CN1013773B - 电镀锌用组合光亮剂 - Google Patents

电镀锌用组合光亮剂

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Abstract

一种电镀锌光亮剂，特别适用于锌酸盐，氰化物、硫酸盐镀锌，它将以往的二液性光亮剂变为一液性组合型光亮剂。其特点是由五元环含氮杂环化合物与脂肪胺及醛与环氧氯丙烷的共聚产物混合物。这种光亮剂给管理和使用上带来极大方便，该光亮剂镀层物性好，电流密度范围宽，2A赫尔槽试片全面积光亮，可替代DE和DPE-III作锌酸盐电镀锌的光亮剂，挂镀与滚镀均可使用。

Description

本发明属于一种电镀锌光亮剂，特别适用于锌酸盐、氰化物与硫酸盐镀液的组合型光亮剂。
目前在电镀技术中，添加剂与光亮剂是十分重要的，它是能否获得良好镀层的关键，尤其是对于锌酸盐镀液，如果没有添加剂和光亮剂，根本不会得到满意的镀层，添加剂的作用是使镀层变得细致平滑，而光亮剂的作用是使镀层具有光泽。目前市售的用于碱性镀锌的光亮剂一般采用香草醛，苘香醛等芳香醛类或其它类的合成光亮剂。这种光亮剂通常要与一些添加剂（如DE型，DPE-Ⅲ型以上两种添加剂均为脂肪族胺类与环氧氯丙烷的反应产物）配合使用。常规情况下使用时添加剂和光亮剂两种成份要分别添加和补充，故称二液性光亮剂，这样的光亮剂在使用中，容易出现添加剂和光亮剂的比例不当，而造成电镀出现故障。并且这种光亮剂的使用电流密度范围较窄，一般只在1-2A/cm2范围内。特别是采用DE添加剂时，当电流密度稍大一些，经常会发生镀件边角烧焦现象。
美国专利3，849，325公开的碱性镀锌光亮添加剂是由含氮杂环化合物与具有两个或两个以上官能团的伯胺、甲醛、环氧卤丙烷或氯化甘油及一种液体稀释剂的反应产物混合物所组成。而其中含氮杂环化合物为一种单环或双环的六元环化合物。
本发明的目的在于提供一种光亮范围更亮，光亮度更好，便于使用与管理的组合型镀锌光亮剂。
本发明采用这样方案实现的，它至少有一种如咪唑、二甲基咪唑等五元环含氮杂环化合物，与至少一种脂肪族胺类，如乙二胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺、二甲胺、二甲氨基丙胺或氨水，在甲醛、香草醛或乙二醛的存在下与环氧氯丙烷的共聚产物混合物成为本发明在水、碱性及酸性镀锌溶液中易溶的组合光亮剂。上述的各种胺类，杂环含氮化合物，醛类和环氧氯丙烷的比例可以在较宽的范围改变，其配方是以下列反应组分共聚生成的反应产物混合物：五元环杂环含氮化合物    0.1～1mol
脂肪胺    0.5～5mol
醛    0.1～1mol
环氧氯丙烷    0.5～7mol
该光亮剂的制做工艺方法为：以四口烧瓶为例，首先在烧瓶中加入上述配方的杂环含氮化合物，胺及醛类以及适量的水（也可以不加水），然后边搅拌边慢慢滴下环氧氯丙烷，反应温度控制在40℃到回流温度都可以，滴下时间可以在0.5～4小时，滴完后在60℃到回流温度范围内保温1～8小时，使之反应完全。温度较高时，保温时间可以略短些，80℃以上时，保温2小时以下即可。在这种条件下得到的反应生成物是颜色由淡黄色到红棕色的水溶液。pH值7～9，根据水量及胺的种类和反应条件不同，粘度差别很大。目前电镀技术中的锌酸盐镀液（ZnO10g/l，NaOH120g/l）中添加该反应生成物（本发明）0.5～5ml/l，在低氰镀锌液中（ZnO12g/l，NaOH100g/l，NaCN10g/l）添加0.2～2ml/l，在硫酸锌镀液中添加0.1～0.5ml/l，便可得到理想的镀锌层。
本发明的优点在于，它是一种在水及碱性溶液中易溶的聚合物，特别适用于锌酸盐、氰化物、硫酸盐镀锌。它将以往的二液性光亮剂（如DE，DPE-Ⅲ型）变为一液性组合型光亮剂，从而给管理和使用上带来很大方便，而且这种光亮剂镀层物性好，电流密度范围宽，如2A赫尔槽试片全面积光亮，该光亮剂除了适用于锌酸盐镀锌外，也能作为氰化物及硫酸盐镀锌光亮剂。另外，还可以用来做为DE和DPE-Ⅲ为添加剂的锌酸盐电镀锌光亮剂，其性能好于现市售的同类产品。这些优点在目 前市售的镀锌光亮剂中是不具备的。使用本发明的光亮剂，可以直接从以DE，DPE-Ⅲ为添加剂的槽液中转化。挂镀与滚镀均可使用，在采用本光亮剂的槽液而得到的镀锌层，可以直接采用低铬彩色（CrO35g/l以下）和白色（CrO31g/l）的钝化工艺，而且色泽鲜艳、均匀。
