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四、锌酸盐镀锌#0 锌酸盐镀锌特点碱性锌酸盐镀锌是以氧化锌为主盐，以氢氧化钠（烧碱）为络合剂，它的特点是对电镀设备没有腐蚀性，镀层结晶细致光亮，成本较低，原材料来源广，槽液稳定，容易掌握。
但必须加适量的添加剂，才能使镀层达到结晶细致、光亮的效果。
近年来，锌酸盐镀锌在国内应用广泛，主要是这一工艺具有许多优点，如镀液成分简单、稳定，使用工艺范围比较宽，分散能力和覆盖能力较好，镀层结晶细致，只要选择添加剂适当，就能达到较高光亮镀层，且容易钝化处理，操作方便，维护简单，污染小，无剧毒氰化物。
镀后污水处理方便，有利于环境保护，适应于机械化、自动化生产，如钢管等几何形状复杂的大小五金件镀锌实效显著。
/0 锌酸盐镀锌工艺规范国内近年来碱性锌酸盐镀锌添加剂品种繁多，但工艺配方实质都大同小异。
现将国内应用较广的12 与132 型两种锌酸盐镀锌的主要配方及工艺条件列于表! " # " $!。
#"! 第四篇电镀工艺新技术应用与典型实例表! " # " $! %& 与%’& 两类锌酸盐镀锌配方及工艺条件成分及工艺条件配方# 配方( 配方) 配方! 配方$氧化锌（*+,）（- . /） #0 1 #$ #0 1 #$ #0 1 #( ## 1 #) #0 1 #(氢氧化钠（23,4）（- . /） #00 1 #)0 #00 1 #$0 #00 1 #(0 ##0 1 #)0 #00 1 #(0#香草酸（- . /） 050$ 1 05#三乙醇胺（- . /） #( 1 )0乙二胺四乙酸（&%67）（- . /） 05$ 1 #%&（8/. /） ! 1 9 ) 1 $*:% " ;<（8/. /） ( 1 $%’& " !（8/. /） ! 1 9 ! 1 $ ! 1 9=> " （8/. /） # 1 #5$*: " ;0（8/. /） ( 1 !温度（@） #0 1 !0 !0 1 #00 !$ 1 #00 !$ 1 #00 !0 1 #00阴极电流密度（7. A8） 05$ 1 ) $ 1 #! 9 1 #! 9 1 #! 05$ 1 !添加剂类型%’& " !型%& 型%& 型%’& " !型%’& " !型)5 镀液中各种成分的作用（#）氧化锌锌的含量对镀液性能与镀层质量具有重要的作用。
探讨锌酸盐镀锌工艺及常用镀锌添加剂的种类现代电镀网讯：一、锌酸盐镀锌工艺是否可以取代氰化物镀锌工艺碱性锌酸盐镀锌的开发为的就是替代氰化物镀锌工艺。
但是早期的碱性锌酸盐镀锌工艺由于添加剂的性能还不够好，存在主盐浓度低并且不易控制的缺点，同时当镀层镀得太厚时，其脆性增加，特别是不能用作烤漆底层使用，因为经高温烘烤时会出现起泡现象。
但是近年来随着碱性镀锌添加剂技术的进步，碱性镀锌的主盐浓度有了较大的提高，且可以镀厚和通过高温考验，有些性能甚至超过了氰化物镀锌，因此，现在锌酸盐镀锌已经可以取代氰化物镀锌。
以现在市场上流行的高性能锌酸盐镀锌工艺(ZN265添加剂)为例，以前开发的碱性无氰镀锌工艺，脆性大，无法镀得超过15μm厚镀锌层，也无法承受200℃左右数小时的除氢处理(容易鼓泡和起皮)。
而现在的新型镀锌工艺允许镀厚锌。
只要合理补加光亮剂，即可以实现镀锌层中压应力与张应力的平衡，可保证镀锌层厚度达到25μm而无脆性。
从应力实验的结果可看出，在25μm厚度时，制件仍可以任意弯曲而镀层不脱皮。
