淺談堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑

周長虹陳松

(武漢風(fēng)帆電鍍技術(shù)有限公司湖北武漢43015)

摘要:簡要介紹了堿性鋅酸盆鉸鋅光亮劑中常用的載體光亮劑、主光亮劑及輔助光亮劑的基本性能，以及堿性被鋅光亮劑的配制原理及操作工藝。介紹了從鉸層外觀、深鐵能力及分散能力等方面判別堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑性能的方法。

關(guān)鍵詞:鍍鋅;光亮劑;合成

中圖分類號:TQ153文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1(X洲)4742(2(X)6)06一以洲〕8一03

0前言

堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝具有鍍液組成簡單、結(jié)晶細(xì)致、鍍層易于鈍化、鍍層的彩色鈍化膜不易變色以及電鍍廢水處理簡單等優(yōu)點(diǎn)。近年來經(jīng)廣大電鍍同仁不懈努力，該工藝各項(xiàng)性能有了長足的進(jìn)步，并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是近年來各種新型堿性鋅酸鹽光亮劑的問世，使該工藝的深鍍能力及均鍍能力及鍍層光亮度，均比氰化物鍍鋅和老的堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝有了更大提高。

1堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑

堿性鋅酸鹽鍍鋅的關(guān)鍵是選用合適的光亮劑，用于該工藝的光亮劑大致可分為載體光亮劑、主光亮劑及其他的輔助光亮劑。

1.1載體光亮劑

載體光亮劑大多數(shù)含有一種或幾種有機(jī)胺、醇胺、含氮雜環(huán)化合物與醇及鹵代烷反應(yīng)而生成的大分子化合物。例如氨、一甲胺、二甲胺、二甲胺基丙胺、乙二胺、甲醛、糠醛、毗吮、煙酸、乙醇胺、呱嚓、毗哇、多乙烯多胺、咪哇等與環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成的大分子化合物。現(xiàn)在國內(nèi)外很多較新型的光亮劑也可以用聚胺礬類，以及含有特殊官能團(tuán)的聚胺類化合物作載體光亮劑，此類化合物具有光亮范圍寬、均鍍能力和深鍍能力好等優(yōu)點(diǎn)。最常用的載體光亮劑有DPE類、nE類、PAs、IME、MOME等。

1.2主光亮劑及輔助光亮劑

主光亮劑大多采用可在鋅電極上還原的有機(jī)醛、酮類化合物以及抓化節(jié)與毗吮梭酸的加成物或煙酸與氯化節(jié)加成的季胺鹽。此類反應(yīng)產(chǎn)物在強(qiáng)堿性鍍液中比較穩(wěn)定，可使鍍層結(jié)晶進(jìn)一步細(xì)化并具有較好的光亮作用。

其它的輔助光亮劑與載體光亮劑及主光亮劑的配合使用，可發(fā)揮協(xié)同作用，擴(kuò)大電鍍的光亮電流密度范圍;有些還有潤濕和抗雜作用，可明顯改善鍍層性能，減少金屬雜質(zhì)的影響，減少鍍鋅光亮劑的消耗量或開缸量。如為了進(jìn)一步改善鍍液的深鍍能力，聚乙烯亞胺的季胺化合物就有良好效果;某些含氮雜環(huán)化合物可明顯提高堿性鋅酸鹽鍍鋅的分散能力，使其分散能力優(yōu)于氰化物鍍鋅。輔助光亮劑在現(xiàn)代堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑中起著重要作用。

可作為主光亮劑和輔助光亮劑的物質(zhì)有:ZB-80、WB、BpC(48%)、BpC(32%)、蝙、q:、幾5、pEI一PS、PUB、PEI一BZ、PEI一PJ、HAA、MAA、HD一35、IDT、ANA、IZE、TDMG等。還有許多可在堿性鋅酸鹽鍍鋅中應(yīng)用的物質(zhì)，如各種有機(jī)酸鹽、聚乙烯醇及改性物，很多雜環(huán)化合物如琉基苯并三哇，某些酸銅用中間體，某些鍍鎳中間體，某些橡膠助劑等。

1.3組合的鍍鋅光亮劑

在堿性鋅酸鹽鍍鋅液中，大多選用有機(jī)胺與環(huán)氧氯丙烷的縮合產(chǎn)物作為載體光亮劑。這是因?yàn)閴AJ性鋅酸鹽鍍液中鋅的電極電位太負(fù)，表面電場太強(qiáng)，必須使介電常數(shù)較小的有機(jī)分子因受到排斥從電極上脫附，而上述聚胺型表面活性物質(zhì)具有負(fù)電位特性而被采用[2]，載體光亮劑一般都具有這些特性。

