镀镍添加剂

用于镀镍的添加剂

现代光亮镀镍配方以1961年发明的瓦特镍液为基础，加入各种光亮剂和润湿剂构成。

发展简史

1908年，美国默克公司布劳德提出芳基磺酸为有机添加剂，以及用锌盐作无机添加剂。

1912年，英国爱尔金顿工厂采用镉盐作光亮剂，无机盐称为第一代镀镍光亮剂。

1927年，开始使用萘三磺酸，是最早使用的有机光亮剂。

1930年，赫劳特实验室用芳香多磺酸衍生物。

1935年，哈公司的都洛斯发现香豆素有突出的整平作用，因而创立了高耐蚀半亮镍。

1936年，哈夏公司以磺化a-蒎烯为光亮剂。具有防针孔的表面活性剂。威士伯和斯托达德提出添加硫酸钴、甲酸镍和甲醛的镀镍专利，特点是镀层没有裂纹、针孔少，但是亮度、整平性比有机光亮剂差，镀液对铜、锌、铅等杂质敏感。

1938年，发现硒酸和1，5-奈二磺酸可做光亮剂，但硒会引起镍层钝化。

1940年，泊格劳采用品红染料代替硒的芳香磺酸。布朗开始应用糖精，糖精是最早使用的初级光亮剂。

1941年，默克根公司用十二烷基硫酸钠为润湿剂消除针孔。所用光亮剂为1，5-萘二磺酸和锌盐。

1950年，布朗用丙烯基磺酸和乙烯基磺酸作光亮剂，适用于空气搅拌。后来发现二甲基乙炔醇与糖精合用，可以获得非常光亮的镍层。

1957年，布朗获得磺化炔类的专利，并用环乙氧化反应改进炔醇和炔二醇的活性和稳定性，用季铵化的吡啶、喹啉和吖啶作为镀镍的整平剂，但是它们在低电流区吸附太强。

1959年，默克根公司改用三芳基甲烷染料代替锌。

1955年，卡陀斯发现使用1，4-丁炔二醇可使镀层全光亮，使用寿命较长。1，4-丁炔二醇的使用使光亮镀镍向前迈出了一大步，是第二代镀镍光亮剂。

1976年，中国何鸿星用环氧丙烷与丁炔二醇缩聚，陈永生以环氧氯丙烷与丁炔二醇缩聚，制成BE光亮剂系列。

1979年，上海轻工业研究所将BE光亮剂进行磺化，制成791镀镍光亮剂。791光亮剂比BE光亮剂在低电流区的亮度略好些。。丁炔二醇衍生物称为第三代镀镍光亮剂。

1980年后，国外发展了以吡啶类、丙炔醇、丙炔胺衍生物为主的镀镍光亮剂，其优点是用量少、出光速度快、分解产物少、镀层白亮。被称为第四代镀镍光亮剂，多用中间体复配而成。

镀镍添加剂的分类：

按作用分类，包括光亮剂、整平剂、应力消除剂和润湿剂。有的添加剂具有多种作用，如糖精是应力消除剂，也是光亮剂；香豆素既是整平剂，又是光亮剂。

按功能分类，初级光亮剂又称第一类光亮剂或载体光亮剂，次级光亮剂又称第二类光亮剂或主光剂，辅助光亮剂又称初级辅助光亮剂。

技术特征

由于电镀加工业所面临的惨烈竞争局面，使电镀加工业对电镀工艺的要求越来越苛刻，对光亮镀镍来说就是要求镀层薄、出光快、分散能力好、色泽好，而管理上则要求组份少、最好单一添加，分解产物少，处理周期长。

如何满足这些新的技术要求，很大程度上取决于选用适合的镀镍光亮剂中间体和如何合理组合中间体。

通常认为光亮添加剂是通过影响阴极极化过程而起作用的，也就是说有机添加剂对金属电沉积过程有足够大的极化作用，这从一些使用了光亮剂的镀镍液的阴极极化曲线可以得到印证。但是，某些新一代的镀镍光亮剂并不一定遵守这一原则，测试表明，有些新的镀镍光亮剂的极化作用并不明显，但是其出光速度很快，且分散能力也好。

有机添加剂在阴极表面的作用从其吸附到起作用(以参与电子交换的方式或以改变键能的方式、或影响结晶的方式等)直至脱附，总是有一个完成的速度的。这个速度对电镀过程是有意义的，我们可以认为它的速度实际决定这种光亮剂的出光速度和二次电流分布的最初覆盖面的形成，也就是说有一类光亮剂在阴极表面可以以极快的速度完成参入还原的过程，这不仅是可以快速出现光亮镀层，而且对提高二次电流分布的均匀性也是有利的。从电镀实践中可以知道，不同的镀种和镀液在第一次通电后形成的镀面的多少是不同的，并且这种初始镀面要想扩大，需要一定镀覆时间，对于低电流区，甚至于无论延长多少时间都再也镀不上。事实上，这种低区的电沉积和通电后的最初的二次电流分布能力有很大关系，如果所使用的添加剂在一开始就不能让这些区域得到可以获得电沉积物的能量，以后的时间内也不会有很大的改善。

由此我们可以知道有一类光亮剂并不是一定要以增加阴极极化来起作用的，这也就是新一代镀镍光亮剂的技术特征。在低电流区的界面内如果有提供电子的氧化过程，是有利于金属离子在这一区域的还原的。当然，一种表面活性物质只可能有一种主要的作用方式，当影响晶核的大小时，就不会对晶核的距离也有大的影响，这时选用另一种有协同效应的添加剂就是有意义的了。事实上，现在成功的镀镍光亮剂都是组合光亮剂，并且很重要的一个技术参数是这些组份的消耗平衡，由于它们作用原理的不同，在什么样的量的范围内是有作用的和在作用过程中的消耗量是多少，对电镀添加剂的实用性能有很大影响。可见是多种中间体的协同效应和影响结晶过程特别是低电流区的电子供给是新一代光亮剂的特征。

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