0574-87637657
0574-87637657济宁三和化工 杜石峰 ， 杭州恒通化工 娄如祥， 中原电镀技术实业公司 尚书定
摘要 ： 介绍了我们开发的水性氯化钾镀锌光亮剂，该产品具有亮度高，低泡，脆性小，解决了目前应用的传统钾盐光亮剂存在的脆性大，镀层抗蚀性差，COD超标等问题，是取代传统光亮剂的最佳选择。
关键词： 水溶性 钾盐镀锌 COD
1 . 前言
目前 ，酸性钾盐镀锌已在镀锌行业得到广泛的应用，该工艺采用油溶性钾盐镀锌光亮剂，用邻氯苯甲醛，苄叉丙酮作为主光亮剂，用大量表面活性剂作为载体，该工艺的优点是出光速度快，亮度高，电流效率高，我们公司多年来以生产高温载体为主，产品畅销国内二十多个省市，为钾盐镀锌工艺的推广应用做出了力所能及的贡献，但多年来，也发现了该工艺存在的种种难以解决的问题，总结如下，一是镀层抗蚀性差，虽然亮度好，但亮度不持久，易变色，对于抗蚀性要求高的，耐盐雾试验时间要求长的，则难以达到。二是镀层分散能力差，对于复杂工件，高低区镀层厚度不均匀，可能高区镀层太厚，甚至脆性过大，而低区可能很薄，达不到要求，甚至镀不上。三是废水中COD问题，目前，国家制定的废水排放标准，COD 含量不能超过30mg /L ，而对于钾盐镀锌，由于大量的应用光亮剂，而光亮剂的主要成分又是统称为载体的表面活性剂，而目前又没有很好的表面活性剂处理回收技术，所以就造成COD 很难达标的难题。四是镀层中有机物的夹杂，导致钝化困难，特别是彩钝，结合力差。
多年来，针对这些难题，我们也进行了种种尝试，也做了不少改进，虽然有一些成效，但这些问题都没有得到根本的解决，但我们没有放弃，一直在努力，直到从某文献中看到国外有水性钾盐镀锌光亮剂，我们与有关科研院所合作攻关，，克服种种困难，经历无数次失败，在实验室获得成功，又经工厂批量小试，中试，根据反馈意见又不断改进，最终通过厂家大批量应用几年，厂家反映可解决目前油溶性钾盐镀锌光亮剂存在的种种问题，申请了国家专利，现将水性钾盐光亮剂的开发过程以及应用介绍如下，供广大电镀从业者参考。
2 . 水性钾盐镀锌光亮剂的开发生产工艺
水性钾盐镀锌光亮剂的生产工艺为 ，将水杨醛 ，甲醛，等几种材料，按照一定的比例，加入反应釜中混合搅拌均匀，再加入含量50%的碱液，调节PH至6.3 - 6.7 ，加温至75 - 85度，搅拌保温3 - 4 小时 ，然后降至室温，将产物过滤，再将过滤后的沉淀物加入甩干机进行甩干，再烘干，即得合成主光亮剂成品A剂，另选择两种材料，通过加成反应，减压蒸馏，得到白色粉末B， 由主光剂A, 主光剂B组成光亮剂的成分，可直接溶于水，又可起到更好的光亮作用
主光剂A,B可直接用纯水或镀液配成溶解，在搅拌下加入镀液中，搅拌均匀即可，起光亮作用。
也可按照一定的比例，配成酸锌光亮剂。 参考配方，A剂，20 - 30 g/L，B 剂，60 - 70 g/ L 用热水溶解即可，
光亮剂无刺激性气味，可以净化操作环境，是真正的绿色环保产品。
柔软剂不能用通常的柔软剂，否则，亮度不好，我们采用进口材料通过不同的加成磺化反应得到低泡载体MF-1，低泡载体MF-2 ,这两种载体搭配使用，用于水性光剂的配套载体，协同效果良好，辅助光亮剂主要选用苯甲酸钠，烟酸，桂皮酸，HS1000等。我们用MF-1，MF-2载体，配以其他的辅助光剂，做出质量优异实用的柔软剂。
参考配方; MF-1 250 - 300 g / L， MF-2 20 - 50 g/ L，苯甲酸钠 40 - 80 g /L，辅助光亮剂 10 - 15 g /L 。
3，水性光亮剂的性能指标检测。
3. 1 外观 ,光亮剂为水状液体，无泡沫,无醇类溶剂，无邻氯苯甲醛的刺激气味。
3.2 水溶性 和水以任意比例混合
3.3 赫尔槽实验结果
实验条件：氯化钾 220 g/L， 氯化锌 65 g/L，硼酸 30 g/L，光亮剂 1 mL /L，柔软剂 20 m L /L， 温度 25 度，JK 1A/dm2 ，250 mL 赫尔槽。
经和传统的油溶性钾盐光亮剂试验比较，结果如下。
（1 ）光亮度 高于传统的油溶性光亮剂，可达到真正的镜面光亮
（2 ）分散性测试
实验十分钟，油溶性光亮剂镀出试片，高区厚度、低区厚度，呈现出明显的厚度不均匀情况。
水溶性光亮剂镀出试片，高区厚度低区厚度 ，厚度均匀，显示出非常好的分散性。
（3 ）柔韧性检测
