[发明专利]热浸镀用无铵盐助镀剂及其制备和使用工艺方法

说明书

技术领域

本发明提出一种热浸镀专用的助镀剂及使用方法，属于钢铁材料的表面镀覆工艺技术领域。 

背景技术

助镀就是将酸洗后的钢铁制件再浸入一定成分的氯化锌铵助镀液中，提出后在制件表面形成一层薄的氯化锌铵盐膜的过程。助镀工序对钢铁制件表面起到清洁的作用，去除酸洗清洗后残留在制件表面的铁盐或氧化物，使钢铁制件在进入锌浴时具有更大的表面活性。在钢铁制件表面沉积上一层盐膜，可防止钢铁制件从助镀池到进入锌锅这一段时间内在空气中锈蚀。当助镀处理过的钢铁制件浸入锌液时，钢铁制件表面的助镀液盐膜中的氯化铵会在较高温度下分解成氨气和氯化氢气体，此时氯化氢对钢基体的侵蚀占了主导，使钢基体表面不能形成氧化物，保持钢基体的活化状态。故在传统的热浸镀锌用助镀剂中均含有一定含量的氯化铵。 

氯化锌+氯化铵助镀液已被热浸镀锌企业广泛采用，但在使用过程中，助镀后钢铁制件表面形成氯化锌氨盐膜，由于盐膜中的氯化氨分解温度低，远低于常规热浸镀锌温度450℃。故浸镀时氯化氨受热分解会形成氨气和氯化氢气体，这两种气体在锌浴的上方又可以结合成微米级或纳米级晶体颗粒，导致锌浴上方产生大量的烟尘，影响镀锌工艺的操作环境和周边生态环境。 

对于热浸镀锌过程因助镀后浸镀时产生的大量烟尘，国内大多数企业并未采用适当措施进行处理。而在欧美国家，普遍采用了烟尘收集过滤处理的方式，将所产生的烟尘经抽气系统收集后在过滤器中进行处理。这种烟尘收集处理系统设备庞大、运行能耗较高，可将75％～95％的烟尘抽取并去除，较好低改善了镀锌操作环境。 

为了免去庞大的吸烟过滤系统及因运行此系统所造成的巨大能耗，开发无氯 铵助镀剂无疑有着巨大的应用前景，但研究的成果并不多，目前已开发出了氯化锌、氯化钾(氯化钠)系、铜/锡系、植酸锌系等。如，中国专利(CN 101122000A)中发明了一种热镀锌用植酸盐助镀剂，助镀剂由植酸锌、硼砂、氟化钠、柠檬酸、草酸、盐酸胼组成，助镀剂中不含有氯化铵，有利于工作环境的改善；又如，中国专利(CN101328568A)中发明了热浸镀用多功能助镀剂添加剂，将由季铵根阳离子表面活性剂和聚氧乙烯基非离子表面活性剂组成的添加剂添加到由氟化钠、氟化铝、氯化锌、氯化铵、锆氟酸钾、氟化钾、氯化钠组成的助镀剂中改善热浸镀锌、热浸镀锌-铝时助镀效果。这些助镀剂并没有将氯化铵完全去掉，只是添加氟化物或稀土盐改善热浸镀锌-铝时的助镀效果；或以氯化钾或氯化钠完全代替氯化铵，虽然减少了烟尘，但助镀效果并不理想，容易产生漏镀。为此，研究一种新型的无氯化铵的助镀剂，在满足助镀效果的情况下减少烟尘，改善工作环境，是热浸镀锌技术领域迫切需要解决的难题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种热浸镀用无铵盐助镀剂及其制备和使用工艺方法，其助镀剂组分中无铵盐加入可大幅度降低热浸镀时烟尘的产生，减小对环境的污染，改善工作环境。 

本发明热浸镀用无铵盐的助镀剂技术方案为：助镀剂水溶液由氯化锌、氯化钠、非离子型表面活性剂和全氟碳型表面活性剂组成；配比组成为：氯化锌80～350g/L，氯化钠30～100g/L，非离子型表面活性剂2～4g/L，全氟碳表面活性剂0.1～2g/L，其余为水。 

所述助镀剂水溶液中的全氟碳型表面活性剂是不含有铵根离子的阳离子型、阴离子型和非离子型；助镀剂水溶液中的非离子型表面活性剂是椰子油酸烷醇酰胺、或脂肪酸烷醇酰胺、或烷醇酰胺磷酸脂。 

采用无铵盐助镀剂进行热浸镀使用工艺是：先将除油、除锈后的钢铁制品浸入无铵盐的助镀剂中助镀处理，温度控制在40℃～80℃范围内，然后在40℃～140℃温 度下干燥或烘干，使其表面附着一层均匀的助镀剂膜，再浸入熔融锌液中进行热浸镀。 

助镀时助镀液的温度最佳为60℃-70℃。 

助镀后钢铁之间的烘干温度最佳为70℃-110℃。 

本发明的优点在于助镀剂组分中无铵盐加入可大幅度降低热浸镀时烟尘的产生，减小对环境的污染，改善工作环境。 

具体实施方式：

以下结合实例对本发明作进一步详述。