[發明專利]一種三價鉻電鍍溶液及其制備方法

在審

• 申請號: 201610269295.1
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN107313078A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 張博;趙煥;劉偉華;李慶鵬;劉建國;嚴川偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C25D3/06
• 分類號: C25D3/06
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及環保型電鍍硬鉻領域，具體為一種新型的三價鉻電鍍溶液及其制備方法。

背景技術

電鍍鉻層硬度高，具有較好的耐磨性和耐腐蝕性，并且具有優良的裝飾性，常被用作電子電氣設備，五金工具等的裝飾性鍍層和活塞、模具、軸類等的功能性鍍層，應用十分廣泛。現在世界上電鍍鉻層絕大部分都是采用六價鉻電鍍工藝，六價鉻電鍍工藝簡單，維護方便，鍍層性能好。但是六價鉻離子毒性甚大，過量攝入會導致皮膚潰瘍，肝腎功能受損，并且有強烈的致癌作用。美國環境保護署已經將六價鉻確定為危險的空氣污染物質和17種高度危險的毒性物質之一。隨著人們對健康及環境保護的日益重視，開發一種可替代六價鉻電鍍的新型環保技術是各國科研工作者努力的方向。

三價鉻毒性比六價鉻毒性小100倍，三價鉻電鍍技術被認為是一種很有希望取代六價鉻電鍍的環保化技術。經過幾十年的發展，三價鉻電鍍技術已經取代了長足的發展，在裝飾性鍍鉻領域已經可以做到對六價鉻電鍍的替代。但是三價鉻鍍液成分復雜，對雜質容忍度低，鍍液維護困難，并且由于三價鉻離子配合物惰性較高，易發生水解、羥合、氧合等反應，鍍層增厚困難。目前，在功能性鍍鉻領域，還沒有可以取代六價鉻電鍍的三價鉻電鍍技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的三價鉻電鍍溶液及其制備方法，解決現有六價鉻離子毒性對健康及環境保護影響較大的問題。

本發明的技術方案是：

一種三價鉻電鍍溶液，鍍液成份為：氯化鉻0.5～1.0mol/L，硫酸鉻0.2～0.5mol/L，配位劑1.5～3.0mol/L，緩沖劑0.1～1.0mol/L，導電鹽0.5～2.5mol/L， 潤濕劑2～10g/L，分散劑2～10g/L，其余為水。

所述的三價鉻電鍍溶液，配位劑為苯甲酸、順丁烯二酸、巰基乙酸、草酸、十八酸及上述酸的鹽、甲醇、乙醇、磺酰脲中的一種或兩種以上。

所述的三價鉻電鍍溶液，緩沖劑為苯甲酸鈉、氫氰酸、過氧化氫、檸檬酸、乙二胺四乙酸EDTA中的一種或兩種以上。

所述的三價鉻電鍍溶液，導電鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鎂、氯化鈀中的一種或兩種以上。

所述的三價鉻電鍍溶液，潤濕劑為十二烷基硫酸鈉K12、壬基酚聚氧乙烯醚NP-10、月桂氮酮、丁基奈磺酸鈉中的一種或兩種以上。

所述的三價鉻電鍍溶液，分散劑為聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種以上。

所述的三價鉻電鍍溶液的制備方法，在確定的酸度、溫度、電流密度下，制取出厚度超過60μm鉻鍍層；鍍液使用過程中酸度控制在pH＝1～4之間，鍍液使用過程中溫度控制在30℃～50℃之間，鍍液使用過程中電流密度控制在30～40A/dm²。

所述的三價鉻電鍍溶液的制備方法，電鍍時間60～120min，鉻鍍層厚度范圍為60～120μm。

本發明的優點和有益效果是：

1、本發明采用三價鉻溶液制備厚鉻鍍層，降低了對環境的污染，減少了對電鍍工人健康的危害，得到的三價鉻鍍層表面平整，結晶致密，與基體結合力好，厚度可達60μm以上。

2、本發明采用常規電鍍工藝，無需特殊式樣處理手段。

具體實施方式

在具體實施過程中，本發明三價鉻電鍍溶液的鍍液成份設計思想如下：

(1)氯化鉻0.5～1.0mol/L，其作用是：作為電鍍液主鹽，是電鍍出鍍層的金屬鹽主體；

(2)硫酸鉻0.2～0.5mol/L，其作用是：作為主鹽的補充，有效的提高鍍層厚度；

(3)配位劑1.5～3.0mol/L，其作用是：促進主鹽溶解并在沉積時速度得到有效控制；

(4)緩沖劑0.1～1.0mol/L，其作用是：控制電鍍液的ph值在一個合理的范圍內；

(5)導電鹽0.5～2.5mol/L，其作用是：提高電鍍液的電導率，促進鍍層的有效形成；

(6)潤濕劑2～10g/L，其作用是：提高主鹽的浸水能力，有效的增強鍍層表面狀態以及致密度；

(7)分散劑2～10g/L，其作用是：降低電鍍液的表面張力，防止電鍍液沉降和凝聚，提高電鍍液穩定性。

下面通過實施例進一步詳述本發明。

實施例1