一、电镀添加剂四个发展阶段

第一阶段为采用无机光亮剂,如钴盐等;第二阶段为丁炔二醇与糖精;第三阶段为丁炔二醇与环氧化合物的缩合物与糖精;第四阶段为中间体复配的次级光亮剂与作为初级光亮剂的柔软剂,即所谓第四代镀镍光亮剂。

（一）萌芽阶段

此阶段光亮剂以金属盐为主体，为第 一代镀镍光亮刺。其特点是：光亮剂分解快、寿命短、应力大。所 获镀层针孔少，但亮度、整平性比有机光亮剂差，仅呈现半光亮， 且镀层较脆，镀液对铜、锌、铅等杂质比较敏感，需经常进行处理： 此阶段光亮剂的主要作用是由于在电解液中形成了高分散度的 氢氧化物胶体，吸附在阴极表面而阻碍金属的析出．提高了阴极 极化作用．产生一定的过电位，使金属离子还原反应速度超过氧 化反应速度而产生晶核，从而实现镍电沉积：但由于此时离子放 电主要表现为浓差极化，阴极极化作用较小．形棱速度慢，镀层结 晶较粗大．光亮度较差  

（二）发展阶段

此阶段光亮剂以１，４－丁炔二醇和糖精为代表，为第二代镀镍光亮剂。其特点是：在镀层光亮度、使用寿命方面都比第一代有所提高．而且镀层脆性也小。但丁炔二醇碳链长度较短，在阴极上的吸附强度不够，因此光亮和整平性尚嫌不足，光亮区电流密度范围不够宽，而且还是容易分解，一般镀液工作一个月左右后需大处理一次。此阶段所用的光亮剂多为有机添加剂。 它们易吸附在阴极表面的突起部位．一方面使金属离子在这些部位的放电受阻．从而填平金属表面的微观沟槽，减少阴极表面的厚度差，使镀层表面变得光滑．提高整平性；另一方面，提高阴极过程的过电位，有利于晶核的形成，得到比较细致的结晶层，从而提高光亮度。

（三）完善阶段

这一时期人们已经逐渐认识到：要获得高质量镀镍层，初级光亮剂和次级光亮剂必须相互配合。国外主要进行的是丁炔二醇与环氧乙烷、环氧丙烷或环氧氯丙烷的缩合物与初级光亮剂的组合研究；国内于２０世纪８０年代亦开始进行类似的研究，先后推出了７９１缩合型、ＢＮ系列、ＢＥ浓缩型、ＢＨ系列和亮镍１号等光亮剂，取代了丁炔二醇光亮剂。所以此阶段光亮剂是１，４－丁炔二醇的环氧化合物及糖精组合为代表，为第三代镀镍光亮剂。其特点是：由于初级、次级光亮剂的配合。而且由于缩合物的碳链长度比丁炔二醇增加，使表面活性提高，在阴极上吸附加强，阴极极化作用增大，因而镀层光亮度和整平性都有所增加；由于添加量的减少，相应的分解产物也减少．使镀液的工作寿命延长，一般两个月处理一次。与第二代光亮剂相比，第三代利用了初级、次级光亮剂的配合作用，初级光亮剂通过其不饱和链吸附在阴极表面的晶体生长部位，可显著降低镀层晶粒尺寸，降低镀层张应力和对杂质的敏感性，扩大镀层的光亮电流密度范围，—C—SO₂—结构使镀层古有微量的硫，使镀层电位改变，有利于多层镍系统电化学保护作用的发挥；次级光亮剂分子中常含有双键叁键等不饱和基团，使镀液具有一定整平性，与初级光亮剂适当配合可获全光亮、整平性和延展性良好的镀层，且镀层结晶更细。但第三代光亮剂单独使用初级光亮剂时不能得到全光亮，单独使用次级光亮剂虽可获全光亮，但镀层光亮范围窄、张应力高、有脆性、对杂质比较敏感，必须与初级光亮剂配合使用。

