氯化钾镀锌光亮剂的制备.doc

氯化钾镀锌光亮剂的制备第18卷第1期2006年1月腐蚀科学与防护技术CoRRoSIoNSCIENCEANDPROTECTIONTECHNOLOGYV01.18No.1Jan.2006氯化钾镀锌光亮剂的制备张忠诚,刘灿强,韩雪梅山东大学化学与化工学院,济南250061摘要:以平平加025为起始原料合成了氯化钾镀锌光亮剂的载体.以苄叉丙酮为主光亮剂配制了镀锌光亮剂.此光亮剂用量在每升电镀液36m1和阴极电流密度在1A/dm2-2A/dm2时得到满意的光亮镀层.测得的电镀液的浊点为82.关键词:镀锌光亮剂;平平加O一25;苄叉丙酮中图分类号TG174.441;TQ153文献标识码:A文章编号:10026495(2006)01006102PREPARATIoNoFABRIGHTENERFoRACIDZINCPLATINGZHANGZhongcheng,LIUCanqiang,HANXuemeiSchoolofChemistryandChemicalEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061ABSTRACT:AbrightenercarrierwassynthesizedwithperegalO25asrawmaterialandthenabrightenerwaspreparedusingbenzylideneacetoneandsynthesizedbrightenercarrier.Whentheconcentrationofbrightenerinelectrolytewas36ml/Landthecathodiccurrentdensitywas12A/dm2.asatisfiedandbrightplatingsurfacecouldbeobtained.Thecloudpointofelectrolytesolutionwasdeterminedashighas82.KEYWORDS-Zincplatingbrightener;peregalO一25;benzylideneacetone.酸性氯化钾镀锌工艺由于镀液成分简单稳定,易于维护,电流效率高,沉积速度快,污染小等优点在国内外得到广泛应用.而高性能的组合光亮剂在酸性氯化钾镀锌工艺中具有重要的作用.80年代以来,不少研究者对氯化钾镀锌系统的光亮剂进行了研究【lq】.氯化钾镀锌光亮剂一般由主光亮剂,载体光亮剂,辅助光亮剂等组成.主光亮剂在光亮和整平过程中发挥主要作用,一般为酮,芳香醛或杂环醛类.例如,苄叉丙酮,邻氯苯甲醛,对氯苄叉丙酮等.载体光亮剂的主要作用是将主光亮剂溶解并均匀分散到镀液中,并能降低溶液表面张力,对镀件表面起到润湿作用.载体多为一些非离子型表面活性剂或其改性产物.辅助光亮剂与主光亮剂配合使用能改善镀层性能,使效果更佳.常用的辅助光亮剂有苯甲酸钠和扩散剂NNO,由于主光亮剂通常为难溶于电解质水溶液的有机物,因此要使主光亮剂很好地发挥作用就必须使其均匀分散于电镀液中.这主要依靠载体光亮剂的作用.因此,光亮剂性能的优劣在很大程度上依赖于载体性能的优劣.制备出高溶解性,高浊点的载体成为镀锌光亮剂制备的关键.本工作通过对各种配方进行对比,分析,研究了组合光亮剂的水溶性和收稿日期:2004.06.04初稿;2004.08.08修改稿作者简介:张忠诚(1953一),男,硕士.教授.主要从事精细化工及表面技术的研究,Tel:053188392430Email:zhangze8888163.corn光亮性问题.用硫酸酯化剂酯化处理OP,制备了一种乳化能力强,浊点高于82的氯化物镀锌光亮剂载体.该载体对主光亮剂具有较好的水溶性.所制得的光亮剂对镀锌表面亦有较好的光亮作用.1实验方法1.1磺化平平加.一25的制备将100g平平加025加入200ml烧杯中,加热使其熔化,然后在不断搅拌下,逐渐加入98%的浓硫酸18.12ml,随浓硫酸的加入,温度迅速上升.