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代氰剂:成功替代有氰镀锌工艺的重大突破

放大字体  缩小字体发布日期:2013-02-26  浏览次数:603
核心提示:本文介绍了已经获得国家发明专利权的LYH03代氰剂及镀锌液的制备的无氰碱性镀锌工艺。

本文介绍了已经获得国家发明专利权的LYH03代氰剂及镀锌液的制备的无氰碱性镀锌工艺。

1 开发无氰电镀是保护环境的必然需要

电镀表面技术,已有一百多年历史。电镀技术的发展,为美化产品外观尤其是延长产品寿命作出了突出贡献。但电镀行业中危害最为严重的是使用氰化物和六价铬问题。氰化物是剧毒物品,一个人只要吞服0.3克就会有生命危险。六价铬则是一种致癌物质。

氰化物作为铬合物电镀液的铬合剂是电镀工业中的重要原料,为世界各国所普遍采用。电镀中要用氰化物的工艺主要有镀锌、镀铜、镀银和镀合金(如黄铜、铜锡合金和仿金镀层等)。六价铬主要用于六价铬镀铬及六价铬钝化,以使不锈钢铁、铝等金属表面生成致密氧化物保护层,从面阻止与金属进一步反应。如果使用无毒三价铬钝化剂也要解决当前应用之中存在的钝化色差不一致及锌酸盐碱性镀锌,三价铬钝化变色及防蚀等问题。

解决含氰电镀和六价铬镀铬及六价铬钝化,这是电镀中关键核心技术。如果能解决上述核心技术,使电镀行业的污染可消除80%以上;污染的废弃处理,大幅度减少,对人类及自然环境可大大改善。

对此,各国都先后出台了治理方案和规定了排放标准。最终目标是取消氰化物镀种,以其它工艺技术取代这一有毒的工艺。这就是无氰电镀(Cyanide-freeplating,non-cyanideplating)。

镀锌作为钢铁制品的阳极性保护镀层,锌镀层对铁基体既有机械保护作用,又有电化学保护作用,抗腐蚀性能良好,因此镀锌是世界上使用量最大的镀种,由于氰化物镀锌有良好的分散能力,镀层细致且镀后钝化性能好,镀层脆性小,是镀锌中的主流工艺。在我国也不例外。据调查得知,氰化镀锌需用的氰化钠,占全部氰化钠用量达7O%左右。加之其所用原料相对便宜,而钢铁制品的面积往往较大,所以镀锌槽的规模也是电镀中较大的,上万升的镀液是常见的,有的如机车车辆厂电镀列车冷藏箱交换器的镀锌槽大到十万升。而这些大型镀锌的工艺恰恰都选择的氰化物电镀。由于镀锌是常用镀种,用量也大,涉及面广,所以研究无氰镀锌有重要实际意义。

我国目前有氰镀锌厂家数以万计,有氰镀锌槽液则以亿吨计算,这样大量有氰镀锌槽液如数被废置或倒掉,可以想象这将造成何等程度的环境污染和资源浪费。

2 研究开发无氰镀锌工艺

镀锌工艺分类.电镀锌:就是利用电解,在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。与其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀(适合小零件)、自动镀和连续镀(适合线材、带材)。目前,国内按电镀溶液分类,可分为四大类:

a.氰化物(CN)镀锌.由于(CN)属剧毒,所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制,不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展,要求使用低氰(微氰)电镀液。

采用此工艺电镀后,产品质量好,特别是彩镀,经钝化后色彩保持好。

b.锌酸盐镀锌,此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。依据不同的需要和所采用的不同技术,无氰镀锌分为碱性和中性(弱酸性)、酸性三大系列。其中以碱性镀锌与氰化物镀锌的性能最为接近,并且现有的含氰镀锌可以通过低氰向无氰过渡,厂家容易接受。

c.氯化物镀锌从无氰镀锌技术开发中成熟起来的另一系列的是氯化物弱酸性镀锌,这是以光亮添加剂为主的镀锌工艺,分铵盐型和钾盐型两大类,其中钾盐在我国已经很盛行。尤其是滚镀中的大多数选用了氯化钾镀锌工艺。钾盐镀锌的光亮度很高,但分散能力比碱性差一些,且镀后钝化性能稍稍不如碱性镀锌,脆性也稍大。但仍是现在日用五金电镀中大量采用的工艺。

钝化后(兰白)可以锌代铬(与镀铬相媲美),特别是在外加水溶性清漆后,外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。

此工艺适合于白色钝化(兰白,银白)。

d.硫酸盐镀锌这也是在电镀添加剂技术进步的产物。此工艺适合于连续镀(线材、带材、简单、粗大型零、部件)。成本低廉。

可见,对于无氰镀锌可供选择的工艺有锌酸盐镀锌、氯化物镀锌和硫酸盐镀锌三种,从而满足各种不同产品的需要。

代氰剂及镀锌液的制备.碱性镀锌是以锌酸盐为主的无氰镀锌工艺,基本成分是氢氧化钠NaOH和氧化锌ZnO,而主要起作用的是电镀添加剂(代氰剂),如果没有这些添加剂,要想镀出合格的产品是不可能的。不同添加剂形成不同的多种碱性镀锌工艺,而且要所研发的无氰镀锌从分散能力,镀层的韧性、光亮度等方面都可与氰化物镀锌比美。

以卢月红任董事长的嘉兴市巨大工贸有限公司多年来一直致力于研究开发代氰剂,它是替代氰化钠的助剂,将使碱性镀锌工艺中可以不再使用有毒的氰化钠。经过5年的探索,3年的市场实践考验,2003年开发出完全拥有自主知识产权的研究成果LYH03代氰剂及镀锌液的制备方法,它包括以下重量份的组分:氢氧化钠10-20份;亮蓝1-20份;抗杂质添加剂15-30份;糖精钠1-10份;胡椒醛15-20份;纯碱25-50份;乙二醇5-13份。用它加入到电镀液母液中替代氰化钠,所得的电镀产品光泽明亮、电镀层粘结牢、镀层组织平整。

3 产品性能

3.1产品质量指标

外观形象淡黄色透明液体

密度1.1-1.3

水溶性试验与水互溶

PH值:呈碱性

无毒、无害,不燃不爆。

3.2使用性能

它是一种绿色环保产品,并且具有节能、降耗、增效的优势。转化时间只需1-2个小时,产品质量效果明显。

最新行业新闻2013年02月26日更新

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