專利名稱:一種無(wú)氰鍍金電鍍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鍍金液,具體涉及一種含金鹽和無(wú)氰化合物的鍍金用無(wú)氰型電鍍液。
背景技術(shù):
金具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,只能溶于王水,不溶于其它酸。金鍍層耐蝕性強(qiáng),有良 好的抗變能力,同時(shí)金鍍層具有多種色調(diào),因此廣泛應(yīng)用與鍍首飾、鐘表零件、藝術(shù)品等。同 時(shí)金又具有良好的導(dǎo)電性,易于焊接,耐高溫,并具有一定的耐磨性。因此鍍金層廣泛應(yīng)用 于精密儀器儀表、印刷電路板、集成電路等要求電參數(shù)性能長(zhǎng)期穩(wěn)定的零件。迄今為止,國(guó) 內(nèi)外鍍金工藝主要采用氰化鍍金,這是因?yàn)榍杌兘鹨夯瘜W(xué)穩(wěn)定性好,分散能力和深度能 力好,鍍層光亮性好。但是氰化鍍金毒性很大,危害人類和環(huán)境,生產(chǎn)時(shí)要求具備良好的通 風(fēng)設(shè)備和廢水處理?xiàng)l件。因此世界各國(guó)紛紛出臺(tái)相應(yīng)的政策,逐步淘汰氰化鍍工藝。為了減少使用氰化物,減少環(huán)境污染,電鍍工作者們研究出了檸檬酸鹽鍍金,現(xiàn)在 已經(jīng)有很多用戶在使用,但是金鹽是用氰化金鉀,沒(méi)有真正意義上實(shí)現(xiàn)無(wú)氰化。為了實(shí)現(xiàn)無(wú) 氰化,先后提出了亞硫酸鍍金、硫代硫酸鍍金,乙二胺鍍金、巰基磺酸鍍金、乙內(nèi)酰脲鍍金, 并申請(qǐng)了一些專利。例如日本專利JPl 1193474 、JP2000204496、JP2000355792等,美國(guó)專 利 USP6165342, USP673365U USP7261803 等。但是這些無(wú)氰鍍金液與氰化鍍金液相比,有如下幾個(gè)缺點(diǎn)(1)鍍液穩(wěn)定性問(wèn)題, 很多無(wú)氰鍍金液都存在鍍液不穩(wěn)定性,不論是堿性無(wú)氰鍍金液、中性無(wú)氰鍍金液,還是酸性 無(wú)氰鍍金液,給管理者帶來(lái)不便。例如亞硫酸鍍金液、硫代硫酸鍍金液等,都含有亞硫酸根 離子,這種離子易被空氣中的氧氣氧化,所以鍍金液使用壽命變短,需要通氮?dú)獗Wo(hù)以防止 鍍金液被氧化,給操作和管理帶來(lái)不便。(2)鍍液成本較高。很多無(wú)氰鍍金液配置相當(dāng)復(fù) 雜,在配置過(guò)程中損耗金比較多,而且會(huì)合成出易爆的中間產(chǎn)物。因此,目前使用無(wú)氰鍍金 工藝的企業(yè)很少。在此情況下,尋求一種毒性低或無(wú)毒的、穩(wěn)定的、操作簡(jiǎn)單及成本低的無(wú) 氰鍍金液的研發(fā)與應(yīng)用成為電鍍領(lǐng)域的一個(gè)主要方向。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于鍍金的無(wú)氰鍍金電鍍液及電鍍添加劑體系,解決了無(wú)氰鍍 金液不穩(wěn)定、成本高、毒性大等問(wèn)題。本發(fā)明無(wú)氰鍍金電鍍液配方各組分的質(zhì)量濃度為金的無(wú)機(jī)鹽1 50g/L,配位劑 嘌呤類化合物及其衍生物1 200g/L,支持電解質(zhì)1 100g/L,pH調(diào)節(jié)劑0 200g/L及 鍍金添加劑體系。其中所述無(wú)氰鍍金電鍍液的配位劑選自鳥嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌 呤、6-巰基嘌呤及其衍生物中的一種或幾種。所述金的無(wú)機(jī)鹽為氯金酸鹽或者亞硫酸金鹽。所述鍍金添加劑體系為蛋氨酸、L-半胱氨酸、2-硫代巴比妥酸、硫酸銅、硝酸鉛、 硒氰化鉀、酒石酸銻鉀中的一種或者幾種。
