專利名稱：一種無氨型化學鍍鎳鍍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學鍍鍍液，具體地說是一種無氨型化學鍍鎳鍍液。
背景技術(shù)：
通常的化學鍍液是采用氨水來提供堿性調(diào)節(jié)鍍液的pH值和提供 絡合作用以絡合鍍液中的鎳離子的。氨水的絡合能力可以使鍍液更加 穩(wěn)定，而氨水提供的堿性和較弱的絡合能力又使鍍液的鍍速能高維持 在一個相對較高的水平。但是鍍層制備過程中使用的氨水極易揮發(fā)， 造成環(huán)境污染，不符合清潔生產(chǎn)的要求；同時鍍液中氨水的含量隨著 時間的增長而大量減少，對鍍液性能產(chǎn)生一定的影響，為此必須不斷 補加氨水。使用氨水的化學鍍鍍液經(jīng)過四個MTO (循環(huán)周期)后， 鍍速衰減較為嚴重，通常會在10pm/h以下，使生產(chǎn)效率大為下降， 增加了工廠的生產(chǎn)成本。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，目的在于提供一種無氨型化學鍍鎳 鍍液。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的最主要貢獻在于提供了一種無氨型pH調(diào)節(jié)劑，它是氫 氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉中的一種或兩種的混合物。本發(fā)明的無氨型化學鍍鎳鍍液的優(yōu)選配方為，每1升鍍液含有以 下組分鎳鹽 24 30g， 還原劑 24 33g， 緩沖劑 10 18g， 絡合劑 20 30g， 穩(wěn)定劑 0.5 1.5mL， 光亮劑 1.5 3.0mL， 水 余量； 用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)鍍液pH為4.8~6.0。 所述的鎳鹽優(yōu)選是硫酸鎳、氯化鎳或醋酸鎳。 所述的還原劑優(yōu)選是次磷酸及其鹽、硼氫酸鹽或水合肼；所述的 次磷酸鹽優(yōu)選是次磷酸鈉或次磷酸鉀，所述的硼氫酸鹽優(yōu)選是硼氫化 鈉或硼氫化鉀。所述的緩沖劑優(yōu)選是醋酸、醋酸鈉、醋酸銨或硫酸銨。 所述的絡合劑優(yōu)選是丁二酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、丙酸、蘋 果酸或甘氨酸等中的兩種或兩種以上的混合物。所述的穩(wěn)定劑優(yōu)選為每升穩(wěn)定劑溶液中包含鎢酸鈉4 9g，咪唑 0.2 9g和乙二胺四乙酸或其鹽5 20g。所述的光亮劑優(yōu)選為每升光亮劑溶液中含有硫酸銅2 10g，硫 酸鋅2 10g或氯化亞錫2 10g，硝酸鉍3 10g，酒石酸5 20g。所述的調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)鍍液pH為4.8 6.0，優(yōu)選自氫氧化鈉、氫氧化 鉀或碳酸鉀中的一種或兩種的混合物。本發(fā)明通過在有氨Ni-P化學鍍液中加入強堿和適量絡合劑，從 而取代氨水的堿性和絡合作用，得到的鍍液對環(huán)境無污染，而且能使 鍍層的光亮度達到全光亮，經(jīng)過4個MTO后鍍速仍可維持在16pm/h 以上。本發(fā)明的無氨型化學鍍鎳鍍液的制備方法，是將鎳鹽、還原劑、 緩沖劑、絡合劑、穩(wěn)定劑和光亮劑混合得到，加熱到指定溫度穩(wěn)定 10min后方可使用。化學鍍液的施鍍溫度為90 97eC。