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什么是电镀添加剂?都有哪些功能?

编辑:临安市新都表面精饰有限公司  时间:2016-01-16

 电镀添加剂(electroplating additives)是参加到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称。电镀添加剂包括无机添加剂(如镀铜用的镉盐)和有机添加剂(如镀镍用的香豆素等)两大类。早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类,随后有机物才逐步在电镀添加剂的行列中获得了主导位置。添加剂在电镀工业,也有其特殊作用。其效果表如今以下若干方面:

    (1)扩宽电镀液的pH、温度和电流密度的运用范围

    (2)对电镀中析出的金属粒子具有良好的分散性,有利于进步镀件外表的平滑和光亮度。

    (3)降低表(界)面张力有利于对镀件的润湿。

    (4)促进在阴极外表产生的氢气尽快离脱可避免镀件产生凹痕和针孔。

    (5)经过外表活性剂清洗的镀件,其电镀效果明显改善。

    2、电镀添加剂的品种及其功用

    按功用分类,电镀添加剂可分为络合剂、光亮剂、外表活性剂、整平剂、应力消弭剂、除杂剂和润湿剂等,其中最重要的是光亮剂和外表活性剂。不同功用的添加剂普通具有不同的构造特性和作用机理,但多功用的添加剂也较常见,例如糖精既可作为镀镍光亮剂,又是常用的应力消弭剂;并且不同功用的添加剂也有可能遵照同一作用机理[1]。

    2.1 光亮剂

    电镀过程中,参加添加剂后可得到细致光亮的镀层。这种添加剂称光亮剂。光亮剂可分为以下三类:(1)有明显外表活性的光亮剂:如十二醇硫酸醋钠(K-12),十六烷基三甲基甜菜碱(Am);聚氧乙烯(n)十二醇醚(n=15~20);聚氧乙烯(n)壬基酚醚(n=10或21);聚氧乙烯((n)蓖麻油;聚氧乙烯(n)二癸撑三胺(N)有外表活性的光亮剂:它有外表活性但不明显,其溶液不能构成胶团,不能称为外表活性剂,可称外表活性物质。如丙烯磺酸钠、低级胶与环氧氯丙烷缩合物、二甲氨基丙胺与环氧氮丙烷的缩合物、苯基聚二硫丙撑磺酸钠、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷(环氧丙烷)加成物。无外表活性光亮剂:这类光亮剂,没有外表活性。但却是十分重要的光亮剂。其代表种类为苄叉丙酮。缪娟[2]等人,以OP-10为载体光亮剂,苄叉丙酮为主光亮剂,并参加适量辅助光亮剂,得到一种Zn-Mn合金电镀的添加剂ZM。

    2.2 外表活性剂

    据国外材料引见:在电镀行业中常用外表活性剂[3-7]有:琥珀酸二辛酷磺酸钠系(Aerosol);脂肪醇硫酸醋盐系列(Duponol);支链脂肪醇硫酸酯盐系列(Tergitol);烷基芳基磺酸盐系列(Nacconol);烷基萘磺酸盐系列(Alkanol);烷基芳基酚醚硫酸酯盐系列(Triton720);脂肪醇聚氧乙烯醚系列(Tri-tonNE);壬基酚聚氧乙烯醚系列(TritonN)。

 外表活性剂按电镀液品种所用外表活性剂有:

    镀锌液用:镀锌占金属总镀量的50环左右。镀锌工艺分碱性锌酸盐、碱性氰化物、酸性氯化按、酸性氯化钾镀锌等。在酸性氯化铵镀液中,参加平平加SA-20,0-20等与苄叉丙酮复配可收到良好光亮效果。参加聚氧乙烯(20)壬基酚醚,锌析出的极化作用最大,电镀效果也最好。

    黄拥理[8]等人研发了一种EA一2添加剂,这种添加剂是将OP和胺类化合物A分别采用醇类化合物和蒸馏水溶解,然后按比例投人反响釜,加热升温至60~70℃,并搅拌平均然后滴加某化合物B,边搅拌边升温至85~95℃恒温反响0.5h后,冷至室温,再参加苯甲酸钠。搅拌平均后即得添加剂EA一2。结果标明:采用该添加剂的镀锌电解液的分散才能和掩盖才能良好。整平才能强,镀液稳定。所取得的锌镀层内应力小、与基体的结台才能强、镀层外表乎整致密、雪白色光亮。

    镀铜液用:对高速度氰化铜电镀液,参加聚氧乙烯(n)硬脂酸酷加SE-10或SE一20等均可收到良好的光亮效果。而聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙烯(n)壬基酚醚对避免电镀凹痕和针孔麻点有效果。在硫酸铜电镀液中参加十二醇硫酸酯钠、浸透剂一OT均会便铜电极堆积过程中减少极化效果和促进铜离子复原为铜的良好作用。据报道[9]有一种电镀铜电解液适用于微米和亚微米孔缝的金属化处置。该电解液由至少一种烷基磺酸的铜盐和至少一种游离的烷基磺酸组成,能够较低的游离酸浓度下工作,其游离酸的浓度比现行的最佳化的硫酸铜电解液的游离酸浓度还要低,该镀液比硫酸铜镀液所需的添加剂量少,但是能够得到更平滑的镀层,溶液的界面张力较低,铜的电位也比硫酸铜镀液中铜的电位更正,能够在较高的pH值下操作依然能取得工业上适用的铜镀层。

