技术摘要：
本发明公开了一种高铁含量酸性电镀锌铁合金镀液添加剂，该添加剂包含10～90％的有机酸以及10～90％水或/和乙醇；所述高铁含量是指锌铁合金镀层中铁的含量为3～25％。本发明还公开了上述添加剂在锌铁合金镀中的应用。由于加入的有机酸中的亲水性的酸性基团与金属基体进 全部
背景技术：
电镀锌板因其优异的耐蚀性及高的表面质量，在家电和汽车行业得到了广泛的应 用，但是在条件较为恶劣的环境，如酸、碱性或含盐类物质的潮湿环境下，纯锌层的耐蚀性 能较差。为此，人们研究开发了具有更高耐蚀性的锌基合金电镀工艺，其中，锌铁合金镀层 因具有比镀锌层更好的耐腐蚀性、涂装性、加工性及可焊接性能，被应用于家电及汽车工业 中。 目前应用的锌铁合金镀液主要有：硫酸盐体系，锌铁合金镀层铁含量高，含3～ 25％的铁；碱性锌酸盐体系，镀层中含0.4～0.9％的铁。其中前者由于铁含量高，无法用常 规的钝化方式进行钝化而影响耐蚀性。而后者铁含量低，可以通过常规钝化工艺钝化，因而 耐蚀性可大大提高，5μm厚的锌铁合金镀层耐中性盐雾试验可达2000小时。 一般在电镀生产中，能否获得高光亮，均匀细致平滑的镀层，添加剂的使用十分重 要，但目前，对酸性锌铁合金镀液添加剂的研发和使用还未得到足够的重视，因此开展酸性 电镀锌铁合金镀液中添加剂的研究，并开发出经济有效的添加剂具有十分重要的意义。 在有关电镀锌铁合金镀液添加剂的报道中，申请号为CN201110290891.5的专利申 请公开了一种锌及锌铁合金光亮剂，该光亮剂主要用于制备钢铁零件、线材、带材、管材表 面快速镀锌及锌铁合金的添加剂，其主要成分包括：苯亚甲基丙酮、苯甲酸钠、脂肪醇聚氧 乙烯醚硫酸铵、烟酸及亚甲基双荼磺酸钠等物质，该光亮剂温度范围窄，而且对酸性镀液没 有缓蚀作用；申请号为CN200910038328.1的专利申请公开了一种光亮耐蚀性锌铁合金电镀 工艺，该工艺在锌酸盐镀液中加入络合剂和亚铁离子，锌铁合金镀液组成为：氧化锌、氢氧 化钠、三乙醇胺、硫酸亚铁、二甲胺与环氧氯丙烷的合成物、乙二胺四乙酸、香草醛、十二烷 基磺酸钠及锌粉，该工艺不能解决在碱性镀液中镀锌存在的温度范围和电流密度范围窄的 问题；申请号为CN200710065899.5的的专利申请公开了一种主要用作钢铁零件表面电镀锌 及锌铁合金的添加剂，该电镀光亮剂是由苄叉丙酮、表面活性剂(包括非离子型表面活性剂 与离子型表面活性剂)、高级脂肪醇与环氧乙烷的缩合物、乙醇及水组成的水溶液，非离子 型表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、OP乳化剂中的任一种，离子型表面活性剂是 十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的任一种，该光亮剂为碱性镀液体系，电镀温度范围 窄，而且对碱性镀液没有缓蚀作用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是要提供一种高铁含量酸性电镀锌铁合金镀液添加 剂，该添加剂能使得酸性电镀锌铁合金镀液在较宽的温度范围、较大的电流密度范围内获 得高表面性能的电镀锌铁合金镀层。 3 CN 111593380 A 说 明 书 2/3 页 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高铁含量酸性电镀锌铁合 金镀液添加剂，该添加剂的组分及其重量百分比含量如下： 有机酸：10～90％；水或/和乙醇：10～90％； 所述高铁含量是指锌铁合金镀层中铁的含量为3～25％。 进一步地，所述有机酸的重量百分比含量为30～85％。 