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镀锌液表面活性剂浊点影响因素

氯化物镀锌工艺自问世以来,一直都以其高亮度、低污染、高效率等独特的优点广泛应用于国内外电镀业。目前,虽然光亮剂品种繁多,性能不断改进,但其组成仍然含有非离子表面活性剂。非离子表面活性剂的浊点是影响光亮剂质量的一个重要因素。为此,作者对非离子表面活性剂浊点进行了研究,下面对影响非离子表面活性剂浊点的几个因素进行探讨。

1测 试

1.1 方法及仪器

测量镀液浊点时采用目视法,过程为:(1)取一定量的加有被测试剂的溶液,电炉加温至溶液发生浑浊;(2)停止加温,搅拌下缓慢冷却,溶液刚澄清时的温度,即为浊点;(3)需要观察对镀层影响时,使用赫尔槽设备进行镀液性能测试。每种数据测试3个点,如差距较大,则重新测试。

1.2 基础液配方及工艺条件

氯化钾(电镀级) 220ｇ/Ｌ

氯化锌(电镀级) 80ｇ/Ｌ

硼酸(电镀级) 30ｇ/Ｌ

苄叉丙酮 0.4ｇ/Ｌ

平平加 4.0ｇ/Ｌ

ｐＨ值 5.0

温度 25℃

电流密度 2.0Ａ/ｄｍ2

2 结果分析

2.1 主盐浓度的影响

主盐浓度对非离子表面活性剂浊点的影响主要取决于盐的浓度和离子的化合价。通常,盐的浓度越高,浊点越低;组成盐的离子化合价越高,浊点的降低越多。表1为氯化钾、氯化锌含量对浊点的影响。

从试验结果可知,随氯化钾含量升高,镀液浊点明显下降,符合一般规律,但氯化锌对浊点的影响反常。测试结果显示,氯化锌含量对浊点几乎无影响,这与一般理论上的规律相差甚远(使用蒸馏水、移液管、容量瓶等精确称量手段多次、反复验证,结果也都一样)。这种反常结果的真正原因有待于进一步研究。

2.2 与非离子表面活性剂浓度的关系

对非离子表面活性剂浓度与浊点的影响进行了测试,结果见表2。

从表2可以看出,表面活性剂的浓度增大,平平加Ｏ－15的浊点略有升高,ＯＰ－20的升高安康则ADDA为低位较明显。考虑到氯化物钨钢冲头镀锌中非离子表面活性剂的正常含量,只测定了表中的浓度范围,其他浓度未测。

2.3 与苄叉丙酮浓度的关系

氯化物镀锌中仍然以苄叉丙酮为主光亮剂。苄叉丙酮不溶于水,主要依靠非离子表面活性剂对其的增溶性而溶解,故苄叉丙酮含量越高,非离子表面活性剂的浊点应越低。表3为测试结果。

对苄叉丙酮含量的测试结果表明,含量增高,浊点降低,符合一般规律。

2.4 与辅助光亮剂的关系

辅助光亮剂是氯化物镀锌中的重要组分。本试验主要测试了常用的主要辅助光亮剂(烟酸、肉桂酸、苯甲酸、卡套球阀扩散剂),结果见表4。

从上可知,苯甲酸、肉桂酸对浊点的影响较大,随含量提高,浊点降低较明显。辅助光操作者1定要重视疲劳实验机的清洗亮剂酸性越弱(如肉桂酸),浊点降低越明显。这是由于镀锌溶液中的有机酸属于弱酸,溶解度受ｐＨ值影响较大,在弱酸性氯化物镀锌溶液中溶解度很低,主要依靠非离子表面活性剂的助溶作用而溶解。因此,温度升高时非离子它的最重要部位在哪里呢？或它的最有价值部件在甚么地方表面活性剂对有机弱酸的溶解作用减弱,有机酸首先析出而导致溶液发浑。实际上,这时的浑浊物不是非离子表面活性剂的析出物,而是弱酸的微小固体析出物。

2.5 其他添加成分对浊点的影响

测试了烷基醚聚乙二醇硫酸酯盐型、烷基醚聚乙二醇磺酸盐型阴离子表面活性剂及有机增溶剂对浊点的影响,结果见表5。

从结果橄榄油看出,3种物质均有较大的作用,但阴离子型表面活性剂泡沫太多,烷基醚聚乙二醇硫酸酯盐型的阴离子表面活性剂更是如此。另外,阴离子表面活性剂对高电流密度区有不良作用,影响电流密度上限值。有机增溶剂不产生任何泡沫,同时具有辅助络合作用及缓冲作用,含量范围也较宽,100ｇ/Ｌ的测试范围内对溶液无任何不良影响,且含量越高,浊点也越高。在测试范围中的一般规律为含量每约增加4.5ｇ/Ｌ,浊点就提高1℃。有机助溶剂货源广,价格低,在氯化物镀锌中颇有应用价值。

2.6 与镀液ｐＨ值的关系

氯化物镀锌溶液中辅助添加剂是必须添加的成分,且大多数为弱酸,对浊点具有较大的影响。因此,测试浊点与ｐＨ值的关系时分别加入了不同的辅助光亮剂,且变更了其含量。添加扩散剂及苯甲酸的溶液测试结果见表6。

从结果可知,在只含非离子表面活性剂及苄叉丙酮的基础液中,ｐＨ值对浊点无影响,但含有辅助添加剂时,浊点均有较为明显的下降。这些说明添加有辅助光亮剂的溶液中ｐＨ值对浊点的影响是较大的。同理,烟酸、肉桂酸等弱酸性辅助添加剂对浊点也有较大的影响。

3结 语

非离子表面活性剂的浊点随苄叉丙酮、辅助添加剂(苯甲酸钠、扩散剂等)含量的提高而降低;随溶液主盐的含量提高而提高,但氯化锌含量却基本无影响;含有弱酸类辅助添加剂时,随ｐＨ值的降低,浊点显著降低;随烷基苯或烷基醇聚乙二醇盐类阴离子表面活性剂及增溶剂的加入而大幅度提高;随非离子表面活性剂浓度提高而略微提高。