本發(fā)明中使用的一種無(wú)氰鍍金電鍍液的操作條件為pH范圍為10 14,電流密度 為 0. ΙΑ/dm2 0. 6A/dm2,溫度為 20 60 度。本發(fā)明的鍍金電鍍液不含有毒性強(qiáng)的氰化物或者其它毒性強(qiáng)的有害物質(zhì),因此不會(huì)污染環(huán)境及面臨廢液處理困難等問(wèn)題。本發(fā)明的無(wú)氰鍍金電鍍液化學(xué)穩(wěn)定性很好,而且 在電鍍過(guò)程中不需要除氧,操作簡(jiǎn)單,鍍金層的晶粒細(xì)致、光亮且結(jié)合力好,能滿足裝飾性 電鍍和功能性電鍍等多領(lǐng)域的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了 一種無(wú)氰鍍金電鍍液。鍍金液使用的金的無(wú)機(jī)鹽,為氯金酸鹽或者亞硫酸金鹽。配位劑為鳥嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤、6_巰基嘌呤及其衍生物中的一種或 者幾種。鍍液pH調(diào)節(jié)劑為KOH、NaOH、氨水、硝酸和鹽酸中的一種或幾種。在本發(fā)明中使用的一種無(wú)氰鍍金電鍍液的操作條件為pH范圍為10 14,電流密 度為0. ΙΑ/dm2 0. 6A/dm2,溫度為20 60度。鍍金添加劑體系為蛋氨酸、L-半胱氨酸、2-硫代巴比妥酸、硫酸銅、硝酸鉛、硒氰 化鉀、酒石酸銻鉀中的一種或者幾種。其中蛋氨酸濃度為30 5000mg/L ;L-半胱氨酸濃 度為5 800mg/L ;2-硫代巴比妥酸濃度為30 1500mg/L ;硫酸銅濃度為10 1200mg/ L ;硝酸鉛濃度為10 1800mg/L ;硒氰化鉀濃度為1 600mg/L ;酒石酸銻鉀濃度為10 2000mg/L。應(yīng)用本發(fā)明的一種無(wú)氰鍍金電鍍液的電鍍步驟為先將配位劑、支持電解質(zhì)和電 鍍液PH調(diào)節(jié)劑按照所述原料配方混合均勻,最后在攪拌溶液的情況下把混合液加入到金 的無(wú)機(jī)鹽溶液中,制成無(wú)氰鍍金電鍍液。在電鍍過(guò)程中,先將鍍液溫度維持在20 60°C,然 后,將處理好的金屬基底置于電路組成部分的陰極上,將陰極連同附屬基底置于電鍍液中, 并通以電流,所通的電流大小與時(shí)間要根據(jù)實(shí)際要求而定。以下為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例,進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。實(shí)施例1
使用以下的無(wú)氰鍍金電鍍液進(jìn)行電鍍時(shí),選擇鎳電極作為陰極,鉬片作為陽(yáng)極。將溫度 調(diào)至預(yù)定值,在電流密度為0. ΙΑ/dm2 0. 6A/dm2下電鍍。鍍金液的組成如下
氯金酸鈉10. 9g/L
腺嘌呤24. 3g/L
KNO310. lg/L
KOH56. lg/L
硝酸鉛0. 3g/L
電流密度0. lA/dm2
pH13. 5
浴溫40°C
按照具體實(shí)施方式
中的電鍍步驟使用該無(wú)氰鍍金電鍍液進(jìn)行電鍍操作。結(jié)果鎳電極鍍上了金。實(shí)施例2
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、PH、電流密度、浴溫,結(jié)果鎳電極鍍 上了金。亞硫酸金鈉12. 8g/L 腺嘌呤24. 3g/L NaNO38. 5g/L
NaOH40g/L
L-半胱氨酸0. 2g/L
電流密度0. 2A/dm2
pH12
浴溫55 °C 實(shí)施例3
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、PH、電流密度、浴溫,結(jié)果鎳電極鍍 上了金。亞硫酸金鈉12. 8g/L 腺嘌呤24. 3g/L KNO310. lg/L
KOH56. lg/L
硒氰化鉀0. 12g/L
電流密度0. 15A/dm2
pH13
浴溫55 °C 實(shí)施例4
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、電流密度,結(jié)果鎳電極鍍上了金。氯金酸鈉10. 9g/L 鳥嘌呤27. 2g/L KNO310. lg/L
KOH56. lg/L
硝酸鉛0. 5g/L
電流密度0. 3A/dm2
pH13. 5
浴溫40°C 實(shí)施例5
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、電流密度,結(jié)果鎳電極鍍上了金。氯金酸鈉10. 9g/L 黃嘌呤27.4g/L KNO310.lg/L
KOH56. lg/L
浴溫40°C 實(shí)施例6
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、電流密度,結(jié)果鎳電極鍍上了金。
實(shí)施例7
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、電流密度,結(jié)果鎳電極鍍上了金。
實(shí)施例8