进一步地，所述有机酸为脂肪酸多羧酸，所述脂肪酸多羧酸为1,2-乙烷二甲酸、1, 2,3-丙烯三羧酸和1,3,6-己烷三羧酸的一种或两种以上的任意组合。 进一步地，所述有机酸还包括3-羟基-1,3,5-戊三酸和植酸中的至少一种。 本发明还将上述高铁含量酸性电镀锌铁合金镀液添加剂应用于酸性锌铁合金镀 液进行电镀，具体方法为：将所述添加剂以100～2000ppm的添加量直接添加到酸性锌铁合 金镀液中，在0～50℃条件下，通过1～10A/dm2的电流进行电镀；所述酸性电镀锌铁合金镀 液成分为：65～70wt％硫酸亚铁、15wt％硫酸锌、10wt％硫酸钾和5～10wt％氟硼酸。 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 由于加入的有机酸中亲水性的酸性基团，具有很好的分散能力和覆盖能力，可以 有效地与金属基体进行结合，可在金属基体形成均匀的电镀表面，提高了电镀的均镀能力， 同时提高电镀阴极极化，使得电沉积电位负移，细化镀层晶粒，使得镀层结晶紧密细致，提 高了镀层的耐蚀性、光亮度和镀层结合力。同时脂肪族多羧酸的烃基基团背离金属基团，具 有疏水性，可排斥腐蚀性介质，提高镀层耐蚀性，同时也降低了电镀设备的腐蚀。同时，本添 加剂完全由有机化合物组成，避免了无机添加剂杂质离子的加入，减少了杂质离子的共沉 积，提高电镀效率，形成的表面镀层质量优异、镀层内应力小。发明人发现，1,2-乙烷二甲 酸、1,2,3-丙烯三羧酸和1,3,6-己烷三羧酸单独使用或结合使用，都可细化晶粒，获得高光 亮、饱满、均匀平滑、耐蚀性好的镀层，而加入3-羟基-1,3,5-戊三酸和/或植酸，则可获得更 加光亮且细致紧密、耐蚀性好的镀层，但单独使用3-羟基-1,3,5-戊三酸和/或植酸，获得的 镀层光亮性、耐蚀性均较差。
本发明公开了一种高铁含量酸性电镀锌铁合金镀液添加剂，该添加剂包含10～90％的有机酸以及10～90％水或/和乙醇；所述高铁含量是指锌铁合金镀层中铁的含量为3～25％。本发明还公开了上述添加剂在锌铁合金镀中的应用。由于加入的有机酸中的亲水性的酸性基团与金属基体进 全部
背景技术：
电镀锌板因其优异的耐蚀性及高的表面质量，在家电和汽车行业得到了广泛的应 用，但是在条件较为恶劣的环境，如酸、碱性或含盐类物质的潮湿环境下，纯锌层的耐蚀性 能较差。为此，人们研究开发了具有更高耐蚀性的锌基合金电镀工艺，其中，锌铁合金镀层 因具有比镀锌层更好的耐腐蚀性、涂装性、加工性及可焊接性能，被应用于家电及汽车工业 中。 目前应用的锌铁合金镀液主要有：硫酸盐体系，锌铁合金镀层铁含量高，含3～ 25％的铁；碱性锌酸盐体系，镀层中含0.4～0.9％的铁。其中前者由于铁含量高，无法用常 规的钝化方式进行钝化而影响耐蚀性。而后者铁含量低，可以通过常规钝化工艺钝化，因而 耐蚀性可大大提高，5μm厚的锌铁合金镀层耐中性盐雾试验可达2000小时。 一般在电镀生产中，能否获得高光亮，均匀细致平滑的镀层，添加剂的使用十分重 要，但目前，对酸性锌铁合金镀液添加剂的研发和使用还未得到足够的重视，因此开展酸性 电镀锌铁合金镀液中添加剂的研究，并开发出经济有效的添加剂具有十分重要的意义。 