一种适用于MSA镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法与流程

本发明涉及电镀，具体涉及一种抑制氧化锡形成的新型抗氧化剂的使用方法。

背景技术：

1、镀锡板是一种生产技术复杂、制造流程长且产品质量要求高的产品，其主要原理为镀锡液中sn2+在电场作用下被吸附到作为阴极的基板上，在基板上被还原、结晶并形成金属锡层的过程。镀锡薄板钢以其耐腐蚀和良好的焊接性能等特点广泛应用于食品罐、包装材料、饮料罐等领域。但锡的价格是铁的20-30倍，材质柔软、强度低，因此生产镀锡板时，在保证产品具有优良的表面性能(即良好的耐蚀性、光亮的外观、良好的印刷性能)的前提下，尽量降低锡的消耗量。随着人们生活质量的不断提高，对镀锡板质量的要求逐渐提升。

2、传统的电镀锡液采用硫酸、氟硼酸、卤素药剂、苯酚磺酸(psa)等体系，近年来，随着环保要求的逐渐提高，电镀锡液由苯酚磺酸(psa)镀液体系逐渐向环保型的甲基磺酸盐(msa)体系发展。在实际的生产中，在向基板电镀锡的过程中，由于锡的氧化而生成氧化锡及锡泥，因此造成镀锡板耐蚀性不达标与锡资源浪费的问题，其主要原因是：氧化锡会降低基板与镀层间结合力，并且降低钝化膜成膜速度及质量，从而降低了镀锡板的耐蚀性。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于msa镀锡液体系的新型抗氧化剂，能抑制氧化锡的生成，提高镀层结合力与钝化膜成膜速度及质量，降低锡泥产量，从而达到提高镀锡板耐蚀性和降低锡资源浪费的目标。

2、本发明的技术方案是，一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，包括脱脂和酸洗，包括以下步骤：

3、步骤1：对冷轧带钢基板进行化学脱脂；

4、步骤2：用酸洗溶液对冷轧带钢基板进行酸洗，去除冷轧带钢基板表面的氧化膜；

5、步骤3：用电镀锡溶液对酸洗后的冷轧带钢基板进行电镀锡，电镀锡溶液为甲基磺酸盐镀液；电镀锡溶液中sn2+的浓度为20-25g/l；电镀锡的电流为8-12a/dm2，电镀锡溶液的温度为28-50℃；

6、在电镀锡溶液中加入抗氧化剂，所述抗氧化剂由二羟基苯磺酸钾溶液、苯二酚溶液、硫酸溶液和苯酚磺酸溶液混合而成；二羟基苯磺酸钾溶液的浓度为70-90g/l，苯二酚溶液的浓度为2-10g/l，硫酸溶液的浓度为1-6g/l，苯酚磺酸溶液的浓度为4-12g/l；

7、步骤4：用助熔剂对电镀锡后的冷轧带钢基板进行助熔，助熔后清洗烘干，制成镀锡板；助熔剂由苯酚磺酸溶液、磺基水杨酸溶液和烷基葡萄糖苷溶液混合而成；所述的苯酚磺酸溶液的浓度为10-50ml/l，磺基水杨酸溶液的浓度为5-15ml/l，烷基葡萄糖苷溶液的浓度为1-5ml/l；

8、步骤5：对已制备镀锡板进行软熔形成合金层，并进行钝化和涂油工艺。

9、步骤2中，优选的是，酸洗的时间为3-20s。

10、步骤3中，四种成分之间的这种比例是根据多次试验验证得到的，在该比例条件下能够得到最好的试验结果。在电镀过程中，二羟基苯磺酸钾具有一定的分散效果，苯二酚会先与镀液中的氧气反应，从而降低sn2+的氧化量，且苯二酚氧化后生成的苯醌在阴极上优先还原，因此苯二酚可以循环使用，苯酚磺酸中的酚羟基可以在有硫酸的条件下降低溶液中溶解氧浓度，因此该抗氧化剂通过多个方面有效抑制氧化锡的形成。甲基磺酸盐镀液与各抗氧化剂成分没有直接关系，但甲基磺酸与苯二酚在电镀过程中共同起到一个细化晶粒、平整镀层的效果。在该浓度范围内有一个最好的电镀效果。

11、步骤4中，该助熔过程的原理及优点为：经过助熔浸润后，在软熔过程中苯酚磺酸、磺基水杨酸、烷基葡萄糖苷会吸收空气中氧发生分解，与锡层表面的氧化物生成高度可溶的化合物sn(oh)x，从而抑制锡氧化物的锡层，并且促进熔融锡在镀锡板表面流动，改善溜平效果，在淬水结晶过程中，细化晶粒。

