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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:TQ 153 文獻標識碼: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。近年來經(jīng)廣大電鍍同仁不懈努力，該工藝各項性能有了長足的進步，并不斷擴大其應(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。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)物在強堿性鍍液中比較穩(wěn)定，可使鍍層結(jié)晶進一步細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，大多選用有機胺與環(huán)氧氯丙烷的縮合產(chǎn)物作為載體光亮劑。這是因為堿J性鋅酸鹽鍍液中鋅的電極電位太負，表面電場太強，必須使介電常數(shù)較小的有機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;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。故把有機胺等與環(huán)氧氯丙烷的縮合物再進一步季胺化或醋化，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至關(guān)重要的工作，對于未進行季胺化反應(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，各項性能指標全面優(yōu)于DPE一3;或者咪哇和環(huán)氧氯丙烷先反應(yīng)，再用含鹵素有機酸進一步合成。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 用霍爾槽試驗檢驗光亮劑基本性能
鍍鋅基礎(chǔ)液ZnO8一12g/L，NaOH 120一140g/L。按工藝的中上限加人各種光亮劑和添加劑，然后進行霍爾槽實驗。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)量分數(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。
然而，堿性鋅酸鹽鍍鋅霍爾槽試驗與氯化鉀鍍鋅的有所不同。在氯化鉀鍍鋅中，IA、5而n的霍爾槽試片往往比IA、10而n的試片外觀略差;而堿性鋅酸鹽鍍鋅中某些性能不佳的光亮劑，其IA、5而n的霍爾槽試片反而比IA、10 min的試片好。此類光亮劑在工業(yè)化大生產(chǎn)中往往會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，大大增加鍍液的維護難度。性能良好的光亮劑，IA、10而n的試片應(yīng)比IA、5而n的試片更好些，出光后，全片光亮均勻，低電流密度區(qū)無灰暗;中、高電流密度區(qū)無發(fā)白(霧)，無明顯條紋等不良現(xiàn)象。因此，對堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑，至少要做IA、10 而n
的霍爾槽試驗，以檢驗光亮劑的基本性能。
2.2 耐溫性能
光亮劑的耐溫性能是愈高愈好，但如果高溫生產(chǎn)時需要開大電流，加大光亮劑的用量，才能保證足夠的光亮度的話，嚴格地講，不能說明該光亮劑的耐溫性能好。推薦一個簡單的辨別方法，就是與氯化鉀鍍鋅槽液，在同等電流、溫度等條件下作對比實驗。眾所周知，氯化鉀鍍鋅光亮劑(如氯鋅一號添加劑)在40一50℃條件下，IA、smin或IA、10而n試片出光后可全片光亮，低電流密度區(qū)基本無暗區(qū)。故可以鉀鹽鍍鋅判別耐溫性的方法來判別堿性鋅酸鹽鍍鋅光亮劑的耐溫性能，氰化物鍍鋅也適用。
在試驗時，兩鍍液在相同的體積、溫度、電流密度和電鍍時間條件下，首先在40℃下實驗，IA、smin試片出光后，兩者光澤度相差不大，全片光亮均勻、無暗區(qū)，則表明該堿性鍍鋅光亮劑的耐溫性能較好，足以滿足正常的掛鍍生產(chǎn);若此時IA、5而n的試片出光后，低電流密度區(qū)只有落1。m的半光亮區(qū)，可基本滿足掛鍍生產(chǎn)的要求。若在45℃時，能保持與氯化鉀鍍鋅試片基本相同的表面狀況，則該堿性鍍鋅光亮劑的耐溫性能優(yōu)良，各項指標良好。
2.3 分散能力和深鍍能力
在無攪拌的條件下，以ZA、20 han進行霍爾槽試驗，用鐵板作陽極，鍍液溫度控制在20一30℃，鍍后試片水洗干凈，不出光或鈍化。利用霍氏尺選取電流密度8.64與0.43A/d時處(霍爾槽試片距離高電流密度區(qū)邊緣1.sem及距低電流密度區(qū)1.5。m處)，測定其厚度[5]，計算高、低電流密度區(qū)的厚度比。較好的光亮劑其厚度比在2.0一2.5之間。若厚度比低于1.5，則說明高、中電流密度區(qū)的電流效率較低，可能會影響生產(chǎn)效率。但NaOH含量、znZ+含量、金屬和有機雜質(zhì)、光亮劑含量均會影響實驗結(jié)果。
3 堿性鍍鋅溶液中雜質(zhì)的控制
氫氧化鈉最好選用精制的，工業(yè)級的要求純白無雜色，略帶黃色或淡紅色的氫氧化鈉最好不用。鋅陽極應(yīng)選用高純度的鋅，一般為0#鋅錠，切(zn))9.9%。低純度的鋅陽極雜質(zhì)含量較高，會使鍍液發(fā)生故障。
氧化鋅純度為99.99%，其中二(Pb)蕊0.002%，二(Cd)蕊0.005%。
實踐表明，新型堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝不論其鍍液和鍍層性能都已達到或超過氰化物鍍鋅。但絕大多數(shù)堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝在以下幾方面仍需提高與完善:
(1) 與氰化物鍍鋅或氯化鉀鍍鋅相比，堿性鋅酸鹽鍍鋅層進行鉻酸鹽白鈍化時，其白度略遜。幾種產(chǎn)品放在一起對比，堿性鋅酸鹽鍍層略黃一點，達不到氰化物鍍鋅和氯化鉀鍍鋅層的外觀色調(diào)水準。
(2) 與氰化物鍍鋅或氯化鉀鍍鋅相比，蘭白鈍化時色調(diào)不同，氰化物鍍鋅層蘭白鈍化膜均勻清亮;氯化鉀鍍鋅層蘭白鈍化膜為艷麗的天藍色;而堿性鋅酸鹽鍍鋅層蘭白鈍化膜往往偏暗;且不論是六價鉻鈍化還是三價鉻鈍化，其蘭白鈍化膜的色調(diào)與人們習(xí)慣的天藍色色調(diào)仍有較大差距。
(3) 有些(大)零件在鍍鋅鈍化后需要進行噴塑，噴塑溫度一般在
