20世纪90年代,德国巴斯夫公司电镀镍中间体开始进入中国市场,在取得高额利润的同时,也带动了国内中间体制造业的发展。国内已武汉风帆、天津天海、广州达志、江苏梦得、河北金日、宁波明日等代表的中间体生产及销售企业,不断完善,发展,产品不断升级换代,满足了市场的需求,同时也促进了市场竞争的激烈性。在电镀生产竞争日益增强的今天,掌握最新技术,降低生产成本是每个企业最有效途径。学习掌握运用,光亮剂的复配技术,是提高电镀质量,降低生产成本的有效捷径。光亮剂是用多种中间体配制而成的,了解认识这些中间体的作用机理,对中间体进行科学合理的复配,决定了光亮剂的质量。笔者近年通过到“中间体”生产单位学习请教,现场配制测试等形式对光亮剂中间体不间断的进行了研究,整理出大国内部份生产中间体厂家的产品,并选用了十几种中间体做了镀镍光亮剂的配制,并在一些电镀厂投入使用,取得了认同。现讨论、介绍如下:
1 镀镍中间体光亮镍中间体分为第一类和第二类两种。
1.1 第一类光亮镍中间体
主要起消除镀层内应力,增加延展性,提高低电位分布能力,抗杂等作用,品种主要有:
BSI 糖精 应力消除剂 柔软剂
BBI 双苯磺酰亚胺 可部份取代糖精,起柔软,整平抗杂增白作用。
ALS 丙烯基磺酸钠 辅助光亮剂,提高金属分布能力及延展性。
ASNA 不饱和烯烃磺化物 辅助光剂,具有良好的分散能力,防止针孔及减少主光剂消耗。
MHEE 不饱和脂肪酸衍生物,辅助光剂与BSI结合组成基本光剂,中区走位剂,与HPSS组配使用,具有卓越的低区分散能力。
MSEE 不饱和脂肪酸酯的磺化物,辅助光剂,与BSI等配合使用可提高分散能力,与吡啶衍生物和丙炔醇衍生物配合使用可提高低区的整平性。
UAS 不饱和烷基磺酸钠 走位剂 辅助光亮剂
SPS 羧基化合物磺酸钠 走位剂 辅助光亮剂
PESS 丙炔嗡盐 镍强光亮低电位走位剂
MOSS 丁炔嗡盐 镍白亮低电位走位剂
EHS 增加镀层延展性,提高镀液分散能力,增加镍镀层白亮度。
1.2 第二类光亮镍中间体
主要起增强阴极极化,提高光亮填平长效等作用。主要品种有:
DEP 二乙基丙炔胺 强整平剂 光亮剂。
MPA 二甲基丙炔胺 强整平剂 光亮剂。
PABS 二乙基丙炔胺甲酸盐 整平剂 光亮剂。
PPS 双羟基丙烷丁炔醚 强整平剂 光亮剂(在高电流密度区特佳)
PPS-OH 吡啶-2-羟基丙磺酸钠盐 高整平剂(在高中电流密度区特佳)
PA 丙炔醇 整平剂 光亮剂
PAP 丙氧化丙炔醇 整平剂 光亮剂
PME 乙氧化丙炔醇 整平剂 光亮剂
POG 甘油单丙炔醚 整平剂 光亮剂
PDA 丙炔基二乙胺甲酸盐 整平剂 光亮剂
PHE 2-丙炔基2羟烷基醚 整平剂 光亮剂
POPS 磺基丙炔醚钠盐 中低区填平剂 辅光剂
POPDH 炔丙基氧化羟基丙烷化合物 同炔属醇衍生物,搭配使用,协同出光,加强整平,提高低电流区填平能力
BOZ 1.4丁炔二醇,长效光亮剂
BEO 乙氧化丁炔二醇,长效光亮剂,弱整平剂。
BMP 丙氧化丁炔二醇,长效光亮剂 弱弱整平剂。
HBE 4-羟基-2-丁炔基-2羟烷基醚 长效光亮剂
HD-M 二甲基已炔二醇 光亮剂(可作半光亮镍,亦可作光亮镍光亮剂中间体)
HD-N 半光亮镍中间体 促使镀层柔软
TCA 水合三氯乙醚 半光亮剂 柔软剂
1.3 其它中间体
包括润湿剂、除杂剂、掩蔽剂等。
DC-EHS 二乙基已基硫酸钠,镍低泡润湿剂适合于空气搅拌。
A-BP 磺基丁二酸酯钠盐,镍低泡润湿剂适合于空气搅拌。
A-MP 磺基丁二酸二乙酯钠盐,镍低泡润湿剂,适合于空气搅拌。
A-YP 磺基丁二酸二戊酯钠盐,镍低泡润湿剂,适合空气搅拌。
DRO 聚氧乙烯烷基酚醚硫酸盐 镍高泡润湿剂,适合于阴极移动。
LRO 高泡润湿剂,适合于阴极移动,不发灰,不起雾。
PS 丙炔磺酸钠 低区光亮剂 填平剂杂质容忍剂
VS 烯已基磺酸钠 走位剂 抗杂剂
HPSS 有机多硫化合物 走位剂 抗杂剂
ATP 硫脲类化合物 提高低电流区遮盖能力,杂质容忍剂。
ATPN 羧乙基异硫脲嗡甜菜碱 走位剂 抗杂剂
IUP 3-异硫脲基酸盐 走位剂 抗杂剂
ALO3 炔醇基磺酸钠 走位剂 抗杂剂
SSO3 吡啶羟基丙烷磺酸钠,提高低电位区遮盖能力,杂质容忍剂。
US 羧丙基异硫脲钠盐 走位剂 抗杂剂
2 镀镍光亮剂特点及类型2.1 光亮剂特点
高品质的主光剂应具备以下特点:
1) 消耗稳定,分解产物少。
2) 低电位走位佳,分散性能好。
3) 应力小,镀层无脆性。
4) 镀层光泽一致,厚薄均匀。
5) 出光速度较快,填平能力好,镀层清晰。
6) 抗杂能力强,提高容忍度。
2.2 光亮剂分类
根据镀镍中间体的不同性能,光亮镍添加剂可分为主光剂、辅助剂两大类。
主光剂主要起光亮、整平作用,以第二类中间体为主。辅光剂主要是第一类中间体,在镀槽起增加阴极极化,光亮、整平等作用。
辅助剂:协助主光剂正常发挥,将主光剂不足之处进行弥补。以第一类中间体为主进行搭配。
辅助剂按使用性能,可分为以下几种:
