[發明專利]一種載體光亮劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310419015.7
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103510133A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 高瑛;鄭鏡飛;吳成勇
• 申請（專利權）人: 韶關美妥維志化工有限公司
• 主分類號: C25D3/22
• 分類號: C25D3/22
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華

技術領域

本發明屬于堿性鍍鋅或鋅合金電鍍液技術領域，具體涉及一種載體光亮劑及其制備方法和應用。

背景技術

自從1855年發明氰化鍍鋅工藝至今已有近150年的歷史，該工藝歷經一百多年長盛不衰，足見其具有強大的生命力，它具有鍍層結晶細致，鍍液分散能力和覆蓋能力強，鍍液的抗雜質能力好，鍍層純凈夾雜少，與基質結合力強，操作窗口寬闊等優點。然而氰化鍍鋅要使用氰化鈉作為鋅離子的螯合劑以抬高其電極電位，所以氰化鍍鋅工藝產生大量含氰廢水，管理稍不到位容易導致環境污染。氰化鍍鋅工藝的大規模使用，給環境帶來巨大的威脅，因而導致人們對無氰鍍鋅工藝的渴求日益強烈。自上世紀六、七十年代以來人們對無氰工藝的研究一刻也未停止過。

堿性無氰鍍鋅工藝是無氰鍍鋅工藝的一種，相對于酸性無氰鍍鋅而言，雖然它的總陰極電流效率比不上酸鋅，但其它方面的優點更接近于氰化鍍鋅。隨著人們不懈的追求，近年來堿性無氰鍍鋅工藝的總體性能已接近氰化鍍鋅，個別指標甚至已經超過氰化鍍鋅，尤其在鍍液的分散能力方面已經大大超過了氰化工藝，使其在幾何形狀復雜及大面積工件獲取均勻厚度的鍍層上一枝獨秀。

堿性無氰鍍鋅的成敗關鍵在于載體光亮劑。

傳統的堿性無氰鍍鋅工藝采用的載體光亮劑大致使用環氧氯丙烷與有機胺反應生成的聚合物。其中的有機胺大致有：二甲氨基丙胺、二甲胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、六次甲基四胺、乙二胺以及它們的混合物。上世紀七、八十年代，開始出現聚乙烯亞胺磺化及季胺化產物，同時開始使用氮雜環化合物如咪唑、烷基咪唑、哌嗪等。這一時期的堿性無氰鍍鋅鍍液的性能，按照中華人民共和國機械行業標準JB/T7704.4-1995中規定的遠近陰極法（K=遠陰極與陽極距離/近陰極與陽極距離=3）試驗，其分散能力一般在T=50%～70%之間，覆蓋能力為60%～70%（內孔法，JB/T7704.2-1995），而鍍液中Zn²⁺濃度低，陰極總電流效率低，操作窗口狹窄，管控困難。

進入上世紀九十年代，特別是季胺化聚合物的出現給堿性無氰鍍鋅工藝帶來了一個全新的時代。

5435898號美國專利（1995年）描述了在鋅和鋅合金的堿性鍍液中使用的季胺化聚合物，其商品名為Mirapol.RTM.WT，美國化學文摘登記號為CAS.No68555-36-2，其結構通式可以表達如下：

平均分子量為2200。

可以由N,N′-雙［3-（二甲氨基）丙基］尿素和2，2′-二氯二乙醚進行季胺化反應而取得。在中國業界內簡稱“PUB”。

使用該化合物為載體光亮劑，可以提高鍍液的分散能力，但其對鍍層的整平能力和總陰極電流效率仍欠缺。

6652728號美國專利（2003年）描述了一種結構通式為

的季胺化聚合物，這種聚合物可以通過讓N,N′-雙［3-（二甲氨基）丙基］尿素與1，ω-二鹵代烷烴（例如1,4-二氯丁烷）反應制得，據說使用此聚合物為載體光亮劑，除了保留了Mirapol.RTM.WT的高分散性優點外，最大的特點是克服了鍍鋅層從基體表面剝落（起泡）的現象。

CN101508781A中國專利（2009年）公開了由N,N′-雙［3-（二甲氨基）丙基］尿素與2，2′-二氯二乙醚合成美國專利5435898所披露的，商品名稱為Mirapol.RTM.WT的季胺化聚合物制備的新方法，并同時提出了其主要原料N,N′-雙［3-（二甲氨基）丙基］尿素的新的制造方案。

7109375美國專利（2006年）披露了用于堿性無氰鍍鋅和鋅合金用的新型的季胺化隨機共聚物，它使用了兩個二叔胺，并且強調了聚合物分子鏈中不飽和基團存在的必要性，這個不飽和基團可以由其中的一個二叔胺引入或者從連接劑中引入。如果均無法從上述二者引入，則用不飽和鹵代物（如3-氯丙烯）或烯丙基縮水甘油醚對已生成共聚物分子鏈中的仲胺基進行烷基化及進一步對叔胺基進行季胺化的方法引入不飽和基團。據稱，新型的季胺化共聚物用于堿性無氰鍍鋅載體光亮劑，具有較好的綜合性能。