以DPE和DE或PAS為代表，在這類添加劑的基礎(chǔ)上，再加上某些主光亮劑和一些輔助光亮劑就能獲得全光亮、高韌性的堿性鋅酸鹽鍍鋅層。但需要注意的是以5與大多數(shù)DPE和DE類添加劑不兼容，兩者一般不能同時使用。廣泛使用的HT低氰

光亮劑和ZD一93堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑，主要是由DPE一3和ZB一80以不同濃度配比而成的。當(dāng)然現(xiàn)在使用的DPE和DE類添加劑，并不一定是上世紀(jì)70年代的那些產(chǎn)品，僅就DPE一3而言，最早的是二甲胺基丙胺、乙二胺與環(huán)氧氯丙烷在50℃左右合成的，同樣是用上述三種物質(zhì)有的是在鑒40℃完成的縮合反應(yīng)。目前DPE類添加劑合成方法很多，例如在HT和zD一93中使用的DPE就是用咪哇、甲胺與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)合成的，與此類似WD一90A中載體光亮劑也是由咪哇和甲胺與環(huán)氧氯丙烷的化合物，只不過摩爾比和合成條件有所不同。以上這類DPE一3的性質(zhì)更接近于DE類添加劑，可以看成DE類添加劑的改進(jìn);而更賦盛名的ZB一80光亮劑仍是煙酸與氯化節(jié)加成的季胺鹽川，由于摩爾比與合成用的催化劑及附加成分不同，ZB一80也有無色至紅色之分。若把DPE和DE等載體光亮劑經(jīng)過季胺化后，則更具表面活性，不論是從光亮度、深鍍能力和分散能力看都比未經(jīng)季胺化的效果好。故把有機(jī)胺等與環(huán)氧氯丙烷的縮合物再進(jìn)一步季胺化或醋化，其作為載體光亮劑使用則效果會更好。

由于載體光亮劑的合成和選用是研制堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑的一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，對于未進(jìn)行季胺化反應(yīng)的載體光亮劑可以通過加入事先合成的輔助光亮劑季胺化產(chǎn)物來達(dá)到同樣的目的川。另一種方法可以通過咪哇和甲醛與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成聚合物。該物質(zhì)系單體短鏈的環(huán)狀化合物，性能十分穩(wěn)定，在高溫和電解下不易分解，各項(xiàng)性能指標(biāo)全面優(yōu)于DPE一3;或者咪哇和環(huán)氧氯丙烷先反應(yīng)，再用含鹵素有機(jī)酸進(jìn)一步合成。此添加劑本身就是一種堿性鍍鋅通用光亮劑，既可以作載體光亮劑，也可以做主光亮劑使用，在氰化物鍍鋅和堿性鋅酸鹽鍍鋅中均有較好的光亮效果。

把各種市售的載體光亮劑、主光亮劑和輔助光亮劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合就可以配制出性能良好的堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑或氰化物鍍鋅光亮劑。特別要注意的是載體光亮劑、主光亮劑、輔助光亮劑之間有很多是不兼容的，有時根本不能混合使用;有時將它們分別加人到槽液中是可行的，但配制成光亮劑則不行(可能會渾濁，產(chǎn)生沉淀或復(fù)配在一起性能下降等)。現(xiàn)在常把堿性鋅酸鹽鍍鋅添加劑分成幾類，如開缸劑、光亮劑、走位劑等。

2堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑基本性能的判別

2.1用霍爾槽試驗(yàn)檢驗(yàn)光亮劑基本性能

鍍鋅基礎(chǔ)液ZnO8一12g/L，NaOH120一140g/L。按工藝的中上限加人各種光亮劑和添加劑，然后進(jìn)行霍爾槽實(shí)驗(yàn)。溫度為20一30℃，無攪拌的狀態(tài)下電鍍，IA、5而n后，霍爾槽試片用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的HNO3出光，全片應(yīng)光澤均勻，無條紋、無漏鍍和灰暗區(qū);若IA、5而n的試片出光后低電流密度區(qū)灰暗或條紋明顯，光澤不均勻，則應(yīng)慎用該類光亮劑。