專利名稱：一種低濃度弱堿性無氰鍍銅及槽液配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種既能夠保證鍍層與基體的結(jié)合力，鍍液穩(wěn)定性能極佳，又具有良 好的分散能力和深鍍能力且工藝維護(hù)簡單的一種低濃度弱堿性無氰鍍銅及槽液配制方法， 主要用于衛(wèi)浴、五金、汽配、摩配等行業(yè)的金屬電鍍預(yù)鍍工序，其結(jié)合力良好、結(jié)晶細(xì)致，屬 無氰鍍銅及槽液配制方法制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
85103672、名稱“乙二醇鍍銅”，該發(fā)明提出一種新的無氰電鍍銅槽液，使鋼鐵基 工件可在其中直接獲得有良好結(jié)合力的電沉積銅層。該槽液由一種含Cu(II)的化合物， 如氯化銅或硫酸銅等與絡(luò)合劑乙二醇和苛性堿組成。在該體系內(nèi)，Cu(II)以下式$(公式 略)$形成穩(wěn)定的絡(luò)離子，使鐵基體上的浸鍍過程被避免，從而獲得結(jié)合牢固的電沉積銅 層。該發(fā)明可解決氰化鍍銅槽的毒害與污染，以及其它無氰鍍銅槽結(jié)合力差的問題，適用于 鋼鐵工件的預(yù)鍍銅或其它鍍銅。CN1078505A、名稱“無氰鍍銅液及無氰鍍銅方法”，其中含有(a)約5_70g/l非氰 化銅鹽，(b)約20-200g/l焦磷酸四鉀，(c)約2-20g/l硼酸，(d)約2. 5_60ml/l含有下述 物質(zhì)的含水添加劑⑴約1-90ml/加侖乙醛，(ii)約10-200ml/加侖醛，(iii)約l_90ml/ 加侖醇，(iv)約l_90ml/加侖表面活性劑。CN1757798A、名稱“丙三醇無氰光亮鍍銅液”，，配方主要由硫酸銅15 30g/L，丙 三醇5 16mL/L，氫氧化鈉15 40g/L，十水硫酸鈉100 200g/L，檸檬酸銨10 40g/ L組成。取適量丙三醇及氫氧化鈉，按所配鍍液總體積的三分之二配成溶液，將適量的硫 酸銅溶解后加入上述溶液，再將十水硫酸鈉及檸檬酸銨溶解加入，稀釋至總體積。CN101122037A、名稱“焦磷酸鹽鍍銅作為無氰鍍銅的打底電鍍液”，其包含有開缸 劑和補(bǔ)充鹽，所述開缸劑包含有如下原料焦磷酸鉀、焦磷酸銅、檸檬酸銨、山梨醇、磺酸 鹽、苯基羧酸鹽、糊精、烷基硫脲、氮雜環(huán)化合物；所述補(bǔ)充鹽為開缸劑中各原料在電鍍過 程中的補(bǔ)充。上述背景技雖存在不同的缺陷，但主要表現(xiàn)為銅鍍層跟基體結(jié)合力達(dá)不到要求， 前處理要求也很高，產(chǎn)品一次合格率較低，工藝維護(hù)相對困難。焦磷酸鹽體系鍍銅應(yīng)用范圍較廣泛，存在缺陷，如直接在鋼鐵基體上鍍銅，由于 [Cu (P2O7)2]6_的絡(luò)合常熟僅為1.0*10_9，還不能完全克服置換反應(yīng)帶來降低結(jié)合力的影 響。且隨著電鍍時(shí)間的延長，焦磷酸鹽逐步轉(zhuǎn)換成正磷酸鹽，鍍液粘度不斷增加，電流效率 降低，廢水處理困難等。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計(jì)目的避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計(jì)一種既能夠保證鍍層與基體的結(jié)合 力，鍍液穩(wěn)定性能極佳，又具有良好的分散能力和深鍍能力且工藝維護(hù)簡單的一種低濃度 弱堿性無氰鍍銅及槽液配制方法。
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設(shè)計(jì)方案為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的。1、主絡(luò)合劑的采用，是本發(fā)明的技術(shù)特征之 一。這樣做的目的在于因?yàn)橹鹘j(luò)合劑的作用是絡(luò)合二價(jià)銅離子，防止與鋼鐵產(chǎn)生置換反應(yīng) 等。2、次級絡(luò)合劑的采用，是本發(fā)明的技術(shù)特征之二。這樣做的目的在于次級絡(luò)合劑的目 的是絡(luò)合電鍍過程中產(chǎn)生的微量一價(jià)銅離子，保證鍍層結(jié)晶細(xì)致的同時(shí)，在陰極上共沉積， 以保證槽液的穩(wěn)定性等。