doc弱酸性氯化鉀全光亮鍍鋅添加劑

[doc] 弱酸性氯化鉀全光亮鍍鋅添加劑弱酸性氯化鉀全光亮鍍鋅添加劑也鍍與涂飾第10卷第l期?53?弱酸性氯化鉀全光亮鍍鋅添加劑楊新虹蔣雄(畢南I1{i 范大學(xué)化學(xué)未)AdditivesforWeakAcidicFullBrightZincPlatingbyYat~gXfH—..JiangXiong一氯化鉀全光亮鍍鋅添加劑的發(fā)展現(xiàn)狀黛化鉚鍍鋅受到圈內(nèi)外的普遍重視.黃國(guó)1980年無氰鍍鋅比例占70,而其中氯化爭(zhēng)I{鍍鋅為40,j0.U本1980年1400萬升鍍鋅液中,大約有45%已被無氰鍍鋅所取代,特別是j=I石油危機(jī)米,作為節(jié)能措施,加之添加劑的改進(jìn),氯化物鍍鋅特別受到人們的青睞“,,其發(fā)展速度迅猛氯化鉀鍍鋅具有鍍屢光亮,整平性好}鍍液導(dǎo)電性好,槽電壓低,節(jié)省電能電滴i效率商,通常在95以上,碰fl{ 范圍廣,鋼鐵,鑄鐵和滲炭鋼都能鍍廢水處理簡(jiǎn)單,便于閉路循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)”.這些優(yōu)點(diǎn)就是決定它在鍍鋅工業(yè)中廣泛運(yùn)用的原因.我國(guó)6O年代就使用氯化銨鍍鋅,氯化鉀鍍鋅,則直至80年代初才開始研究,但其發(fā)展速度卻很快.目前,有20多種氯化鉀鍍鋅組合添加劑 (袁1)在工業(yè)上得到了應(yīng)用.表1?國(guó)內(nèi)外邵分氯化鉀鍍鋅添扣荊項(xiàng)f_J.產(chǎn)池I銎盛i甭加掣I”“種j.(?) 蕊l/DCr-lta 心川拖拉機(jī)廠』20~3017,I2{————?——————?————l————CT一2[lJI 『拖拉機(jī)廠5,5012,8BErn山西大學(xué)5,如l10~20————————————————————一—— 1lzB一

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3M公司:38r3O氯化鉀鍍鋅有許多 l優(yōu)點(diǎn)但也存在一些缺點(diǎn) a例如,添加荊濁點(diǎn)較低,鍍液寬許工作的溫度范圍較窄;由于鍍鋅電流效率高,沉積通度快,鍍液酶分散能力和深鍍能力都較篝等89緞皂化學(xué)研究生6出?由

