酸性鍍鋅光亮劑配方分析
發(fa)布時間:2012/11/13 10:31:43 來源：柏工(gong) 字體: 
酸性鍍鋅光亮劑廣泛應用在電鍍行業, 禾川化工專業從事酸性光亮劑配方分析，成分分析，配方還原、配方檢測、配方研制；禾川化工為鍍鋅光亮劑相關企業提供整套技術解決方案一站式服務
一、背景
酸性鍍鋅光亮劑廣泛應用在電鍍行業, 禾川化工專業從事酸性光亮劑配方分析，成分分析，配方還原、配方檢測、配方研制；禾川化工為鍍鋅光亮劑相關企業提供整套技術解決方案一站式服務。酸性鍍鋅包括氯化鉀鍍鋅、氯化鈉鍍鋅、銨鹽鍍鋅、硫酸鹽鍍鋅等。其所用光亮劑均為組合型光亮劑, 而且組成成分基本相同, 在某些情況下, 甚至可以通用。當然, 硫酸鹽鍍鋅工藝由于鹽濃度較高, 所以光亮劑的耐鹽性要求較高。如何正確選擇、使用酸性鍍鋅光亮劑, 就成為工藝能否成功的關鍵。同樣, 添加好的光亮劑, 如果使用不當也能帶來很多工藝故障。
二、酸性鍍鋅光亮劑
2.1酸性鍍鋅光亮劑特性
2.1.1物理性能
選用氯化物鍍鋅光亮劑, 首先要看其外觀, 一般為棕黃色劑紅棕色半透明粘性液體, 近來市場上也出現了無色半透明光亮劑；二要測其pH 值, 一般在6、7 之間為好, 因為接近鍍液pH 值, 長期使用易保持鍍液pH值的穩定; 三要測其比重, 確定光亮劑的濃度, 要求在1. 07g/ cm3 以上; 四要測其粘度, 確定水溶性, 要求適度, 若粘度過大, 水溶性不好, 在電鍍中易形成缸腳。
2.1.2 化學性能
1）濁點要高, 濁點是氯化物鍍鋅光亮劑中非常重要的參數, 一般掛鍍液要求光亮劑濁點在55 e 以上,對滾鍍液, 要求光亮劑濁點在60 e 以上, 測定方法是:將加有光亮劑的鍍液水浴加熱, 至鍍液混濁, 然后冷卻, 測鍍液由混濁轉澄清透明時溫度, 即為濁點。
2）消耗量要低, 在常溫狀態下應在150ml/ kA.h以下, 可通過赫爾槽實驗, 也可現場使用考察。
3）光亮度, 出光速度, 分散能力, 穩定性等因素。可采用赫爾槽, 綜合考察鍍液的光亮電流密度范圍及鍍層性能, 也可采用幾種光亮劑在相同條件下做對比實驗, 從而選定最佳光亮劑。
2.2光亮劑的組成
酸性鍍鋅光亮劑由主光亮劑、載體光亮劑、輔助光亮劑組成。
2.2.1主亮劑
酸性鍍鋅主光亮劑從第一代的芐叉丙酮，經歷了第二代的鄰氯苯甲醛，再發展到第三代多醛類衍生物(代號Z-100)，主光亮劑也由油溶性演變為水溶性。
目前，主光亮劑大多是酮類、飽和或不飽和芳香醛、雜環醛。如芐叉丙酮、鄰氯苯甲醛、對氯芐叉丙酮、洋茉莉醛、茴香醛等。以上幾種可以使用其中一種, 也可以幾種一起使用。一般來講, 幾種同時使用時, 若搭配恰當, 效果較好。
主光亮劑能發揮顯著的光亮作用和整平作用, 在鍍液中的含量約為0.12~ 0.15 g/ L。含量過低, 光亮或整平性不足；含量過高,鍍層產生條紋并發脆。
1）芐叉丙酮主光亮劑（第一代）
芐叉丙酮作為鍍鋅主光亮劑，其作用機理是優先在鋅電結晶生長較快的位置上吸附并阻擋鋅離子放電。在鋅電結晶的同時，還發生醛的電化學還原，從而降低吸附位置上鋅電沉積的電流效率，起到微觀整平作用，因此具有明顯的光亮作用。上世紀80 年代初，以芐叉丙酮為主光亮劑的組合。
芐叉丙酮屬于不溶于水的油性物質，需要高分子聚合物作為輔助載體進行增溶，否則芐叉丙酮很難溶解于鍍鋅工作液。這種載體同時起到平整、細化鋅層的作用。到上世紀80 年代末，聚氧乙烯脂肪醇醚經磺化合成后得到的淡黃色膏體，或聚氧乙烯烷基酚醚經順化得到的無色半膏體被作為載體，用于配制氯化物鍍鋅的組合光亮劑，濁點均達到60 °C 以上，才徹底解決了氯化物鍍鋅濁點低的問題，實現了無論滾鍍還是掛鍍，一年四季都好用。
2）鄰氯苯甲醛（第二代）