采用1 A 电流，电镀5 h , 传统光亮剂镀出试片，若试片进行弯曲，则会发出啪啪的声响，随即镀层爆裂脱落，而水性光剂镀出试片，则镀层不会脱落，显示出超强的柔韧性，而经检测，高区镀层厚度已超过100 微米。
(4） 耐蚀性检测 用标准酸锌溶液，分别加水性光剂，油性光剂，无氰碱锌镀液分别用1A电流，电镀10分钟，镀取三块赫尔槽试片，用原始方法检测其抗蚀性，用20%盐酸常温腐蚀，最后结果，酸锌镀液中，油溶性光剂镀出试片锌层全部退除只需三分钟，水溶性光剂镀出试片锌层退除却需八分钟，碱锌试片锌层退掉需六分钟，很明显，采用水性光剂酸性镀锌，可大大提高锌层抗蚀性，可解决长期以来钾盐镀锌抗蚀性差的难题。
（ 5 ) 彩钝膜检测 用同样的彩钝工艺检测，油溶性光剂镀出试片彩钝后，钝化膜可以用酒精擦掉，而水溶性光剂镀出试片，经彩钝后，钝化膜用酒精擦不掉，显示出其良好的结合力。说明水性光剂吧在镀件中有机杂质夹杂少，有利于钝化。
4，镀液组成和工艺条件的影响
4.1 镀液组成
氯化锌50 - 85 g/L ， 氯化钾 200 - 220 g /L ，硼酸25 - 30 g/L，光亮剂 1 - 2 mL/L， 柔软剂 20 - 30 mL/L， PH 值 5.0 - 5.5 ，温度 10 - 50 ℃， JK 0.5 - 5.0 A /dm2 。
4.2 镀液配制注意事项
4.2.1 选用电镀级原材料配制槽液。
4.2.2 在槽液中加入2/3 的水，加温至50 - 60 度。
4.2.3 加入计算量的氯化锌，搅拌溶解
4.2.4 加入计算量的氯化钾,搅拌溶解
4.2 . 5 将硼酸用10倍90度以上热水完全溶解后加入。
4. 2 . 6 加水至规定体积，加入锌粉，双氧水处理后沉淀过滤，
4.2.7 调PH 值，加入柔软剂，水性光亮剂，试生产合格后即可投产
4.3 光亮剂的添加方法
4.3.1 光亮剂和柔软剂的消耗量约在120 mL/KA.H ,按1 ： 1比例补充，同时补加
4.3.2 光亮剂用一倍热水溶解后加入
4.3.3 柔软剂的加入量多一些没事，可提高深镀能力和扩大光亮电流密度范围，
4.3.4 冬季气温较低时，光亮剂会出现洗出结晶沉淀现象，使用时稍微用热水烫一下，待溶解透明后再使用。
4.3.5 对于使用传统油性光剂的镀液，不用处理，可直接过渡到使用新型水性光剂，但要通过试验确定合适的添加量。
4.4 操作条件的影响
4.4.1 相比于油溶性光剂，水性光剂可适应更高的氯化锌浓度，挂镀可在65 - 85 g/L ,沉积速度更快。
4.4.2 由于水性光剂溶液中，表面活性剂含量低，工件前处理油必须除尽，最好有电解除油工序
5， 实际应用
目前该产品已在多家工厂使用，取得了良好的效果，如济宁的樱花集团，以生产铁钉为主，日产量上百吨，产品全部出口欧盟，前几年，由于国外对产品质量质量要求越来越高，该集团所加工铁钉，采用通常的钾盐镀锌，而且采用名牌油溶性酸锌光亮剂，所以铁钉镀锌后，亮度非常好，但存在的问题是，脆性大，易变色，往往产品发出去，等客户收到，已经变暗，达不到客户的质量要求，而且为保持镀锌的亮度，光亮剂加的多，又带来废水处理中COD严重超标的难题，所以公司曾遇到非常困难的问题，面临着停产的严峻局面，这时，公司接触了新型水性酸锌光亮剂，在我们的指导下，由实验，到小试，大批量全面应用，取得了成功，解决了以前存在的所有难题，使公司产品在同行业中多年处于领先地位，根据厂家总结，和传统的油溶性光剂相比，有以下明显的优点。（1） 光亮剂气味小，有利于工人的操作，保护工人的身体健康，（2）有机分解物少，镀液清澈见底，保证了镀锌的高质量。（3） 镀锌脆性小，提高了工件的强度，（4）工件抗蚀性强，不易变色，完全满足客户要求（5) COD 含量可降低50%以上，经合理的处理，废水排放COD含量完全可以达标、
随着水性酸锌光亮剂的应用，也可更加完善代铬 工艺，如近几年普及的酸锌镀锌后，用铜锌锡合金代铬。亮度好，操作稳定，又环保，但存在的问题是由于镀锌层中有机添加剂的过量夹杂，使得代铬镀层结合力较差，而使用水溶性酸锌光亮剂，则圆满的解决了这一问题，也在我们几个客户大生产中，取得了成功。
6 ，后记
水溶性酸锌光亮剂确实在很多方面优于传统的油溶性光亮剂，也能解决不少困惑我们的难题，当然，任何新事物的应用完善，都需要一个过程，也可能会遇到新的问题，这些都需要我们电镀从业者共同努力，互相交流，把这一新产品做好，应用好，为电镀行业的发展，为保护蓝天碧水，做出应有的贡献