3、光亮劑選擇性的采用，是本發(fā)明的技術(shù)特征之三。這樣做的目 的在于因?yàn)檎Ｇ闆r下該工藝用于底鍍層時(shí)不需要添加光亮劑，只有當(dāng)產(chǎn)品要求快速出 光時(shí)才加入的，但應(yīng)該嚴(yán)格控制使用量，否則會影響結(jié)合力。4、復(fù)合絡(luò)合劑選擇，是本發(fā)明 的技術(shù)特征之四。這樣做的目的在于復(fù)合絡(luò)合劑起到跟銅絡(luò)合后，第一鐵基體在入槽及起 始電鍍時(shí)均不會產(chǎn)生置換反應(yīng)，從而保證結(jié)合力量好；第二絡(luò)合離子在陰極放電時(shí)所產(chǎn)生 的陰極極化使晶體成核速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于長大速度，從而保證結(jié)晶細(xì)致且在不需要添加光亮劑 時(shí)，鍍層具備一定的光亮度。5、陽極板為普通電解銅板的設(shè)計(jì)，是本發(fā)明的技術(shù)特征之四。 這樣做的目的在于不僅能大大節(jié)省了成本，而且利于生產(chǎn)和技術(shù)管理。技術(shù)方案1 一種低濃度弱堿性無氰鍍銅，由主鹽、導(dǎo)電鹽、主絡(luò)合劑、次級絡(luò)合劑 組成，其中主鹽為氯化銅CuCl2 4-6g/L;導(dǎo)電鹽總含量為20-35g/L且由氯化鈉、氯化鉀 及氯化銨混合物構(gòu)成，其中氯化鈉3-5g/L、氯化鉀9-20g/L、氯化銨8-10g/L ；主絡(luò)合劑為 酒石酸鹽、檸檬酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥基乙叉二膦酸鹽、乙二胺四甲基叉膦酸鹽混合 物，總含量為100-150g/L，其中酒石酸鹽5-10g/L、檸檬酸鹽30_40g/L、氨基三甲叉膦酸鹽 20-30g/L、羥基乙叉二膦酸鹽5-10g/L、乙二胺四甲基叉膦酸鹽40_50g/L ；次級絡(luò)合劑為鄰 羥基苯甲酸、丁二酰亞胺及其衍生物、二甲基乙內(nèi)酰脲混合物，總含量為5-15g/ L，其中鄰 羥基苯甲酸l_4g/L、丁二酰亞胺及其衍生物3-8g/L、二甲基乙內(nèi)酰脲l-3g/L。技術(shù)方案2 —種低濃度弱堿性無氰鍍銅槽液配制方法，在干凈的鍍槽內(nèi)加入2/3 體積的純凈水，加溫到40°C ；⑴將計(jì)量好的主絡(luò)合劑溶解完后，將計(jì)量好的主鹽溶解；⑵ 再將計(jì)量好的導(dǎo)電鹽溶解在鍍槽中；⑶調(diào)節(jié)PH值至8. 0-9.0左右；⑷加水至設(shè)計(jì)體積， 在過濾機(jī)中加活性炭過濾4h即可；⑶鍍銅陽極板為普通電解銅板；(6)電流密度范圍 0. 05-2A/dm2 ；(7)溫度范圍室溫；⑶空氣攪拌、陰極移動及循環(huán)過濾。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，一是開始電鍍前及剛剛電鍍時(shí)，鋼鐵零件均處于活化狀 態(tài)；二是金屬基體與鍍液中的銅離子不會產(chǎn)生置換反應(yīng)，即絡(luò)合效果要好；三是鍍液本身 具備較好的分散能力和覆蓋能力；四是鍍層致密、結(jié)晶細(xì)致，有較好的光亮度；五是鍍液穩(wěn) 定性好，易于維護(hù)和控制；六是鍍液采用弱堿性體系，減少對鋼鐵零件在入槽和起始電鍍時(shí) 的鈍化，從而保證結(jié)合力；七是鍍液中添加了微量的活性物質(zhì)，可保持鐵基體在堿性鍍液中 處于活化狀態(tài)，起到保證結(jié)合力的作用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種低濃度弱堿性無氰鍍銅，由主鹽、導(dǎo)電鹽、主絡(luò)合劑、次級絡(luò)合劑組 成，其中主鹽為氯化銅CuCl2 4-6g/L;導(dǎo)電鹽總含量為20-35g/L且由氯化鈉、氯化鉀 及氯化銨混合物構(gòu)成，其中氯化鈉3-5g/L、氯化鉀9-20g/L、氯化銨8-10g/L ；主絡(luò)合劑為 酒石酸鹽、檸檬酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥基乙叉二膦酸鹽、乙二胺四甲基叉膦酸鹽混合 物，總含量為100-150g/L，其中酒石酸鹽5-20g/L、檸檬酸鹽30_40g/L、氨基三甲叉膦酸鹽 20-30g/L、羥基乙叉二膦酸鹽5-10g/L、乙二胺四甲基叉膦酸鹽40_50g/L ；次級絡(luò)合劑為鄰
