無氰電鍍

塑料電鍍

塑料制品經(jīng)過電鍍金屬層后，具有質(zhì)量輕、能導(dǎo)電、外表美觀的特點(diǎn)。因此塑料電鍍工藝已廣泛應(yīng)用于電子、光學(xué)儀器、機(jī)床按鈕和輕工產(chǎn)品等各方面。

對(duì)塑料進(jìn)行電鍍，首先應(yīng)考慮塑料是非導(dǎo)體，不能直接進(jìn)行電鍍。在電鍍前應(yīng)對(duì)塑料表面進(jìn)行預(yù)處理，除去塑料表面的油和雜質(zhì)以保持潔凈，再沉積一層導(dǎo)電的金屬膜，將它作為陰極，即可進(jìn)行電鍍。采用塑料電鍍，不僅可以代替金屬銅、鋁來使用，還能減少加工工序，降低生產(chǎn)成本。

無氰堿性光亮鍍銅

能完全取代傳統(tǒng)氰化鍍銅工藝和光亮鍍銅工藝，適用于任何金屬基材:純銅丶銅合金丶鐵丶不銹鋼丶鋅合金壓鑄件、鋁丶鋁合金工件等基材上，掛鍍或滾鍍均可。

經(jīng)濟(jì)效益:

.總體成本降30%以上

.低開缸和操作成本

.減省廢水處理成本

.減省傳統(tǒng)光亮酸銅工藝

優(yōu)越的產(chǎn)品功能:

.鍍層均勻、致密、柔軟、光亮，與基體有良好的結(jié)合力;超強(qiáng)深鍍和高覆蓋能力，走位優(yōu)于氰化鍍銅工藝，無金屬置換反應(yīng)

.沉積速度:掛鍍:鍍速2-3微米1分鐘;滾鍍:鍍速8微米25分鐘;滾掛鍍均可

.銅離子為一價(jià)銅，不是二價(jià)銅

.鍍液壽命長(zhǎng)和適用于大量生產(chǎn)

.直流電源(每平方分米約電流0.2 - 2A)

.堿性工作液(pH 7 - 9)

.只需經(jīng)稀酸中和及活化后，便可在NCBC990的鍍層上繼續(xù)鍍上其他鍍層，例如:堿鎳丶光亮鎳、銀等

.環(huán)保型產(chǎn)品，不含有劇毒的氰化物，操作安全，亦能減省廢水處理成本

.可抵受高溫?zé)崽幚矶浑x層，廢品率低

.有良好電磁遮敞效應(yīng)

.現(xiàn)有氰化鍍銅設(shè)備可清洗干凈后直接配制本工藝使用，無需做設(shè)備的再投入

.鍍液維護(hù)管理方法為常規(guī)的滴定分析及赫氏槽打片;鍍液穩(wěn)定性及鍍層質(zhì)量均優(yōu)于焦磷酸銅電鍍工藝

.達(dá)RoHS標(biāo)準(zhǔn)

1.問題的提起

電鍍使本來烏黑的鋼鐵和銅綠斑爛的銅材變得鏡光锃亮、光芒四射，可是她在美化了世界同時(shí)，也對(duì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境帶來污染和危害。

在電鍍工業(yè)中危害最嚴(yán)重的要數(shù)氰化物和六價(jià)鉻。氰化物是劇毒物品，一個(gè)人只要吞服0.3克就會(huì)有生命危險(xiǎn)。雖然它處理起來不難，但現(xiàn)實(shí)狀況是真正通過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的只是少數(shù)，所以問題的嚴(yán)重性就不言而喻了。

本文將以實(shí)用技術(shù)為切入口，提供一些可靠的無氰電鍍等工藝，以從源頭上創(chuàng)造電鍍清潔生產(chǎn)環(huán)境。

2.無氰鍍鋅工藝

電鍍中要用氰化物的工藝主要有鍍鋅、鍍銅、鍍銀和鍍合金(如黃銅、銅錫合金和仿金鍍層等)。其它還有鍍金，但其它溶液氰的濃度極低，而且通過多道回收，排放的廢水含氰量幾乎可以忽略不計(jì)。在這些需用氰化鈉或氰化鉀的鍍液中，用量最大的要數(shù)氰化鍍鋅。據(jù)調(diào)查得知，氰化鍍鋅需用的氰化鈉，占全部氰化鈉用量70%左右，也就是用量要比其它各鍍種的總和(包括鍍鎳層的退除)還要多一倍左右。從技術(shù)上說，氰化鍍鋅工藝可能性比其它鍍種更容易實(shí)現(xiàn)無氰化。

