潤濕劑在光亮鍍鎳中的作用及其配方

王宗雄 *，汪岳明，陳卓

（1.寧波市電鍍行業(yè)協(xié)會，浙江 寧波 315016；2.寧波汪洪金屬制品有限公司，浙江 寧波 315207； 3.寧波三禾電鍍技術(shù)研究所，浙江 寧波 315021）

1 前言

鎳鍍層具有很多優(yōu)異性能，因此用途很廣，其加工量僅次于鋅鍍層。在鍍鎳工藝中應(yīng)用最普遍、最廣泛的是光亮鍍鎳。光亮鍍鎳過程中，由于氫在鎳上的過電位較低，陰極上往往會發(fā)生析氫現(xiàn)象。氫的析出不僅降低了陰極電流效率，而且氫氣泡在鍍件表面上的滯留對鎳的沉積產(chǎn)生了屏蔽作用，因而鍍層表面留下了針孔。防止針孔或毛刺產(chǎn)生的最有效辦法是在鍍液中加入能降低電解液表面張力的表面活性劑(潤濕劑)，提高鍍液對陰極表面的潤濕性能。

常用的潤濕劑一般有陰離子型和非離子型，或高泡型和低泡型之分。

2 鍍鎳潤濕劑的作用原理

電解液中，潤濕劑的參與降低了電解液的表面張力，潤濕劑在陰極表面上形成定向排列的吸附層，降低 固液界面自由能，從而大大增強了電解液對陰極的濕潤能力。陰極析出的氫氣泡未及長大就很快脫離，減少氫氣泡的滯留時間，有利于鎳在陰極表面細致、均勻地沉積，從而保證鍍層具有高品質(zhì)。

濕潤能力通常用濕潤角來衡量，它是指液滴與固體的接觸點所做切線與固液界面之間的夾角(θ)。如圖1所示，θ越接近0°，表示液體的濕潤性越好；θ越接近180°，表示越難濕潤；θ達到180°時為完全不能濕潤[1]。

圖1 濕潤能力與濕潤角θ 的關(guān)系Figure 1 Relationship between wetting ability and wetting angle (θ)

潤濕劑應(yīng)該具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，而且既要有良好的驅(qū)離氫氣的作用，又不應(yīng)對鍍層的機械性能產(chǎn)生不良影響。比如，在鍍鎳液中加入陰離子表面活性劑，能降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力，而加入非離子表面活性劑時則會增大內(nèi)應(yīng)力。所以，在選購潤濕劑時務(wù)必慎重。

用作潤濕劑的表面活性劑，最早是8～18 個碳的脂肪酸，之后改用十二烷基硫酸鈉。十二烷基硫酸鈉是一種陰離子型表面活性劑，可以明顯提高陰極極化作用，有很好的濕潤效果，但針對使用壓縮空氣攪拌的掛鍍和滾鍍工藝而言，這種潤濕劑會產(chǎn)生大量的泡沫，造成生產(chǎn)中的不便。此時，可選用低泡型表面活性劑，如2-乙基己基硫酸鈉鹽型潤濕劑[2]。

3 潤濕劑的配方與配制方法

因為十二烷基硫酸鈉做潤濕劑簡單方便，各電鍍企業(yè)都會自己配制使用。至于其他種類的潤濕劑，由于市場原因，商品配方保密。筆者從積累的資料中了解到，潤濕劑的組分簡單，工廠配制也不難，自配的潤濕劑經(jīng)工廠實際應(yīng)用，效果較佳，可與市售商品媲美。為幫助企業(yè)降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)把相關(guān)配方介紹如下。

3.1 高泡型潤濕劑

3.1.1 十二烷基硫酸鈉

十二烷基硫酸鈉是比較有效的防針孔劑，屬高泡型潤濕劑，能降低鍍液的表面張力，使氫氣泡不易在零件表面上停留，從而防止針孔的形成，其用量一般為0.1 g/L。

十二烷基硫酸鈉的使用方法：先用水將十二烷基硫酸鈉調(diào)成糊狀，再用100 倍以上的沸水溶解并煮沸一段時間，澄清后趁熱在攪拌條件下加入鍍液中。添加之前最好將鍍液溫度適當(dāng)提高，一般在60 °C 以內(nèi)，pH 調(diào)整至4.0～4.2。注意：十二烷基硫酸鈉溶液配制或添加不當(dāng)都會使鍍層產(chǎn)生橘皮或發(fā)花。

3.1.2 陰離子型特制品潤濕劑

PZ-94-931(高泡)由河北金日化工有限公司提供，為琥珀色透明液體，含量40%，其1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))水溶液的pH 為6～8。

配制及使用方法：將150～200 mL 的PZ-94-931配成1 L，添加量為1 mL/L。

3.2 低泡潤濕劑

3.2.1 陰離子型特制品潤濕劑

PZ-94-932(低泡)由河北金日化工有限公司供貨。其外觀為淺黃色液體，含量45%，pH(1%水溶液)5～6，配制及使用方法與PZ-94-931 相同。

3.2.2 以中間體配制潤濕劑

3 種配方如下，各中間體均由上海綠鴻貿(mào)易有限公司提供：

(1) MA-80(丁二酸二己酯磺酸鈉)50 g/L，ME-4 (2-EHS，硬脂酸異辛酯)10 g/L。

(2) MA-80 50 g/L，AY-65 10 g/L。

(3) AY-65 表面活性劑200 g/L。

配制方法：用熱水把各成分?jǐn)嚢枞芙庵镣该魉芤海闯? L 低泡潤濕劑。

添加量：0.5～1.5 mL/L。

3.2.3 其他

(1) A-BP 400 g/L，DC-EHS 40 g/L。添加量為1～3 mL/L，由廣東達志公司供貨。

(2) TC-EHS(2-乙基己基硫酸酯鈉鹽)200 mL/L，添加量1 mL/L，由由武漢吉和昌化工公司、瑞安南方電鍍研究所供貨。

4 結(jié)語

光亮鍍鎳潤濕劑有高泡型和低泡型兩種，以上所介紹的潤濕劑各類配方均可與市售同類商品媲美。十二烷基硫酸鈉是最早使用的鍍鎳潤濕劑，但所產(chǎn)生的泡沫多，只能適用于陰極移動，而不適用于空氣攪拌的場合?？諝鈹嚢枰褂玫团轁櫇駝?。相比之下，MA-80 與ME-4 組合的潤濕劑效果最佳，不僅泡沫少，而且潤濕性能優(yōu)異。

[1]方景禮.電鍍添加劑總論[M].臺北:表面技術(shù)雜志社,2001:61-85.

[2]電鍍技術(shù)雜志出版社.實用電鍍技術(shù)[M].邵性波,譯.北京:國防工業(yè)出版社,1985:130-131.