尚國鋒

（河南開封市天圣助劑廠，河南 開封 475000）

在有機化工原料手冊中，芐叉丙酮屬芳酮類衍生物，是由苯甲醛和丙酮經氫氧化鈉縮合而成。在計劃經濟年代，按我國化工部市場布局，最早由江蘇省常州市紅衛(wèi)化工廠生產。其用途定性為：可作香料的防揮發(fā)劑，染色工業(yè)用的媒染劑、固著劑，其本身可制取香料或増香劑。它是無色或淡黃色結晶，具有香豆素味，不溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿，熔點39～41 °C，沸點260～262 °C。在用于氯化鉀鍍鋅以前，芐叉丙酮在我國基本上是無人問津的產品，常州市紅衛(wèi)化工廠也停止了生產。

20世紀70年代末，美國研究人員最先把芐叉丙酮應用到氯化鉀弱酸性鍍鋅中，起到了鍍鋅層全光亮的效果。由此起，電鍍鋅達到真正意義上的全光亮鍍層。20世紀80年代初該工藝引進到我國后，氯化鉀弱酸性鍍鋅迅速得到了推廣應用。芐叉丙酮的生產廠家 如雨后春筍般地出現(xiàn)，并且大有供不應求的局面。

隨著在氯化鉀弱酸性鍍鋅中的成功應用，芐叉丙酮在電鍍中的應用之門被打開，隨后在硫酸鹽鍍鋅中得到采用，在硫酸鹽鍍錫中也取得很好的效果。下面就芐叉丙酮在電鍍中的應用及工藝配方進行綜述。

1 芐叉丙酮在氯化鉀鍍鋅中的應用

鍍鋅是所有鍍種中應用最多、最廣的一個，具有成本低、抗磨蝕性好、外觀亮麗、耐貯存等優(yōu)點。而氯化鉀弱酸性鍍鋅又占鍍鋅中的70%以上，其主要優(yōu)點為沉積速度快、光亮度高、易管理、操作簡單、應用面較廣，可用于鑄鐵件、滲碳件及高碳鋼件，這些都是堿性(含有氰)鍍鋅無法比擬的。

典型的氯化鉀鍍鋅工藝配方如下：

在氯化鉀鍍鋅的組合光亮劑中，芐叉丙酮起到主光亮劑的作用，一般用量在0.2～0.4 g/L 之間就能達到全光亮的效果，再配以載體光亮劑和輔助光亮。氯化鉀鍍鋅組合光亮劑的典型配方如下：

其中載體光亮劑由脂肪醇聚氧乙烯醚和尿素經氨基磺酸磺化后的加成物組成，或是脂肪醇聚氧乙烯醚經焦亞硫酸鈉順化后的反應物，其作用是提高了氯化鉀鍍鋅工藝的濁點(可達80 °C 以上)，同時增強芐叉丙酮的乳化能力，獲得增溶性好、用量少、出光快的效果。

苯甲酸鈉和擴散劑NNO 為輔助光亮劑，其作用是提高鍍液的分散能力，增大陰極極化能力，使鍍層更平整光滑，同時防止鍍層發(fā)霧，改善鍍層光澤，防止鍍層燒焦。

另外，肉桂酸、對氨基磺酰胺、糖精、吡啶-3-甲酸等也可作為輔助光亮劑，但對改善組合光亮劑的總體性能影響不大，因此也可以不用添加。

全光亮氯化鉀鍍鋅延續(xù)使用至今已是有目共睹。其缺點是鍍鋅層中有機物夾雜較多，藍白純化易泛彩、發(fā)黃。芐叉丙酮加入過量會使鍍鋅層脆性較大，彩色鈍化膜附著力差，色澤易變黑、發(fā)黃。鍍液使用時間越長，上述情況越嚴重，需要經常大處理，但還是不能徹底解決這些問題，而且鍍層耐蝕能力也不如堿性鍍鋅。

2 芐叉丙酮在硫酸鹽鍍鋅中的應用

硫酸鹽鍍鋅其實就是硫酸鋅鍍鋅工藝，鍍液也是弱酸性。芐叉丙酮在硫酸鹽鍍鋅工藝中仍然是起到主光亮劑的作用。硫酸鹽鍍鋅電流效率高達100%，適合使用大電流工作，是目前最快速的鍍鋅工藝。由于使用電流密度較高，沉積速度較快，30 s 就能達到全光亮的鍍鋅層，因此在高速線材、帶鋼上鍍鋅應用較為廣泛，電鍍時間一般為3～5 min。

線材、帶鋼鍍鋅工藝配方：

硫酸鋅 50～450 g/L

硼酸 25～30 g/L

光亮劑 20～25 g/L

pH 4.2～5.5

θ 10～55 °C

Jk10～30 A/dm2

陽極 0#鋅

通用工藝配方：

硫酸鋅 100～140 g/L

硫酸鈉 40～60 g/L

氯化鉀 140～180 g/L

硼酸 20～25 g/L

光亮劑 20 g/L

pH 5.2～6.2

θ 室溫

Jk8～15 A/dm2

掛鍍陰極移動 15～18 次/min

滾筒轉速 15～16 r/min

上述工藝配方中的組合光亮劑仍然由3 部分組成。主光亮劑為芐叉丙酮，載體光亮劑為壬基酚聚氧乙烯醚經順化或氨基磺酸磺化后的產物(這與氯化鉀鍍鋅載體光亮劑基本相同，只是表面活性劑的選擇范圍小一點而已)，輔助光亮劑為苯甲酸鈉、擴散劑NNO、煙酸、肉桂酸等。