（四）成熟阶段

随着对镀镍光亮剂研究的深，人们已认识到理想的光亮镀镍工艺，应该是初级光亮剂、次级光亮剂和辅助光亮剂3类光 亮剂的配合使用。其中，初级光亮剂主要有：ＢSI、ＢＢＩ、ＡＬＳ ＶＳ、PN 、ＰＳ、ＡＴＰ、ＢSS等。次级光亮剂主要包括４类：（１）毗啶类衍生 物ＰＰｓ、ＰＰＳＯＨ等；（２）丙炔醇衍生物ＰAＰ、PME等；（３）炔胺类光亮剂ＤＥＰ等；（４）１，４－丁炔二醇的环氧化物ＢＥＯ、ＢＮＰ等。辅助光亮剂主要有烯丙基磺酸钠、烯丙基磺酰胺、乙烯磺酸钠等。概括起来，此阶段光亮剂主要是以吡啶衍生物、炔胺类化合物、丙炔醇衍生物及柔软剂的组合为代表，为第四代镀镍光亮剂。其特点是：充分利用初级、次级、辅助光亮剂的协同效应，以次级光亮剂为基，配以初级光亮剂和辅助光亮剂，在适当的条件下，可获得全光亮、高整平和延展性良好的镀层，且阴极电流效率和镀液的分散能力都比较高，镀层光亮电流密度范围宽、柔软性好。第四代光亮剂因其用量比第三代光亮剂成几何级数减少，分解产物也少，故太处理周期较长，一般可延长到一年以上。此阶段光亮剂的主要作用是由于有机添加剂在阴极表面的特性吸附，产生不同的吸附电位，影响阴极极化，从而影响镍的电沉积。初级光亮剂可细化晶粒，降低镀层拉应力，使镀层产生柔和光泽；次级光亮剂可产生较强吸附作用，能大幅度提高阴极极化，使镀液具有较好的整平性和分散能力，镀层细致光亮；辅助光亮剂可改善镀液的光亮覆盖能力，减少针孔，加快出光和整平速度，并降低其他光亮剂的消耗，降低镀液对杂质的敏感度。

二、电镀镍添加剂的总的发展趋势

（1）由单一组分向复合组分、由无机物向有机物发展，即更多地利用相关离子的协同效应，以期获得最佳效果。复合有机型不仅显 著改善了镀层质量，而且对镀液、环境污染较少，无论是从经济实用角度还是从环保方面考虑，都将是今后发展的主要方向。

（2）镀镍光亮剂的第三代和第四代目前均在使用。但第四代以初级、次级和辅助光亮剂的配合效果更佳。

附：选择四代添加剂考虑条件

① 亮整平性及出光速度,整平电流密度范围,低电流密度区是否漏镀。用250mL赫尔槽,2A搅拌镀5min,试片半光亮区仅允许2～3mm,明显整平区域应有三分之二长度。②大处理周期至少应在半年左右。③使用三个月以上性能是否会变差,比例是否会失调,④工艺性能是否良好,即加入量的允许范围是否宽。若加少了亮度不足,加多了又会发雾、发暗,则工艺维护困难。

② 设计第四代镀镍次级光亮剂可参考下述原则:至少有一种吡啶类化合物,如PPS或PPSOH;至少一种丙炔类化合物,如DEP、PAP、PME等;至少一种低电流密度区光亮整平中间体,如PS、PN;至少一种低区走位、杂质容忍物质,如ATP、ATPN、VS、ALS等。后二种物质不必加在柔软剂中,直接配在光亮剂中,这样比例不易失调。次级光亮剂可仍用BSI,即糖精钠。

