一種無氰銅鋅合金電鍍液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無氰銅鋅合金電鍍液及其制備方法，所述電鍍液由下列重量百分比的組份組成：絡合劑1～60%，銅鹽0.3～10%，鋅鹽0.2～10%，余量為水，所述絡合劑的通式為MxHyPnO3n+1Rz，其中M為堿金屬離子和NH4+中的任意一種或多種，R為?；~鹽的通式為Cux/2HyPnO3n+1Rz，鋅鹽的通式為Znx/2HyPnO3n+1Rz，所述x、n和z均為正整數(shù)，y為0或正整數(shù)，x+y+z=n+2。本發(fā)明的無氰銅鋅合金電鍍液由絡合劑、銅鹽、鋅鹽和水混合成，其中絡合劑的絡合能力強，對銅離子的絡合常數(shù)可達到1026～27，遠遠優(yōu)于現(xiàn)有技術中的常規(guī)絡合劑，由該絡合劑制得的電鍍液的穩(wěn)定性大大提高，電鍍液的品質高，該無氰電鍍液用于預鍍時，電鍍液中的主鹽金屬離子不會與金屬基材發(fā)生置換反應，不會產生疏松的置換層結構，電鍍層的質量得到很大的提高。
【專利說明】一種無氰銅鋅合金電鍍液及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電鍍液，具體的說涉及一種無氰銅鋅合金電鍍液及其制備方法，屬于電化學鍍銅鋅【技術領域】。
【背景技術】
[0002]銅鋅合金鍍層具有金黃色的外觀，而且還可以在其表面上進行化學著色，以達到特殊的裝飾效果，因此，廣泛用于裝飾性鍍層，但由于銅、鋅的標準電位相差較大，故不可能從單鹽溶液中獲得理想的合金鍍層，至今仍沒有一種能滿意的代替氰化鍍銅鋅合金的電鍍液。
[0003]盡管采用含有氰化物的銅鋅合金電鍍液(即氰化銅鋅電鍍液)所得到的銅鋅鍍層細致、結合力好，而且電鍍液的均鍍性、整平性和穩(wěn)定性也非常好。但是，氰化物是劇毒化學品，它對人的致死量僅為0.005g，氰化物既危害操作者的身體健康，同時又污染環(huán)境，而且廢水難于治理，其污水處理費用極高。因此為了保護環(huán)境，減少公害，亟待開發(fā)一種無氰銅鋅電鍍液。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術的氰化銅鋅電鍍液含有毒物質氰，影響操作者健康，污染環(huán)境，且其廢水難以處理的不足，提供一種不含氰的銅鋅合金電鍍液，該電鍍液不含氰，環(huán)境友好，制造、儲存和使用安全方便。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是提供一種無氰銅鋅合金電鍍液的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:`[0007]—種無氰銅鋅合金電鍍液，其特征在于:所述電鍍液由下列重量百分比的組份組成:絡合劑I~60%，銅鹽0.01~10%，鋅鹽0.01~10%，余量為水，所述絡合劑的通式為MxHyPn03n+1Rz，其中M為堿金屬離子和NH4+中的任意一種或多種，R為?；?，銅鹽的通式為Cux/2HyPn03n+1Rz，鋅鹽的通式為Znx/2HyPn03n+1Rz，所述χ、η和z均為正整數(shù)，y為O或正整數(shù)，x+y+z=n+20
[0008]下面以幾個例子以解釋上述組份中絡合劑的結構:
[0009]a:當x=l, y=l時，z=n,絡合劑的通式為MHPn03n+1Rn,其結構式如式(I)所示:
OO
II ? I
M——O—P-O——-O--R
[0010]QjJη-1 結構式(?)；
HO


*D
ICp
[0011]b:當x=n，y=0時，z=2，絡合劑的同時為MnPn03n+1R2，其結構式如式(2)所示:
【權利要求】
1.一種無氰銅鋅合金電鍍液，其特征在于:所述電鍍液由下列重量百分比的組份組成:絡合劑I~60%，銅鹽0.01~10%，鋅鹽0.01~10%，余量為水，所述絡合劑的通式為MxHyPn03n+1Rz，其中M為堿金屬離子和NH4+中的任意一種或多種，R為?；?，銅鹽的通式為Cux/2HyPn03n+1Rz，鋅鹽的通式為Znx/2HyPn03n+1Rz，所述χ、η和z均為正整數(shù)，y為O或正整數(shù)，x+y+z=n+20
2.根據(jù)權利要求1所述的一種無氰銅鋅合金電鍍液，其特征在于:所述電鍍液由下列重量百分比的組份組成:絡合劑20~45%，銅鹽0.5~10.0%，鋅鹽0.2~5.0%，余量為水，所述絡合劑的通式為MxHyPn03n+1R，其中M為Na+、K+和NH4+中的任意一種或多種，R為?；?，銅鹽的通式為Cux/2HyPn03n+1R，鋅鹽的通式為Znx/2HyPn03n+1R，所述χ和η均為正整數(shù)，y為O或正整數(shù)，x+y=n+l。