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85的允許工作溫度范圍僅為】O,3O?j而且它們的分散筒辦期露鑲輔力都較差.f{t,二,氯化鉀鍍鋅添加劑的性能和組成氯化生光亮鍍鋅的添加劑 ,一般由主光亮劑,輔助光亮劑和光亮劑載體三個(gè)部分組成.光亮劑載體一般為表而活性劑,其性能的優(yōu)劣是此工藝成敗的關(guān)鍵.而添加劑各組分的作用往往是相互聯(lián)系和相互牽制的.因此.必須通過反復(fù)的試驗(yàn),才能作出適當(dāng)?shù)倪x擇.1.主光亮翩的結(jié)構(gòu)和作用主光亮劑的主要作啊是使鍍層結(jié)晶光亮細(xì)致,同時(shí)降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力.一種好的主光亮劑,必須具有較.島的穩(wěn)定性和較寬的電流密度使用范圍,并能改善鍍液的深鍍能力和分散能力通常使用的主光亮劑的結(jié)構(gòu)類型見表217).表2氯化鉀鍵鋅主光亮刑的結(jié)椅類型R1一CH—C一一C~C-)CoR?11R2R3RJR2ICHO\\/ill//\R3lR5R?NH2且I,C—C0oER2O_CH30CHa\/CHoill/\CINHCH3,CH,CooH從表2,可以得出如下 l丐個(gè)結(jié)論?從主光劑結(jié)構(gòu)上看,一般都含有雙健(-c:. 一),苯環(huán)一)和羰基(一一)魯雷能團(tuán).例如常用的主光亮劑芐叉丙酮 ,其結(jié)構(gòu)式為/< 一一cH=cH—cH.主光亮耕的這種結(jié)柯,可能和它在電鍍過程中的作用機(jī)理有關(guān)a因?yàn)橐玫焦饬良?xì)致的鍍層 ,必須增加陰極極化,提高鋅離子還廄的過電位 .主光亮耕的這種結(jié)枸,對(duì)陰極極化的增加是有益的因?yàn)殡p鍵 (一c:c一)可以在陰極上還原,消耗HC0Z0S3HC3,-ZHCoo八一一一屯C一.一\,f 屯N州,,?一一一電鍍與涂飾第1O卷第1期-65?0部分電流,降低鋅離子還原的速度.同時(shí),苯環(huán)(</ 一)鈾羰墟l—C”一)有助予主光亮劉在陰極上吸附.增加鋅離子在陰極上還源的阻力 ,提高陰極的極化.?氯化鉀鍍鋅的土允亮劑都為有機(jī)物質(zhì),這就決定了它們?cè)谒淼娜芙庖欢ê苄?四此,必須找出一種有效鴟表面活性劑,由J能地把它們分散在鍍液中 ,以便有效地發(fā)揮它們?cè)陔婂冎械淖饔?光亮劑載體的結(jié)構(gòu)和作用光亮劑載體的主要作用是增加主光亮劑在基礎(chǔ)鍍澈中的溶解度,改善被鍍工件表面的瀾濕性能,提高高電流度區(qū)的陰極極化 .常用的光亮劑載體的結(jié)構(gòu)類型見表 3”“.光亮劑載體一般為表面活性劑 ,屬于高分子聚合物.它由親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)兩個(gè)部分組成.按照一般的規(guī)律,疏水基團(tuán)的碳原于數(shù)越多,表面活性劑在油中的溶解度越大.反之,親水基團(tuán)越多,它在水中的溶解度越大.一個(gè)性能優(yōu)越的光亮劑載體,既要有較強(qiáng)的增溶作用,同時(shí)要有較高的濁點(diǎn).表面話性荊的濁點(diǎn),一般隨著親水基團(tuán)的增多而增大.例如TX型的表面話性劑,其濁點(diǎn)按照Tx—jO,Tx一15,Tx一2j的順序遞增.但不是說濁點(diǎn)越高添加劑的性能就越好.因?yàn)檫@類添加劑會(huì)由于吸附,脫附電位較高而大量夾入鍍層.造成鍍層機(jī)械性能惡化,鍍層和基體的結(jié)合力下降,內(nèi)應(yīng)力增加.這樣,反而得不到性能優(yōu)良的鍍層.因此,光亮劑載體的選擇,必須通過大量實(shí)驗(yàn)篩選才能確定 .我國(guó)目前生產(chǎn)的光亮劑載體一般分為 TX型(表3一),平平加型(表-3的7).和環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷嵌段共聚物(表3的8和9j這些光亮劑載體的歃點(diǎn)是泡沫多,濁點(diǎn)低,在高電流密度區(qū)對(duì)陰極極化的貢獻(xiàn)小輔助光亮幫的結(jié)構(gòu)和作用輔助光亮劑的主要作用是擴(kuò)大光亮電流密度范圍 (特別是低電流密度).如果輔助光亮劑選擇得不恰當(dāng),赫爾槽試片就不能整片光亮 .分散能力和深鍍能力也差 ..輔助光亮劑一般會(huì)發(fā)生分解,但一定要保證分解產(chǎn)物不影響鍍液的性能 .從結(jié)構(gòu)上看輔助光亮劑,一般可分為兩婁,一婁為含有苯環(huán)的脂肪酸 }一類為含有氪原子的雜環(huán)化臺(tái)物 .例如氯化鉀光亮鍍CooH一\./\/N鋅中用的苯甲酸鈉(< 一>一CooNa),愷古J酸(?N),苯駢三唑(\)等化N合物,就是在電鍍過程rp起輔助光亮刺的作用.三,氯化鉀鍍鋅添加劑對(duì)陰極過程的影響任何性能良好的添加劑,必須能夠顯著地增加金屬離子陰極還原的極化作用 ,提高鍍液的分散能力和深鍍能力.降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力.圖l.. 是氯化鉀鍍鋅諮液中加入NDZ一1添加劑和基礎(chǔ)鍍液的極化曲線 .圖1表明一NDZ-I添加劑使鋅的陰極極化曲線顯著向負(fù)方向移動(dòng) ,這說明在NDZ1添加劑存在的搜液中,鋅離子的還原阻力增大了這正是電鍍過程對(duì)添加荊的要求 .添加劑對(duì)陰極過程啦影響,還可以通過微分電容曲線的測(cè)定來了解圖 2:是基礎(chǔ)鍍液中~NDZ-1添加劑后測(cè)定的微分電容曲線 ,該曲線表明添加劑強(qiáng)烈地吸附在電極表面上 ,從而阻化了鋅離子的陰極沉積過程,增加了陰極的極化崖,提高丁鋅離子還原的過電位 .lf,6?Malti99iDK,.??lIII3.02.52.01.51.0L0.5l~iectropiatlng&Fir 】ishjnglvol10Nol圖1孳產(chǎn)1氟1匕鉀溶旅中的陰極極化曲線g掃/l描I-I逮aB度O?a;ckx?.藏2yo~m01,.15油v/ezra一1-參埠c電扳l甘汞電謦”基礎(chǔ)錠液.200g/IKCI+25CdF?eln-a.圈2汞膜電扳在基礎(chǔ)鍍液中硬合有NDZ-I~々KCI鍍鋅溶液中的微分電容曲線基礎(chǔ)鍍浪:20D~/IKCI+2$g/1H,B03+7oD?IZnel22:基利疑+2om1,lND一1掭舳前l(fā)991年3表3電鍍與滌飾mlO~g1期?67?氯化鉀鍍鋅光亮劉栽體的結(jié)構(gòu)類型編號(hào)結(jié)構(gòu)通式f?l1cl0cH0c?zOH,.2HTOC3H6?OH5一l?OC2H?一0HR—COO一(-c2HtO-?I~soNaCH3CH3ffCHr—C,CHr—CH.—C—CH3,,CHlCH2旱一nl0HCH2CHtn10H:>N十c:七u備注口筘一”峨l,6,n 】2;10~20n=5,5O.Hcl2的豁驁nj5,50.h=l5-一一I一十一一一一DI如以同,但均枉,500之剛_Rl,R2:Ct,2o,n5,5O——一一,.一——_.RI=CIz.n=5~250,一一一?一.,——n1+=6,5吼.11Z5,300nI+n35,8?=5,舯參考文獻(xiàn)[1]C~:ottyD.andBagnallk,P&SF,1988,75(11):52~5G[2]Mi~haelP.andAngeloD.P&SF,1986,73(9):20曹正德,李華清.材料保