淺談鍍鎳光亮劑

1 鍍鎳光亮劑的發展

電鍍鎳光亮劑發展至今，一般認為經歷了四個階段：第一階段為采用無機光亮劑，如鎘鹽等；第二階段為丁炔二醇與糖精；第三階段為丁炔二醇與環氧化合物的縮合物與糖精；第四階段為中間體復配的次級光亮劑與作為初級光亮劑的柔軟劑，即所謂第四代鍍鎳光亮劑。

丁炔二醇與糖精配合，能得到白亮鍍層，但整平性差，鍍層無“肉頭”。丁炔二醇的還原產物1，4-丁二醇和丁烷等殘留在鍍液中，使性能惡化且很難用活性炭除去：：于是開發出將丁炔二醇與環氧丙烷、環氧氯丙烷進行催化縮合的BEO、BMP等產品，它們的整平性比丁炔二醇好得多，大處理周期延長。但其不足之處也逐漸顯露出來：起光速度慢、整平性不理想、低電流密度區光亮性差或造成漏鍍、高電流密度區易發霧。一般要求不高的簡單工件可以用，復雜件則難達要求——起光速度慢帶來生產效率低、鎳耗較大等不利情況。

第四代鍍鎳次級光亮劑一般由4-9種中間體復配而成，其中有些組分完全擺脫了炔屬體系。即使采用炔屬類也不大用丁炔二醇而是用丙炔醇的加成物。直接用丙炔醇代替丁炔二醇，光亮整平性好得多，但鍍層脆性很大，都不主張直接加入。第四代鍍鎳次級光亮劑稱之為柔軟劑，實際上也為幾種中間體復配而成，產品差異很大。

2第四代鍍鎳光亮劑的缺點

第四代鍍鎳光亮劑的主要優點為快起光、高整平，有的產品光亮范圍很寬。一般鍍3-5min即能達到較滿意的光亮整平性。有的產品加有雜質掩蔽劑，對銅、鉛等雜質不太敏感，容忍量高。

由于售品種類繁多，魚龍混雜，質量參差不齊，有的產品顧及成本，卻未體現出第四代鍍鎳光亮劑的長處：目前第四代鍍鎳光亮劑總的說來，反映出的問題有以下幾方面：

第—，中間體多為含硫化合物，因此鍍層活性高，；優點是與半光亮鎳組成雙層鎳時易達到120mv以上電位差的要求，缺點是鍍層本身耐蝕性不大好。筆者曾經作過試驗，在不銹鋼試片上鍍亮鎳，然后在1：1鹽酸中浸泡，用BE類加糖精獲得的鍍層，浸泡很久不會變色，而用含吡啶衍生物之類的第四代鍍鎳光亮劑加糖精獲得的鍍層，浸泡一段時間，鍍層開始發暗，進而發黑并有小氣泡產生，鎳層發生溶解，最后鍍層可完全溶于鹽酸中。

第二，光亮劑的消耗量大于第二代產品，加之售價普遍較高，因此在鍍鎳總成本中添加劑的相對成本比例增加。但因起光快、高整平、寬光亮范圍，因而可以縮短鍍鎳時間。這樣，一是減少了昂貴鎳的消耗，二是提高了生產效率，總的成本下降不少，仍受到普遍歡迎。但應當說，最適于外觀要求高而抗蝕性要求不高的裝飾產品，特別是采用厚銅薄鎳工藝的產品，要兼顧抗蝕性，則至少應采用雙層鎳，a半光亮鎳層應有足夠的厚度和相當低的孔隙率：高整平與快消耗是共生的，因為整平作用本身就得靠光亮劑在陰極的還原來產生，因此這是難以克服的問題。

第三，市售的—些產品存在的問題。不少產品的組分配比是根據單組分的安培小時消耗量折算而成的比例，并未經大生產長期考驗，因而比例不當。由于協同效應要求的比例不等于其比例，大生產的情況遠比實驗室復雜，因此使用兩三個月后比例失調，效果變差，用戶不知其組成及作用，無法調整，甚至添加劑生產廠家也無經驗調好，只好叫用戶大處理后重新添加，但大處理未必就能完全去除所有組分，殘存的某些組分又會造成比例失調。其二、有的廠家出于成本考慮，或者光亮劑中水分太重，或者盡量選用價格低的中間體原材料配制，因而消耗量太大，實際消耗量遠遠大于說明書上標稱的千安小時消耗量(包括某些

