发明内容
本发明的目的在于克服上述现有氰碱性镀锌的不足之处，而提供一种有氰转无氰碱性环保镀锌添加剂。其采用了既适合于有氰镀锌工艺又适合于无氰镀锌工艺的电镀中间体，在两种工艺中不存在不兼容的现象，而且不会对电镀效果以及各方面的性能造成影响。采用该添加剂的有氰碱性镀锌工艺，可以在停止补加氰化钠后，不影响正常生产为前提，逐渐转化成无氰环保碱性镀锌工艺，可以得到在有氰镀锌工艺中得到的良好镀锌层，部分性能还超过有氰碱性镀锌工艺的优良镀锌层，而且成本低于处理废弃氰化钠和重新配制无氰环保碱性镀锌的费用。
本发明的目的是通过如下措施来达到的：有氰转无氰碱性环保镀锌添加剂，其特征在于它包括下述物质：
(1)至少一种有机杂环类化合物及衍生物，
(2)至少一种有机胺与环氧卤丙烷缩聚物，
有机杂环类化合物及衍生物∶脂环胺类化合物及缩聚物的摩尔比为0.5-4.0∶0.5-5.0；
其制备方法为：将有机杂环类化合物及衍生物和脂环胺类化合物及缩聚物按摩尔比为0.5-4.0∶0.5-5.0，加入适量的水，充分搅拌至完全溶解，混合均匀。
所述有机杂环类化合物及衍生物包括吡啶、吡咯、咪唑、吡嗪、哌啶、三唑等及衍生物1-甲基咪唑，2-甲基咪唑，1，4-二甲基咪唑，4-羟基-2氨基咪唑，1-甲基吡咯，4-甲基吡咯，1-苄基吡啶嗡-3-羧酸内盐、苄基烟酸嗡盐，2，2-联吡啶，2-甲基吲哚，2-氯噻唑2，6-二甲基吡啶，2-甲基哌啶，N-甲基咪唑，4-甲基噻唑，4，4-联吡啶，4-甲基哌啶，2，4，6-三羟基-1，3，5-三嗪，双环戊二烯，9.10-二氢-9-氧-10-(2′.5′-二羟基苯基)膦菲-10-氧化物等中的一种或几种。
所述有机胺与环氧卤丙烷缩聚物的结构通式为：
![]()
R1为-Cl、-CH3、-CH2CH3中的一种，R2为-Cl、-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、CH2CH2OH、CH2CH2CH2OH中的一种，R3为-Cl、-CH3、-H、-CH2CHOHCH2Cl中的一种，R4为-Cl、-H、-CH3、-NH2、-CH2CH3、-CH2OH-CH2CH2CH3、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2OH、-CH2CHOHCH2Cl、-N+H2Cl-、-N+H2Cl--CH2CHOHCH2中的一种。
在上述技术方案中，所述有机杂环类化合物及衍生物∶有机胺与环氧卤丙烷缩聚物＝1-3.0∶1.5-4.0(优选的技术方案)。
在上述技术方案中，所述有机杂环类化合物及衍生物∶有机胺与环氧卤丙烷缩聚物＝2∶3.0(最佳的技术方案)。
本发明有氰转无氰碱性环保镀锌添加剂具有如下优点：①有氰碱性镀锌工艺采用该添加剂，在停止补加氰化钠后，不影响正常生产为前提，逐渐转化成无氰环保碱性镀锌工艺。②可以在停止补加氰化钠后，转化过程中和转化为无氰碱性镀锌后仍然可以得到在有氰镀锌工艺中得到的良好镀锌层，，如均镀能力、电流密度范围和温度范围等性能超过有氰碱性镀锌工艺，性价比高，产品性能好。③本发明合成的有机聚合物和络合剂在水及碱性溶液中极易溶解，而且性能稳定，分解产物少，成本较低。④本发明产品是由脂环胺类化合物和有机杂环类化合物及缩聚物复配而成，它们性能稳定，分解产物少，生产过程中无三废产生。⑤本发明将有氰碱性镀锌工艺成功转化为无氰碱性环保锌酸盐镀锌工艺后，成分变得更加简单，没有氰化钠剧毒原料，废水处理简单，稍加处理即可达到《污水综合排放标准》国家废水处理排放的标准。⑥经项目工艺成功转化后不含有剧毒的氰化物，为操作者提供一个无毒、清洁的良好工作环境。本发明电镀废水处理比氰化镀锌更容易，真正做到了从源头上杜绝污染。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
有机杂环类化合物及衍生物包括咪唑、吲哚、噻唑、吡嗪、哌啶等及衍生物1-甲基咪唑，N-甲基咪唑，1-苄基吡啶嗡-3-羧酸内盐、苄基烟酸嗡盐，2，2-联吡啶，2-甲基吲哚，2-氯噻唑2，6-二甲基吡啶，2-甲基哌啶，4-甲基噻唑，4，4-联吡啶，4-甲基哌啶，2，4，6-三羟基-1，3，5-三嗪，双环戊二烯，9.10-二氢-9-氧-10-(2′.5′-二羟基苯基)膦菲-10-氧化物等中的一种或几种。
环氧卤丙烷包括：环氧氯丙烷，环氧溴丙烷等；
有机胺包括：乙二胺，二甲胺，二甲氨基丙胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺，六次甲基四胺等；
有机胺与环氧卤丙烷缩聚物的结构通式为：
![]()
R1为-Cl、-CH3、-CH2CH3等中的一种，R2为-Cl、-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3、CH2CH2OH、CH2CH2CH2OH等中的一种，R3为-Cl、-CH3、-H、-CH2CHOHCH2Cl等中的一种，R4为-Cl、-H、-CH3、-NH2、-CH2CH3、-CH2OH、-CH2CH2CH3、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2OH、-CH2CHOHCH2Cl、-N+H2Cl-、-N+H2Cl--CH2CHOHCH2等中的一种。