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本文介紹了已經(jīng)獲得國(guó)家發(fā)明專利權(quán)的LYH03代氰劑及鍍鋅液的制備的無(wú)氰堿性鍍鋅工藝。
1開發(fā)無(wú)氰電鍍是保護(hù)環(huán)境的必然需要
電鍍表面技術(shù)，已有一百多年歷史。電鍍技術(shù)的發(fā)展，為美化產(chǎn)品外觀尤其是延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命作出了突出貢獻(xiàn)。但電鍍行業(yè)中危害最為嚴(yán)重的是使用氰化物和六價(jià)鉻問(wèn)題。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)。六價(jià)鉻則是一種致癌物質(zhì)。
氰化物作為鉻合物電鍍液的鉻合劑是電鍍工業(yè)中的重要原料，為世界各國(guó)所普遍采用。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)。六價(jià)鉻主要用于六價(jià)鉻鍍鉻及六價(jià)鉻鈍化，以使不銹鋼鐵、鋁等金屬表面生成致密氧化物保護(hù)層，從面阻止與金屬進(jìn)一步反應(yīng)。如果使用無(wú)毒三價(jià)鉻鈍化劑也要解決當(dāng)前應(yīng)用之中存在的鈍化色差不一致及鋅酸鹽堿性鍍鋅，三價(jià)鉻鈍化變色及防蝕等問(wèn)題。
解決含氰電鍍和六價(jià)鉻鍍鉻及六價(jià)鉻鈍化，這是電鍍中關(guān)鍵核心技術(shù)。如果能解決上述核心技術(shù)，使電鍍行業(yè)的污染可消除80%以上;污染的廢棄處理，大幅度減少，對(duì)人類及自然環(huán)境可大大改善。
對(duì)此，各國(guó)都先后出臺(tái)了治理方案和規(guī)定了排放標(biāo)準(zhǔn)。最終目標(biāo)是取消氰化物鍍種，以其它工藝技術(shù)取代這一有毒的工藝。這就是無(wú)氰電鍍(Cyanide-freeplating，non-cyanideplating)。
鍍鋅作為鋼鐵制品的陽(yáng)極性保護(hù)鍍層，鋅鍍層對(duì)鐵基體既有機(jī)械保護(hù)作用，又有電化學(xué)保護(hù)作用，抗腐蝕性能良好，因此鍍鋅是世界上使用量最大的鍍種，由于氰化物鍍鋅有良好的分散能力，鍍層細(xì)致且鍍后鈍化性能好，鍍層脆性小，是鍍鋅中的主流工藝。在我國(guó)也不例外。據(jù)調(diào)查得知，氰化鍍鋅需用的氰化鈉，占全部氰化鈉用量達(dá)7O%左右。加之其所用原料相對(duì)便宜，而鋼鐵制品的面積往往較大，所以鍍鋅槽的規(guī)模也是電鍍中較大的，上萬(wàn)升的鍍液是常見的，有的如機(jī)車車輛廠電鍍列車?yán)洳叵浣粨Q器的鍍鋅槽大到十萬(wàn)升。而這些大型鍍鋅的工藝恰恰都選擇的氰化物電鍍。由于鍍鋅是常用鍍種，用量也大，涉及面廣，所以研究無(wú)氰鍍鋅有重要實(shí)際意義。
我國(guó)目前有氰鍍鋅廠家數(shù)以萬(wàn)計(jì)，有氰鍍鋅槽液則以億噸計(jì)算，這樣大量有氰鍍鋅槽液如數(shù)被廢置或倒掉，可以想象這將造成何等程度的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。
2研究開發(fā)無(wú)氰鍍鋅工藝
鍍鋅工藝分類.電鍍鋅：就是利用電解，在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過(guò)程。與其他金屬相比，鋅是相對(duì)便宜而又易鍍覆的一種金屬，屬低值防蝕電鍍層。被廣泛用于保護(hù)鋼鐵件，特別是防止大氣腐蝕，并用于裝飾。鍍覆技術(shù)包括槽鍍(或掛鍍)、滾鍍(適合小零件)、自動(dòng)鍍和連續(xù)鍍(適合線材、帶材)。目前，國(guó)內(nèi)按電鍍?nèi)芤悍诸悾煞譃樗拇箢悾?/p>