下面以实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1.（补交）
在反应器中，首先加入13.6咪唑，13.4g33%的二甲胺和50ml水，将60ml37%的甲醛缓缓滴下，搅拌30分钟后，再将环氧氯丙烷慢慢滴入，滴后加热混合物至回流温度，并保温2小时，得到红棕色的粘稠液体，即为镀锌光亮剂，取该反应物（该光亮剂）6ml/l加入含有ZnO10g/l，NaOH120g/l的碱性锌酸盐镀液的267ml赫尔槽中，在2A，5分钟的条件下，赫尔槽试片全光亮。
实施例2.
在反应器中，加入13.6g咪唑，10.3g三乙烯四胺，30ml37%的甲醛水溶液以及15ml水，加温至40℃时，将27.6ml的环氧氯丙烷缓缓滴下，在滴入过程中控制温度在80℃以下，然后升温至140℃保温1小时，即得到深桔红色的反应物，取3ml/l加于267ml赫尔槽中，在与实施例1成分相同的碱性锌酸盐镀液中试验，2A赫尔槽试片在0.1～10A/dm2范围内是全光亮的。
实施例3.（补交）
反应器中，加入9.8g二甲基咪唑，6g乙二胺，5g香草醛和50ml水，将50ml37%的甲醛缓缓滴下，搅拌30分钟后，在60℃时再滴入9.2g环氧氯丙烷，加热至回流温度，保温二小时。
用与实施例1成分相同的镀液，添加此反应产物3ml/l进行赫尔槽试验，2A的试片在0.1～12A/dm2之间是全光亮的。
实施例4.
在中氰（ZnO25g/l，NaCN45g/l，NaOH70g/l）和低氰（ZnO15g/l，NaCN15g/l，NaOH75g/l）的镀液中，分别用实施例1的反应产物2ml/l，实施例2的反应产物1ml/l及实施例3的反应产物1ml/l进行赫尔槽试验，2A赫尔槽试片在略高于零至高电流密度区全范围内光亮。
实施例5.
将实施例1、2、及3的反应产物各取0.5ml/l加于硫酸盐镀液中（ZnSO47H2O 280g/l，KCl 20g/l，明矾20g/l，硫0.2g/l），在搅拌的条件下做赫尔槽试验，结果试片在0.5～10A/dm2是光亮的。
实施例6.
在与实施例1成分相同的镀液中，加入DE或DPE-Ⅲ4ml/l，实施例1或实施例2的反应产物1～2ml/l，电流密度在0.5～10A/dm2之间可获得光亮镀层。
比较例1.
将4ml/l DE添加剂和0.3g/l香草醛加入具有与实施例1相同成分的镀液中，在2A的条件下进行10分钟的赫尔槽试验，结果试片只在0.5～4A/dm2之间是光亮的。
比较例2.
在与实施例1相同成分的镀液中，加入本溪合成化工厂生产的DPE-Ⅲ和KW-906各4ml/l，在与比较例1相同的条件下进行赫尔槽试验，结果试片在0.2～8A/dm2之间是光亮的。

Claims (3)

1、一种电镀锌光亮剂，可用于碱性无氰、有氰及硫酸型镀锌，其特征在于是以下列反应组分共聚而生成的反应产物混合物；
五元环杂环含氮化合物  0.1～1mol，
脂肪胺               0.5～5mol，
醛                   0.1～1mol，
环氧氯丙烷           0.5～7mol。
2、按照权利要求1所述的光亮剂，其特征在于：反应组分中的醛为甲醛、香草醛、乙二醛。
3、按照权利要求1所述的电镀锌光亮剂，其特征在于：制备时首先加入五元环杂环含氮化合物和脂肪胺及醛，然后边搅拌边慢慢滴入环氧氯丙烷，反应温度控制在40℃到回流温度，滴入时间在0.5～4小时之间，然后在60℃到回流温度范围内保温1～8小时。
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