眾所周知，我國(guó)的無氰鍍鋅技術(shù)有著堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。氯化物和鋅酸鹽兩大無氰鍍鋅工藝所能達(dá)到的技術(shù)水平并不比國(guó)外的差。只要不吹毛求疵，可以說無氰鍍鋅是完全能夠取代氰化鍍鋅的。如有要求特別高的鍍鋅產(chǎn)品，可采用達(dá)克羅工藝。

對(duì)原有的氰化鍍鋅槽液可逐漸轉(zhuǎn)化成堿性無氰鍍鋅。具體做法是:

溶液不再加氰化鈉，讓其逐漸在電鍍過程中消耗掉?？梢酝ㄟ^下列步驟逐漸改成鋅酸鹽鍍鋅工藝，這就是使鍍液從高氰→中氰→低氰→微氰逐漸過渡到無氰。

高氰和中氰的鍍鋅溶液可以加添加劑也可不加添加劑。但低氰、微氰和無氰的鍍鋅溶液就必須加添加劑。如果你現(xiàn)在所用的高氰或中氰的鍍液是不加添加劑的，那末隨著槽液中游離氰含量的降低，就必須及時(shí)地加入添加劑。

我廠生產(chǎn)的95氰化鍍鋅和JZ-04型鋅酸鹽鍍鋅兩種光亮劑配合起來使用，就可完成轉(zhuǎn)化工作。在高、中、低氰的鍍液中，可只用95型，在無氰鋅酸鹽鍍液中，則可只用JZ-04型。在微氰和無氰的過渡階段，可以開始加JZ-04型光亮劑。

隨著槽液中氰化鈉含量的降低，由于鋅離子不能很好地與氰化鈉形成絡(luò)合物了，使電極電位變正起來，也就是鋅層在陰極上放電析出容易了，這樣就會(huì)造成鍍層粗糙;為了獲取結(jié)晶細(xì)致和光亮的鍍層，我們就要及時(shí)地加入光亮劑，另外一方面還要適當(dāng)提高氫氧化鈉的含量;因?yàn)殡S著氫氧化鈉含量的提高，鋅離子與氫氧化鈉形成的絡(luò)合物也會(huì)穩(wěn)定起來。Zn2+與OH-可形成4種不同配位數(shù)的絡(luò)離子，其中四羥基絡(luò)鋅[Zn(OH)4]2-最穩(wěn)定，其K不穩(wěn)=2.8×10-16，只比鋅氰化鈉絡(luò)合離子小一個(gè)數(shù)量級(jí)。鋅氰化鈉[Zn(CN)4]2-，K不穩(wěn)=1.3×10-17。所以在轉(zhuǎn)化時(shí)，除了要加添加劑和提高氫氧化鈉含量外，還必須同時(shí)降低鋅離子的濃度?？梢陨賿煨╀\板，而代之以不溶性的鐵板作陽(yáng)極。這樣轉(zhuǎn)化，既不會(huì)影響生產(chǎn)，也不會(huì)造成浪費(fèi)，還不會(huì)帶來污染，真是一舉數(shù)得。

2.1 JZ-04和JZ-05高性能無氰堿性鍍鋅工藝

2.1.1 特點(diǎn)

JZ-04和JZ-05是兩種最新一代堿性無氰鍍鋅光亮劑，性能特別優(yōu)良，是更新?lián)Q代產(chǎn)品。兩種光亮劑不同之處是:JZ-04的光亮劑是與柔軟劑合在一起的，添加起來比較方便;而JZ-05的光亮劑與柔軟劑是分開添加的，對(duì)鍍層性能(例如對(duì)應(yīng)力和光亮度)可隨心所欲地控制，因此對(duì)鍍層性能要求高的比較更適用些;且它比JZ-04有更寬廣的電流密度范圍。這兩種光亮劑共同的特點(diǎn)有:

