一种碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂及其制备方法与流程

本发明涉及电镀光亮剂，具体公开一种碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂及其制备方法。

背景技术：

1、电镀是利用电化学方法把金属或者复合材料沉积到固体表面的过程。电镀时，镀层材料作为阳极，待镀的工件作为阴极，在待镀工件表面被还原，形成镀层。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，以改变基材表面性质，以达到增强抗腐蚀性和美观表面的目的。光亮剂是一种可以使镀层均匀、光亮、平整的多组分混合添加剂，一般由多种中间体复配而成，例如炔胺类化合物、吡啶类衍生物、丙炔醇类衍生物和硫脲类化合物等含硫化合物。作为电镀添加剂时，可以有效提高镀层的光亮度。由于光亮剂的分散能力和覆盖性能不足，当其应用于电镀液中，往往导致镀层粗糙发暗。

2、公开号为cn102002739 b的发明专利公开了一种用于配制镀锌光亮剂的合成主光亮剂，配方组分为：水杨醛59～61％，甲醛24～26％，2.4-二氯苯甲醛14～16％，将配方组分按比例配置，加入反应釜中混合搅拌均匀，再按350～400ml/l的比例加入含量50％的碱液，调节ph值至6.3～6.7，加温至75～85℃，保温3～4个小时。然后降至室温，用滤布进行过滤，再将过滤后的沉淀物料加入甩干机中进行甩干，然后加入烘干机中进行干燥，即得成品，使用时与高温载体配制成复配光亮剂，用于钾盐镀锌，该配方上光快、不氧化，电镀质量好，镀层亮度高，稳定持久不变色；公开号为cn104514018a的发明专利公开了一种镀镍光亮剂及电镀方法，该镀镍光亮剂包括含量为100～120g/l的糖精钠、含量为40～60g/l的对甲苯磺酰胺、含量为45～60g/l的羟基丙烷磺酸吡啶嗡盐、含量为30～40g/l的羟乙基炔丙基醚、含量为5～10g/l的炔丙基磺酸钠、含量为0.5～2g/l的乙烯基磺酸钠；该发明的镀镍光亮剂复合由中间体复配的初级光亮剂、次级光亮剂和辅助光亮剂，可降低镀层的空隙率，提高镀层的光亮度，增强镀液的分散能力和深镀能力。

3、然而，上述现有技术配方中有机物夹杂过多，可能存在较为严重的污染，环保性较差；且增加光亮剂加入量，可能会导致电流效率低、沉积速度慢，同时影响镀层的结合力，最终影响镀层性质；此外，现有技术中还有研究者通过加入表面活性剂以解决上述问题，然而，体系中含有单一的表面活性剂的光亮剂加入电镀液时对镀层表面性能效果的改善不佳。

4、针对于此，本技术公开一种碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂显得尤为重要。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明提供的碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂应用在电镀液中具有较优的分散和覆盖能力，提高了镀层镍含量，且镀层亮度高，性能优异。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明一方面提供了一种碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂，每升所述电镀光亮剂包含以下原料：5～15g主光亮剂、4～7g辅助光亮剂、1～3g载体和0.8～1.5g非离子表面活性剂，溶剂为去离子水；其中，所述主光亮剂为香兰素和炔丙基磺酸钠的组合。

4、在本发明的一些实施方案中，所述香兰素和炔丙基磺酸钠的质量比为1：(3～5)。

5、优选地，所述香兰素和炔丙基磺酸钠的质量比为1：4。

6、在本发明的一些实施方案中，所述载体为改性烷基糖苷。

7、在本发明的一些实施方案中，所述改性烷基糖苷的制备步骤如下：

8、在反应器中依次加入支链脂肪醇和催化剂，再分次加入葡萄糖，在100～110℃下反应2～3h，降温至50～60℃，调节ph在7～8，经抽滤、蒸发、蒸馏和冷冻干燥，即得所述改性烷基糖苷。

9、优选地，所述改性烷基糖苷的制备步骤如下：

10、在反应器中依次加入支链脂肪醇和催化剂，再分三次平均加入葡萄糖，在105℃下反应2.5h，降温至55℃，加入氢氧化钠溶液淬灭反应并调节ph在7，经抽滤、蒸发、蒸馏和冷冻干燥，即得所述改性烷基糖苷。

11、在本发明的一些实施方案中，所述支链脂肪醇为异构十二醇。

12、在本发明的一些实施方案中，所述支链脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为(3～6)：1。

13、优选地，所述支链脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为4.5：1。

14、优选地，所述葡萄糖为d-(+)葡萄糖。

15、优选地，所述催化剂为十二烷基苯磺酸，加入量为葡萄糖摩尔量的1～5％。

16、进一步优选地，所述催化剂的加入量为葡萄糖摩尔量的3％。

17、本发明通过制备得到一种改性的烷基糖苷化合物作为光亮剂的载体，该改性提高了镀液的阴极极化，抑制置换反应发生。而改性烷基糖苷的亲油端对主光亮剂发挥了有效的增溶作用，增加了光亮剂在电镀液中的分散能力的同时，加速主光亮剂中的香兰素对镀锌镍离子的还原反应，络合形成稳定的络合物，抑制杂质沉积，在相对较低的光亮剂加入量下保证对镀层的光泽性能提高；另一方面，改性烷基糖苷还起到了一定的增稠作用，当光亮剂加入电镀液时可以有效改善体系的黏度和流动性，有助于提高锌镍合金镀层的性能。