如二甲胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物，二甲氨基丙胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物，二甲氨基丙胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物的季铵盐，二甲氨基丙胺、乙二胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物，四乙烯五胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物，多乙烯多胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物，四乙烯五胺、乙二胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物，二甲胺、咪唑与环氧环氧氯丙烷的缩聚物，二甲胺、乙二胺与多乙烯多胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物等。
以上有机胺与环氧卤丙烷缩聚物均有市售的产品或可根据现有的制备方法制备。
有机杂环类化合物及衍生物∶脂环胺类化合物及缩聚物的摩尔比为0.5-4.0∶0.5-5.0；
现举例介绍二甲氨基丙胺、乙二胺与环氧氯丙烷的缩聚物的制备方法(为现有技术)：在1000L反应釜中投入二甲氨基丙胺19kg，186mol占85.5％、乙二胺1.9kg，31.7mol占14.6％，再加入65kg去离子水，在搅拌下升温到60-65℃，然后慢慢滴加(十分缓慢，注意滴加速度)环氧氯丙烷18kg194.6mol，维持反应温度在(65±3)℃，反应2h后，升温到90℃，再继续反应1h过滤即得产品。胺∶环氧氯丙烷＝1∶0.894。
实施例1
N-甲基咪唑：5g/L
二甲氨基丙胺、乙二胺与环氧氯丙烷的缩聚物：10g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料按N-甲基咪唑5g/L，二甲氨基丙胺、乙二胺与环氧氯丙烷的缩聚物10g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例2
2，2-联吡啶：20g/L
二甲氨基丙胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物：2.5g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料按2，2-联吡啶20g/L，二甲氨基丙胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物2.5g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例3
吲哚6g/L，2-甲基吲哚4g/L
二甲胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物：15g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料按吲哚6g/L，2-甲基吲哚4g/L，二甲胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物15g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例4
吡嗪1g/L、2，2-联吡啶1g/L
二甲氨基丙胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物的季铵盐：8g/L在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料按吡嗪1g/L、2，2-联吡啶1g/L，二甲氨基丙胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物的季铵盐8g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例5
4-甲基噻唑3g/L，4，4-联吡啶3g/L
四乙烯五胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物：12g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料按4-甲基噻唑3g/L，4，4-联吡啶3g/L，四乙烯五胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物12g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例6
1-苄基吡啶嗡-3-羧酸内盐6g/L、苄基烟酸嗡盐10g/L
多乙烯多胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物：4g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料1-苄基吡啶嗡-3-羧酸内盐6g/L、苄基烟酸嗡盐10g/L，多乙烯多胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物4g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例7
噻唑4g/L、4-甲基噻唑10g/L