1)電流密度范圍寬，可在0.1~15A/dm2范圍內(nèi)獲得光亮的鍍層;

2)鍍液分散能力和覆蓋能力好，超過氰化鍍鋅;

3)鍍液溫度范圍寬，45℃還能獲得光亮的鍍層;

4)鍍層光亮度好，脆性小，應(yīng)力接近氰化鍍鋅。

為了使電鍍層光滑牢固，工業(yè)生產(chǎn)上電鍍液的配方往往很復(fù)雜。以前常用氰化物作絡(luò)合劑來配制電鍍液。但由于CN-有劇毒，對(duì)電鍍工人的健康損害很大，同時(shí)，排放含CN-的污水、廢氣也嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，現(xiàn)在電鍍主要使用無氰電鍍。無氰電鍍是不含CN-的電鍍液電鍍。下面是兩種無氰電鍍液的配方:

組 分 配方Ⅰ濃度

(g / L) 配方Ⅱ濃度

(g / L) 基本作用

氯化鋅 18~20 40~60 提供電沉積所需的Zn2+

氧化鋅 18~20

氯化銨 220~270 200~240 導(dǎo)電鹽等

氨三乙酸 40~50 15~25 絡(luò)合劑，改善鍍層質(zhì)量

醋酸鈉 100~200 緩沖劑，穩(wěn)定鍍層酸度

聚乙二醇 1~1.5 2~3 增光劑，提高鍍層的光亮性

硫脲 1~2 1.5~2

洗滌劑 0.2~0.4 少量 潤(rùn)濕劑，增強(qiáng)結(jié)合力

【用途一】是鍋爐和換熱器的阻垢劑和緩蝕劑、無氰電鍍的絡(luò)合劑、皂用螯合劑、金屬和非金屬的清洗劑。

【用途二】常用作鍋爐水、循環(huán)水、油田注水處理中的阻垢緩蝕劑。常與聚羥酸類阻垢分散劑復(fù)配。還可作無氰電鍍絡(luò)合劑，漂染業(yè)的固色劑，過氧化氫穩(wěn)定劑。

【用途三】本品為無氰電鍍的主料。配制成無氰電鍍銅溶液，在鋼鐵上直接電鍍銅層結(jié)合力良好。鍍層光滑、色澤好。一般用量60%含量為100~120 ml/L。硫酸銅用量為15~20 g/L。另外，在電鍍前將鍍件浸在本品的1%~2%溶液中，使電鍍件轉(zhuǎn)為活化態(tài)，再進(jìn)行電鍍更能提高效果。

【用途四】該品為新型的無氯電鍍絡(luò)合劑，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中用做水質(zhì)穩(wěn)定的主劑，起緩蝕阻垢作用。該品是有機(jī)多無膦酸類水片理劑之一，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的這類產(chǎn)品還有基他一些品種，例如氨基三亞甲基膦酸(ATMP):[CH2PO(OH)2]3N以及乙二胺四亞甲基磷酸(EDTMP)等等。有機(jī)多元膦酸是60年代后期開發(fā)、70年代前后被確認(rèn)的一類水處理劑，這類處理劑的出現(xiàn)使水片理技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步。與機(jī)聚磷酸鹽相比，有機(jī)多無膦酸具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、不易水解、能耐較高溫度和藥劑量小且兼具緩和蝕垢性能等特點(diǎn)。是一類陰極型緩蝕劑，又是一類非化學(xué)當(dāng)量阻垢劑。和其他水處理劑復(fù)合使用時(shí)，表現(xiàn)出理想的協(xié)同效應(yīng)。對(duì)許多金屬離子如鈣、鎂、銅、鋅等具有優(yōu)異的螯合能務(wù)，甚至對(duì)這些金屬的無機(jī)鹽類如CaSO4、CaCO3、MgSiO3等也有較好的去活化作用，因此大量應(yīng)用于水處理技術(shù)。該品低毒，小白鼠皮下注射LD50為486.4mg/kg。

