环化合物等与环氧氯丙烷缩合物、聚乙烯亚胺的 季胺
化产物或酯化产物及 BPC ( 48% ) 等多种碱性镀锌中间
体精心搭配而成。同时为了进一步完善 LAN-205光亮 剂的性能, 同步开发了 LAN- 205多功能开缸剂。该多
功能开缸剂的加入可明显减少光亮剂的开缸用量及生
产时的电解消耗量, 细化镀层结晶, 提高镀层的均镀能
( 2) 允许使用较高的电流密度并具有较高的电流 效率, 可提高生产及设备利用率;
( 3) 优良的电镀质量可提高加工单价; ( 4)不用氰化物又相当于氰化镀锌的质量, 既降低 了毒害, 还节省了废水处理费用, 减少了环境污染。 使用高技术含量的光亮剂是电镀生产技术进步的 关键, 不仅使整体生产成本下降、整 体产品品质提升, 还有利于保护环境, 实现清洁生产。
[编辑: 魏兆军 ]
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无 氰碱 性 锌 酸盐 镀 锌 光 亮 剂
LAN- 205
光亮剂
3~ 5 mL /L
3~ 5 mL /L
温度 Jc 阳极
10~ 45 e 0. 5~ 6. 0 A /dm2 0 号锌 板
10~ 45 e 0. 5~ 6. 0 A / dm 2 0 号锌 板
LAN- 205光亮剂由经过季胺化的有机胺、含氮杂
1. 2 LAN- 205碱性镀锌工艺

LAN- 205碱性镀锌工艺规范如下:
参数
无氰碱性镀锌
低 (微 ) 氰镀锌
氧化锌
8~ 12 g /L
8~ 15 g /L
氢氧化钠
120~ 140 g /L
100~ 150 g /L
氰化钠
-
1~ 15 g /L
LAN- 205多
功能开缸剂 3~ 6 mL /L
3~ 6 mL /L
( 1) 缓慢转化。对于高氰镀锌液, 可停加氰化物逐 步转化到中低氰。此时, 视 H u ll槽试验情况可加入少 量 LAN- 205光亮剂及 LAN- 205多功能开缸剂, 并按化 验分析调整到中低氰范围 ( 最好用碱性镀锌除杂剂先 大处理镀液 ) , 随着生产进行, 槽中的氰化物会逐渐下 降, 此时加入部分铁板作阳极, 减少锌离子的含量, 即 可逐步过渡到低 ( 微 ) 氰镀锌, 直至氰化物完全消耗掉。 也适用于低 ( 微 ) 氰镀锌, 当镀液中氰化物 小于 5 g /L 后, 其镀液 各组分 完全可以 按锌酸盐 镀锌工 艺调整。 研究表明, 当氰化物含量 [ 5 g /L 后, 其主要作用是增 加镀液对钢铁件的活化作用, 掩蔽重金属杂质, 减少其 对镀层的影响, 这也可能是无氰碱性锌酸盐镀层 纯白 钝化和蓝白钝化的色调不及氰化镀锌的主要原因, 因 此可以把微量氰化物看成是一种辅助光亮剂和表面活 性剂。
[收稿日期 ] 2007 07 23
无氰碱性锌酸盐镀锌液中多选用有机 胺、杂环化 合物与环氧氯丙烷反 应产物 ( 中间体 ) 作 为载体光亮 剂, 这是因为碱性锌酸盐溶液电极电位太负, 表面电场 太强, 必须使介电常数较小的有机分子团受到排斥从 电极上脱附, 前述聚胺型表面活性物质因具有负电位 特性而被采用 [ 2] , 此类中间体经过季胺化或酯化后则 更具表面活性, 不论是从光亮度、光 亮电流密度范围、 深镀能力和均镀能力及镀层的综合性能都比未经处理 的效果好, 对未经季胺化的载体光亮剂, 可通过加入事 先合成的辅助光亮剂季胺化产物达到同样的目的 [ 3] 。
1 无氰碱性锌酸盐镀锌
1. 1 碱性镀锌中间体
无氰碱性锌酸盐镀锌工艺的关键是选用适宜的光 亮剂。现代添加剂大多由各种中间体匹配而成, 用于 该工艺的光亮剂 ( 或称中间体 ) 主要分为用于充当载体 光亮剂的中间体和充当主光亮剂及辅助光亮剂的中间 体两大类。
载体光亮剂大多含有一种或几种有机胺、醇胺、氮 杂环含氮化合物与表面醇及卤代烷反应生成的大分子 化合物或聚合物, 二甲 胺、一甲胺、二甲 基丙胺、乙 二 胺、甲醛、糠醛、吡啶、乙醇胺、呱嗪、吡啶、多乙烯多胺、 咪唑、甲基咪唑等其与环氧丙烷或环氧氯丙烷反 应生 成的化合物, 或者对其进一步季胺化、酯化。目前国内 外也将聚胺砜类以及含有特殊官能团的聚胺类或缩脲 类化合物等中间体作为载体光亮剂使用。此类中间体 具有光亮范围宽、均镀能力和深镀能力好及镀层 韧性 佳等优点, 再加上具有良好整平能力的杂环化合物, 就 可以获得既光亮又均匀的高性能镀层 [ 1] 。
第 40卷 第 10期 2007年 10月
材料 保护 M ater ia ls P rotection
V o.l 40 N o. 10 O ct. 2007
无氰碱性锌酸盐镀锌光亮剂
周 元 1, 吕 志 2, 丁南山 2, 周长虹2 ( 1. 武汉科技大学化工工程与技术学院, 湖北 武汉 430081;
[ 2 ] 王元燕. 碱性锌酸盐体系及锌合金添加剂 [ J]. 电镀与涂 饰, 2001, 21( 3): 18.