    镀镍液用:镀镍液中普通运用有明显和有外表活性的光亮剂。前一类光亮剂通常运用各种芳香族磺酸盐类。它的作用以凹痕避免效果更为明显。参加K-12,可使镀液外表强力降至30-35达因/cm使电镀中在电极上产生的氢气泡易于逸散收到防凹痕效果。在加糖精的光泽镀镍液中,参加K-12它能够构成胶团起到后一类光亮剂作用。镀锡液用:在硫酸亚锡电镀液中参加木焦油作光亮剂,以辛醇硫酸醋盐为分散剂已普遍运用。用甲醛和邻甲苯胺缩合物作光亮剂,以辛醇硫酸醋盐作分散剂在搅拌条件下得到对电镀层光亮度好的镀锡液。该液称Tribrite镀锡液。同类光亮镀锡液还有法国Brillanteur200液、德国的Stanostar液和日本的土肥氏等研制的镀锡液。土肥氏等研制的镀锡液,也是以甲醛和邻甲苯胺的缩合物作光亮剂。用壬基酚聚氧乙烯醚(NPPOE)或异辛酚聚氧乙烯(IOPOE)作分散剂,胜利地得到不需求停止预电解的光亮镀锡液。在氯化钾[10]酸性镀锌、镀液中分别参加白配的通用添加剂酸性镀锡、装饰性Sn-Zn合金代银均能得到结晶细致、好的装饰性光亮镀层.

    镀铬液用:镀铬通常采用高浓度铬酸液(CrO3 25g/L,H2SO4 2.5g/L),普通不用运用外表活性剂作光亮剂或凹痕避免剂。

    2.3 润湿剂

    对电镀用润湿剂的最根本请求:较好地降低电极与镀液界面间的界面张力;使镀液易于在电极外表铺展以到达匀镀目的;对镀液要有一定的抗盐、抗酸碱和抗温性等。

常用润湿剂有:阴离子型有十二醇硫酸醋钠盐(K-12)、无泡润湿剂261(2一乙基已醇硫酸醋钠)、浸透剂一OT琥珀酸二辛酯磺酸钠),LAS和AES等。非离子型有:浸透剂JFC,OP-7等。国外最为常用的润湿剂有琥珀酸双酯磺酸钠和磷酸双酯钠盐。润湿剂十二烷基磺酸钠[11]的含量对镀层外观有一定的影响,当合金镀液含有适量的十二烷基磺酸钠时,合金镀层外表平整、光亮;当合金镀液中不含十二烷基磺酸钠时,合金镀层外表有时会有析氢惹起的白色条纹;当含量太低时,起不到润湿剂的作用;当含量太高时,镀液混浊或产生大量细微气泡,附着在阴极四周。由此可见,十二烷基磺酸钠可以进步镀液的润湿性,但它在镀液中的含量不宜超越0.3g/L。

    2.4 除油剂

    金属外表常附有油污和其它不洁物,影响电镀时金属离子的堆积,因而镀件必需除油、除锈以保证镀件外表有良好镀层。动、植物油油污可用碱性液处置除去。机油、光滑油、凡士林、防锈油等矿物油油污。可用有机溶剂法、化学法和电化学法除油。

    2.4.1 有机溶剂除油:

    常用的溶剂有煤油、汽油、苯类和氯代烃等。上述办法虽然效果很好,但若在溶剂中加少量油溶性外表活性剂(如油酸与三乙醇胺、油溶性OP乳化剂(OP-4,OP一7)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3,AEO-7)、失水山梨醇油酸醋(Span-80)等均会收到事半功倍的除油效果。

    有机溶剂除油存在不平安性和毒性隐患,除油本钱高,能耗大等缺陷,近年来已被水基型去油剂所替代。

    2.4.2 外表活性剂除油:

    它是应用外表活性剂对油/水所具有的乳化作用,使油被乳化成平均的乳液以到达在水中的溶解。用做水基型除油剂的有单纯外表活性剂:如阴离子型LAS,AES。非离子型OP-10,AEO-9等。复配型外表活性剂:如LAS与AEO-9复配、LAS与Ninol(尼纳尔)复配。助剂与外表活性剂复配:它是外表活性剂与助洗剂(三聚磷酸钠和硅酸盐)、锈蚀剂的复配。

    2.5 整平剂

    整平剂与光亮剂的作用不同,后者的主要作用是进步镀层的光亮度但不一定能填平基体外表微观的凹凸不平。而前者的作用主要是填平基体的微观凹凸不平但不一定具有明显的光亮作用。例如:氰化光亮镀铜工艺能够取得光亮的镀层但不能填平基体外表存在的划痕,而半光亮镍电镀工艺得到的镍镀层呈乳白色,没有明显的光亮度,但镀层外表很细致平均,在它的外表继续电镀光亮镍,起亮的速度很快。一美国专利[12]表示在酸性镀铜溶液中运用一种整平添加剂,能够填充镀件外表亚微米级的缝隙,。能够在下述化合物当选择:聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚(4一苯乙烯磺酸钠及顺丁烯二酸)共聚物等。


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