（一）

進口光亮劑)，要想按安培小時數自動加料，就有困難。其三、有的配伍和配比并不好，加多了高區發霧，

低區發暗，有的實際上為第四代與第三代光亮劑的混合物。這些，并非第四代光亮劑的固有問題，而是光亮劑研制配比和生產中的問題。

3中間體及其功能

第四代鍍鎳光亮劑所用中間體種類繁多，代號因無標準而很復雜，有點令人摸不著頭腦，目前也未見對其如何分類。筆者經過一定實踐，作了點分析，依愚見，大致可分為以下幾類。

3．1高中電流密度區強整平劑

這類中間體在高中電流密度區具有良好的光亮整平作用，主要為吡啶和丙炔醇的衍生物，例如： PPS(吡啶丙氧基硫代甜菜堿、丙烷磺酸吡啶嗡鹽)

PPS—OH(吡啶丙氧基衍生物，羥基丙烷磺酸吡啶嗡鹽)

DEP(丙炔醇類二乙基氨化物、二乙氨基丙炔胺)

PAP(丙炔醇丙氧基化合物)

PMP(丙炔醇乙氧基化合物)

PABS（丙炔基二乙胺甲酸鹽）

POPDH(炔丙基氧化羥基丙烷化合物)

這類中間體又可分為三類，即吡啶類衍生物、丙炔醇衍生物、炔胺類化合物。

其中DEP的光亮整平效果尤佳，且加足量后低區光亮性也好，但其售價很貴，一般成品添加劑中加得很少或根本未加。PPS和PPSOH對高中電流密度區也有良好的光亮整平作用。相對而言，PPSOH的光亮范圍比PPS寬，但其消耗量比后者大數倍，易造成比例失調。吡啶類衍生物被認為是第四代鍍鎳光亮劑必備成分。PA(丙炔醇)出光也快，但易分解，鍍層脆性大；量小，作用小；量大低區又易漏鍍，因此現在不主張直接采用而是配合使用PAP、PME，POPDH其整平性較好，光亮性一般，但消耗量較低。

3．2低區走位及雜質容忍劑

這類中間體多為硫脲類化合物等含硫化合物。它們具有擴展低區鍍層，防止或減少漏鍍(即所謂“走位”)功能和提高重金屬雜質的容忍能力。硫脲類化合物用量少，但會給鍍層帶來脆性；加多了低區發暗，高中區亮度不降，應慎用。這類中間體如：

ATP(硫脲類化合物，或ATPN羧乙基硫脲嗡甜菜堿)

PS(炔丙基磺酸鹽類)、SSO3，(羥烷基磺酸鈉鹽)、ALO3（炔醇基磺酸鈉鹽）MOS（丁炔磺酸醚）

其它代號還有ALS（丙烯基磺酸鈉）VS(乙烯基磺酸鈉)、PESS(丙炔嗡鹽)等。

它們并不是必須成分，但走位作用明顯，特別是ATPN、MOS（深鍍能力強，效果好，兼容性大）。

3．3“長效”光亮劑

他們對高中電流密度區有一定光亮整平性，但遠不及第一類強整平劑，且加入量大后低區鍍層易漏鍍。其優點是消耗量較低，因此有的稱為長效光亮劑。這類中間體多為丁炔二醇衍生物的分離物，如：

BEO(丁炔二醇乙氧基化合物)

BMP(丁炔二醇丙氧基化合物)

這類中間體在較低檔的第四代光亮劑中含有。因不含硫，也可用于半光亮鎳添加劑中作整平劑用。

3．4用于柔軟劑的中間體

柔軟劑使鍍層產生壓應力，抵消次級光亮劑產生的張應力，減小鍍層脆性，因而具有“柔軟”作用。其主要成分仍為原用的初級光亮劑BSI(糖精或糖精鈉)或BBI(對苯磺酰亞胺)。后者價格高，但綜合性能較好，獲得的鎳層較白一些。