1)开缸剂:以初级光亮剂,柔软,走位,抗杂剂等成份组成应用较多,一般用以弥补主光剂不足之处。
2)柔软剂:提高镀层延展性走位,起抵消内应力作用。
3)走位剂:帮助低电位施镀,提高金属分散性能。
4)除杂剂:由多种除杂剂中间体配制而成,能除去有机或无机杂质,可按系统分为,除铁、除铜、除锌剂等,有利于低区走位。
5)润湿剂:分为两种,适用于空气搅拌的称为低泡润湿剂;适用于阴极移动的称为高泡润湿剂。主要起消除镀层针孔,降低镀层表面张力,使氢气泡不滞留于工作表面的作用。
配制第四代镀镍光亮剂可参考下述原则:至少有一种吡啶类化合物,如PPS或PPS-OH;至少一种丙炔类化合物如DEP、PAP、PME等;至少一种低电流密度区光亮整平中间体,如PS、PESS、PP-ESE、BP-DESE;至少一种低区走位,杂质容忍物质,如ATP、VS、ALS等。
3 镀镍光亮剂的配方对要求电镀镍的产品,不同的产品所要求的色泽会不一样,表面的光亮度不一样,光亮剂要依产品要求而有所变化,否则就达不到产品质量标准。
3.1普通型电镀亮镍
A、镀镍主光剂
开缸量 0.3-0.5ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:PPS-OH PDA BEO
次要成份: PS、PHE、ATP
B、镀镍调整剂(开缸剂柔软剂 走位剂)
开缸量 8-10ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:BSI ALS
次要成份:PPS-OH 、PDA 、PS ALO3
3.2高整平型镀镍光亮剂配方
A、镀镍主光剂
开缸量 0.3-0.5ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:PPS-OH PDA POG
次要成份: PS、HBE、ATPN
B、镀镍调整剂(开缸剂柔软剂 走位剂)
开缸量 8-10ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:BSI ALS PPS-OH
次要成份:PDA 、PS、 POG
3.3高走位剂型镀镍光亮剂配方
A、镀镍光亮剂
开缸量 0.3-0.5ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:PPS-OH PME DEP
次要成份: PS、ATPN、POPDH
B、镀镍调整剂(开缸剂柔软剂 走位剂)
开缸量 8-10ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:BSI SAS ATPN
次要成份:PPS-OH、PME、POPDH、PS
3.4乌亮型镀镍光亮剂配方
A、镀镍光亮剂
开缸量 0.3-0.5ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:MPA PPS-OH PDA
次要成份: BEO、PS、SSO3
B、镀镍调整剂(开缸剂柔软剂 走位剂)
开缸量 8-10ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:BSI ALS SSO3
次要成份:PPS-OH、PDA、PS
3.5白亮型光亮剂配方
A、镀镍光亮剂
开缸量 0.3-0.5ml/L 消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:PPS-OH PESS DEP
次要成份:PHE、PDA、POG
B、镀镍调整剂(开缸剂柔软剂 走位剂)
开缸量 8-10ml/L消耗量100-150 ml/K.A.H
主要成份:BSI BBI ATPN
次要成份:PPS-OH、PDA、SAS
3.6镀镍除杂水
用量 1-2ml/L
主要成份:PN
次要成份: US
3.7镀镍润湿剂
A、低泡湿剂
用量 1-3ml/L
主要成份:A-BP
次要成份: DC-EHS
B、高泡湿剂
用量 1-3ml/L
主要成份:DRO
4 结语用中间体配制镀镍光亮剂需要了解各种中间体的作用,用量、消耗量。各成分的开缸用量与千安培·小时消耗量往往比例不同。因此需经生产验证。并认真作好纪录,不断调整成分比例,使其完善。这样才能得到出光速度快,整平性能好,光亮剂各组分同步消耗的科学合理的镀镍光亮剂配方。
以上是笔者之拙作,愿与同仁合作共同提高
补充:
化学镀镍中常用的稳定剂有以下几种。 ①重金属离子,如Pb2+、Sn2+、Cd2+、Zn2+、Bi3+等。 ②第ⅥA族元素S、Se、Te的化合物,如硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸盐等。 ③某些含氧化合物,如AsO2-、M0042-、N02-、IO3-等。 ④某些不饱和有机酸,如马来酸等。
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