[發明專利]一種氯化物裝飾性三價鉻電鍍液

無效

• 申請號: 201110366717.4
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102433574A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 林海波;陸海彥;項新亮
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C25D3/06
• 分類號: C25D3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電鍍技術領域，涉及一種氯化物裝飾性三價鉻電鍍液。

背景技術

鍍鉻在電鍍工業中占有極其重要的地位。裝飾性鍍層是鍍鉻層的主要作用之一。六價鉻鍍層白亮，具有極好的硬度、耐磨性、抗腐蝕性能和很好的裝飾性而廣泛地用在汽車上。然而，六價鉻對環境和人體健康有嚴重的危害，六價鉻電鍍是最嚴重的、最難處理的電鍍工業污染源之一。從源頭治理六價鉻的污染是一種明智的方法。從20世紀70年代開始，隨著人們環保意識地加強和科技的發展，人們一直在努力探尋一種能夠代替六價鉻的電鍍工藝，并且鍍層在功能性和裝飾性上能與鉻鍍層相媲美。但是，根據當前的技術水平，不可能完全取消鍍鉻，因此出現了各種低濃度鍍鉻和三價鉻電鍍技術。其中三價鉻電鍍工藝由于避免了六價鉻污染問題而引人注目。

到目前，三價鉻電鍍還存在著一系列問題，如鍍液對Cr(VI)和其他金屬雜質比較敏感、鍍液穩定性差、鍍層增厚困難、鍍后易產生發霉現象、價格昂貴等，嚴重地制約了三價鉻電鍍的發展。目前，在鍍液的穩定性，也就是鍍液組成的研究比較多，但還沒有一種公認的、比較完美的配方。其中一個重要原因就是，Cr(III)在堿性條件下極易發生羥橋基聚合反應，形成結構穩定的聚合物，從而阻礙了進一步電鍍過程。特別是裝飾性三價鍍鉻工藝更重視提高鍍液的穩定性、改進陽極和改善鍍層的外觀色澤及鍍層等方面。

目前三價鉻電鍍主要是氯化物體系和硫酸鹽體系，兩個體系的優缺點如表1。

表1硫酸鹽體系和氯化物體系的特點

與硫酸鹽體系比較，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、鍍層色澤鮮艷(接近六價鉻顏色)、陽極析氧過電勢較低及陽極上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。但是，隨著鍍鉻體系的管理與維護水平提高，氯化物體系的應用仍然廣泛。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可推廣使用的氯化物體系三價鉻電鍍液，可用于裝飾性三價鉻電鍍，具有價格低廉，穩定性高，所得鍍層美觀等特點。

本發明所述一種氯化物裝飾性三價鉻電鍍液，該鍍液含有0.3～0.5mol/L主鹽、0.1～1.0mol/L絡合劑、0.3～1.0mol/L緩沖劑、1.0～2.0mol/L導電鹽、0.05～0.2mol/L穩定劑、3.0×10^-49.0×10^-4mol/L去極化劑和0.2～0.5mol/L光亮劑。

所述主鹽為六水合三氯化鉻(CrCl₃·6H₂O)；

所述絡合劑最好選自低碳羧酸類化合物及其鹽類，如甲酸、乙酸、草酸、甲酸銨、乙酸銨等，或由這些低碳羧酸類化合物及其鹽類復配得到；

所述緩沖劑為硼酸、甲酸、乙酸等及其鹽中的至少一種；

所述導電鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、氯化鎂等中的至少一種。

所述穩定劑為溴化鉀、次亞磷酸鹽、抗壞血酸等中的至少一種；

所述去極化劑為三氯化鐵；

所述光亮劑為氟化鈉、氟化鉀、氟化銨等鹽中的至少一種。

所述氯化物裝飾性三價鉻電鍍液通過下列方法制得：

A.根據所述電鍍液組成比例以及所需電鍍液體積稱取所需主鹽、絡合劑、緩沖劑、導電鹽、穩定劑、去極化劑和光亮劑，分別加入適量去離子水將其溶解。

B.向絡合劑溶液中加入主鹽，然后與導電鹽溶液混合，調整pH值至1.5-4.0，加入穩定劑、緩沖劑、去極化劑和光亮劑，調至所需水量，20～50℃老化2小時，最后靜置24小時。

使用本發明所述氯化物裝飾性三價鉻電鍍液的電鍍工藝參數為：

陽極可使用鈦基貴金屬氧化物電極，鍍液操作溫度20～30℃，鍍液pH值1.5-4.0，陰極電流密度為2A/dm²～18A/dm²，陰陽極面積比為1∶2，鍍液循環過濾使用，氣體攪拌。

根據實際需要對溫度、電流密度、電鍍時間等參數進行調整可以得到不同厚度的鍍層。

具體實施方式：

以上實施例的工藝條件如下：

陽極為鈦基釕鈦錫金屬氧化物電極，鍍液操作溫度20～30℃，鍍液pH值1.5-4.0，陰極電流密度為2A/dm²～18A/dm²，陰陽極面積比為1∶2，鍍液循環過濾使用，電鍍時間3～15分鐘，氣體攪拌。Hull槽實驗結果：試片全部光亮，光亮寬度為9.5～9.8cm。