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、PH、電流密度、浴溫,結(jié)果鎳電極鍍 上了金。
實(shí)施例9
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成、電流密度,結(jié)果鎳電極鍍上了金。
KOH56. lg/L
用與實(shí)施例1相同的方法鍍金,改變鍍金液的組成,結(jié)果鎳電極鍍上了金。氯金酸鈉10. 9g/L
6-巰基嘌呤27. 4g/L KNO3 10. lg/L
KOH67. 3g/L
酒石酸銻鉀lg/L
電流密度0. lA/dm2
pH13. 5
浴溫40°C
權(quán)利要求
一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述無(wú)氰鍍金電鍍液配方各組分的質(zhì)量濃度為金的無(wú)機(jī)鹽1 ~ 50 g/L,配位劑嘌呤類化合物及其衍生物1 ~ 200 g/L,支持電解質(zhì)1 ~ 100 g/L,pH調(diào)節(jié)劑0 ~ 200 g/L及鍍金添加劑體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述金的無(wú)機(jī)鹽為氯金 酸鹽或者亞硫酸金鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述配位劑為嘌呤類化 合物及其衍生物,其通式為式中烷基部分禮、R2> R3相互獨(dú)立,含有1至6個(gè)碳原子,可以相同或不同,所述禮、R2、 R3為氫、烷基、烷氧基、羥基、氨基、羧基、巰基或者磺酸基。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述的配位劑為鳥嘌呤、 腺嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤、6-巰基嘌呤及其衍生物中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述的支持電解質(zhì)為 KNO3、NaNO3、KOH中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述的PH調(diào)節(jié)劑為Κ0Η、 NaOH、氨水、硝酸和鹽酸中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述的無(wú)氰鍍金電鍍液 的操作條件為pH范圍為10 14,電流密度為0. ΙΑ/dm2 0. 6A/dm2,溫度為20 60度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于所述的鍍金添加劑體系 為蛋氨酸、L-半胱氨酸、2-硫代巴比妥酸、硫酸銅、硝酸鉛、硒氰化鉀和酒石酸銻鉀中的一 種或者幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種無(wú)氰鍍金電鍍液,其特征在于采用以下一種或幾種濃 度的鍍金添加劑體系蛋氨酸濃度為30 5000mg/L ;L-半胱氨酸濃度為5 800mg/L ;2-硫代巴比妥酸濃度為30 1500mg/L ;硫酸銅濃度為10 1200mg/L ;硝酸鉛濃度為10 1800mg/L ;硒氰化鉀濃度為1 600mg/L ;酒石酸銻鉀濃度為10 2000mg/L。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)氰鍍金電鍍液及多種適用于該鍍金體系的添加劑,該無(wú)氰型鍍金電鍍液配方的各組分為金的無(wú)機(jī)鹽1~50g/L,配位劑嘌呤類化合物及其衍生物1~200g/L,支持電解質(zhì)1~100g/L,pH調(diào)節(jié)劑0~200g/L及鍍金添加劑體系。使用該無(wú)氰鍍金液的操作條件為pH范圍為10~14,電流密度0.1A/dm2~0.6A/dm2,溫度20~60度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于鍍液毒性低或無(wú)毒,鍍液穩(wěn)定性好,與鎳、銅等金屬基底置換速率低。鍍層結(jié)合力良好且光亮,能滿足裝飾性電鍍和功能性電鍍等多領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C25D3/48GK101838828SQ201010131810
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者孫建軍, 陳金水 申請(qǐng)人:福州大學(xué)