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(1) 本發(fā)明所有原料均不含重金屬，而且不使用氨水調(diào)節(jié)pH 值，不會造成環(huán)境污染和鍍液因放置時間過長而失效等問題，得到的 化學鍍鍍液不但對環(huán)境友好，而且制成的鍍層的光亮度達到全光亮， 在4個MTO后鍍速維持在16Kim/h以上，鍍液不產(chǎn)生白色沉淀，渡 槽中不會有鎳析出，磷含量達到11% (wt%)以上，有較強的耐腐蝕 性能；(2) 本發(fā)明提供的鍍液均鍍性能強，鍍層不受基體材料的復雜 外形的影響，鍍后都保持材料的原有形狀，結(jié)合力強，不易剝落，比 電鍍硬鉻和離子鍍的結(jié)合力要高，省去了電鍍制備的后續(xù)打磨程序；(3) 本發(fā)明提供的鍍液所有成分均可采用國產(chǎn)原料，使得鍍液 成本大幅度降低。(4) 本發(fā)明提供的鍍液可以廣泛地應用于機械、電子、塑料、模具、冶金、石油化工、陶瓷、水力、航空航天等工業(yè)部門，并不含 有鉛和鎘重金屬離子可滿足出口歐盟、美國及日本的化學鍍工件加工需要。
具體實施方式
對比例l將3.5g硫酸銅和13g酒石酸加入少量水溶解，然后將4.0g硝酸 鉍和4.5g硫酸鋅用硫酸溶解，最后將兩者混合，加氨水后裝入盛有 1L去離子水的燒杯中，用磁力攪拌器攪拌直至澄清，得到光亮劑溶 液1L。將鎢酸鈉5g， 咪唑2g， EDTA.2Nal5g，裝入盛有去離子水的 燒杯中，高速磁力攪拌至全部溶解，用去離子水體積定容至1L，得 到穩(wěn)定劑溶液。將六水合硫酸鎳28g， 一水合次亞磷酸鈉24g，三水合乙酸鈉10g， 甘氨酸2g，乳酸10mL(12g)，丙酸5mL(6g)，穩(wěn)定劑溶液l.OmL，光 亮劑1.5mL，裝入盛有去離子水的燒杯中，高速磁力攪拌至全部溶解， 用25mL氨水將溶液的pH值調(diào)制5.4左右，用去離子水體積定容至 1L，得到制備高光亮化學鍍Ni-P鍍層的鍍液1L。將裝有上述鍍液的燒杯在90。C水浴鍋中預熱15 min，將普通鐵 片在10%的稀鹽酸和5%硫酸的混合液中出去鋅皮，然后放入1: 1 的鹽酸中活化3 5min后放入鍍液中，施鍍1小時。通過滴定Ni2+ 的含量，確定補加A液和C液的體積，通過稱量施鍍前后的質(zhì)量差 計算鍍速，然后放入新的試片，直至走完四個循環(huán)。此方法為有氨鍍液體系，制得的鍍層的鍍速前七個小時分別為
17.4|jm/h、 19.9^im/h、 16.(Vm/h、 16.3|im/h、 13.4|im/h、 13.1nni/h、 12.5pm/h;前三個周期的平均鍍速分別為17.8Mm/h、 13.7nm/h、 10.6jim/h。鍍層中磷含量平均為9% 12%。 實施例l
將3.5g硫酸銅和13g酒石酸加入少量水溶解，然后將4.0g硝酸 鉍和4.5g硫酸鋅用硫酸溶解，最后將兩者混合，加氨水后裝入盛有 1L去離子水的燒杯中，用磁力攪拌器攪拌直至澄清，得到光亮劑溶 液1L。
將鎢酸鈉4g，咪唑3g， EDTA.2Nal7g，裝入盛有去離子水的燒 杯中，高速磁力攪拌至全部溶解，用去離子水體積定容至1L，得到 穩(wěn)定劑溶液。
將六水合硫酸鎳28g，次亞磷酸24g，乙酸銨10g，酒石酸3g， 乳酸10mL，丙酸5mL，穩(wěn)定劑溶液l.OmL，光亮劑1.5mL，裝入盛 有去離子水的燒杯中，高速磁力攪拌至全部溶解，用氫氧化鈉將溶液 的pH值調(diào)制5.3,用去離子水體積定容至1L，得到本發(fā)明制備全光 亮化學鍍Ni-P鍍層的高鍍速無氨型環(huán)保鍍液1L。
將裝有上述鍍液的燒杯在9(TC水浴鍋中預熱15 min，將普通鐵 片在10%的稀鹽酸和5%硫酸的混合液中出去鋅皮，然后放入1: 1 的鹽酸中活化3 5min后放入鍍液中，施鍍1小時。通過滴定Ni2+ 的含量，確定補加A液和C液的體積，通過稱量施鍍前后的質(zhì)量差 計算鍍速，然后放入新的試片，直至走完四個循環(huán)。實施例2
將4.5g氯化銅和15g酒石酸加入少量水溶解，然后將4g氯化亞 錫和3g硝酸鉍用硫酸溶解，最后將兩者混合，加氨水后裝入盛有1L 去離子水的燒杯中，用磁力攪拌器攪拌直至澄清，得到光亮劑溶液 1L。