12、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，所述的步骤1中，采用碱洗液对冷轧带钢基板进行化学脱脂。

13、优选的是，所述的碱洗液为naoh溶液。更优选的是，naoh溶液浓度为30-50g/l，碱洗时间为10-25min。更进一步地，naoh溶液浓度为35-50g/l。

14、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，所述的步骤2中，所述的酸洗溶液为硫酸溶液。更优选的是，所述硫酸溶液浓度为0.1mol/l-0.25mol/l。

15、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，所述的步骤2中，酸洗的时间为6-12s。

16、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，所述的步骤3中，二羟基苯磺酸钾溶液与硫酸溶液直接加入电镀锡溶液中，苯二酚溶液与苯酚磺酸溶液在电镀溶液温度达到35℃之后加入电镀锡溶液中。将新型抗氧化剂加入电镀锡溶液时需要注意各成分的加入顺序及加入条件。该操作的优点是先加入二羟基苯磺酸钾和硫酸，使其充分溶解在镀液中，在35℃后加入苯二酚、苯酚磺酸更有利于酚羟基降低镀液中的溶解氧浓度。

17、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，所述的步骤3中，电镀锡的电流为8-10a/dm2，电镀锡溶液的温度为30-40℃。

18、优选的是，步骤3所述的二羟基苯磺酸钾溶液、苯二酚溶液、硫酸溶液和苯酚磺酸溶液之间的质量比为4-5：2-3：0.5-2：0.5-2；步骤4所述的苯酚磺酸溶液、磺基水杨酸溶液、烷基葡萄糖苷溶液以质量比为2-3：0.5-2：0.5-2制备成混合溶液。

19、进一步地，步骤3所述的二羟基苯磺酸钾溶液、苯二酚溶液、硫酸溶液和苯酚磺酸溶液之间的质量比为4-5：2-3：0.5-1：0.5-1；步骤4所述的苯酚磺酸溶液、磺基水杨酸溶液、烷基葡萄糖苷溶液以质量比为2-3：0.5-1.2：0.5-1.2制备成混合溶液。

20、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，步骤4所述的助熔过程为：将所述的苯酚磺酸溶液、磺基水杨酸溶液、烷基葡萄糖苷溶液制备成混合溶液，取该混合溶液倒入助熔槽，将已经电镀完成的镀锡板置于助熔槽内浸润充分后取出，放至软熔设备中在270-290℃加热后，取出并放入60-80℃水中淬水，吹干备用即可。

21、更优选的是，混合溶液倒入助熔槽，水位淹没试样即可。浸润时间为1-10s；加热时间为0.5-10s，更优选的是，加热时间为1-5s。淬水时间是50-80s。更优选的是55-70s。

22、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，所述的步骤4中，助熔剂由苯酚磺酸溶液、磺基水杨酸溶液和烷基葡萄糖苷溶液的质量比为2-3：0.5-1：0.5-1。

23、根据本发明的一种适用于msa镀锡液体系的抗氧化剂的使用方法，优选的是，所述的助熔的温度为常温。

24、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

25、1、本发明适用于采用甲基磺酸盐镀液体系的镀锡工艺，通用性高，且生产过程符合环保标准，制作方法简单，绿色环保、经济适用，且成本低，符合市场需求。

26、2、本发明由于在电镀锡溶液中加入了由二羟基苯磺酸钾溶液、苯二酚溶液、硫酸溶液和苯酚磺酸溶液混合而成的新型抗氧化剂，能有效抑制氧化锡的形成，抑制sn2+被氧化为sn4+，降低镀层表面氧化物含量与锡泥产量，从而达到提高镀锡板质量、减少锡资源损耗、节能减排与降低增值的目标。

27、3、本发明通过在电镀锡溶液中加入新型抗氧化剂，能够使镀锡板在低电流密度下生成钝化膜，提高了镀锡板钝化膜的成膜速度及质量，从而增强涂层附着力，进而实现提高镀锡板耐蚀性的目标。

28、本发明通过在电镀锡过程中加入新型抗氧化剂，能有效抑制氧化锡的形成，降低镀层表面氧化物含量，提高钝化膜的成膜速度及质量，降低锡泥产量，并使镀锡板的耐蚀性能达到标准，解决了镀锡板实际生产中耐蚀性不达标、锡资源浪费与成本高的问题。