【用途五】作阻垢劑一般使用濃度1~10mg/L，作緩蝕劑一般使用濃度10~50mg/L;作清洗劑一般使用濃度1000~2000mg/L;通常與聚羧酸型阻垢分散劑配合使用。

【用途六】 本文在模擬工業(yè)鍋爐水質(zhì)的情況下，對(duì)爐水中HEDP的測(cè)定方法進(jìn)行了優(yōu)化、研究了HEDP的高溫解離特性、以及對(duì)HEDP的阻垢性能和緩蝕性能進(jìn)行了研究，得出了以下的一些結(jié)論。 HEDP在鍋爐爐水中做為阻垢緩蝕劑來使用，首先需要解決的是HEDP的測(cè)定問題。但HG/T3537-1999標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)HEDP的分析檢測(cè)繁瑣(測(cè)定時(shí)間一般需要2-3小時(shí))，而使用硝酸釷絡(luò)合滴定來檢測(cè)HEDP的方法，雖然測(cè)定步驟簡(jiǎn)單，但硝酸釷是一種具有放射性的物質(zhì)，不僅會(huì)給環(huán)境帶來很大的負(fù)擔(dān)，而且對(duì)人體也是有害的。通過改進(jìn)的分光光度法對(duì)HEDP的測(cè)定進(jìn)行研究，測(cè)定時(shí)間大大的降低(測(cè)定可以在20-30分鐘之內(nèi)完成)。此外，探討了工業(yè)鍋爐爐水中可能存在的各種離子對(duì)測(cè)定的影響，從而確定了最佳測(cè)定條件(波長(zhǎng)470nm，pH小于2，反應(yīng)時(shí)間5分鐘，顯色時(shí)間15分鐘)。當(dāng)爐水中NaCl的含量低于500mg/L;Ca2+濃度小于300mg/L;磷酸鹽含量低于20mg/L;SO42-含量在50mg/L內(nèi)時(shí)均不會(huì)干擾對(duì)HEDP的檢測(cè)。通過對(duì)模擬爐水中的HEDP進(jìn)行本測(cè)定方法的精密度試驗(yàn)，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1%以下，該方法具有簡(jiǎn)單、快速、靈敏、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)。 HEDP在爐水中的穩(wěn)定性直接影響其阻垢緩蝕性能的發(fā)揮，因而研究了有氧、無氧條件以及不同pH條件下HEDP在模擬工業(yè)鍋爐爐水中的熱分解特性，在有氧的條件下，隨著溫度的升高HEDP的分解率也隨之增加，溫度140℃HEDP分解加劇，當(dāng)溫度達(dá)到160℃后，HEDP幾乎完全分解，分解產(chǎn)物主要為磷酸鹽化合物。在無氧條件下，HEDP隨溫度升高也是分解加劇，200℃以上時(shí)HEDP會(huì)發(fā)生較大程度的分解，但相比于有氧條件下HEDP的分解規(guī)律，其能耐受的溫度較高，由此說明要使HEDP能最好的發(fā)其功效，控制爐水中氧含量有非常重要的作用。實(shí)驗(yàn)在150℃條件下研究了pH值得變化對(duì)HEDP的熱分解特性的影響，實(shí)驗(yàn)表明，pH值的變化對(duì)HEDP的熱分解影響不大，在高堿性條件下HEDP能穩(wěn)定存在。 通過電導(dǎo)法和靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)對(duì)HEDP的阻垢性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，研究表明電導(dǎo)法和靜態(tài)阻垢法對(duì)HEDP的阻垢性能進(jìn)行評(píng)價(jià)具有一致性，隨著HEDP濃度的增加，阻垢率逐漸增加，但HEDP的阻垢效率是有一定臨界值的，增大到一定程度后阻垢率變化就不會(huì)很大。溶液中加有5-7mg/L的HEDP能達(dá)到較高的阻垢率;此外，其阻垢性能還與溶液的濃縮倍率以及pH值有較大的關(guān)系;溫度對(duì)HEDP的阻垢性能影響較大，隨著溫度的升高HEDP的阻垢性能也隨之降低。在低鈣離子濃度和HCO3-濃度條件下，HEDP對(duì)碳酸鈣垢有較好的抑制效果，高鈣離子濃度和HCO3-濃度會(huì)抑制HEDP的阻垢性能。 使用電化學(xué)交流阻抗法、Tafel極化曲線法以及高壓釜掛片實(shí)驗(yàn)研究了HEDP在常溫條件下對(duì)20號(hào)碳鋼的緩蝕性能。實(shí)驗(yàn)表明一定濃度的HEDP(25mg/L)能有效的抑制碳鋼的腐蝕，電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和高溫掛片實(shí)驗(yàn)具有一致的結(jié)果;HEDP高壓釜掛片實(shí)驗(yàn)顯示了在工業(yè)鍋爐運(yùn)行的溫度范圍內(nèi)，20號(hào)碳鋼在模擬爐水中的氧化速率較溶解速率小，試片表現(xiàn)為失重;雖然加入HEDP無法降低爐水中的Cl-濃度，但加入HEDP后能有效的抑制氯離子直接對(duì)金屬的腐蝕，從而可以容許爐水中相對(duì)較高濃度的氯離子的存在。 通過對(duì)模擬爐水中影響HEDP阻垢緩蝕性能的HEDP濃度、爐水中的侵蝕性陰離子、溫度等各種因素的試驗(yàn)和分析，全面評(píng)價(jià)了HEDP的阻垢性能以及對(duì)20號(hào)碳鋼的緩蝕性能，得到了比較合適的條件參數(shù)，可以為實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

