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高性能氯化物镀锌光亮剂的研制

2008/5/26/10:48来源:慧聪表面处理网

    [摘要]氰化物镀锌工艺有望被无氰镀锌工艺取代,为此研制了一种分散能力和深镀能力可超过氰化镀锌的氯化钾镀锌光亮剂CZ 03,从而为无氰镀锌全面取代剧毒的氰化镀锌提供又一个平台。加入该光亮剂后电镀时间可比一般氯化钾镀锌工艺缩短20%左右,且分散能力和深镀能力超过了氰化镀锌溶液,镀液温度范围比氰化物镀锌宽,应用该光亮剂既能提高镀层质量,又可节约生产成本。
    [关键词] 镀锌;氯化物;光亮剂
    0 前 言
    在各种氰化物电镀工艺中,氰化镀锌工艺是最有希望被无氰镀锌工艺所取代的。为此,推出了新一代CZ 03高性能氯化物镀锌光亮剂用于镀锌,其深镀能力和分散能力都能超过氰化镀锌工艺[1],该光亮剂投放市场后受到顾客的欢迎,综合性能较好。
    1 光亮剂的研制
    氯化物镀锌溶液是简单盐类组成的配方。氯化钾虽然对锌离子有微弱的配位作用,但主要还是起导电和活化阳极作用,所以在没有添加剂存在的条件下,得到的是一种粗糙疏松呈海绵状的镀层。这种溶液中要获得结晶细致的镀层,完全要靠添加剂(或称光亮剂)。氯化物镀锌的光亮剂也可分初级光亮剂和次级光亮剂两种。
     1.1 初级光亮剂
    氯化物镀锌的初级光亮剂多是非离子表面活性剂。有高级脂肪醇与环氧乙烷的加成物,其代表性产品为平平加,它的分子式为:RO(CH2CH2O)nH;有烷基酚与环氧乙烷的加成物,其代表性产品有OP乳化剂(也称TX乳化剂),它的分子式为R(CH2CH2O)nH;还有高级脂肪醇与环氧乙烷和环氧丙烷的加成物,叫做聚氧乙烯脂肪醇醚嵌段共聚物,其分子式为RO(CH2CH2O)n-(CH2CH2CH2O)nH。脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基苯聚氧乙烯醚在氯化铵镀锌溶液中尚能使用,但在氯化钾溶液中,因为其浊点太低不能直接使用。为了提高其浊点,需要对这些非离子表面活性剂进行磺化处理,以提高它们在氯化钾或氯化钠溶液中的浊点[2]。
    研制的CZ 03氯化物镀锌光亮剂的载体,与通常使用的上述载体光亮剂有所不同,主要是一种萘酚与环氧乙烷加成的非离子型表面活性剂,为了扩大电流密度范围,又复配进了月桂酸聚氧乙烯醚和HS 1000表面活性剂,为了提高其浊点,也经过磺化处理,取名HW 4高温匀染剂。
    作为CZ 03A剂的载体光亮剂,HW 4高温匀染剂的主要组成为:150~250g/L萘酚与环氧乙烷加成的非离子型表面活性剂,15~25g/L月桂酸聚氧乙烯醚,10~20g/LHS 1000表面活性剂。
    在氯化钾镀锌溶液中的浊点在60~65℃,能满足没有冷冻机工厂全天候生产的要求。它的用量可比平平加或OP乳化剂磺化产物少些,而且有更好的分散能力和深镀能力,其本身还有一定的光亮作用。这样能使镀层结晶更细致,对主光亮剂的依赖性可减少,也就是能减少主光亮剂的消耗量。
    1.2 次级光亮剂
    氯化物镀锌次级光亮剂主要有芳香醛或芳香酮,也可采用杂环醛或杂环酮。常用的芳香醛有:大茴香醛、洋茉莉醛、藜芦醛和邻氯苯甲醛等。常用的芳香酮有:苄叉丙酮、二苄叉丙酮、胡椒叉苄丙酮等[3,4]。这些化合物大都具有乙烯基取代羰基化合物的结构单元:

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   试验表明,某些芳香醛和芳香酮混合使用,比单独添加效果要好,主要体现在镀液的整平性能方面。因此,用苄叉丙酮与邻氯苯甲醛复配作为主光亮剂。为了减少运输费和降低顾客生产成本,在CZ 03的B剂光亮剂中将主光亮剂浓度提高到一般配方的3~6倍,但需要有好的增溶剂,研制的MO增溶剂对此有极佳的效果,即使芳香醛、酮的浓度高达250g/L,温度在-6℃时,仍能保持透明不析出;这还与配制方法有关,文献[5]提供的配制方法可供参考。
    2 光亮剂对镀液性能的作用
    2.1 镀液的组成和工艺条件及注意事项
    (1)镀液体系及工艺如下:

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