硫酸盐电镀锌光亮剂的研究+文献综述(3)
1.2.3 光亮剂的组成
(1) 主光亮剂
综合国内外硫酸盐镀锌光亮剂的文献报道，我们选用了含羰基官能团的化合物作主亮剂，其中芳酮与芳醛的效果极佳(如苄叉丙酮、氯甲醛等)，但这类光亮剂难溶于水,必须使用载体光亮剂。
(2) 载体光亮剂
载体光亮剂一般选用脂醇中羟基上的活性氢与环氧乙烷的取代物，通过文献得知，以OP类、平平加O类的磺化产物为佳，如HW 型乳化剂、HTA型载体光亮剂等。
(3) 辅助光亮剂
芳磺酸有良好的水溶性，如邻甲苯磺酸、间苯磺酸、对苯磺酸和萘二磺酸系列对镀层均有一定的光泽效果，与主光亮荆有很好的协同作用，且能扩大电流密度范围，但都不能单独添加，否则会使工艺范围变窄；胺类化合物能显著增加镀层光亮度，如丙烯酰胺、苯二胺、苯丙胺等[9]。
1.2.4 影响光亮镀锌工艺的因素
(1) 主盐的影响
硫酸盐镀锌采用的主盐为硫酸锌，其在水中的溶解度大，导电性能好，一般不需加导电盐，镀液成分简单，配槽成本低，其霍尔槽试验结果如下：硫酸锌的含量控制在300～450g/L，小于300g/L，低电流区出现漏镀，高电流区易烧焦，沉积速度慢，生产效率低下；高于450g/L，镀液带出损失增加，生产成本增加[10]。
(2) 缓冲剂的影响
本工艺使用过程中，由于阳极电流效率高于阴极电流效率，镀液pH值有缓慢上升的趋势，为此添加硼酸作缓冲剂，以控制溶液pH值在工艺规范内；硼酸电离度小，当阴极上由于氢气的析出而使pH值上升时，硼酸发生电离供应氢离子，即 ，以保持镀液的酸度，硼酸的缓冲能力在2.5～5.0之间，镀液的工作pH值为2.5～4.0，经实验验证，硼酸对镀层质量影响不大，在25～40g／L均能起到很好的缓冲效果，超过40g/L，主要是受溶解度的限制。
(3) 光亮剂的影响
Lx一600A 型光亮剂是专门针对硫酸锌镀锌而研究设计的，分为A剂、B剂两组分。A剂在配槽时或大处理后使用，B剂用作平时的补加。Lx一600A型光亮剂由聚氧乙烯脂肪醇与焦亚硫酸钠等经反应后，再与芳香酮主光亮剂复配而成。其加入后，镀层的光亮度高。该光亮剂属于宽温型光亮剂，新配制的镀液在烧杯中加热至70℃不混浊，60 ℃下赫尔槽试片达到全光亮。其抗氧化能力强，耐高温，出光快，特别适合于滚镀连续大生产应用[11]。
(4) 温度的影响
温度的影响比较大，温度低于10℃，镀层光泽不理想，色泽不均匀；高于45℃ ，高电流区易烧焦，镀层结晶粗糙，光亮度变差，主要原因是光亮剂在温度比较高的情况下，容易结晶析出，夹杂在镀层中而使镀层变粗糙，因此本工艺温度宜控制在10～45℃。
(5) pH的影响
pH值对镀层的质量影响较大．pH值低于2.5时．镀层易产生条纹、起泡等现象，低电流区无光泽，主要是pH值过低时，阴极析氢剧烈，导致镀层结合力下降，低电流区镀不上；pH值高于4.0 镀层中易夹杂氢氧化物，导致高电流下易烧焦镀层结晶粗糙．光泽变差 因此镀液pH值控制在2.5～4.0为宜。pH值过高时，采用稀硫酸调节，过低时采用氨水调节。
(6) 阴极电流密度的影响
该工艺的电流密度范围较宽，为2～5A/ dm2 ，但受温度变化影响较大。气温低时，电流密度随之减小。气温高时(如夏季)电流密度增大1倍以上。使用时应选用偏大一点的电流，有助于提高均镀能力和生产效率[12]。
1.3 国内外镀锌光亮剂的研究状况
1.3.1 光亮剂的大致发展
从八十年代初期兴起的氯化钾镀锌工艺，到今天发展起来的锌基合金电镀，历经了艰难的过程。J．W ．Hogg研究低碳钢丝的连续高速热浸锌方法； S．Martin研究镍、钴或铁的光亮锌合金，并获得专利权； J．C．Puippe研究了铜一锌一锡三元合金镀层的结构； A．v．Trubitsyn等人采用先镀铜后镀锌，然后在熔融盐浴中加热，使金属扩散， 在线材或其它延展性材料上镀黄铜的方法，获得美国专利权[13]。 B．D.W ilkinson和E.L．Childs用硼一氨基磺酸镀液在铀上镀锌层：获得良好的结合力；F．J．Morteiro 和D．H.Ross研究了以改进的锌酸盐合金对铝进行预处理的方法；W ．P．C．Duyvesteyn和R．F.Hogsett获得电镀锌工艺的专利权；E．Groshart评述了锌的表面化学机理，提供镀锌层的电镀、机械镀和热浸镀方法；C．Angelo报导了廿年来无氰镀锌的工艺进展；M．Push-pamnam研究认为：合并添加钴和铬可以改善硫酸锌镀锌层；T.Venlkatesha等人测定出间硝基苯甲醛为光亮剂的酸性镀锌的最佳条件； R．K．Singh和T．J．0’ Keefe提出硫酸锌镀锌电解液周期伏安测定的筛选方法；J．McBreen和E．Gannon探讨了锌单晶沉积的动力学，认为外貌和晶体取向有关； M．Hiramatsu等人论述了锌-二氧化硅复合镀层的表面结构与聚合物的结合强度[14]； D．Crotty 论述了三种普通镀锌电解液中光亮剂对锌镀层的作用；S．M．Mayanna，F．Hanna 和H．Noguchi提出了一些新型酸性镀锌光亮剂；W ．J．Willis获得碱性镀锌液专利权；T．R。Roberts 等人测定了快速镀锌层的组织结构；T．J．0’Keefe等研究了添加剂对钢上氯化物镀锌层的结构、结晶取向和极化行为的影响 ；C．Karwas 和T．Hepel研究了硼酸对锌一镍合电沉积的影响；S．Martin等人获得电镀锌、锌一镍、锌一钴、锌一铁合金电解液的专利权； 古贺孝昭论述了Sn-Zn、Zn—Ni、Zn-Fe、Zn-Co合金镀层的特性； Q 研究了镀锌电解液光亮剂对镀层耐蚀性的影响；Hanna．F．Bull研究了从加有专利光亮剂的低氰化物，锌酸盐和弱酸性槽中电沉积光亮锌的特性，并研制了深镀能力高的弱酸性槽，可以满意地取代广泛使用的氰化物槽；Loshkaryov Y．M.Bull研究了新近发现的聚四烷基胺盐(TAS)对于从碱性溶液中电沉积锌的影响后果；美国电化股份有限公司研制的光亮剂有BLECTRO-BRITE RP-10，NAZ-32 C，NCZ-46, NO.30，2#粉，14# 等品种。