除了脆性得到了改善以外，镀层的分散能力也获得了较大的改善。
当电流密度在高电流区与低电流区相差20倍时(霍尔槽试片高区距边缘1.5cm，低区距边缘1.5cm，电流密度分别为8.60A/dm2及0.43A/dm2，如下图所示)，镀层厚度比为1.5倍，而氰化物镀锌层厚度比为4倍，酸性镀锌层厚度比为8倍。
ZN-265碱性锌酸盐镀锌分散性能霍尔槽试验因此，不管工件各个部位的电流密度有多大，ZN-265无氰镀锌液体均能得到一个较为固定的电镀速率，这就是说，即使在极其尖锐的边角部位都不会沉积过多的锌。
这就是因为添加剂使得这些部位的电流效率降低，同时也能防止这些部位镀层烧焦。
一、常用的镀锌添加剂的中间体有哪些由于镀锌添加剂的开发曾经是以取代氰化物镀锌为主，因此，现在流行的镀锌中间体是以秀于取代氰化物镀锌的碱性锌酸盐的添加剂中间体为主，所以常用的镀锌添加剂中间体如下：化学名：IME水性阳离子聚合物外观：淡黄色水溶液含量：约35%PH值：5.0～7.0溶解度(20℃)：水：任意比例；甲醇：任意比例用量：10～100mg/L应用：用于氰化物、碱性、无氰镀锌中，作为主光亮剂，常与BN-48、BPC-48/34配合使用。
汽车工业对锌镍镀层的需求在过去的几年中出现全球性的增长，提高腐蚀保护变得更加重要，特别是在高温部位如发动机舱内。
由于形成了γ-相锌镍合金，锌镍镀层(12-16% Ni)同纯锌镀层相比，对红锈具有更出色的腐蚀保护性能。
为了开发在整个电流密度范围内都能获得最佳电镀性能的镀层，应用了X射线衍射和FIB（聚焦离子束）技术进行研究，由中性盐雾测试确定的腐蚀速率很明显的超过了汽车工业的要求。
同纯锌工艺相比，锌镍镀层能在很长的一段时间内仅出现灰雾，更少地产生大面积的白锈，这便简化了使用过程中的维护工作。
另外，使用寿命的提高也和抗磨损性能有关，特别在车底应用中。
因为锌镍镀层硬度高，所以便成了优选对象。
此外，锌镍镀层在同铝制部件一起装配时，还能够提供最低的接触腐蚀，因为它们之间较小的电位差能减缓铝的电化腐蚀，虽然锌镍合金比锌的惰性更强，但是锌镍镀层还是能够提供牺牲性保护。
4锌镍合金镀层的主要特点（1）优良的耐蚀性镀锌层与锌镍合金镀层中性盐雾试验对照表镀层（厚度5um）锌层锌层锌镍层（13%镍）锌镍层（13%镍)不钝化彩钝不钝化彩钝出白锈时间（h） 3 96 8>720出红锈时间（h）280 1300 960>2300经彩色或黑色钝化后，含Ni <10%的合金镀层，耐蚀性比镀锌层提高3—5倍，比镀镉层高3倍，含Ni 10—15%的合金镀层耐蚀性比镀锌层提高6—10倍。
锌镍合金之所以有优良的耐蚀性是因为合金镀层的稳定电位介于Zn和基体（钢铁）之间，较少的电位差导致镀层较慢的腐蚀。
锌镍合金的腐蚀产物主要是ZnCl2·4Zn（OH）2，该产物均匀致密地覆盖在表面，不易导电，有很好的保护作用，而锌镀层的腐蚀产物主要是ZnO，结构疏松，起不到保护作用。
此外，含Ni13%的锌镍合金属于γ相（金属间化合物），具有最高的热力学稳定性，因而耐蚀性较好，而锌镀层是η相结构（紧密六方晶系），热力学稳定性较差。
221碱性无氰光亮镀锌特点：221产品是21世纪无氰镀锌的最新技术，解决了因镀层高光亮、镀层厚度过厚造成的脆性问题，同时镀层的厚薄更加均匀，镀液耐温性更佳。
1．高分散能力，镀层厚薄非常均匀，高电流区（4A/dm2）与低电流区（0.2A/dm2）镀层厚度比为1.2-1.5（一般产品为2.0-3.0），大大节省锌的耗量，同时节省了成本。