【用途一】是鍋爐和換熱器的阻垢劑和緩蝕劑、無氰電鍍的絡(luò)合劑、皂用螯合劑、金屬和非金屬的清洗劑。

【用途二】常用作鍋爐水、循環(huán)水、油田注水處理中的阻垢緩蝕劑。常與聚羥酸類阻垢分散劑復(fù)配。還可作無氰電鍍絡(luò)合劑，漂染業(yè)的固色劑，過氧化氫穩(wěn)定劑。

【用途三】本品為無氰電鍍的主料。配制成無氰電鍍銅溶液，在鈉鐵上直接電鍍銅層結(jié)合力良好。鍍層光滑、色澤好。一般用量60%含量為100~120 ml/L。硫酸銅用量為15~20 g/L。另外，在電鍍前將鍍件浸在本品的1%~2%溶液中，使電鍍件轉(zhuǎn)為活化態(tài)，再進(jìn)行電鍍更能提高效果。

【用途四】該品為新型的無氯電鍍絡(luò)合劑，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中用做水質(zhì)穩(wěn)定的主劑，起緩蝕阻垢作用。該品是有機(jī)多無膦酸類水片理劑之一，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的這類產(chǎn)品還有基他一些品種，例如氨基三亞甲基膦酸(ATMP):[CH2PO(OH)2]3N以及乙二胺四亞甲基磷酸(EDTMP)等等。有機(jī)多元膦酸是60年代后期開發(fā)、70年代前后被確認(rèn)的一類水處理劑，這類處理劑的出現(xiàn)使水片理技術(shù)向前邁進(jìn)了一大步。與機(jī)聚磷酸鹽相比，有機(jī)多無膦酸具有良藥姨的化學(xué)穩(wěn)定性、不易水解、能耐較高溫度和藥劑量小且兼具緩和蝕垢性能等特點(diǎn)。是一類陰極型緩蝕劑，又是一類非化學(xué)當(dāng)量阻垢劑。和其他水處理劑復(fù)合使用時(shí)，表現(xiàn)出理想的協(xié)同效應(yīng)。對(duì)許多金屬離子如鈣、鎂、銅、鋅等具有優(yōu)異的螯合能務(wù)，甚至對(duì)這些金屬的無機(jī)鹽類如CaSO4、CaCO3、MgSiO3等也有較好的去活化作用，因此大量應(yīng)用于水處理技術(shù)。該品低毒，小白鼠皮下注射LD50為486.4mg/kg。

【用途五】作阻垢劑一般使用濃度1~10mg/L，作緩蝕劑一般使用濃度10~50mg/L;作清洗劑一般使用濃度1000~2000mg/L;通常與聚羧酸型阻垢分散劑配合使用。