酸性镀锌光亮剂配方组成，配制方法及性能研究

导读：本文详细介绍了酸性镀锌光亮剂的研究背景，理论基础，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。

酸性镀锌光亮剂广泛应用在电镀行业, 禾川化学引进尖端配方破译技术，专业从事酸性光亮剂成分分析、配方还原、研发外包服务，为镀锌光亮剂相关企业提供一整套配方技术解决方案。

一、背景

酸性镀锌包括氯化钾镀锌、氯化钠镀锌、铵盐镀锌、硫酸盐镀锌等。其所用光亮剂均为组合型光亮剂, 而且组成成分基本相同, 在某些情况下, 甚至可以通用。当然, 硫酸盐镀锌工艺由于盐浓度较高, 所以光亮剂的耐盐性要求较高。如何正确选择、使用酸性镀锌光亮剂, 就成为工艺能否成功的关键。同样, 添加好的光亮剂, 如果使用不当也能带来很多工艺故障。

禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。

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二、酸性镀锌光亮剂 2.1酸性镀锌光亮剂特性 2.1.1物理性能

选用氯化物镀锌光亮剂, 首先要看其外观, 一般为棕黄色剂红棕色半透明粘性液体, 近来市场上也出现了无色半透明光亮剂；二要测其pH 值, 一般在6、7 之间为好, 因为接近镀液pH 值, 长期使用易保持镀液pH值的稳定; 三要测其比重, 确定光亮剂的浓度, 要求在1. 07g/ cm3 以上; 四要测其粘度, 确定水溶性, 要求适度, 若粘度过大, 水溶性不好, 在电镀中易形成缸脚。 2.1.2 化学性能

1）浊点要高, 浊点是氯化物镀锌光亮剂中非常重要的参数, 一般挂镀液要求光亮剂浊点在55 e 以上,对滚镀液, 要求光亮剂浊点在60 e 以上, 测定方法是:将加有光亮剂的镀液水浴加热, 至镀液混浊, 然后冷却, 测镀液由混浊转澄清透明时温度, 即为浊点。

2）消耗量要低, 在常温状态下应在150ml/ kA.h以下, 可通过赫尔槽实验, 也可现场使用考察。

3）光亮度, 出光速度, 分散能力, 稳定性等因素。可采用赫尔槽, 综合考察镀液的光亮电流密度范围及镀层性能, 也可采用几种光亮剂在相同条件下做对比实验, 从而选定最佳光亮剂。

2.2光亮剂的组成

酸性镀锌光亮剂由主光亮剂、载体光亮剂、辅助光亮剂组成。 2.2.1主亮剂

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酸性镀锌主光亮剂从第一代的苄叉丙酮，经历了第二代的邻氯苯甲醛，再发展到第三代多醛类衍生物(代号Z-100)，主光亮剂也由油溶性演变为水溶性。

目前，主光亮剂大多是酮类、饱和或不饱和芳香醛、杂环醛。如苄叉丙酮、邻氯苯甲醛、对氯苄叉丙酮、洋茉莉醛、茴香醛等。以上几种可以使用其中一种, 也可以几种一起使用。一般来讲, 几种同时使用时, 若搭配恰当, 效果较好。

主光亮剂能发挥显著的光亮作用和整平作用, 在镀液中的含量约为0.12~ 0.15 g/ L。含量过低, 光亮或整平性不足；含量过高,镀层产生条纹并发脆。 1）苄叉丙酮主光亮剂（第一代）

苄叉丙酮作为镀锌主光亮剂，其作用机理是优先在锌电结晶生长较快的位置上吸附并阻挡锌离子放电。在锌电结晶的同时，还发生醛的电化学还原，从而降低吸附位置上锌电沉积的电流效率，起到微观整平作用，因此具有明显的光亮作用。上世纪80 年代初，以苄叉丙酮为主光亮剂的组合。

苄叉丙酮属于不溶于水的油性物质，需要高分子聚合物作为辅助载体进行增溶，否则苄叉丙酮很难溶解于镀锌工作液。这种载体同时起到平整、细化锌层的作用。到上世纪80 年代末，聚氧乙烯脂肪醇醚经磺化合成后得到的淡黄色膏体，或聚氧乙烯烷基酚醚经顺化得到的无色半膏体被作为载体，用于配制氯化物镀锌的组合光亮剂，浊点均达到60 °C 以上，才彻底解决了氯化物镀锌浊点低的问题，实现了无论滚镀还是挂镀，一年四季都好用。 2）邻氯苯甲醛（第二代）

上世纪90 年代中期，以邻氯苯甲醛为主光亮剂的组合光亮剂(无色)进入市场。并以出光速度快，镀锌层更白亮，而迅速抢占了钾盐镀锌的大部分市场。该组合光亮剂为双组分——A 剂(柔软剂)和B 剂(补加剂)。之所以无色，是因为在

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载体添加剂中省去了扩散剂NNO。但是只有苯甲酸钠和扩散剂NNO 两者协同作用，才能扩大电流密度的光亮范围，改善镀液的分散能力和覆盖能力。与第一代组合光亮剂的双组分所不同的是，以邻氯苯甲醛作主光亮剂的组合光亮剂中，A 剂(柔软剂)不含主光亮剂。

邻氯苯甲醛与载体的比例为1∶(5 ~ 6)就能满足生产要求。使用过程中，A 剂与B 剂比值为1∶(2 ~ 3)，必须同时补加。 3）多醛类衍生物(代号Z-100)主光亮剂（第三代）

