润湿剂在光亮镀镍中的作用及其配方

王宗雄 *，汪岳明，陈卓

（1.宁波市电镀行业协会，浙江 宁波 315016；2.宁波汪洪金属制品有限公司，浙江 宁波 315207； 3.宁波三禾电镀技术研究所，浙江 宁波 315021）

1 前言

镍镀层具有很多优异性能，因此用途很广，其加工量仅次于锌镀层。在镀镍工艺中应用最普遍、最广泛的是光亮镀镍。光亮镀镍过程中，由于氢在镍上的过电位较低，阴极上往往会发生析氢现象。氢的析出不仅降低了阴极电流效率，而且氢气泡在镀件表面上的滞留对镍的沉积产生了屏蔽作用，因而镀层表面留下了针孔。防止针孔或毛刺产生的最有效办法是在镀液中加入能降低电解液表面张力的表面活性剂(润湿剂)，提高镀液对阴极表面的润湿性能。

常用的润湿剂一般有阴离子型和非离子型，或高泡型和低泡型之分。

2 镀镍润湿剂的作用原理

电解液中，润湿剂的参与降低了电解液的表面张力，润湿剂在阴极表面上形成定向排列的吸附层，降低 固液界面自由能，从而大大增强了电解液对阴极的湿润能力。阴极析出的氢气泡未及长大就很快脱离，减少氢气泡的滞留时间，有利于镍在阴极表面细致、均匀地沉积，从而保证镀层具有高品质。

湿润能力通常用湿润角来衡量，它是指液滴与固体的接触点所做切线与固液界面之间的夹角(θ)。如图1所示，θ越接近0°，表示液体的湿润性越好；θ越接近180°，表示越难湿润；θ达到180°时为完全不能湿润[1]。

图1 湿润能力与湿润角θ 的关系Figure 1 Relationship between wetting ability and wetting angle (θ)

润湿剂应该具有足够的化学稳定性，而且既要有良好的驱离氢气的作用，又不应对镀层的机械性能产生不良影响。比如，在镀镍液中加入阴离子表面活性剂，能降低镀层的内应力，而加入非离子表面活性剂时则会增大内应力。所以，在选购润湿剂时务必慎重。

用作润湿剂的表面活性剂，最早是8～18 个碳的脂肪酸，之后改用十二烷基硫酸钠。十二烷基硫酸钠是一种阴离子型表面活性剂，可以明显提高阴极极化作用，有很好的湿润效果，但针对使用压缩空气搅拌的挂镀和滚镀工艺而言，这种润湿剂会产生大量的泡沫，造成生产中的不便。此时，可选用低泡型表面活性剂，如2-乙基己基硫酸钠盐型润湿剂[2]。

3 润湿剂的配方与配制方法

因为十二烷基硫酸钠做润湿剂简单方便，各电镀企业都会自己配制使用。至于其他种类的润湿剂，由于市场原因，商品配方保密。笔者从积累的资料中了解到，润湿剂的组分简单，工厂配制也不难，自配的润湿剂经工厂实际应用，效果较佳，可与市售商品媲美。为帮助企业降低生产成本，现把相关配方介绍如下。

3.1 高泡型润湿剂

3.1.1 十二烷基硫酸钠

十二烷基硫酸钠是比较有效的防针孔剂，属高泡型润湿剂，能降低镀液的表面张力，使氢气泡不易在零件表面上停留，从而防止针孔的形成，其用量一般为0.1 g/L。

十二烷基硫酸钠的使用方法：先用水将十二烷基硫酸钠调成糊状，再用100 倍以上的沸水溶解并煮沸一段时间，澄清后趁热在搅拌条件下加入镀液中。添加之前最好将镀液温度适当提高，一般在60 °C 以内，pH 调整至4.0～4.2。注意：十二烷基硫酸钠溶液配制或添加不当都会使镀层产生橘皮或发花。

3.1.2 阴离子型特制品润湿剂

PZ-94-931(高泡)由河北金日化工有限公司提供，为琥珀色透明液体，含量40%，其1%(质量分数)水溶液的pH 为6～8。

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

3.2 低泡润湿剂

3.2.1 阴离子型特制品润湿剂

PZ-94-932(低泡)由河北金日化工有限公司供货。其外观为浅黄色液体，含量45%，pH(1%水溶液)5～6，配制及使用方法与PZ-94-931 相同。

3.2.2 以中间体配制润湿剂

3 种配方如下，各中间体均由上海绿鸿贸易有限公司提供：

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

(2) MA-80 50 g/L，AY-65 10 g/L。

(3) AY-65 表面活性剂200 g/L。

配制方法：用热水把各成分搅拌溶解至透明水溶液，即成1 L 低泡润湿剂。

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。添加量为1～3 mL/L，由广东达志公司供货。

(2) TC-EHS(2-乙基己基硫酸酯钠盐)200 mL/L，添加量1 mL/L，由由武汉吉和昌化工公司、瑞安南方电镀研究所供货。

4 结语

光亮镀镍润湿剂有高泡型和低泡型两种，以上所介绍的润湿剂各类配方均可与市售同类商品媲美。十二烷基硫酸钠是最早使用的镀镍润湿剂，但所产生的泡沫多，只能适用于阴极移动，而不适用于空气搅拌的场合。空气搅拌要使用低泡润湿剂。相比之下，MA-80 与ME-4 组合的润湿剂效果最佳，不仅泡沫少，而且润湿性能优异。

[1]方景礼.电镀添加剂总论[M].台北:表面技术杂志社,2001:61-85.

[2]电镀技术杂志出版社.实用电镀技术[M].邵性波,译.北京:国防工业出版社,1985:130-131.