一种镀锌液及其配置方法
阅读说明：本技术 一种镀锌液及其配置方法 (Zinc plating solution and preparation method thereof ) 是由 赵欣泰 赵�权 孙长志 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种镀锌液及其配置方法。它包括如下重量份数的组分：氯化锌30-50份、氯化钾100-200份、硼酸10-30份、亮氨酸2-8份、3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛2-8份、光亮剂10-20份、水800-1200份。采用本发明的镀锌液,对金属表面进行镀锌,能显著抑制硫酸盐还原菌的生长与代谢,防止微生物对海洋船只等的腐蚀,降低了海洋运输的成本。(The invention discloses a zinc plating solution and a preparation method thereof. The paint comprises the following components in parts by weight: 30-50 parts of zinc chloride, 100-200 parts of potassium chloride, 10-30 parts of boric acid, 2-8 parts of leucine, 2-8 parts of 3- (4-tert-butylphenyl) -2-isobutyraldehyde, 10-20 parts of a brightening agent and 1200 parts of water. The galvanizing solution provided by the invention is used for galvanizing the metal surface, can obviously inhibit the growth and metabolism of sulfate reducing bacteria, prevents microorganisms from corroding ocean ships and the like, and reduces the ocean transportation cost.)
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种镀锌液及其配置方法。
背景技术
在海洋环境下，由微生物活性引起的腐蚀是海洋钢铁建筑物诸如石油平台、管线、码头等腐蚀破坏的重要形式。海洋微生物种类繁多，它们附着在暴露于海洋环境中的无毒材料表面，逐步形成生物膜，其内部微环境的环境参数与海水环境存在明显差异，同时，生物膜内微生物的活性显著影响着腐蚀过程中的电化学反应，造成不同形式的局部腐蚀。由于各种微生物的生命活动而造成材料在海洋环境中的腐蚀过程统称为微生物腐蚀。
目前发现的腐蚀微生物通常通过参与环境中硫、铁等元素的地球化学循环过程，研究较为广泛的为细菌类腐蚀微生物，主要有硫酸盐还原菌(SRB)、硫氧化细菌(SOB)、铁氧化细菌(IOB)和锰氧化细菌(MOB)等。SRB是造成金属材料厌氧腐蚀最重要的细菌之一，SRB是一类异化型厌氧细菌，能够将在氧化有机物过程中获得的电子传递给硫酸盐，在此过程中获得能量，维持自身生长。
目前，对于生物污损的防治方法主要集中在电化学和涂料，对于镀层在海洋防污中的应用研究较少。电化学镀层是利用金属电沉积在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层。在镀层的电沉积过程中，复合型有机添加剂不仅可以在镀层表面活性部位吸附，也可以通过络合作用或直接在阴极获得电子从而夹杂进镀层内部，制备出有机复合锌镀层，使镀层具备许多特殊性能。前人有关添加剂对镀层的改性研究主要集中在镀层耐磨性和耐蚀性研究，而针对镀层应用于海洋环境中的抑菌防污性能的研究较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镀锌液及其配置方法。
一种镀锌液，包括如下重量份数的组分：氯化锌30-50份、氯化钾100-200份、硼酸10-30份、亮氨酸2-8份、3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛2-8份、光亮剂10-20份、水800-1200份。
所述光亮剂为糖精、苄叉丙酮、苯甲酸钠、水杨醛、2.4-二氯苯甲醛中的一种或几种。
所述镀锌液的配置方法，按照重量份数，将30-50份氯化锌、100-200份氯化钾、10-30份硼酸先用100-200份水溶解，然后加入2-8份亮氨酸、2-8份3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛、10-20份光亮剂、700-1000份水混合均匀，得到镀锌液。
一种镀锌金属的制备方法，包括如下步骤：
(1)将金属表面清洗干净，烘干，置于上述配置的镀锌液中，以金属作为阴极，以锌板作为阳极，采用直流电沉积进行电镀，制备镀锌层；
(2)将步骤(1)镀锌的金属用去离子水洗净后，浸入碱液浸泡20-80s；
(3)将经过步骤(2)处理的金属表面用去离子水清洗干净后，烘干，浸泡于硬脂酸溶液中4-16h，取出后，烘干，即可得到镀锌金属。
所述金属为铜、铁或不锈钢。
所述碱液为氢氧化钠溶液，浓度为1-3mol/L。
所述采用直流电沉积进行电镀时，电流密度为3-15A/dm2，镀锌液温度为20-50℃，电镀时间为30-80min。
所述硬脂酸溶液的浓度为0.01-0.1mol/L。
本发明的有益效果：采用本发明的镀锌液，对金属表面进行镀锌，能显著抑制硫酸盐还原菌的生长与代谢，防止微生物对海洋船只等的腐蚀，降低了海洋运输的成本。锌镀层能有效减少其表面附着的细菌，明显减弱其表面溶解氧扩散阻抗，显示其具有优越的防污性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1
一种镀锌液，包括如下重量份数的组分：氯化锌40份、氯化钾150份、硼酸20份、亮氨酸5份、3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛5份、苄叉丙酮15份、水1000份。
所述镀锌液的配置方法，按照重量份数，将40份氯化锌、150份氯化钾、20份硼酸先用150份水溶解，然后加入5份亮氨酸、5份3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛、15份苄叉丙酮、850份水混合均匀，得到镀锌液。