2．高光亮，镀层达镜面水平，可与光亮酸性锌媲美。
3．高柔软，镀层20um可进行任意弯曲，在200℃下恒温烘烤60分钟后立即浸入冷水中骤冷，镀层不起泡。
4．耐高温，镀液温度50℃时镀层仍保持镜面光亮。
5．深镀能力好，超过氰化镀锌。
6．操作范围宽广，赫尔槽6A电流时试片仅有0.5cm烧焦，赫尔槽0.2A电流时试片也能光亮。
8．滚镀与挂镀均可适用。
9．镀液容易维护，无毒性，废水处理容易。
使用方法：开缸：221A光亮剂 5-25ml/L，221B走位剂 0.5-1.5 ml/L，221C净化剂 0.5-1.5 ml/L。
耗量：221A光亮剂 100-200ml/KAH，221B走位剂 20-70ml/KAH，221C净化剂 10-20 ml/KAH。
一. 特点:1. 柔软性佳，可镀厚20µm以上；2. 光亮度好，分散能力佳，镀层厚度均匀性比旧的DS系佳；3. 温度范围宽广，镀液维护管理容易；4. 滚挂镀皆宜。
二. 镀液组成及操作条件:三. 光亮剂的消耗量Zn-101A 主光剂150-180 ml/KAHZn-101B 辅光剂 60-80 ml/KAHZn-101C 净化剂视需要每次加1-2 ml/L一、特点.厚度比为1.2-1.5(一般产品为2.0-3.0),大大节省了成本. 2.高光亮,镀层达到镜面水平,可与光亮酸性锌媲美，蓝白钝化不易发黄。
3.高柔软，镀层20um可进行任意弯曲，在200℃下恒温烘烤60分钟后立即浸入冷水中骤冷镀层不起泡。
4.钝化膜结合牢固，超过酸锌，尤其可提高滚镀件的耐蚀性。
5.耐高温，镀液温度50℃时镀层仍保持镜面光亮。
6.深镀能力好，超过氰化镀锌和酸锌。
7.操作范围广，赫尔槽6A电流时仅有0.5cm烧焦；赫尔槽0.2A电流时试片也能光亮，更适合于大面积与复杂工件的电镀。
8.抗杂能力强。
普通片碱与自来水就能配槽，不需99％的高纯度碱与纯水，前处理带入的杂质容忍度高。
9.添加剂稳定，分解产物少，镀液长期使用，保持澄清如水。
10.光亮剂使用范围非常广，1－5倍的用量不会影响使用效果。
11.滚镀与挂镀均可用。
12.镀液容易维护，无毒性，废水处理简单。
二、工艺组成：氧化锌 8-15克/升( 范围) 11克/升（最佳) 氢氧化钠 80-150克/升 110克/升氢氧化钠:锌金属 10-15:1 12:1221A光亮剂 5-25亳升/升 10-15 亳升/升221B走位剂 0.5-1.5亳升/升 1 亳升/升221C净化剂 0.5-1.5亳升/升 1亳升/升温度 20-50℃ 25-30℃电流密度（A/dm2） 0.5-10 1(滚)或1.5-3(挂)阴极/阳极 1:1.5-2 1:1.5-2谈碱性锌酸盐镀锌光亮剂2008/8/29/11:45 来源：慧聪网表面处理行业频道摘要:简要介绍了碱性锌酸盆铰锌光亮剂中常用的载体光亮剂、主光亮剂及辅助光亮剂的基本性能，以及碱性被锌光亮剂的配制原理及操作工艺。
介绍了从铰层外观、深铁能力及分散能力等方面判别碱性锌酸盐镀锌光亮剂性能的方法。
关键词: 镀锌;光亮剂;合成中图分类号:TQ 153 文献标识码:A 文章编号:1(X洲)4742(2(X)6)06一以洲〕8一030 前言碱性锌酸盐镀锌工艺具有镀液组成简单、结晶细致、镀层易于钝化、镀层的彩色钝化膜不易变色以及电镀废水处理简单等优点。
近年来经广大电镀同仁不懈努力，该工艺各项性能有了长足的进步，并不断扩大其应用领域。
