[發明專利]硫酸鹽三價鉻鍍鉻陽極

無效

• 申請號: 200910112477.8
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號: CN101665974A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 楊防祖;蔣義鋒;許書楷;姚士冰;陳秉彝;黃令;田中群;周紹民
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C25D17/10
• 分類號: C25D17/10;C25D3/06
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種鍍鉻陽極，尤其是涉及一種硫酸鹽三價鉻鍍鉻陽極。

背景技術

電鍍鉻有廣泛的應用。鉻鍍層外觀優美，硬度高，耐蝕和耐磨性好，不僅可用作裝飾性鍍層，而且可作功能性鍍層。六價鉻鍍鉻是最普遍的工業化應用工藝。然而，Cr(VI)對環境和人體健康有嚴重的危害，其危害的潛伏期很長，是一種毒性極強的強烈致癌物，也是嚴重的腐蝕介質。相對而言，三價鉻鍍鉻具有六價鉻鍍鉻無法比擬的優點，如毒性較低、廢水處理較簡單、生產中無鉻霧污染等。隨著世界各國對環境問題的日益關注，傳統的六價鉻鍍鉻工藝將逐漸被取代和淘汰，三價鉻鍍鉻必將得到應用和推廣。

目前，三價鉻電鍍主要是硫酸鹽體系和氯化物體系。兩體系各有優缺點，其中氯化物體系具有導電好、槽壓低、鍍液分散能力和覆蓋能力及電流效率較高、光亮電流密度范圍較寬、陽極析氧過電勢較低及三價鉻不易被氧化等優點。缺點是電流密度高時，陽極有氯析出，污染較重，對設備腐蝕重。硫酸鹽體系雖然在鍍液的導電性、分散能力、覆蓋能力、電流效率和光亮電流密度范圍等方面相對氯化物體系優勢不明顯，但卻擁有氯化物所不具有的明顯優勢，即陽極無氯析出，無污染，對設備腐蝕小。因此三價鉻電鍍的研究重心應為硫酸鹽體系。

硫酸鹽鍍鉻工藝中，采用不溶性陽極。對于不溶性陽極，除了具有導電功能外，在硫酸鹽三價鉻電鍍工藝中，還對鍍液的穩定性、分散能力和深鍍能力產生重要的影響。研究和選擇陽極的關鍵是具有適宜的析氧過電勢、鍍液中的三價鉻在陽極上不易被氧化為Cr(VI)。目前，硫酸鹽三價鉻電鍍工藝中普遍使用的陽極及其優缺點如下：

石墨陽極。石墨電極便宜、耐腐蝕、導電性好而使得電鍍電流效率較高、覆蓋能力較好。目前，國內研究的各種三價鉻鍍鉻工藝大多采用石墨電極。但石墨電極存在明顯的缺點：不能抑制Cr(VI)的生成；石墨電極會產生細粉進入鍍液。

鐵氧體陽極。在三價鉻鍍鉻液中浸入這種鐵氧體電極并電解Cr(VI)一段時間后，可使得Cr(VI)的濃度減少至允許范圍內，可有效地抑制或完全消除鍍液中Cr(VI)過量累積而造成的不良影響，同時，在三價鉻鍍液中使用鐵氧體陽極還可以提高鍍液pH的穩定性。但鐵氧體電極制作復雜，價格昂貴，從而大大提高了電鍍成本。

隔離陽極。使用離子交換膜隔離陽極，電鍍槽形成陽極室和陰極室。陰極室鍍液中三價鉻離子難以通過離子交換膜，使得陽極室中不含有三價鉻離子。這樣，陽極上不可能有三價鉻被氧化，鍍液穩定。但，需要對現行的生產線進行改造，還要采用離子交換膜，鍍槽結構較復雜，操作不夠方便。離子交換膜較貴，且壽命有限。

鈦基涂層陽極。即鈦基體上涂氧化銥等氧化物的電極，簡稱DSA電極。目前，鈦基涂層陽極在硫酸鹽三價鉻鍍鉻中使用較廣。鈦基涂層電極具有使用方便，較耐腐蝕，析氧過電勢低，使用壽命較長，三價鉻不易被氧化等優點。但其價格昂貴、導電較差而使得電鍍電流效率和覆蓋能力略差。

公開號為CN1880512的發明專利申請公開了一種全硫酸鹽體系三價鉻電鍍液及制備方法，全硫酸鹽體系三價鉻電鍍液的組成為：硫酸鉻、硫酸鈉、硼酸、硫酸鋁、十二烷基硫酸鈉、絡合劑和穩定劑均按一定比例構成，其余為水。其步驟是：將硫酸鉻溶于蒸餾水或純凈水，攪拌至溶解；將硼酸溶于蒸餾水中，攪拌至溶解；然后將以上兩步所得到的硫酸鉻溶液與硼酸溶液混合；加入絡合劑；依次加入硫酸鈉、硫酸鋁、穩定劑和十二烷基硫酸鈉，邊加邊攪拌，直至溶解；添加水至鍍液體積的90％；調整溶液的pH值在2.0～3.5之間；定容，靜止12h后使用。

公告號為CN201214685的實用新型專利提供一種三價鉻鍍鉻涂層陽極板，鈦板的面呈凹凸不平的麻面，其上涂有涂液層，涂液層上涂有導電膠層，導電膠層上又涂有涂液層，涂層層上又涂有導電膠層，如此層狀疊加至5～20層。優點：一是具備良好的催化活性，有效地提高鍍液覆蓋率，并且具有適宜的氧過電位；二是在電鍍過程中不產生Cr³⁺→Cr⁶⁺氧化反應，能使電鍍液長期穩定且使用壽命長。