苄叉丙酮和邻氯苯甲醛都是不溶于水的油性物质，需要较多的载体助溶方能加入到镀锌液中。第三代氯化物镀锌主光亮剂为多醛类衍生物(代号Z-100)，白色结晶体，有较强的醛味，其本身溶于水，不需要载体助溶，其水溶液就可以直接加入到镀锌基础液中。但是，只用Z-100 主光亮剂并不能得到光亮平整的镀锌层，其原因是Z-100 的阴极极化不够。因此，需要以高分子螯合物作载体以提高阴极极化，从而得到细致、光亮的镀锌层。

平平加以及TX-10 或AEO都能够用于第三代Z-100 主光亮剂中，而主光亮剂与载体的用量为1∶4 就能满足全光亮的要求。Z-100 主光亮剂，无论采用哪种载体，低电流密度区的表现都比第一代、第二代好，但高电流密度区的光亮度稍差。因此，若采用第三代Z-100 主光亮剂，在组合光亮剂中最好添加烟酸，以改善高电流密度区的条纹状。 4）对氯苄叉丙酮

对氯苄叉丙酮应用效果较好, 但价格较贵,可以选择自己合成。 5）硫脲

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硫脲是酸性镀锌中良好的光亮剂。由于硫脲还能起到掩蔽少量铜、铅等金属杂质的作用，所以又是镀液中重金属杂质的净化剂。 6）芳香醛

芳香醛是指胡椒醛、香草醛和茴香醛,可以作为酸性镀锌的有效主光亮剂。 7）其他主光亮剂

1）N-苯基硫脲 2）邻氯肉桂酸 3）N-丙烯基硫脲 2.2.2 载体光亮剂

载体光亮剂主要作用有三点：

1）溶解主光亮剂, 使其均匀分散到镀液中, 起到光亮作用； 2）增大阴极极化, 起辅助光亮剂作用； 3）降低溶液表面张力, 对阴极表面起润湿作用。

载体光亮剂一般选用大分子量的表面活性剂, 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离子表面活性剂。非离子表面活性剂的突出缺陷是浊点低、镀液不稳定, 不能适应高温电镀的需要。目前，商品化的高温载体多为表面活性剂的酯化产物或磺化产物等。

常见的载体光亮剂有： 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

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4）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES） 5）壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐（NP-磺酸钠） 2.2.3辅助光亮剂

辅助光亮剂与主光亮剂配合使用, 能扩大光亮电流密度范围, 特别是低电流区镀层光亮范围, 提高镀液的分数能力和覆盖能力, 增加极化度。可用作辅助光亮剂的材料较多, 最常用的是苯甲酸钠和扩散剂NNO。近年来的无色光亮剂中，多用十二烷基苯磺酸钠。

常见的辅助光亮剂有： 1）萘磺酸钠（NNO） 2）酸钠

3)作为辅助光亮剂使用的物质 ① 糖精：可提高镀件出槽后白亮效果 ② 烟酸：又称烟酰胺, 可提高低电流区光亮度 ③ 苯骈三氮唑:可有效防止镀层变色 ④ 十二烷基苯磺酸钠：可提高镀液分散能力 ⑤ 二苯醚：使镀层外观泛光 ⑥ 肉桂酸：增加镀层柔软性

⑦ 2- 巯基苯骈咪唑, 可减少主光剂用量 ⑧ 酒石酸钾钠, 可除杂质且有走位作用 ⑨ 谷氨酸钠 4)其它辅助光亮剂 2-氨基吡啶

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4-丙烷磺基吡啶 N-乙基吡啶氯化物 吡啶基-N-丙烷磺酸盐 N-丙烯基吡啶溴化物 2.2.4溶剂

由于苄叉丙酮在载体光亮剂中的溶解不稳定, 尤其是在冬季, 气温较低, 苄叉丙酮极易从光亮剂中析出, 这时就需在光亮剂中加入溶剂, 增强苄叉丙酮的溶解, 抑制苄叉丙酮的析出,常加入乙醇。

三、配方参考

3.1.1 酸性镀锌光亮剂配方（单组份）

成分 苄叉丙酮 ZY-1 高温载体 壬基酚聚氧乙烯醚 扩散剂NNO 苯甲酸钠 烟酸 低单位走位剂

水

质量百分比 3-5% 25-30% 6-10% 2-5% 6-9% 0.5-1.0 % 0.05-0.20%

余量

成分说明 主光亮剂 载体光亮剂 载体光亮剂 载体光亮剂 辅助光亮剂 辅助光亮剂 辅助光亮剂 溶剂

主光亮剂与载体的用量为1∶10或1：15之间。

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3.1.2 酸性镀锌光亮剂配方（AB组份）（A剂）

成分 质量百分比 平平加（0-15） 15-20%

脂肪醇聚氧乙烯醚磺基10-15% 琥珀酸半酯二钠盐

苯甲酸钠 5-8% 扩散剂 3-6% 水

余量

邻氯苯甲醛 7-10% 苯甲酸钠 5-8% 扩散剂NNO 4-6% 平平加（0-15） 20-25%

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸

20-25% 钠（AES） 乙醇 3-10% 水

余量

3.1.3 硫酸盐镀锌光亮剂配方（B剂）

成分 质量百分比 苄叉丙酮

2-4%

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成分说明 载体光亮剂

载体光亮剂

主光亮剂 辅助光亮剂 扩散剂 载体光亮剂

载体光亮剂

助溶剂 溶剂

成分说明 主光亮剂

邻氯苯甲醛 ZY-1 高温载体 壬基酚聚氧乙烯醚 扩散剂NNO 苯甲酸钠 烟酸 水

1-3% 20-25% 8-12% 2-5% 6-9% 0.5-1.0 % 余量

主光亮剂 载体光亮剂 载体光亮剂 载体光亮剂 辅助光亮剂 辅助光亮剂

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