尤其是近年来各种新型碱性锌酸盐光亮剂的问世，使该工艺的深镀能力及均镀能力及镀层光亮度，均比氰化物镀锌和老的碱性锌酸盐镀锌工艺有了更大提高。
1 碱性锌酸盐镀锌光亮剂碱性锌酸盐镀锌的关键是选用合适的光亮剂，用于该工艺的光亮剂大致可分为载体光亮剂、主光亮剂及其他的辅助光亮剂。
1.1 载体光亮剂载体光亮剂大多数含有一种或几种有机胺、醇胺、含氮杂环化合物与醇及卤代烷反应而生成的大分子化合物。
例如氨、一甲胺、二甲胺、二甲胺基丙胺、乙二胺、甲醛、糠醛、毗吮、烟酸、乙醇胺、呱嚓、毗哇、多乙烯多胺、咪哇等与环氧氯丙烷或环氧丙烷反应生成的大分子化合物。
现在国内外很多较新型的光亮剂也可以用聚胺矾类，以及含有特殊官能团的聚胺类化合物作载体光亮剂，此类化合物具有光亮范围宽、均镀能力和深镀能力好等优点。
最常用的载体光亮剂有DPE类、nE类、PAs、IME、MOME等。
1.2 主光亮剂及辅助光亮剂主光亮剂大多采用可在锌电极上还原的有机醛、酮类化合物以及抓化节与毗吮梭酸的加成物或烟酸与氯化节加成的季胺盐。
此类反应产物在强碱性镀液中比较稳定，可使镀层结晶进一步细化并具有较好的光亮作用。
其它的辅助光亮剂与载体光亮剂及主光亮剂的配合使用，可发挥协同作用，扩大电镀的光亮电流密度范围;有些还有润湿和抗杂作用，可明显改善镀层性能，减少金属杂质的影响，减少镀锌光亮剂的消耗量或开缸量。
如为了进一步改善镀液的深镀能力，聚乙烯亚胺的季胺化合物就有良好效果;某些含氮杂环化合物可明显提高碱性锌酸盐镀锌的分散能力，使其分散能力优于氰化物镀锌。
辅助光亮剂在现代碱性锌酸盐镀锌光亮剂中起着重要作用。
可作为主光亮剂和辅助光亮剂的物质有:ZB-80、WB、BpC(48%)、BpC(32%)、蝙、q:、几5、pEI一PS、PUB、PEI一BZ、PEI一PJ、HAA、MAA、HD一35、IDT、ANA、IZE、TDMG等。
还有许多可在碱性锌酸盐镀锌中应用的物质，如各种有机酸盐、聚乙烯醇及改性物，很多杂环化合物如琉基苯并三哇，某些酸铜用中间体，某些镀镍中间体，某些橡胶助剂等。
1.3 组合的镀锌光亮剂在碱性锌酸盐镀锌液中，大多选用有机胺与环氧氯丙烷的缩合产物作为载体光亮剂。
这是因为碱J性锌酸盐镀液中锌的电极电位太负，表面电场太强，必须使介电常数较小的有机分子因受到排斥从电极上脱附，而上述聚胺型表面活性物质具有负电位特性而被采用[2]，载体光亮剂一般都具有这些特性。
以DPE和DE或PAS为代表，在这类添加剂的基础上，再加上某些主光亮剂和一些辅助光亮剂就能获得全光亮、高韧性的碱性锌酸盐镀锌层。
但需要注意的是以5与大多数DPE 和DE类添加剂不兼容，两者一般不能同时使用。
广泛使用的HT 低氰光亮剂和ZD一93碱性锌酸盐镀锌光亮剂，主要是由DPE一3和ZB一80以不同浓度配比而成的。
当然现在使用的DPE 和DE类添加剂，并不一定是上世纪70年代的那些产品，仅就DPE一3而言，最早的是二甲胺基丙胺、乙二胺与环氧氯丙烷在50℃左右合成的，同样是用上述三种物质有的是在鉴40℃完成的缩合反应。
目前DPE 类添加剂合成方法很多，例如在HT 和zD一93中使用的DPE就是用咪哇、甲胺与环氧氯丙烷反应合成的，与此类似WD一90A中载体光亮剂也是由咪哇和甲胺与环氧氯丙烷的化合物，只不过摩尔比和合成条件有所不同。
以上这类DPE一3的性质更接近于DE类添加剂，可以看成DE类添加剂的改进;而更赋盛名的ZB一80光亮剂仍是烟酸与氯化节加成的季胺盐川，由于摩尔比与合成用的催化剂及附加成分不同，ZB一80 也有无色至红色之分。