4羥基苯甲酸、丁二酰亞胺及其衍生物、二甲基乙內(nèi)酰脲混合物，總含量為5_15g/ L，其中鄰 羥基苯甲酸l_4g/L、丁二酰亞胺及其衍生物3-8g/L、二甲基乙內(nèi)酰脲l-3g/L。實(shí)施例1-1 主鹽為氯化銅CuCl2 4g/L;導(dǎo)電鹽總含量為20g/L且由氯化鈉、氯 化鉀及氯化銨混合物構(gòu)成，其中氯化鈉3g/L、氯化鉀9g/L、氯化銨8g/L;主絡(luò)合劑為酒石酸 鹽、檸檬酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥基乙叉二膦酸鹽、乙二胺四甲基叉膦酸鹽混合物，總含 量為100g/L，其中酒石酸鹽5g/L、檸檬酸鹽30g/L、氨基三甲叉膦酸鹽20g/L、羥基乙叉二膦 酸鹽5g/L、乙二胺四甲基叉膦酸鹽40g/L ；次級絡(luò)合劑為鄰羥基苯甲酸、丁二酰亞胺及其衍 生物、二甲基乙內(nèi)酰脲混合物，總含量為5g/ L，其中鄰羥基苯甲酸lg/L、丁二酰亞胺及其 衍生物3g/L、二甲基乙內(nèi)酰脲lg/L。實(shí)施例1-2 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，主鹽為氯化銅CuCl2 6g/L ；導(dǎo)電鹽總含量為 35g/L且由氯化鈉、氯化鉀及氯化銨混合物構(gòu)成，其中氯化鈉5g/L、氯化鉀20g/L、氯化銨 10g/L;主絡(luò)合劑為酒石酸鹽、檸檬酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥基乙叉二膦酸鹽、乙二胺四 甲基叉膦酸鹽混合物，總含量為150g/L，其中酒石酸鹽20g/L、檸檬酸鹽40g/L、氨基三甲叉 膦酸鹽30g/L、羥基乙叉二膦酸鹽10g/L、乙二胺四甲基叉膦酸鹽50g/L ；次級絡(luò)合劑為鄰羥 基苯甲酸、丁二酰亞胺及其衍生物、二甲基乙內(nèi)酰脲混合物，總含量為5-15g/ L，其中鄰羥 基苯甲酸l_4g/L、丁二酰亞胺及其衍生物3-8g/L、二甲基乙內(nèi)酰脲l-3g/L。實(shí)施例1-3 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，主鹽為氯化銅CuCl2 5g/L ；導(dǎo)電鹽總含量為 27. 5g/L且由氯化鈉、氯化鉀及氯化銨混合物構(gòu)成，其中氯化鈉4g/L、氯化鉀14. 5g/L、氯化 銨9g/L ；主絡(luò)合劑為酒石酸鹽、檸檬酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥基乙叉二膦酸鹽、乙二胺 四甲基叉膦酸鹽混合物，總含量為125g/L，其中酒石酸鹽12. 5g/L、檸檬酸鹽35g/L、氨基三 甲叉膦酸鹽25g/L、羥基乙叉二膦酸鹽7. 5g/L、乙二胺四甲基叉膦酸鹽45g/L ；次級絡(luò)合劑 為鄰羥基苯甲酸、丁二酰亞胺及其衍生物、二甲基乙內(nèi)酰脲混合物，總含量為IOg/ L，其中 鄰羥基苯甲酸2. 5g/L、丁二酰亞胺及其衍生物5. 5g/L、二甲基乙內(nèi)酰脲2g/L。實(shí)施例2 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述低濃度弱堿性無氰鍍銅配方中加有光亮劑， 其光亮劑為聚乙烯亞胺、三氯化銻、二氧化硒混合物，總含量為0.1-0. 2g/ L，其中聚乙烯 亞胺 0. 02-0. 05g/L、三氯化銻 0. 04-0. 08g/L、二氧化硒 0. 04-0. 07g/L。實(shí)施例3 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，一種低濃度弱堿性無氰鍍銅槽液配制方法，在干 凈的鍍槽(本領(lǐng)域工業(yè)化通用的鍍槽)內(nèi)加入2/3體積的純凈水，加溫到40°C ；⑴將計(jì)量好 的主絡(luò)合劑溶解完后，將計(jì)量好的主鹽溶解；⑵再將計(jì)量好的導(dǎo)電鹽溶解在鍍槽中；⑶調(diào) 節(jié)pH值至8. 0-9. 0左右(一般控制在8. 5左右)；⑷加水至設(shè)計(jì)體積，在過濾機(jī)中加活性炭 過濾4h即可。實(shí)施例4 在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，( 鍍銅陽極板為普通電解銅板；(6)電流密度范 圍0. 05-2A/dm2 ；(7)溫度范圍室溫；⑶空氣攪拌、陰極移動及循環(huán)過濾。電鍍方法