a.氰化物(CN)鍍鋅.由于(CN)屬劇毒，所以環(huán)境保護(hù)對(duì)電鍍鋅中使用氰化物提出了嚴(yán)格限制，不斷促進(jìn)減少氰化物和取代氰化物電鍍鋅鍍液體系的發(fā)展，要求使用低氰(微氰)電鍍液。
采用此工藝電鍍后，產(chǎn)品質(zhì)量好，特別是彩鍍，經(jīng)鈍化后色彩保持好。
b.鋅酸鹽鍍鋅，此工藝是由氰化物鍍鋅演化而來(lái)的。依據(jù)不同的需要和所采用的不同技術(shù)，無(wú)氰鍍鋅分為堿性和中性(弱酸性)、酸性三大系列。其中以堿性鍍鋅與氰化物鍍鋅的性能最為接近，并且現(xiàn)有的含氰鍍鋅可以通過(guò)低氰向無(wú)氰過(guò)渡，廠家容易接受。
c.氯化物鍍鋅從無(wú)氰鍍鋅技術(shù)開發(fā)中成熟起來(lái)的另一系列的是氯化物弱酸性鍍鋅，這是以光亮添加劑為主的鍍鋅工藝，分銨鹽型和鉀鹽型兩大類，其中鉀鹽在我國(guó)已經(jīng)很盛行。尤其是滾鍍中的大多數(shù)選用了氯化鉀鍍鋅工藝。鉀鹽鍍鋅的光亮度很高，但分散能力比堿性差一些，且鍍后鈍化性能稍稍不如堿性鍍鋅，脆性也稍大。但仍是現(xiàn)在日用五金電鍍中大量采用的工藝。
鈍化后(蘭白)可以鋅代鉻(與鍍鉻相媲美)，特別是在外加水溶性清漆后，外行人是很難辯認(rèn)出是鍍鋅還是鍍鉻的。
此工藝適合于白色鈍化(蘭白，銀白)。
d.硫酸鹽鍍鋅這也是在電鍍添加劑技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物。此工藝適合于連續(xù)鍍(線材、帶材、簡(jiǎn)單、粗大型零、部件)。成本低廉。
可見，對(duì)于無(wú)氰鍍鋅可供選擇的工藝有鋅酸鹽鍍鋅、氯化物鍍鋅和硫酸鹽鍍鋅三種，從而滿足各種不同產(chǎn)品的需要。
代氰劑及鍍鋅液的制備.堿性鍍鋅是以鋅酸鹽為主的無(wú)氰鍍鋅工藝，基本成分是氫氧化鈉NaOH和氧化鋅ZnO，而主要起作用的是電鍍添加劑(代氰劑)，如果沒(méi)有這些添加劑，要想鍍出合格的產(chǎn)品是不可能的。不同添加劑形成不同的多種堿性鍍鋅工藝，而且要所研發(fā)的無(wú)氰鍍鋅從分散能力，鍍層的韌性、光亮度等方面都可與氰化物鍍鋅比美。
以盧月紅任董事長(zhǎng)的嘉興市巨大工貿(mào)有限公司多年來(lái)一直致力于研究開發(fā)代氰劑，它是替代氰化鈉的助劑，將使堿性鍍鋅工藝中可以不再使用有毒的氰化鈉。經(jīng)過(guò)5年的探索，3年的市場(chǎng)實(shí)踐考驗(yàn)，2003年開發(fā)出完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果LYH03代氰劑及鍍鋅液的制備方法，它包括以下重量份的組分:氫氧化鈉10-20份;亮藍(lán)1-20份;抗雜質(zhì)添加劑15-30份;糖精鈉1-10份;胡椒醛15-20份;純堿25-50份;乙二醇5-13份。用它加入到電鍍液母液中替代氰化鈉，所得的電鍍產(chǎn)品光澤明亮、電鍍層粘結(jié)牢、鍍層組織平整。
3產(chǎn)品性能
3.1產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)
外觀形象淡黃色透明液體
密度1.1-1.3
水溶性試驗(yàn)與水互溶
PH值：呈堿性
無(wú)毒、無(wú)害，不燃不爆。
3.2使用性能
它是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品，并且具有節(jié)能、降耗、增效的優(yōu)勢(shì)。轉(zhuǎn)化時(shí)間只需1-2個(gè)小時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量效果明顯。