[ 3 ] 方景礼 . 电镀 添加 剂总 论 [ K ]. 出版 地 不详: 出 版者 不 详, 2001: 195.
[ 4 ] 沈品 华, 宋 长城, 金 瑜. JZ- 04 高性 能碱 性 无氰 镀 锌 [ J]. 电镀与 环保, 2005, 25( 5): 13.
[ 参考文献 ]
[ 1 ] EcklesW E, FergusonW J, W illisW J. A lka line zinc electrop - la ting baths and additive com positions therefor[ P ]. U S Pat: 4188271, 1980- 02- 12.
力和深镀能力, 并提高对各种杂质的容忍度及镀 层的
光亮度、整平能力。 LAN- 205开缸剂由在电极上消耗
很少的物质组成, 因此生产中的消耗量很小, 主要是带
出损失, 每周视情况补加 0. 5~ 1. 0 mL /L 即可, 也可以
按 LAN- 205 光亮 剂添加量 的 10% ~ 15% 进行补加。
0前 言
无氰碱性锌酸盐镀锌 工艺具有镀液组成简单、结 晶细致、镀层易于钝化、钝化膜不易变色以及废水处理 相对简单等优点, 已得到成功应用。近年来, 无氰碱性 锌酸盐镀锌的光亮剂技术水平和镀锌工艺的各项性能 指标有了很大提高, 镀层光亮度、杂质容忍度、深 镀能 力和均镀能力也有了很大改善, 其深镀能力和均 镀能 力已经超过氰化物镀锌, 同时在生产维护方面积 累了 丰富的经验, 使其应用领域迅速扩大。
当补加氢氧化钠及槽液时, 应同时补加开缸剂, 其补加
量为氢氧化钠用量的 5% ~ 10%。
2 氰化物镀锌液转无氰碱性锌酸盐镀锌
LAN- 205工艺既适用于无氰碱性锌酸盐镀锌, 也 适用于低 ( 微 ) 氰镀锌, 因此很方便地可把氰化物镀锌 液转为无氰碱性锌酸盐镀锌。把有氰镀液转为无氰镀 液, 大致有缓慢转化和快速转化两种方法。
2. 武汉奥邦表面技术有限公司, 湖北 武汉 430023)
[ 摘 要 ] 在简述无氰碱性锌酸盐镀锌光亮剂常用组分的基础上, 对氰化镀锌转无氰锌酸盐镀锌的方法 及 LAN- 205光亮镀锌工艺进行了介绍。应用显示, 该工艺可提高产品品质, 降低生产成本, 并有利于清洁生产。
[ 关键词 ] 无氰; 碱性镀锌; 光亮剂; 中间体 [ 中图分类号 ] TQ153. 1 [文献标识码 ] B [ 文章编号 ] 1001- 1560( 2007) 10- 0083- 02
3小 结
实践证明, LAN- 205无氰碱性锌酸盐镀锌工艺不 论是镀液性能还是镀层性能都达到或接近了氰化镀锌 水准, 同时无氰碱性镀锌对设备的腐蚀比酸性镀锌轻, 符合清洁生产的要求。
使用高技术含 量的光 亮剂总 体上降 低了生 产成 本, 原因包括:
( 1)具有优异的均镀能力和深镀能力, 节约了电镀 原材料, 缩短了电镀时间, 省工省电;
无氰碱性锌酸盐镀锌对异金属和有机杂质的积累 较敏感, 后续的光亮钝化处理特别是纯白钝化和 蓝白 钝化时色调易偏暗, 因此钝化良好的无氰碱性锌 酸盐
镀锌光亮剂中均含有一种或数种被称为防暗剂的中间 体, 能大大减少或防止镀锌层在后续光亮钝化时膜层 变暗。
( 2)快速转化。首先按镀液组成分析结果, 加入计 算量的甲醛分解其中的氰化钠, 市售甲醛溶液浓度为 33%左右, 一般 1 g /L 氰化钠需 1. 5 mL /L 甲醛溶液加 以处理。在通风良好和强烈搅拌下, 加入计算量的甲 醛, 其最终反应产物是羧基乙酸钠和氨, 氨会自然挥发 逸出, 羧基乙酸钠是一种无氰镀种常用的促进剂, 对槽 液性能无明显影响。然后加 W T 碱性镀锌除杂剂 1~ 2 g /L, 除去有机杂质和异金属杂质, 过滤并调整 Zn2+ 和 氢氧化钠含量到工艺范围, 加入 LAN- 205多功能开缸 剂及 LAN- 205光亮剂, 电解一段时间即可生产。
碱性镀锌主光亮剂的中间体大多采用可在锌电极 上还原的醛类化 合物以及 氯化苄与 吡啶羧酸 的加成 物 [ 4 ] 。此类中间体在强碱性镀层中比 较稳定, 可使镀 层结晶进一步细化, 并具有较好的光亮作用, 其他作为 辅助光亮剂 的中间体 范围更广。适当搭 配载体 光亮 剂、主光亮剂及辅助光亮剂, 可充分 发挥其协同作用, 扩大镀层的光亮电流密度范围, 有的辅助光亮剂还有 良好的湿润及抗杂作用, 可明显地改善镀层性能, 减少 异金属杂质和水质的影响, 并减少镀锌光亮剂的开缸 用量和电解 消耗量。如为进一 步改善镀 层的深 镀能 力, 可将聚乙烯亚胺的季胺产物磺化或酯化, 某些含氮 杂环化合物则可明显地提高碱性镀锌的分散能力。