若把DPE和DE等载体光亮剂经过季胺化后，则更具表面活性，不论是从光亮度、深镀能力和分散能力看都比未经季胺化的效果好。
故把有机胺等与环氧氯丙烷的缩合物再进一步季胺化或醋化，其作为载体光亮剂使用则效果会更好。
由于载体光亮剂的合成和选用是研制碱性锌酸盐镀锌光亮剂的一项至关重要的工作，对于未进行季胺化反应的载体光亮剂可以通过加入事先合成的辅助光亮剂季胺化产物来达到同样的目的川。
另一种方法可以通过咪哇和甲醛与环氧丙烷反应生成聚合物。
该物质系单体短链的环状化合物，性能十分稳定，在高温和电解下不易分解，各项性能指标全面优于DPE一3;或者咪哇和环氧氯丙烷先反应，再用含卤素有机酸进一步合成。
此添加剂本身就是一种碱性镀锌通用光亮剂，既可以作载体光亮剂，也可以做主光亮剂使用，在氰化物镀锌和碱性锌酸盐镀锌中均有较好的光亮效果。
把各种市售的载体光亮剂、主光亮剂和辅助光亮剂进行适当的组合就可以配制出性能良好的碱性锌酸盐镀锌光亮剂或氰化物镀锌光亮剂。
特别要注意的是载体光亮剂、主光亮剂、辅助光亮剂之间有很多是不兼容的，有时根本不能混合使用;有时将它们分别加人到槽液中是可行的，但配制成光亮剂则不行(可能会浑浊，产生沉淀或复配在一起性能下降等)。
现在常把碱性锌酸盐镀锌添加剂分成几类，如开缸剂、光亮剂、走位剂等。
2 碱性锌酸盐镀锌光亮剂基本性能的判别2.1 用霍尔槽试验检验光亮剂基本性能镀锌基础液ZnO8一12g/L，NaOH 120一140g/L。
按工艺的中上限加人各种光亮剂和添加剂，然后进行霍尔槽实验。
温度为20一30℃，无搅拌的状态下电镀，IA、5而n后，霍尔槽试片用质量分数为0.5%的HNO3出光，全片应光泽均匀，无条纹、无漏镀和灰暗区;若IA、5而n的试片出光后低电流密度区灰暗或条纹明显，光泽不均匀，则应慎用该类光亮剂。
然而，碱性锌酸盐镀锌霍尔槽试验与氯化钾镀锌的有所不同。
在氯化钾镀锌中，IA、5而n的霍尔槽试片往往比IA、10而n的试片外观略差;而碱性锌酸盐镀锌中某些性能不佳的光亮剂，其IA、5而n的霍尔槽试片反而比IA、10 min的试片好。
此类光亮剂在工业化大生产中往往会出现这样或那样的问题，大大增加镀液的维护难度。
性能良好的光亮剂，IA、10而n的试片应比IA、5而n的试片更好些，出光后，全片光亮均匀，低电流密度区无灰暗;中、高电流密度区无发白(雾)，无明显条纹等不良现象。
因此，对碱性锌酸盐镀锌光亮剂，至少要做IA、10 而n的霍尔槽试验，以检验光亮剂的基本性能。
2.2 耐温性能光亮剂的耐温性能是愈高愈好，但如果高温生产时需要开大电流，加大光亮剂的用量，才能保证足够的光亮度的话，严格地讲，不能说明该光亮剂的耐温性能好。
推荐一个简单的辨别方法，就是与氯化钾镀锌槽液，在同等电流、温度等条件下作对比实验。
众所周知，氯化钾镀锌光亮剂(如氯锌一号添加剂)在40一50℃条件下，IA、smin或IA、10而n试片出光后可全片光亮，低电流密度区基本无暗区。
故可以钾盐镀锌判别耐温性的方法来判别碱性锌酸盐镀锌光亮剂的耐温性能，氰化物镀锌也适用。
在试验时，两镀液在相同的体积、温度、电流密度和电镀时间条件下，首先在40℃下实验，IA、smin试片出光后，两者光泽度相差不大，全片光亮均匀、无暗区，则表明该碱性镀锌光亮剂的耐温性能较好，足以满足正常的挂镀生产;若此时IA、5而n的试片出光后，低电流密度区只有落1。