一种镀锌不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)将不锈钢表面清洗干净，烘干，置于上述配置的镀锌液中，以不锈钢作为阴极，以锌板作为阳极，采用直流电沉积进行电镀，制备镀锌层；所述采用直流电沉积进行电镀时，电流密度为10A/dm2，镀锌液温度为40℃，电镀时间为40min；
(2)将步骤(1)镀锌的不锈钢用去离子水洗净后，浸入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡40s；
(3)将经过步骤(2)处理的不锈钢表面用去离子水清洗干净后，烘干，浸泡于浓度为0.05mol/L硬脂酸溶液中12h，取出后，烘干，即可得到镀锌不锈钢。
实施例2
一种镀锌液，包括如下重量份数的组分：氯化锌30份、氯化钾100份、硼酸12份、亮氨酸3份、3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛3份、糖精10份、水800份。
所述镀锌液的配置方法，按照重量份数，将30份氯化锌、100份氯化钾、12份硼酸先用100份水溶解，然后加入3份亮氨酸、3份3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛、10份糖精、700份水混合均匀，得到镀锌液。
一种镀锌铜板的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铜板表面清洗干净，烘干，置于上述配置的镀锌液中，以铜板作为阴极，以锌板作为阳极，采用直流电沉积进行电镀，制备镀锌层；所述采用直流电沉积进行电镀时，电流密度为5A/dm2，镀锌液温度为25℃，电镀时间为70min；
(2)将步骤(1)镀锌的铜板用去离子水洗净后，浸入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液浸泡30s；
(3)将经过步骤(2)处理的铜板表面用去离子水清洗干净后，烘干，浸泡于浓度为0.02mol/L硬脂酸溶液中6h，取出后，烘干，即可得到镀锌铜板。
实施例3
一种镀锌液，包括如下重量份数的组分：氯化锌50份、氯化钾200份、硼酸30份、亮氨酸8份、3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛8份、苯甲酸钠10份、水杨醛10份、水1200份。
所述镀锌液的配置方法，按照重量份数，将50份氯化锌、200份氯化钾、30份硼酸先用200份水溶解，然后加入8份亮氨酸、8份3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛、10份苯甲酸钠、10份水杨醛、1000份水混合均匀，得到镀锌液。
一种镀锌铁板的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铁板表面清洗干净，烘干，置于上述配置的镀锌液中，以铁板作为阴极，以锌板作为阳极，采用直流电沉积进行电镀，制备镀锌层；所述采用直流电沉积进行电镀时，电流密度为14A/dm2，镀锌液温度为45℃，电镀时间为35min；
(2)将步骤(1)镀锌的铁板用去离子水洗净后，浸入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液浸泡20s；
(3)将经过步骤(2)处理的铁板表面用去离子水清洗干净后，烘干，浸泡于浓度为0.08mol/L硬脂酸溶液中15h，取出后，烘干，即可得到镀锌铁板。
实施例4
一种镀锌液，包括如下重量份数的组分：氯化锌40份、氯化钾150份、硼酸20份、3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛10份、苄叉丙酮15份、水1000份。
所述镀锌液的配置方法，按照重量份数，将40份氯化锌、150份氯化钾、20份硼酸先用150份水溶解，然后加入10份3-(4-叔丁基苯基)-2-异丁醛、15份苄叉丙酮、850份水混合均匀，得到镀锌液。
一种镀锌不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)将不锈钢表面清洗干净，烘干，置于上述配置的镀锌液中，以不锈钢作为阴极，以锌板作为阳极，采用直流电沉积进行电镀，制备镀锌层；所述采用直流电沉积进行电镀时，电流密度为10A/dm2，镀锌液温度为40℃，电镀时间为40min；
(2)将步骤(1)镀锌的不锈钢用去离子水洗净后，浸入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡40s；
(3)将经过步骤(2)处理的不锈钢表面用去离子水清洗干净后，烘干，浸泡于浓度为0.05mol/L硬脂酸溶液中12h，取出后，烘干，即可得到镀锌不锈钢。
实施例5
一种镀锌液，包括如下重量份数的组分：氯化锌40份、氯化钾150份、硼酸20份、亮氨酸10份、苄叉丙酮15份、水1000份。
所述镀锌液的配置方法，按照重量份数，将40份氯化锌、150份氯化钾、20份硼酸先用150份水溶解，然后加入10份亮氨酸、15份苄叉丙酮、850份水混合均匀，得到镀锌液。
一种镀锌不锈钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)将不锈钢表面清洗干净，烘干，置于上述配置的镀锌液中，以不锈钢作为阴极，以锌板作为阳极，采用直流电沉积进行电镀，制备镀锌层；所述采用直流电沉积进行电镀时，电流密度为10A/dm2，镀锌液温度为40℃，电镀时间为40min；
(2)将步骤(1)镀锌的不锈钢用去离子水洗净后，浸入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液浸泡40s；
(3)将经过步骤(2)处理的不锈钢表面用去离子水清洗干净后，烘干，浸泡于浓度为0.05mol/L硬脂酸溶液中12h，取出后，烘干，即可得到镀锌不锈钢。
实验例：
实验所用硫酸盐还原菌(Desulfovibrio caledoniensis)为发明人分离培养，取自大连海岸Q235碳钢两年生锈层。菌种使用硫酸盐还原菌培养基C厌氧富集培养，培养温度为30℃。硫酸盐还原菌实验均在超净工作台中操作，实验前紫外光照灭菌30min；所有培养基及容器在微生物实验前均在高压灭菌锅中121℃灭菌30min，防止杂菌污染。
采用5％体积接种培养2d的硫酸盐还原菌菌液作为实验介质，将实施例1-5制备的镀层试片暴露于菌液中，每组三个平行样，在30℃下培养6d，每天测试菌液中细菌浓度变化(对照为未镀锌不锈钢板)。测试结果见表1：
表1
注：*代表与对照组比较P<0.05；#代表与实施例1比较P<0.05。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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