柔軟劑中，多數還加有原稱為次級輔助光亮劑的一些物質，如，ALS(烯丙基磺酸鈉)、BAS(苯亞磺酸鈉)、VS(烯乙基磺酸鈉)。

柔軟劑中的第三類物質為低區走位、雜質容忍物質，如前述的ATP、ATPN、ALO3、MOS、SSO3、PN、PS等。

（二）

其中，PS被認為綜合效果最好，可提高分散能力與光亮性，提高低區整平性及抗雜質干擾能力，減小

鍍層脆性，減少次級光亮劑消耗及擴大其含量范圍。VS與ALS作用相仿。

3．5 其它

以代號標稱的中間體，有的為老產品，如BOZ(1，4—丁炔二醇)、PA(丙炔醇)。其它還有很多。如，HD或HD-M(二甲基己炔二醇)，能在寬范圍內形成半光亮鍍層(但整平性不明顯)，可用于半光亮鎳。PN(不飽和脂肪烴磺酸鹽)，為除雜水，可絡合銅、鋅、鉛等與鎳共沉積。TPP(固體狀除雜劑)及EHS(已基乙基硫酸鈉)、KC-EHS等低泡潤濕劑等等。

4 第四代鍍鎳光亮劑的選擇和使用

對于眾多的售品光亮劑，應認真考核比較其性能，重點考察幾點：其一、光亮整平性及起光速度是否良好；整平電流密度范圍是否寬；低電流密度區是否漏鍍。用250ml霍爾槽，2A攪拌鍍5min，試片半光亮區儀允許2-3mm，明顯整平區域應有三分之二長度；其二、大處理周期有多長，至少應在半年左右才好，其二、使用三個月以上性能是否會變差，比例是否會失調：其四、工藝性能是否良好，即加入量是否范圍寬?若加少了亮度不足，加多了又會發霧、發暗，則太嬌氣，工藝維護困難。

筆者主張，技術能力強的單位還是宜直接購買中間體自己配制光亮劑。這樣有幾個好處：第一、可以根據情況及時調整配方比例，防止大的失調，不斷完善提高性能；第二、自己配成本肯定要低不少；第三、中間體單獨易保存，存放期可以長些；混合好的水劑，已發現某些中間體之間可能發生化學反應，存放期長了，色澤明顯加深，性能變差、若所購水劑生產時間已長，則不如現配的好。

設計第四代鍍鎳次級光亮劑可參考下述原則至少有一種吡啶類化合物，如PPS或PPSOH；至少一種丙炔類化合物，如DEP、PABS、PAP、PME等；至少一種低電流密度區光亮整平中間體，如PS、PN；至少一種低區走位、雜質容忍物質，如ATP、ATPN、MOS、ALO3、VS、ALS等。后二種物質可不加在柔軟劑中，直接配在光亮劑中，這樣可以提高鍍層分散能力及比例不易失調。次級光亮劑可仍用BSI，即糖精，但應注意，市售糖精均為糖精鈉，即可溶性糖精。真正的糖精溶解度很小：25~C290ml水僅能溶1g(糖精鈉1．5ml水即可溶1d，沸水25ml可溶1s。若要求鎳層白亮，則可加BBI或部分BBI部分BSI。實際上第四代鍍鎳光亮劑鍍層白度已比第三代鍍鎳光亮劑好。

當然，要得到一個好的配方和配比，是要付出大量勞動的，這方面筆者深有體會：經過上百次試驗，利用廣州科創表面技術有限公司鍍鎳中間體配成的光亮劑，性能優于不少進口洋貨，大生產使用半年，尚無比例失調及任何需大處理跡象，能應付任何復雜大件，鍍5min即能達到滿意外觀及整平要求。次級光亮劑即為經過篩選生產廠的糖精鈉。

鍍鎳光亮劑發展至今，已屬第四代，但并不是說下一代一定會完全取代上代。至今滾鍍鎳還有加第—代鎘鹽的；丁炔二醇與糖精，因為簡單．好控制，還有人堅持在用；第二代BE之類也還有一定市場，因為畢竟其消耗少，相對便宜。任何事情都要——分為二，第四代鍍鎳光亮劑也有它的缺點，不可能完美無缺。選用何種光亮劑，要根據自己產品要求、成本控制、技術管理水平多種因素來綜合考慮，既要積極吸收先進技術，也不能追求時髦。不過既然事物在不斷發展，新東西總會有其生命力才會誕生并成長。

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