上世紀90 年代中期，以鄰氯苯甲醛為主光亮劑的組合光亮劑(無色)進入市場。并以出光速度快，鍍鋅層更白亮，而迅速搶占了鉀鹽鍍鋅的大部分市場。該組合光亮劑為雙組分——A 劑(柔軟劑)和B 劑(補加劑)。之所以無色，是因為在載體添加劑中省去了擴散劑NNO。但是只有苯甲酸鈉和擴散劑NNO 兩者協同作用，才能擴大電流密度的光亮范圍，改善鍍液的分散能力和覆蓋能力。與第一代組合光亮劑的雙組分所不同的是，以鄰氯苯甲醛作主光亮劑的組合光亮劑中，A 劑(柔軟劑)不含主光亮劑。
鄰氯苯甲醛與載體的比例為1∶(5 ~ 6)就能滿足生產要求。使用過程中，A 劑與B 劑比值為1∶(2 ~ 3)，必須同時補加。
3）多醛類衍生物(代號Z-100)主光亮劑（第三代）
芐叉丙酮和鄰氯苯甲醛都是不溶于水的油性物質，需要較多的載體助溶方能加入到鍍鋅液中。第三代氯化物鍍鋅主光亮劑為多醛類衍生物(代號Z-100)，白色結晶體，有較強的醛味，其本身溶于水，不需要載體助溶，其水溶液就可以直接加入到鍍鋅基礎液中。但是，只用Z-100 主光亮劑并不能得到光亮平整的鍍鋅層，其原因是Z-100 的陰極極化不夠。因此，需要以高分子螯合物作載體以提高陰極極化，從而得到細致、光亮的鍍鋅層。
平平加以及TX-10 或AEO都能夠用于第三代Z-100 主光亮劑中，而主光亮劑與載體的用量為1∶4 就能滿足全光亮的要求。Z-100 主光亮劑，無論采用哪種載體，低電流密度區的表現都比第一代、第二代好，但高電流密度區的光亮度稍差。因此，若采用第三代Z-100 主光亮劑，在組合光亮劑中最好添加煙酸，以改善高電流密度區的條紋狀。
4）對氯芐叉丙酮
對氯芐叉丙酮應用效果較好, 但價格較貴,可以選擇自己合成。
5）硫脲
硫脲是酸性鍍鋅中良好的光亮劑。由于硫脲還能起到掩蔽少量銅、鉛等金屬雜質的作用，所以又是鍍液中重金屬雜質的凈化劑。
6）芳香醛
芳香醛是指胡椒醛、香草醛和茴香醛,可以作為酸性鍍鋅的有效主光亮劑。
7）其他主光亮劑
1）N-苯基硫脲
2）鄰氯肉桂酸
3）N-丙烯基硫脲
2.2.2 載體光亮劑
載體光亮劑主要作用有三點：
1）溶解主光亮劑, 使其均勻分散到鍍液中, 起到光亮作用；
2）增大陰極極化, 起輔助光亮劑作用；
3）降低溶液表面張力, 對陰極表面起潤濕作用。
載體光亮劑一般選用大分子量的表面活性劑, 例如烷基酚聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚以及其它的非離子表面活性劑。非離子表面活性劑的突出缺陷是濁點低、鍍液不穩定, 不能適應高溫電鍍的需要。目前，商品化的高溫載體多為表面活性劑的酯化產物或磺化產物等。
常見的載體光亮劑有：
1）月桂醇聚氧乙烯醚
2）壬基酚聚氧乙烯醚（NP-9、NP-10、NP-15）
3）十二酰胺聚氧乙烯醚
4）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）
5）壬基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽（NP-磺酸鈉）
2.2.3輔助光亮劑
輔助光亮劑與主光亮劑配合使用, 能擴大光亮電流密度范圍, 特別是低電流區鍍層光亮范圍, 提高鍍液的分數能力和覆蓋能力, 增加極化度。可用作輔助光亮劑的材料較多, 最常用的是苯甲酸鈉和擴散劑NNO。近年來的無色光亮劑中，多用十二烷基苯磺酸鈉。
常見的輔助光亮劑有：
1）萘磺酸鈉（NNO）
2）酸鈉
3)作為輔助光亮劑使用的物質
① 糖精：可提高鍍件出槽后白亮效果
② 煙酸：又稱煙酰胺, 可提高低電流區光亮度
③ 苯駢三氮唑:可有效防止鍍層變色
④ 十二烷基苯磺酸鈉：可提高鍍液分散能力
⑤ 二苯醚：使鍍層外觀泛光
⑥ 肉桂酸：增加鍍層柔軟性
⑦ 2- 巰基苯駢咪唑, 可減少主光劑用量
⑧ 酒石酸鉀鈉, 可除雜質且有走位作用
⑨ 谷氨酸鈉
4)其它輔助光亮劑
2-氨基吡啶
4-丙烷磺基吡啶
N-乙基吡啶氯化物
吡啶基-N-丙烷磺酸鹽
N-丙烯基吡啶溴化物
2.2.4溶劑
由于芐叉丙酮在載體光亮劑中的溶解不穩定, 尤其是在冬季, 氣溫較低, 芐叉丙酮極易從光亮劑中析出, 這時就需在光亮劑中加入溶劑, 增強芐叉丙酮的溶解, 抑制芐叉丙酮的析出,常加入乙醇。