3.—種權利要求1或2所述的無氰銅鋅合金電鍍液的制備方法，其特征在于:所述電鍍液的制備方法如下: (1)絡合劑的制備:將含M的堿、碳酸鹽或碳酸氫鹽與磷酸、含R基的一元有機酸或多元有機酸的酸式鹽按摩爾比混合反應，然后反應液在100~800°C條件下一步聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品；或者上述反應液先干燥，然后再在100~800°C條件下聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品； (2)銅鹽的制備:將步驟(1)制得的絡合劑與二價銅化合物按摩爾比于水相體系中混合均勻，于25~100°C反應0.5~Ih,反應結束后經過離心分離并干燥得銅鹽； (3)鋅鹽的制備:將步驟(1)制得的絡合劑與二價鋅化合物按摩爾比于水相體系中混合均勻，于25~100°C反 應0.5~Ih,反應結束后經過離心分離并干燥得鋅鹽； (4)電鍍液的制備:將步驟(1)的絡合劑溶于適量水中，然后按比例將步驟(2)的銅鹽和步驟(3)的鋅鹽溶于上述絡合劑水溶液中，再補入余量的水混合均勻，然后調pH值至8.5~9.5，獲得無氰銅鋅合金電鍍液。
4.根據(jù)權利要求3所述的無氰銅鋅合金電鍍液的制備方法，其特征在于，其特征在于，當M為Na+時，步驟(1)中絡合劑的制備操作如下:將氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉與磷酸、含R基的一元有機酸或多元有機酸的酸式鹽按摩爾比混合反應，然后反應液在200~400°C條件下一步聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品；或者上述反應液先干燥，然后再在200~400°C條件下聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品。
5.根據(jù)權利要求3所述的無氰銅鋅合金電鍍液的制備方法，其特征在于，當M為K+時，步驟(1)中絡合劑的制備操作如下:將氫氧化鉀、碳酸鉀或碳酸氫鉀與磷酸、含R基的一元有機酸或多元有機酸的酸式鹽按摩爾比混合反應，然后反應液在250~800°C條件下一步聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品；或者上述反應液先干燥，然后再在250~800°C條件下聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品。
6.根據(jù)權利要求3所述的無氰銅鋅合金電鍍液的制備方法，其特征在于，當M為NH4+時，步驟(1)中絡合劑的制備操作如下:將氨水、碳酸銨或碳酸氫銨與磷酸、含R基的一元有機酸或多元有機酸的酸式鹽按摩爾比混合反應，然后反應液在100~300°C條件下一步聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品；或者上述反應液先干燥，然后再在100~300°C條件下聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的一種無氰銅鋅合金電鍍液，其特征在于，所述銅鹽還可以直接選自硫酸銅、氯化銅或堿式碳酸銅中的任意一種或幾種，所述鋅鹽還可以選自硫酸鋅、氯化鋅或堿式碳酸鋅中的任意一種或幾種。
8.—種權利要求7所述的無氰銅鋅合金電鍍液的制備方法，其特征在于，所述的制備方法如下: (1)絡合劑的制備:將含M的堿、碳酸鹽或碳酸氫鹽與磷酸、含R基的一元有機酸或多元有機酸的酸式鹽按摩爾比混合反應，然后反應液在100~800°C條件下一步聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品；或者上述反應液先干燥，然后再在100~800°C條件下聚合0.5~IOh獲得絡合劑成品； (2)電鍍液的制備:將步驟(1)的絡合劑溶于適量水中、然后按比例將權利要求7所述的銅鹽和鋅鹽溶于上述絡合劑水溶液中，再補入余量的水，然后調pH值至8.5~9.5，獲得無氰銅鋅合金電鍍液。
【文檔編號】C25D3/56GK103806041SQ201410014014
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權日:2014年1月13日
【發(fā)明者】孫松華, 孫婧 申請人:孫松華