連接電源設(shè)備、掛入電解銅板，加入次級絡(luò)合劑，先采取低電流分別電解池，再 用高電流電解lh，取槽液進(jìn)行hull槽試驗(yàn)，檢查深度能力為10mm，檢驗(yàn)結(jié)合力及鍍層外觀 顏色。如果鍍層過暗，則加入適量的光亮劑即可，至此即可開始批量生產(chǎn)。需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的文字描 述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的簡單描述，而不是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低濃度弱堿性無氰鍍銅，其特征是由主鹽、導(dǎo)電鹽、主絡(luò)合劑、次級絡(luò)合劑組成， 其中主鹽為氯化銅CuCl2 4-6g/L ；導(dǎo)電鹽總含量為20-35g/L且由氯化鈉、氯化鉀及氯化銨混合物構(gòu)成，其中氯化鈉 3-5g/L、氯化鉀 9-20g/L、氯化銨 8-10g/L ；主絡(luò)合劑為酒石酸鹽、檸檬酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥基乙叉二膦酸鹽、乙二胺四甲 基叉膦酸鹽混合物，總含量為100-150g/L，其中酒石酸鹽5-10g/L、檸檬酸鹽30_40g/L、氨 基三甲叉膦酸鹽20-30g/L、羥基乙叉二膦酸鹽5-10g/L、乙二胺四甲基叉膦酸鹽40_50g/L ； 次級絡(luò)合劑為鄰羥基苯甲酸、丁二酰亞胺及其衍生物、二甲基乙內(nèi)酰脲混合物，總含量 為5-15g/ L，其中鄰羥基苯甲酸l-4g/L、丁二酰亞胺及其衍生物3-8g/L、二甲基乙內(nèi)酰脲 l-3g/L0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低濃度弱堿性無氰鍍銅，其特征是所述低濃度弱堿性無 氰鍍銅配方中加有光亮劑，其光亮劑為聚乙烯亞胺、三氯化銻、二氧化硒混合物，總含 量為0. 1-0. / L，其中聚乙烯亞胺0. 02-0. 05g/L、三氯化銻0. 04-0. 08g/L、二氧化硒 0.04-0. 07g/L。
3.一種低濃度弱堿性無氰鍍銅槽液配制方法，其特征是在干凈的鍍槽內(nèi)加入2/3體 積的純凈水，加溫到40°C ；⑴將計(jì)量好的主絡(luò)合劑溶解完后，將計(jì)量好的主鹽溶解；⑵再將計(jì)量好的導(dǎo)電鹽溶解在鍍槽中；(3)調(diào)節(jié)PH值至8. 0-9. 0左右；⑷加水至設(shè)計(jì)體積，在過濾機(jī)中加活性炭過濾4h即可；⑶鍍銅陽極板為普通電解銅板；(6)電流密度范圍0. 05-2A/dm2 ；⑵溫度范圍室溫；⑶空氣攪拌、陰極移動及循環(huán)過濾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種既能夠保證鍍層與基體的結(jié)合力，鍍液穩(wěn)定性能極佳，又具有良好的分散能力和深鍍能力且工藝維護(hù)簡單的一種低濃度弱堿性無氰鍍銅及槽液配制方法，由主鹽、導(dǎo)電鹽、主絡(luò)合劑、次級絡(luò)合劑組成，其中主鹽為氯化銅，導(dǎo)電鹽由氯化鈉、氯化鉀及氯化銨混合物構(gòu)成，主絡(luò)合劑為酒石酸鹽、檸檬酸鹽、氨基三甲叉膦酸鹽、羥基乙叉二膦酸鹽、乙二胺四甲基叉膦酸鹽混合物，次級絡(luò)合劑為鄰羥基苯甲酸、丁二酰亞胺及其衍生物、二甲基乙內(nèi)酰脲混合物。優(yōu)點(diǎn)既能夠保證鍍層與基體的結(jié)合力，鍍液穩(wěn)定性能極佳，又具有良好的分散能力和深鍍能力且工藝維護(hù)簡單。
文檔編號C25D21/14GK102080241SQ20111003976
公開日2011年6月1日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者徐曦, 計(jì)國良 申請人:杭州海尚科技有限公司