一般認為，美國是資本相對豐富，而勞動相對稀缺的國家，理應出口資本密集型商品，而進口勞動密集型商品。但Leontief(1953)運用投入產出法，對美國經濟數據進行驗證，卻發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)美國進口的是資本密集型產品，而出口的卻是勞動密集型產品，與H-O理論的預測不相符合，這個研究結果后來通常被稱為“里昂惕夫之謎”。Leontief經過分析認為，這種現(xiàn)象可能是由于美國工人的勞動效率比其他國家工人更高所造成的。但這個觀點通常不被人們接受。

典型的組合光亮劑配方為：

芐叉丙酮 20～50 g/L

載體光亮劑 250～350 g/L

苯甲酸鈉 50 g/L

擴散劑NNO 5 g/L

肉桂酸 5 g/L

煙酸 2 g/L

硫酸鹽鍍鋅采用上述光亮劑，達到了與氯化鉀鍍鋅相同的高光亮度的外觀，雖深鍍能力不如氯化鉀鍍鋅，但均鍍能力更優(yōu)。從沉積速率上說，硫酸鹽鍍鋅比氯化鉀鍍鋅快一倍(達到相同厚度)，同樣采用芐叉丙酮作主光亮劑，硫酸鹽鍍鋅彩色鈍化膜優(yōu)于氯化鉀鍍鋅，不存在彩色鈍化膜變色的問題。如果是板類零件及管類零件，采用通用硫酸鹽鍍鋅是一個不錯的選擇，尤其是彩色鈍化。

3 芐叉丙酮在硫酸鹽鍍錫中的應用

鍍錫在電子工業(yè)和鑄造工業(yè)中應用較多，是因為錫具有良好的焊接性、導電性和抗氧化性，不易變色。鑄造中龍骨鍍錫后不產生氣泡。酸性鍍錫又以光亮度好、電流效率高、沉積速率快、可常溫下操作、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點而被廣為采用。硫酸鹽鍍錫占鍍錫量的80%以上。芐叉丙酮在酸性鍍錫中同樣起到主光亮劑的作用。

典型的硫酸鹽光亮鍍錫工藝如下：

硫酸亞錫 40～70 g/L

硫酸 140～170 g/L

SS-820 15～30 mL/L

SS-821 0.5～1.0 mL/L

θ 10～30 °C

Jk1～4 A/dm2

陽極 Sn99.90

攪拌方式 陰極移動15～18 次/min

上述工藝中的SS-820 和SS-821 由上海輕工業(yè)研究所研制，是國內最早研制生產的酸性鍍錫商品光亮劑。此后，全國上下推出不少類似產品，推動了我國酸性光亮鍍錫的快速發(fā)展。

在酸性鍍錫光亮劑中，芐叉丙酮仍然是作為主光亮劑加入，再配以載體分散劑，如烷基酚聚氧乙烯醚的順化反應物，這類非離子表面活性劑具有增溶、潤濕、細化結晶的作用。硫酸亞錫在鍍液中極不穩(wěn)定，很容易被氧化成四價錫，而得不到光亮的鍍層。早期使用甲醛來防止二價錫的氧化，取得了一些效果。但是在溫度升高的情況下，甲醛易被氧化而失去作用，鍍錫液變成乳白色的混濁液而無法使用。因此又形成了專用的穩(wěn)定劑，通常選用間苯二酚、氨基酚、水合肼、1-苯基-3-吡唑酮等。

典型的鍍錫光亮劑配方為：

芐叉丙酮 25～50 g/L

載體分散劑 350～450 g/L

甲醛 300～400 g/L

對苯二酚 50～60 g/L

酒精 適量

4 結語

芐叉丙酮，由在上世紀70年代一個無人問津的有機化工產品，到上世紀80年代后期成為火爆的熱門商品，主要得益于氯化鉀鍍鋅的大力發(fā)展。時至今日，它在鍍鋅、鍍錫上仍有不少應用。就算是氯化鉀鍍鋅已經發(fā)展到第二代主光亮劑鄰氯苯甲醛，甚至第三代主光亮劑多醛類衍生物，芐叉丙酮本身的性能是第二代、第三代主光亮劑都不能完全取代的，多是與它配合使用，改善主光亮劑的綜合性能。

上述硫酸鹽鍍鋅、硫酸亞錫鍍錫工藝中，芐叉丙酮作為主光亮劑都能得到比較滿意的全光亮效果。在硫酸鎘鍍鎘中，芐叉丙酮是否同樣能夠獲得全光亮的效果，還有待電鍍工作者去開發(fā)，以取代目前有毒的氰化鍍鎘工藝。