三、配方與組成
3.1.1 酸性鍍鋅光亮劑的配方（單組份）
|
成分 |
質量百分比 |
成分說明 |
|
3-5% |
主光亮劑 | |
|
ZY-1 高溫載體 |
25-30% |
載體光亮劑 |
|
壬基酚聚氧乙烯醚 |
6-10% |
載體光亮劑 |
|
擴散劑NNO |
2-5% |
載體光亮劑 |
|
苯甲酸鈉 |
6-9% |
輔助光亮劑 |
|
煙酸 |
0.5-1.0 % |
輔助光亮劑 |
|
低單位走位劑
|
0.05-0.20% |
輔助光亮劑 |
|
水 |
余量 |
溶劑 |
主光亮劑與載體的用量為1∶10或1：15之間。
3.1.2 酸性鍍鋅光亮劑的配方（AB組份）
A劑
|
成分 |
質量百分比 |
成分說明 |
|
平平加（0-15） |
15-20% |
載體光亮劑 |
|
脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸半酯二鈉鹽 |
10-15% |
載體光亮劑 |
|
苯甲酸鈉 |
5-8% |
|
|
擴散劑 |
3-6% |
|
|
水 |
余量 |
|
B劑
|
成分 |
質量百分比 |
成分說明 |
|
鄰氯苯甲醛 |
7-10% |
主光亮劑 |
|
苯甲酸鈉 |
5-8% |
輔助光亮劑 |
|
擴散劑NNO |
4-6% |
擴散劑 |
|
平平加（0-15） |
20-25% |
載體光亮劑 |
|
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES） |
20-25% |
載體光亮劑 |
|
乙醇 |
3-10% |
助溶劑 |
|
水 |
余量 |
溶劑 |
3.1.3 硫酸鹽鍍鋅光亮劑的配方
|
成分 |
質量百分比 |
成分說明 |
|
芐叉丙酮 |
2-4% |
主光亮劑 |
|
鄰氯苯甲醛 |
1-3% |
主光亮劑 |
|
ZY-1 高溫載體 |
20-25% |
載體光亮劑 |
|
壬基酚聚氧乙烯醚 |
8-12% |
載體光亮劑 |
|
擴散劑NNO |
2-5% |
載體光亮劑 |
|
苯甲酸鈉 |
6-9% |
輔助光亮劑 |
|
煙酸 |
0.5-1.0 % |
輔助光亮劑 |
|
水 |
余量 |
/ |
5.常見電鍍添加劑
鍍鋅添加劑、鍍銅添加劑、鍍鎳添加劑、鍍鉻添加劑、鍍錫添加劑、鍍貴金屬添加劑、鍍鋅液用、鍍銅液用、鍍鎳液用、鍍鉻液、堿性鍍鋅走位劑、氰化鍍液光亮劑、防焦劑、芐叉丙酮、高性能氯化物光亮劑、高級氯化物鍍鋅光亮劑、氯化鉀鍍鋅光亮劑、三價黑鉻鍍鉻添加劑、導電鹽、補充鹽、穩定劑、調和劑、修正劑、黑澤劑、無氰堿性鍍鋅添加劑、高級白亮滾鍍鎳光亮劑、濕潤劑 、硫酸鎳 、氯化鎳 、硼酸、滾鍍酸銅光亮劑、酸性鍍銅光亮劑 、鍍銅系列電鍍添加劑（高整平酸銅光亮劑、焦磷酸銅光亮劑、單劑型快出光鎳光亮劑、光亮掛鍍鎳、高填平鎳光劑、滾鍍鎳光亮劑、深孔光亮鍍鎳、高級白亮滾鍍鎳光亮劑、超低濃度光亮鎳光亮劑（滾鍍）、半光鎳電位差調整劑、半光亮鎳添加劑、高硫鎳添加劑、鎳封、高性能鎳光亮劑、 珍珠鎳系列電鍍光亮劑、化學鍍鎳系列電鍍光亮劑、光亮中磷化學鍍鎳、光亮高磷化學鍍鎳、環保中磷光亮化學鍍鎳、環保高磷光亮化學鍍鎳、鍍鎳柔軟劑、鍍鎳整平劑、鍍鎳深鍍劑、鍍鎳除雜走位劑、除鐵劑、除銅劑、鍍鎳低泡濕潤劑、鍍鎳高泡濕潤劑、鍍鉻系列電鍍光亮劑、三價黑鉻鍍鉻添加劑、低溫高效自調鍍鉻添加劑、高效硬鉻添加劑、高效黑鉻添加劑、槍黑色系列電鍍添加劑、高光澤氯化物鍍鋅添加劑、無氰堿性鍍鋅添加劑、藍鋅水、彩鋅水、酸性鍍錫處理劑、鍍錫防變色劑、古銀水、古銅水、白銅水、紅銅水、仿金水、黑鎳水、鍍層防變色保護劑、鍍層防銹封閉劑、脫水劑、電解保護粉
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