在有关电镀锌铁合金镀液添加剂的报道中，申请号为CN201110290891.5的专利申 请公开了一种锌及锌铁合金光亮剂，该光亮剂主要用于制备钢铁零件、线材、带材、管材表 面快速镀锌及锌铁合金的添加剂，其主要成分包括：苯亚甲基丙酮、苯甲酸钠、脂肪醇聚氧 乙烯醚硫酸铵、烟酸及亚甲基双荼磺酸钠等物质，该光亮剂温度范围窄，而且对酸性镀液没 有缓蚀作用；申请号为CN200910038328.1的专利申请公开了一种光亮耐蚀性锌铁合金电镀 工艺，该工艺在锌酸盐镀液中加入络合剂和亚铁离子，锌铁合金镀液组成为：氧化锌、氢氧 化钠、三乙醇胺、硫酸亚铁、二甲胺与环氧氯丙烷的合成物、乙二胺四乙酸、香草醛、十二烷 基磺酸钠及锌粉，该工艺不能解决在碱性镀液中镀锌存在的温度范围和电流密度范围窄的 问题；申请号为CN200710065899.5的的专利申请公开了一种主要用作钢铁零件表面电镀锌 及锌铁合金的添加剂，该电镀光亮剂是由苄叉丙酮、表面活性剂(包括非离子型表面活性剂 与离子型表面活性剂)、高级脂肪醇与环氧乙烷的缩合物、乙醇及水组成的水溶液，非离子 型表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、OP乳化剂中的任一种，离子型表面活性剂是 十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的任一种，该光亮剂为碱性镀液体系，电镀温度范围 窄，而且对碱性镀液没有缓蚀作用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是要提供一种高铁含量酸性电镀锌铁合金镀液添加 剂，该添加剂能使得酸性电镀锌铁合金镀液在较宽的温度范围、较大的电流密度范围内获 得高表面性能的电镀锌铁合金镀层。 3 CN 111593380 A 说 明 书 2/3 页 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高铁含量酸性电镀锌铁合 金镀液添加剂，该添加剂的组分及其重量百分比含量如下： 有机酸：10～90％；水或/和乙醇：10～90％； 所述高铁含量是指锌铁合金镀层中铁的含量为3～25％。 进一步地，所述有机酸的重量百分比含量为30～85％。 进一步地，所述有机酸为脂肪酸多羧酸，所述脂肪酸多羧酸为1,2-乙烷二甲酸、1, 2,3-丙烯三羧酸和1,3,6-己烷三羧酸的一种或两种以上的任意组合。 进一步地，所述有机酸还包括3-羟基-1,3,5-戊三酸和植酸中的至少一种。 本发明还将上述高铁含量酸性电镀锌铁合金镀液添加剂应用于酸性锌铁合金镀 液进行电镀，具体方法为：将所述添加剂以100～2000ppm的添加量直接添加到酸性锌铁合 金镀液中，在0～50℃条件下，通过1～10A/dm2的电流进行电镀；所述酸性电镀锌铁合金镀 液成分为：65～70wt％硫酸亚铁、15wt％硫酸锌、10wt％硫酸钾和5～10wt％氟硼酸。 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 由于加入的有机酸中亲水性的酸性基团，具有很好的分散能力和覆盖能力，可以 有效地与金属基体进行结合，可在金属基体形成均匀的电镀表面，提高了电镀的均镀能力， 同时提高电镀阴极极化，使得电沉积电位负移，细化镀层晶粒，使得镀层结晶紧密细致，提 高了镀层的耐蚀性、光亮度和镀层结合力。同时脂肪族多羧酸的烃基基团背离金属基团，具 有疏水性，可排斥腐蚀性介质，提高镀层耐蚀性，同时也降低了电镀设备的腐蚀。同时，本添 加剂完全由有机化合物组成，避免了无机添加剂杂质离子的加入，减少了杂质离子的共沉 积，提高电镀效率，形成的表面镀层质量优异、镀层内应力小。发明人发现，1,2-乙烷二甲 酸、1,2,3-丙烯三羧酸和1,3,6-己烷三羧酸单独使用或结合使用，都可细化晶粒，获得高光 亮、饱满、均匀平滑、耐蚀性好的镀层，而加入3-羟基-1,3,5-戊三酸和/或植酸，则可获得更 加光亮且细致紧密、耐蚀性好的镀层，但单独使用3-羟基-1,3,5-戊三酸和/或植酸，获得的 镀层光亮性、耐蚀性均较差。
