[发明专利]用于碱性镀锌的添加剂

说明书

本发明涉及在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的方法，具有特殊光泽度的涂锌金属基底以及用于在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的含水碱性镀浴，和镀锌浴添加剂用于在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的方法中以及在改进光学外观和/或锌或锌合金涂层在金属基底上的附着力中的用途。

发明领域

本发明涉及在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的方法，具有特殊光泽度的锌或锌合金涂覆金属基底以及用于在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的含水碱性镀浴，和镀锌浴添加剂用于在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的方法中改进光学外观和/或锌或锌合金涂层在金属基底上的附着力的用途。

发明背景

锌从用于制备涂锌金属基底的碱性溶液中电解沉积到金属基底上广泛用于防止这类金属基底腐蚀并赋予所得最终产物特殊光学和机械性能。该电解沉积方法通常包括将电流密度施加于待锌涂覆的金属基底上，同时将所述基底放入镀锌浴中。由于施加的电流，溶于镀锌浴中的锌离子沉积在金属基底表面上使得在其上形成锌涂层。

在本领域中，提出改进锌在碱性溶液中电解沉积到金属基底上的几种尝试。例如，US 2012/0138473 A1涉及能够在待镀物体表面上快速形成取决于位置具有小厚度变化的锌涂层的镀锌浴添加剂。镀锌浴添加剂包含具有两种胺化合物作为结构单元的水溶性共聚物。WO 03/006360 A2涉及碱性锌-镍电镀浴，其包含锌离子、镍离子、主光亮剂(其为在吡啶环的3位上被羧酸酯基团或者可水解成羧酸酯基团的基团取代的N-甲基吡啶化合物)，和次光亮剂(其为脂族胺)。US 3,886,054 A涉及用于光亮镀锌的非氰化物碱性电镀浴，其包含亚烷基多胺和1,3-二卤-2-丙醇的季铵化缩聚物作为晶粒细化剂，优选与醛类光亮剂和能够在宽电流密度范围内产生光亮的细粒沉积物的巯基取代杂环化合物混合。US 2005/133376 A1涉及含水锌-镍电镀浴，其包含水；镍离子；锌离子；至少一种配位剂；和至少一种非离子源性表面活性聚氧化烯化合物，其中浴具有碱性pH。

然而，通过锌或锌合金电解沉积到基底上而制备涂锌金属基底是具有挑战性的。例如，在锌或锌合金电解沉积到金属基底上期间，产生氢气，其倾向于作为小气泡粘附在涂层表面上，产生在金属基底上形成的具有恶化光学外观的锌或锌合金涂层。这类恶化的光学外观通常在表面上以条纹形式可见。除此之外，该气泡的形成还降低锌涂层在金属基底上的附着力，其可作为表面上的小泡检测到，因此得到也降低的机械性能。因此，将表面活性剂加入镀浴中是理想的，以便支持金属基底上均匀涂层的形成并且因此改进锌或锌合金涂覆金属基底表面的光学外观。关于这一点，应当指出，认为适用于镀锌方法中的表面活性剂应当可溶于镀浴中。然而，这类水溶性表面活性剂还倾向于稳定沉积过程期间产生的泡沫，其然后干扰锌或锌合金沉积在金属基底上，使得在其上形成不均匀的涂层，再次产生光学上劣化的外观。与其相反，已知在泡沫的不稳定方面足够的表面活性剂通常不可溶于含水镀锌浴，因此认为不适于这类浴中。

因此，本领域中需要提供避免上述缺点，尤其是容许制备锌或锌合金涂覆金属基底，赋予所得最终产物非常好的光学特性，同时其机械性能保持在高水平或者甚至改进的方法。特别地，理想的是提供在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的方法，其在一方面由在镀浴中不形成泡沫和气泡产生的光学外观以及另一方面锌或锌合金涂层在金属基底上的附着力方面很好地平衡。

因此，本发明的目的是提供在金属基底上电解沉积锌或锌合金涂层的方法。此外，本发明的目的是提供其中在金属基底上形成具有均匀厚度的锌或锌合金涂层的方法。本发明的又一目的是提供其中在金属基底上形成的所得锌或锌合金涂层的光学外观改进的方法。本发明的另一目的是提供其中在金属基底上形成的所得锌或锌合金涂层的机械性能保持在高水平或者甚至改进的方法。本发明的又一目的是提供其中得到金属基底表面的良好润湿使得导致改进的气泡释放，从而改进所得锌或锌合金涂覆金属基底的光学外观的方法。本发明的另一目的是提供其中所得锌或锌合金涂覆金属基底为在润湿行为以及锌或锌合金涂层在金属基底上的附着力方面良好平衡的性能结果的方法。其它目的可从以下描述中推断。

发明概述