四乙烯五胺、乙二胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物：20g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料噻唑4g/L、4-甲基噻唑10g/L，四乙烯五胺、乙二胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物20g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例8
2，4，6-三羟基-1，3，5-三嗪5g/L
二甲胺、咪唑与环氧环氧氯丙烷的缩聚物：20g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料2，4，6-三羟基-1，3，5-三嗪5g/L，二甲胺、咪唑与环氧环氧氯丙烷的缩聚物20g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
实施例9
双环戊二烯3g/L、苄基烟酸嗡盐7g/L
二甲胺、乙二胺与多乙烯多胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物：20g/L
在反应釜中加入适量的水，在搅拌状态下将原料双环戊二烯3g/L、苄基烟酸嗡盐7g/L；二甲胺、乙二胺与多乙烯多胺与环氧环氧氯丙烷的缩聚物20g/L加入反应釜中，充分搅拌均匀，包装。
对比试验：
本发明有氰转无氰碱性镀锌添加剂的加入使镀液的性能达到甚至超过了有氰碱性镀锌工艺和传统的无氰环保镀锌工艺。下面列举部分实施例：列举在有氰碱性镀锌工艺中使用本发明添加剂在转化过程中和转化后与有氰碱性镀锌添加剂在有氰碱性镀锌工艺中的镀锌效果对比。
实验槽液1：转化前
高氰碱性镀锌槽液
ZnO 17g/L
NaOH 80g/L
NaCN 40g/L
有氰碱性镀锌添加剂 4ml/L
实验槽液2：转化中
在实验槽液1中停止补加氰化钠和原有有氰碱性镀锌添加剂，改补加本发明有氰转无氰碱性镀锌添加剂，随槽液组分含量变化调整添加量
ZnO 18-8g/L(随氰化钠的减少而减少)
NaOH 80-130g/L(随氰化钠的减少而增加)
NaCN 40-0g/L(逐渐递减直至完全消耗掉)
有氰转无氰碱性镀锌添加剂 6-20ml/L
(根据有氰碱性镀锌工艺中氰化钠含量的多少而定，氰化钠含量高时，其添加量大，转化过程中，随着氰化钠含量的递减，其添加量逐渐减少，直到有氰碱性镀锌中氰化钠完全消耗掉，转化成真正不含有氰化钠的无氰碱性环保镀锌工艺)
实验槽液3：转化后
ZnO 10g/L
NaOH 125g/L
有氰转无氰碱性镀锌添加剂 6ml/L
将试验在实验槽液1(转化前)，实验槽液2(转化中)和实验槽液3(转化后)进行对比，具体试验数据如下：
1、电流效率
采用1L烧杯做挂镀试验，在电流密度I＝2A/dm2，电镀时间t＝20min，电镀温度T＝32℃条件下，采用称重发并取平均值测得：
![]()
结论：实验槽液2(转化中)和实验槽液3(转化后)的电流效率均比实验槽液1(转化前)高，添加实施例1、4后，对整个槽液的电流效率有所提高。
2、光亮度
采用267ml镀槽进行赫尔槽试验，在电流密度I＝1.5A，电镀温度T＝25℃条件下达到同一水平光亮度需要的电镀时间：
![]()
结论：添加剂中加入了有机杂环类化合物，实验槽液3电镀8min时的光亮度已经达到了实验槽液1和实验槽液2电镀10min时的光亮度水平，所以添加实施例1、3中的镀锌添加剂后，镀层的光亮度完全可以达到有氰碱性镀锌的水平。
3、温度范围
采用267ml镀槽在不同温度5-45℃区间内进行赫尔槽试验，视其试片的外观和光亮度，确定镀液温度范围。试验用电流I＝2A，电镀时间t＝10min：
![]()
结论：实验槽液3在45℃温度下仍然可以工作，范围在5-45℃之间，比实验槽液1和实验槽液2的温度范围宽，添加实施例2、3、6后有助于槽液温度范围的拓宽。
4、电流密度范围
采用267ml镀槽在不同电流0.5-4A区间内进行赫尔槽试验，视其试片的外观和光亮度，确定镀液电流密度范围。试验用温度T＝25℃，电镀时间t＝10min：
![]()
![]()
结论：实验槽液3的电流密度在0.5-4A范围之间，比实验槽液1和实验槽液2的电流密度范围宽，转化前容易烧焦，添加实施例3、5、8后，电流密度范围不会受到不好的影响。
5、均镀能力
采用267ml镀槽进行赫尔槽试验，用材料保护研究所生产的DJH-D型测厚仪分别测出距高区1.5cm和8.5cm处的厚度，并求出高低区厚度比，电流密度I＝1A，电镀时间t＝10min，电镀温度T＝25℃：
![]()
结论：实验槽液2和实验槽液3具有较好的均度能力，其高低区的厚底比均在2.0-2.5之间，比实验槽液1好，添加实施例7后均镀能力有所提高，高低区厚度比值减小。
6、深镀能力
在25℃下用2L烧杯，采用单阳极进行挂镀实验。将1.3x 10cm2的铜片弯成内径1.3cm、长10cm的圆筒，将圆筒与阳极平行放置，电镀好后用展开圆筒，用光亮区占整个镀层面积的百分比(％)来表示深镀能力的大小，电镀时间t＝20min：
![]()
结论：实验槽液2和实验槽液3具有较好的深镀能力，添加实施例6、9、后，深镀能力较好。
从实验槽液1、2、3的试验比较来看，在不影响正常的电镀生产的情况下，加入本发明有氰转无氰碱性镀锌添加剂将高含量的氰化物镀锌槽液逐渐转化为低含量的氰化物镀锌槽液，直至逐渐转化为无氰化物镀锌槽液，最后以有氰转无氰碱性镀锌添加剂或无氰碱性镀锌添加剂作为电镀添加剂是完全可行的。
本发明可替代氰化镀锌工艺，其电镀锌产品的性能和效果完全可以与含氰化物镀锌产品媲美。