將鎢酸鈉5g，咪唑3g， EDTA.2Na 15g，裝入盛有去離子水的 燒杯中，高速磁力攪拌至全部溶解，用去離子水體積定容'至1L，得 到穩(wěn)定劑溶液。
將氯化鎳25g，次亞磷酸鈉27g，乙酸銨12g，蘋果酸1.8g，乳 酸11mL(12g)，丙酸4mL(6g)，穩(wěn)定劑溶液1.2mL，光亮劑1.8mL，
裝入盛有去離子水的燒杯中，高速磁力攪拌至全部溶解，用氫氧化鉀 將溶液的pH值調(diào)制5.5，用去離子水體積定容至1L，得到本發(fā)明制 備全光亮化學鍍Ni-P鍍層的高鍍速無氨型環(huán)保鍍液1L。
將裝有上述鍍液的燒杯在92X:水浴鍋中預熱15 min，將普通鐵 片在10%的稀鹽酸和5%硫酸的混合液中出去鋅皮，然后放入1: 1 的鹽酸中活化3 5min后放入鍍液中，施鍍1小時。通過滴定Ni2+ 的含量，確定補加A液和C液的體積，通過稱量施鍍前后的質(zhì)量差 計算鍍速，然后放入新的試片，直至走完四個循環(huán)。 實施例3
將3.5g硫酸銅和20g酒石酸加入少量水溶解，然后將4.0g硝酸 鉍和4.5g硫酸鋅用硫酸溶解，最后將兩者混合，加氨水后裝入盛有 1L去離子水的燒杯中，用磁力攪拌器攪拌直至澄清，得到光亮劑溶液1L。
將鎢酸鈉7g，咪唑2g， EDTA 18g，裝入盛有去離子水的燒杯 中，高速磁力攪拌至全部溶解，用去離子水體積定容至1L，得到穩(wěn) 定劑溶液。
將六水合硫酸鎳29g，硼氫化鈉23g，冰醋酸5.5mL，檸檬酸4g， 乳酸13mL，丙酸4mL，穩(wěn)定劑溶液L4mL，光亮劑2.2mL，裝入盛
有去離子水的燒杯中，高速磁力攪拌至全部溶解，用氫氧化鈉和碳酸 鉀將溶液的pH值調(diào)制5.6，用去離子水體積定容至1L，得到本發(fā)明 制備全光亮化學鍍Ni-P鍍層的高鍍速無氨型環(huán)保鍍液1L。
將裝有上述鍍液的燒杯在9(TC水浴鍋中預熱15 min，將普通鐵 片在10%的稀鹽酸和5%硫酸的混合液中出去鋅皮，然后放入1: 1 的鹽酸中活化3 5min后放入鍍液中，施鍍1小時。通過滴定Ni2+ 的含量，確定補加A液和C液的體積，通過稱量施鍍前后的質(zhì)量差 計算鍍速，然后放入新的試片，直至走完四個循環(huán)。 實施例4
將2g硫酸銅和19g酒石酸加入少量氨水溶解，然后將5.0g硝酸 鉍用硫酸溶解，最后將兩者混合，加氨水后裝入盛有1L去離子水的 燒杯中，用磁力攪拌器攪拌直至澄清，得到光亮劑溶液1L。
將鎢酸鈉6g，咪唑2g， EDTA 16g，裝入盛有去離子水的燒杯 中，高速磁力攪拌至全部溶解，用去離子水體積定容至1L，得到穩(wěn) 定劑溶液。
將醋酸鎳24g，硼氫化鉀23g，醋酸鉀7g，檸檬酸4g，乳酸13mL，丙酸4mL， 丁二酸3g，穩(wěn)定劑溶液1.3mL，光亮劑2.4mL，裝入盛 有去離子水的燒杯中，高速磁力攪拌至全部溶解，用碳酸鉀將溶液的 pH值調(diào)制5.6，用去離子水體積定容至1L，得到本發(fā)明制備全光亮 化學鍍Ni-P鍍層的高鍍速無氨型環(huán)保鍍液1L。
將裝有上述鍍液的燒杯在9(TC水浴鍋中預熱15 min，將普通鐵 片在10%的稀鹽酸和5%硫酸的混合液中出去鋅皮，然后放入1: 1 的鹽酸中活化3 5min后放入鍍液中，施鍍1小時。通過滴定Ni2+ 的含量，確定補加A液和C液的體積，通過稱量施鍍前后的質(zhì)量差 計算鍍速，然后放入新的試片，直至走完四個循環(huán)。 對比例l和實施例l-4的比較
計算實施例1到實施例4的無氨體系下的鍍速，計算結(jié)果分別為， 前七個小時的平均鍍速27.4^im/h、 23.2nm/h、 21.7(im/h、 20.2pm/h、 19.5^m/h、 18.1^im/h、 17.6pm/h;前三個周期的平均鍍速分別為 25.1pm/h、 20.6(mi/h和18.4^im/h。鍍層的磷含量平均為10% 13%。