18、在本发明的一些实施方案中，所述非离子表面活性剂的制备步骤如下：

19、在反应器中加入有机溶剂，再加入聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚搅拌均匀，加入speier催化剂，在惰性气氛下搅拌，升温至80～90℃，反应6～7h，反应结束后经减压蒸馏和干燥，即得所述非离子表面活性剂。

20、优选地，所述非离子表面活性剂的制备步骤如下：

21、在反应器中加入有机溶剂，再加入聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚搅拌均匀，加入speier催化剂，在惰性气氛下搅拌，升温至85℃，反应7h，反应结束后经减压蒸馏和干燥，即得所述非离子表面活性剂。

22、在本发明的一些实施方案中，所述聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚的摩尔比为1：(1～1.3)。

23、优选地，所述聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚的摩尔比为1：1.2。

24、优选地，所述有机溶剂为异丙醇。

25、优选地，所述有机溶剂的加入量为聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚总质量的1～2倍。

26、进一步优选地，所述有机溶剂的加入量为聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚总质量的1.5倍。

27、优选地，所述speier催化剂为1～2wt％氯铂酸的异丙醇溶液。

28、进一步优选地，所述speier催化剂为2wt％氯铂酸的异丙醇溶液。

29、优选地，所述speier催化剂的加入量为聚甲基氢硅氧烷、丁炔二醇二乙氧基醚和有机溶剂总质量的0.010～0.012％。

30、进一步优选地，所述speier催化剂的加入量为聚甲基氢硅氧烷、丁炔二醇二乙氧基醚和有机溶剂总质量的0.011％。

31、申请人通过特定的聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚制备得到一种非离子表面活性剂，通过调控反应比例，在较低的丁炔二醇二乙氧基醚反应量下，该非离子表面活性剂即可形成稳定胶束，发挥润湿渗透作用，携光亮剂中的其它组分至较难渗透到待镀物表面的深层并发挥效用；同时，该非离子表面活性剂的表面张力降低效力大大提高，气液界面铺展能力增强，此时丁炔二醇二乙氧基醚上还存在的炔基和醇羟基的消泡能力大大提升，促进光亮剂在待镀物表面的深层发挥更为优良的填充效果，增加了电镀液体系的深镀和均镀性能，解决了现有技术中常用光亮剂应用在电镀液中分散和覆盖填充能力不足的问题；同时，光亮剂体系中各组分间在该非离子表面活性剂的渗透作用下发挥了较高的协同效应，最终提高了含该光亮剂的电镀液镀层的综合性能，特别是镀层的光亮度、平整性和延展性大大提高。

32、在本发明的一些实施方案中，所述辅助光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠。

33、本发明另一方面还提供了一种碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂的制备方法，包含以下步骤：在容器中依次加入去离子水、主光亮剂、辅助光亮剂、载体和非离子表面活性剂，搅拌过程中不断补充去离子水，直至主光亮剂、辅助光亮剂、载体和非离子表面活性剂分散均匀，再补充去离子水至容器标准刻度定容，即得所述碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂。

34、优选地，所述碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂的制备方法，包含以下步骤：在容器中依次加入电镀光亮剂总体积1/5～1/3的去离子水、主光亮剂、辅助光亮剂、载体和非离子表面活性剂，搅拌过程中不断补充去离子水，直至主光亮剂、辅助光亮剂、载体和非离子表面活性剂分散均匀，再补充去离子水至容器标准刻度定容，即得所述碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

36、(1)本发明提供的碱性无氰锌镍合金电镀光亮剂应用在电镀液中具有较优的分散和覆盖能力，提高了镀层镍含量，且镀层亮度高，性能优异；

37、(2)本发明通过氢化硅烷反应将聚甲基氢硅氧烷和丁炔二醇二乙氧基醚合成制备得到一种非离子表面活性剂，控制非离子表面活性剂上亲水链段的比例，使其在应用时可快速形成稳定胶束，发挥润湿渗透作用，携光亮剂中的其它组分至较难渗透到待镀物表面的深层并发挥效用；同时，该非离子表面活性剂的表面张力降低效力大大提高，气液界面铺展能力增强，促进光亮剂在待镀物表面的深层发挥更为优良的填充效果，增加了含该光亮剂的电镀液体系的深镀和均镀能力，解决了现有技术中常用光亮剂应用在电镀液中分散和覆盖填充能力不足的问题；同时，光亮剂体系中各组分间在该非离子表面活性剂的渗透作用下发挥了较高的协同效应，最终提高了含该光亮剂的电镀液镀层的综合性能，特别是镀层的光亮度、平整性和延展性大大提高；

38、(3)本发明通过制备得到一种改性的烷基糖苷化合物作为光亮剂的载体，该改性提高了镀液的阴极极化，抑制置换反应发生。改性烷基糖苷的亲油端对主光亮剂发挥了有效的增溶作用，增加光亮剂在电镀液中的分散能力的同时，加速主光亮剂中的香兰素对镀锌镍离子的还原反应，络合形成稳定的络合物，抑制杂质沉积，在相对较低的光亮剂加入量下保证对镀层的光泽性能提高；另一方面，改性烷基糖苷还起到了一定的增稠作用，当光亮剂加入电镀液时可以有效改善体系的黏度和流动性，有助于提高锌镍合金镀层的性能。