[发明专利]一种金属锌-有机环氧粉末耐蚀耐磨复合镀层及其制备方法

说明书

本发明公开一种金属锌‑有机环氧粉末耐蚀耐磨复合镀层及其制备方法，将环氧粉末和表面活性剂加入碱性锌酸盐镀液中，得到锌‑环氧粉末复合镀液；以锌板为阳极，预处理后的基材为阴极，置于锌‑环氧粉末符合镀液中，进行直流恒流电镀，得到锌‑环氧粉末复合镀层。本发明利用将环氧粉末分散在锌酸盐电镀液中，制备出锌‑环氧粉末复合镀层。环氧粉末作为镀层中的增强体，一方面可以填充镀层的孔隙，增大镀层的致密性，并减小镀层表面的粗糙度，另一方面，环氧粉末作为惰性颗粒，可以保护镀层中的锌不受腐蚀。同时，环氧粉末本身还具有较好的耐磨性能，提高镀层的耐磨性能。

技术领域

本发明涉及复合电沉积领域，更加具体地说，涉及一种锌-环氧粉末耐蚀耐磨复合镀层及其制备方法。

背景技术

锌镀层在钢铁防腐蚀中具有广泛的应用，在一些特殊情况下，要求镀锌层同时具有较好的耐蚀性和耐磨性能，以增加镀锌层的使用寿命，减少成本，增大经济效益。复合电镀常用于提升耐蚀性和耐磨性，但复合电沉积锌相关的研究基本集中于酸性体系，鲜有关于锌酸盐电沉积制备锌基复合镀层的研究。然而，酸性体系镀锌具有腐蚀性和高毒性，锌酸盐电沉积的镀液废水处理简单，锌层覆盖能力好，且相比酸性电沉积，锌酸盐电沉积不易析氢。

环氧粉末涂料是一种具有优异的机械性能和耐磨性能的绝缘有机涂料，其成本较低，并且具有使用便捷的优势，是一种广泛应用于保护钢材的良好材料。环氧粉末往往包含多种成分，其中不同的成分可以提升不同的性能。由于环氧粉末的绝缘性，且具有黏附性能，其可以作为抗腐蚀离子屏障，使离子传导过程更加困难，增强耐蚀性。同时环氧粉末是惰性颗粒，不会腐蚀。在摩擦过程中，由于环氧粉末熔点低，达到一定温度形成液体可以进一步填充镀层，形成润滑液，增强镀层的耐磨性。当温度进一步升高，环氧粉末分解，高温下变成自润滑性能优异的碳，这有助于镀层耐磨性的提升。而温度降低时环氧粉末凝固，由于环氧粉末具有优异的黏附性能，其填充在复合镀层中，增大了镀层本身和镀层与基体之间的黏附性能。因此将环氧粉末作为增强相引入锌镀层，在高温环境中能够有效增大镀锌层的耐磨性能并且减少镀层的损失。当环境温度恢复正常时，环氧粉末的重新凝固还会增大镀层的结合力，环氧粉末的凝固也是复合镀层自修复的过程。将环氧粉末和锌一起沉积在钢表面有望同时提升镀锌层的耐蚀性和耐磨性，既适用于常温大气环境，在高温环境和冷热交替的复杂环境中也能够有很好的应用前景，还没有见到相关的专利和论文报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种金属锌—有机环氧粉末耐蚀耐磨复合镀层及其制备方法，在碱性锌酸盐体系中制备一种同时具有较好的耐蚀性和耐磨性能的锌—环氧粉末复合镀层，减少在一些特殊应用下镀锌层的损耗，并增强对钢材的防护性能。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种金属锌-有机环氧粉末耐蚀耐磨复合镀层及其制备方法，按照下述步骤进行：以锌板为阳极，待处理的基材为阴极，置于锌—环氧粉末复合镀液中进行直流恒流电镀，电镀时进行搅拌，其中水浴温度为20—30℃，电流为2—4A/dm²，电镀时间为20—40min，搅拌速度为100—200rpm；在锌—环氧粉末复合镀液中，以水为溶剂，由环氧粉末6-15g/l、表面活性剂十二烷基硫酸钠0.05-0.15g/l、氢氧化钠10-15g/l、氯化锌10-15g/l、光亮剂DE1-6ml/l和1-6ml/l光亮剂W906组成。

在进行直流恒流电镀时，水浴温度为20—25℃，电流为2—3A/dm²，电镀时间为20—30min，搅拌速度为100—150rpm。

在锌—环氧粉末复合镀液中，由环氧粉末6-12g/l、表面活性剂十二烷基硫酸钠0.05-0.1g/l、氢氧化钠10-14g/l、氯化锌10-14g/l、光亮剂DE2-6 ml/l和2-6ml/l光亮剂W906组成。