[發明專利]一種電鍍錫添加劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011627474.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112779571B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 蔡國隆
• 申請（專利權）人: 上海炫帝實業有限公司
• 主分類號: C25D3/32
• 分類號: C25D3/32
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 盧超

本發明屬于電鍍技術領域，具體涉及一種電鍍錫添加劑及其制備方法，至少包含以下組分：季銨化多羥基Gemini表面活性劑；苯甲酸。本發明提供的添加劑以季銨化多羥基Gemini表面活性劑協同苯甲酸，在陰極表面形成緊密的覆蓋膜層，從而有效抑制了雜質金屬離子在陰極表面的還原和沉積，顯著降低了錫鍍層的無機雜質含量，使鍍層更加均勻細致，厚度更加均勻，可焊性提高。

技術領域

本發明屬于電鍍工藝技術領域。更具體地，涉及一種電鍍錫添加劑及其制備方法。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。在鋁和鋁合金上鍍錫能夠提高鋁及鋁合金的可焊性，但是在鋁表面不能直接鍍錫，需要經過一系列的預處理，如化學鍍鎳、電鍍硬鉻以及其他金屬鍍層等，通過這些預處理能夠顯著提高鋁及鋁合金的表面硬度、耐磨性和耐蝕性，擴大其應用范圍，但是這些預處理方式導致在電鍍過程中，有諸多如鎳離子、鉻離子等雜質的溶出及在陰極表面的沉積。這些雜質在陰極表面的沉積使得鍍層夾雜，鍍層可能因為夾雜使得表面氧化態發生改變，導致表面更容易被氧化，或者使沉積層的結晶顆粒的大小和取向發生改變，最終影響了鍍層的質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的缺陷和不足，提供一種電鍍錫添加劑及其制備方法。該電鍍錫添加劑能夠有效防止雜質金屬離子在陰極表面的沉積，鍍層表面更加均勻細致，厚度更加均勻，可焊性提高，鍍層結合力強且結合緊密。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：一種電鍍錫添加劑，去離子水為溶劑，至少包含以下組分：

季銨化多羥基Gemini表面活性劑

苯甲酸。

Gemini表面活性劑是指具有兩個雙親組分在親水頭基處或距親水頭基很近的烷基鏈上由連接基團將它們連接在一起而形成的雙頭雙尾表面活性劑。與傳統表面活性劑相比，Gemini表面活性劑具有更低的臨界膠束濃度、更高的表面活性、更好的潤濕性、可溶性。

本文中“季銨化多羥基Gemini表面活性劑”是對Gemini表面活性劑頭基進行修飾，引入了多個羥基，其制備方法為：

取N,N-二甲基十二烷基叔胺，加入1,3-二溴丙烷和無水乙醇，攪拌下回流反應36～72h，旋蒸除去溶劑，用乙醚洗滌1～3次除去過量的N,N-二甲基十二烷基叔胺，過濾，濾餅用乙醇/乙酸乙酯混合物重結晶，即得。

所述乙醇/乙酸乙酯混合物中乙醇與乙酸乙酯的體積比為0.1～0.5:2。

本發明中苯甲酸可通過疏水作用和π-π相互作用吸附在陰極表面，同時苯甲酸分子與分子間可以通過氫鍵發生自主裝在陰極表面形成一層保護膜，對陰極表面形成覆蓋，阻擋溶出的雜質離子在陰極表面還原和沉積，從而達到控制雜質金屬離子在陰極表面沉積引起的鍍層質量下降的問題。但是這種阻擋作用并不穩定，發明人進一步通過引入季銨化多羥基Gemini表面活性劑，發現可以強化苯甲酸對雜質離子的阻擋作用，形成的保護膜更穩定，其中，季銨化多羥基Gemini表面活性劑由于具備多羥基結構，分子和分子間可以通過連接基團中氫鍵作用進行自主裝，同時與苯甲酸通過分子間作用力連接，強化苯甲酸自主裝膜的同時在其表面覆蓋一層新的保護膜，從而強化了苯甲酸阻擋雜質金屬離子在陰極表面沉積的作用。

優選地，所述添加劑中，季銨化多羥基Gemini表面活性劑與苯甲酸的重量比為1：10～16。更優選地，季銨化多羥基Gemini表面活性劑與苯甲酸的重量比為1：16。

優選地，所述添加劑還可包括以下濃度的組分：光亮劑、抗氧化劑和絡合劑。光亮劑作用是通過其與金屬離子的配位或其在陰極上的吸附，增大陰極極化，使錫沉積電位負移，同時擴大溫度電流密度范圍，使高端區和低端區同樣光亮，得到結晶細致、光亮且具有較好可焊性及不易脫落的鍍層。