控制硫酸的加入速度,使反应温度维持在8595之间进行.随反应的进行,物料颜色逐渐加深,并由粘稠状逐渐变为棕黄色膏状物.反应需50分钟.然后降低物料温度至50左右,在不断搅拌下.逐渐加入氢氧化钠水溶液进行中和,控制中和温度不超过60,中和完毕后,冷却,上层的浅棕黄色半透明膏状物为磺化平平加025,质量为231.1g,下层为硫酸钠水溶液.1.2光亮剂配制配方如下:苄叉丙酮1.25g,磺化平平加02517g.无水乙醇7m1,苯甲酸钠4g,糖精0.4g.此光亮剂为淡黄褐色透明油状液体,无任何不溶物.pH值为7.1.3电镀液的配制电镀液组分为,200g/L氯化钾,70g/L氯化锌,30g/L硼酸,1050ml/L光亮剂.其配制方法:(1)将计算量氯化钾和氯化锌溶解于所需配制的镀液容量2/3的水中,用沸水62腐蚀科学与防护技术第18卷将计算量硼酸溶解后加入,搅拌均匀.(2)抽滤除去镀液中杂质不溶物.(3)测pH值,并调整到工艺范围56,加水至规定体积搅拌均匀.(4)加入光亮剂.1.4电镀实验电镀工艺流程如下:机械抛光一有机溶剂清洗一化学除油一热水水洗一盐酸除锈一流水洗一1:1盐酸活化一水洗一光亮镀锌一水洗-*2%3%碳酸钠中和一流水洗一3%硝酸出光一流水洗一钝化一流水洗一温水洗一干燥一成品.电镀温度为室温,阴极电流密度为1A/dm2-2A/dm,电镀时间10min-20min.2结果与讨论2.1主光亮剂本实验中,使用4一苯基一3一丁烯一2一酮作为主光亮剂.4一苯基一3一丁烯一2一酮又称为苄叉丙酮,乙酰苯乙烯等.结构式为,仅微溶于水.实验发现借助于OP乳化剂或十二烷基苯磺酸钠等表面活性物质也很难将其溶解,即使溶解了,当加入电镀液后便会从溶液中析出.因此,必须加入合适的载体方可将其彻底溶解.2.2载体使用不同载体以苄叉丙酮为主光亮剂配制成光亮剂的效果示于表1中.Table1Solubilityandbrightnessofbrightenerpreparedwithdifferentcarriers由表1的实验结果可以看出,用自制的磺化平平加O一25作为载体既可以将苄叉丙酮很好的溶解又可以使电镀表面比较光亮,因此我们选用磺化平平加025作为载体配制光亮剂.在对平平加025进行磺化时,须考虑硫酸的用量要合适【4】.磺化过程的反应为:2H2sO(O)H+H2SO4C12HzsO(C2I-hO)SO3H+H2O然后用碱中和,即得载体磺化平平加O一25cl2H2sO(C2I-t,O).SOsH+NaOHCl2H25O(C2k0)SO3Na+H2O使用浓硫酸作磺化剂时,硫酸浓度高,磺化反应完全,载体浊点就高.反之,浊点就低.例如,从我们的实验中可以看出,若磺化平平加025在磺化时每100g平平加025加入硫酸的量由18.12lllI降低为12rnl,则浊点即由82降为66.7.当然.硫酸的量也不能过高,因为过多的硫酸会使后续的中和分离变得困难,另外也会使电镀时电流的光亮区变窄.因此.根据我们的实验结果,每100g平平加025所加入的硫酸量18.12rnl较为合适.2.3光亮剂经反复实验筛选,最后确定的配方如下.以配制1升光亮剂计.苄叉丙酮25g,自制载体340g,苯甲酸钠80g,糖精8g,无水乙醇140m1.此光亮剂为黄褐色透明油状液体,静置数天,未见异常.将此光亮剂按36Tnl/L电镀液加入镀锌电解液中,以阴极电流密度1A/dm22A/dm2进行电解实验,可以得到满意的光亮镀层.测得此电镀液的浊点为82.3结论用平平加O一25进行磺化所得产物作为光亮剂的载体,以苄叉丙酮为主光亮剂所配制的光亮剂可以用于氯化钾镀锌过程,在阴极电流密度为1A/dm22A/dm2范围内可以得到光亮镀层.此光亮剂所配制的电镀液的浊点可达82.参考文献:1】尚书定,尹家刚.NlAB型钾盐镀锌光亮剂的研制及应用J】.表面技术,1995,24(3):22.2IsMMayanna,TVVenkatesha,RPDambal,et81.Abrighten.ersystemforacidzinc