對比例1為有氨鍍液體系，制得的鍍層的鍍速前七個小時分別 為17.4jxm/h、 19.9jxm/h、 16.0^im/h、 16.3|im/h、 13.4|im/h、 13.1|im/h、 12.5pm/h;前三個周期的平均鍍速分別為17.8|im/h、 13.7pm/h、 10.6pm/h。鍍層中磷含量平均為9% 12%。
結(jié)果表明，本發(fā)明的鍍液在鍍速、使用壽命和磷含量上明顯優(yōu)于 傳統(tǒng)的有氨體系，可以提高工廠生產(chǎn)的效率，降低成本，同時制得耐 腐蝕性能更好的鍍層。
權(quán)利要求
1.一種無氨型化學鍍鎳鍍液，包括pH調(diào)節(jié)劑，其特征在于所述pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉中的一種或兩種的混合物。
2. 如權(quán)利要求1所述的無氨型化學鍍鎳鍍液，其特征在于每1升鍍液含有以下組分鎳鹽 24 30g， 還原劑 24 33g， 緩沖劑 10 18g， 絡合劑 20 30g， 穩(wěn)定劑 0.5 1.5mL， 光亮劑 1.5 3.0mL， 水 余量； 用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)鍍液pH為4.8~6.0。
3.如權(quán)利要求2所述的鍍液，其特征在于所述的鎳鹽是硫酸鎳、 氯化鎳或醋酸鎳。
4. 如權(quán)利要求2所述的鍍液，其特征在于所述的還原劑是次磷酸 或其鹽、硼氫酸鹽或水合肼。
5. 如權(quán)利要求4所述的鍍液，其特征在于所述的次磷酸鹽是次磷 酸鈉或次磷酸鉀，所述的硼氫酸鹽是硼氫化鈉或硼氫化鉀。
6. 如權(quán)利要求2所述的鍍液，其特征在于所述的緩沖劑是醋酸、 醋酸鈉、醋酸銨或硫酸銨。
7. 如權(quán)利要求2所述的鍍液，其特征在于所述的絡合劑是丁二酸、 酒石酸、檸檬酸、乳酸、丙酸、蘋果酸或甘氨酸中的兩種或兩種以上 的混合物。
8. 如權(quán)利要求2所述的鍍液，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為每升穩(wěn) 定劑溶液中包含鎢酸鈉4 9g，咪唑0.2 9g和乙二胺四乙酸或其鹽 5 20g。
9. 如權(quán)利要求2所述的鍍液，其特征在于所述的光亮劑為每升光 亮劑溶液中含有硫酸銅2 10g，硫酸鋅2 10g或氯化亞錫2 10g， 硝酸鉍2 10g，酒石酸5 20g。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用無氨pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)鍍液pH的無氨型化學鍍鎳鍍液，每1升鍍液含有組分為鎳鹽24～30g，還原劑24～33g，緩沖劑10～18g，絡合劑20～30g，穩(wěn)定劑0.5～1.5mL，光亮劑1.5～3.0mL，水為余量。本發(fā)明用無氨型pH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鉀中的一種或兩種的混合物。本發(fā)明所有原料均不含重金屬，而且不使用氨水調(diào)節(jié)pH值，不會造成環(huán)境污染和鍍液因放置時間過長而失效等問題，得到的化學鍍液不但對環(huán)境友好，而且制成的鍍層的光亮度達到全光亮。本發(fā)明提供的鍍液應用前景廣闊。
文檔編號C23C18/31GK101314848SQ200810029520
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日
發(fā)明者坤 丁, 崔國峰 申請人:中山大學