三、电镀镍中间体

电镀镍中间体包括光亮镍、半光亮镍、高硫镍、镍除杂剂及镍润湿剂，能够提供生产镀镍添加剂的所有中间体系列产品。光亮镍中间体系列按照其作用，可分为整平类、光亮类、低区光亮类和辅助光亮类中间体。 整平类中间体主要由吡啶类衍生物和炔胺类衍生物组成。吡啶类衍生物以PPS、PPSOH为代表。PPS为电镀镍之强整平剂，产品纯度高，分解产物少，在高电流密度区的整平性特佳。PPSOH为电镀镍之高整平剂，在高电流密度区整平性特佳，对镀层可以产生一定的白亮效果。由于液体PPSOH中的游离吡啶含量较高，电镀分解产物较多，从而影响了PPSOH的后续使用性能。吉和昌根据这一缺陷，在国内首创生产PPSOH固体，从而大大降低产品中游离吡啶的含量，提高了产品的性能。炔胺类衍生物以DEP为代表。DEP为电镀镍之光亮剂、强整平剂，产品纯度高，使镀层细腻丰满，不溶于水，需酸化后使用。DEP对镀层的整平和光亮的作用兼而有之，性价比高，但是由于本身不溶于水，为客户的使用带来了一定的困难。吉和昌根据这一特点，开发了DEP的硫酸化产品TC-DEP和甲酸化产品PABS，从而给一部分客户带来了方便。         

光亮类中间体主要是由丙炔醇衍生物和丁炔二醇衍生物组成。丙炔醇衍生物以PA、PME、PAP为代表，三者的出光速度依次减弱。PA为电镀镍之光亮剂、整平剂，快速出光，分解产物较多，用量大会导致镀层脆性增加。PME为电镀镍之光亮剂，快速出光，分解产物少，特别适合滚镀。PAP为电镀镍之光亮剂，快速出光，对镀层可以产生一定的乌亮效果，延展性好，特别适合挂镀。丁炔二醇衍生物以BEO、BMP为代表，均属于电镀镍之长效光亮剂，能使镀层结晶细化，降低添加剂的消耗量。         

低区光亮类中间体主要分为低区光亮整平类和提高低区深镀能力类中间体。低区光亮整平类中间体以PS、POPDH为代表。PS为电镀镍之低区光亮剂、整平剂，能提高低区的光亮性和填平性，效果明显，脆性小。POPDH为电镀镍之低区光亮剂、整平剂，同炔属醇类衍生物搭配使用，能够加强整平协同出光，增加镀层白亮，提高低区填平能力。提高低区深镀能力类中间体以ATPN、SSO3为代表，都能够提高低电流区的深镀能力，同时具有抗杂的效果，ATPN低区遮盖的效果比较明显，但用量大时会导致镀层光亮度下降。 辅助光亮类中间体以ALS和BBI为代表。ALS和BBI均为电镀镍之辅助光亮剂，初级光亮剂。前者可以提高金属分布能力和延展性；后者还具有抗杂和增白的作用，可以按照重量比1：2替代部分糖精。          

半光亮镍中间体系列以HD-M、HD-N和TCA为代表。HD-M为电镀半光亮镍之填平剂，可以提高半光亮镍的整平效果，脆性小。HD-N为半光亮镍之柔软剂，能够提高半光亮镍的延展效果，使镀层的应力减小。TCA为电镀半光亮镍之电位差调节剂，能够去除镀液中的活性硫，提高电位差。         

高硫镍中间体系列以BBI、ATPN为代表，能够使镀层获得含硫量稳定在0.1-0.3%的镀层。         

镍除杂剂中间体系列以PN、PZN为代表。PN为电镀镍之重金属络合剂，适用广泛，能够有效络合铜、锌、铅等金属离子。PZN为电镀镍之除杂剂，强力除锌、铜等金属离子，效果极佳，但不适用于半光亮镍体系。          

     镍润湿剂中间体系列以TC-EHS和MA-80为代表。两者均为电镀镍之低泡润湿剂，可以增强工件表面的润湿效果，减少麻点与针孔，适用于机械或空气搅拌。目前，吉和昌化工已经成功开发出了三大类高品质产品，这些产品都在所属的行业中得到了广大客户的认可和欢迎。

（文章来源：说化有益）

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