一種非水無氰鍍銀電鍍液的製作方法
2023-05-10 05:05:16 1
專利名稱：一種非水無氰鍍銀電鍍液的製作方法
技術領域：
本發明屬於電化學鍍銀技術領域，具體涉及一種非水無氰鍍銀電鍍液。
背景技術：
鍍銀層具有很高的導電性、光反射能力，對有機酸和鹼的化學穩定性高，且其價格相對其他貴金屬較便宜，已廣泛應用於裝飾品、餐具和電子製品等領域。迄今為止，國內外的電鍍銀工藝大多還是採用有氰鍍銀工藝電鍍銀層，主要是由於該鍍液穩定性好，均鍍能力和深度能力較好，鍍層結晶細緻，外觀為銀白色。但氰化物是劇毒，對人體和環境的危害極大，生產時要求具備良好的排風設備和廢水處理條件，隨著世界各國環境保護意識的加強和相關政策的出臺，有氰電鍍逐漸成為落後產業，成為限制申報、原則淘汰的工藝。原國家經貿委2002年6月2日發布的第32號令，將「含氰電鍍」列入《淘汰落後生產能力，工藝和產品的目錄》(第三批)第23項，限令2003年底淘汰。2003年12月26日，國家發改委公布產業結構調整指導目錄(徵求意見稿)，「含氰電鍍」位列「淘汰類」第182項。因此，電鍍工作者們一直致力於不含CN-的無氰鍍銀的研究，先後提出了硫代硫酸鹽鍍銀、亞硫酸鹽鍍銀、磺基水楊酸鍍銀和亞氨基二磺酸鹽鍍銀等無氰鍍銀工藝，同時也申請了一些專利，例如美國專利USP4247372、USP4478691、USP4246077、USP4126524等；日本專利JP7039945；另外還有歐洲專利EP0705919、EP1416065、EP1418251等。與氰化鍍銀比起來，無氰鍍銀仍存在很多的缺點，主要問題有(1)鍍液穩定性問題。許多無氰鍍銀液的穩定性都不好，無論是鹼性鍍液還是酸性鍍液或是中性，不同程度地存在鍍液穩定性問題，給管理和操作帶來不便，同時使成本也有所增加。(2)鍍液成本較高。因此，目前使用無氰鍍銀工藝的企業僅是少數單位。在此情況下，一種毒性低或無毒的、成本相對適宜的無氰鍍銀工藝的開發應用是成為電鍍領域的一個主要課題。
發明內容
本發明的目的是提供一種非水無氰鍍銀電鍍液，該鍍液原料易得，製備簡單，而且穩定性好；毒性極低；鍍層中銀粒子簇小，鍍層細緻光亮且結合力良好，可以滿足裝飾性電鍍、納米材料製作以及功能性電鍍等多領域的應用。
本發明的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述電鍍液採用有機溶劑代替水作為溶劑，所述電鍍液中各組分質量濃度為銀離子來源物1～200g/L，配位劑1～800g/L，電鍍添加劑10～10000mg/L。
本發明的非水無氰鍍銀電鍍液的製備方法為將各組分按照所述原料配方溶解在有機溶劑中，混合均勻，製成非水無氰鍍銀電鍍液，溶液溫度調節為0℃～80℃。
本發明的顯著優點是採用有機溶液作為鍍液的溶劑，配製成非水無氰電鍍液，與傳統的有氰鍍銀工藝配方相比，採用非水體系電鍍，具有一些顯著的特點電位窗口比水體系更寬，且電鍍過程中不會發生析氫、析氧；可以獲得比水體系中粒徑更小的銀粒子簇；該非水無氰鍍銀電鍍液毒性極低；與無氰鍍銀水體系鍍液相比，其鍍液穩定性好；鍍層中銀粒子簇更小，在控制條件下，平均粒子半徑在100納米以內；鍍層細緻光亮且結合力良好；可滿足裝飾性電鍍、功能性電鍍等領域的應用，特別在電子晶片微溝道電鍍與納米材料製備方面有更好的應用。
具體實施例方式 按照上述的原料配方和製備方法製備本發明的非水無氰鍍銀電鍍液。
其中，銀離子來源物包括氯化銀、硝酸銀、硫酸銀、氧化銀、甲基磺酸銀、乙酸銀、酒石酸銀等銀的無機鹽以及有機鹽中的一種或幾種。
配位劑為硫脲和硫氰酸鹽中的一種或兩種，其中硫氰酸鹽為硫氰酸鈉、硫氰酸鉀或硫氰酸銨中的一種。
有機溶劑包括N，N-二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基亞碸、吡啶、苯胺、喹啉、甲醯胺、乙醯胺、液氨、氯仿、四氯化碳、醇類有機溶劑、醚類有機溶劑或酮類有機溶劑中的一種。
電鍍添加劑包括氨基磺酸、酒石酸銻鉀、半胱氨酸、聚乙烯亞胺、環氧胺縮聚物或硒氰化物中的一種或幾種，其中氨基磺酸的濃度為10～3000mg/L；酒石酸銻鉀的濃度為10～5000mg/L；半胱氨酸濃度為10～5000mg/L；聚乙烯亞胺平均分子量為100～1000000，濃度為50～10000mg/L；環氧胺縮聚物平均分子量為100～1000000，其分子通式是，
濃度為50～10000mg/L；所述的硒氰化物為KSeCN或NaSeCN，濃度為0.01～500mg/L。
運用本發明的非水無氰鍍銀電鍍液的電鍍步驟為將各組分按照所述原料配方溶解在有機溶劑中混合均勻，製成非水無氰鍍銀電鍍液，溶液溫度調節為0℃～80℃。然後，將經過預處理的金屬基底附於屬電路組成部分的陰極上，將陰極連同所附基體浸入電鍍液中，並且在電路中通以電流，所通電流和通電時間根據實際要求確定。
參照優選實施例，進一步詳細描述本發明。
實施例1 按照本發明的非水無氰鍍銀電鍍液製備方法將下列化合物配製無氰鍍銀電鍍液AgCl22g/L TU 70g/L DMF 作為溶劑(按實際要求定量) 半胱氨酸0.5g/L pH 7 溫度0℃～80℃ 按照具體實施方式
中的電鍍步驟使用該無氰鍍銀電鍍液進行電鍍操作。
實施例2 按照本發明的非水無氰鍍銀電鍍液製備方法將下列化合物配製無氰鍍銀電鍍液 AgNO3 22g/L KSCN130g/L DMF 作為溶劑(按實際要求定量) pH 7 溫度0℃～80℃ 按照具體實施方式
中的電鍍步驟使用該無氰鍍銀電鍍液進行電鍍操作。
實施例3 按照本發明的非水無氰鍍銀電鍍液製備方法將下列化合物配製無氰鍍銀電鍍液 AgNO3 17g/L KSCN100g/L 二甲基亞碸作為溶劑(按實際要求定量) pH 7 溫度0℃～80℃
權利要求
1、一種非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述電鍍液採用有機溶劑代替水作為溶劑，所述電鍍液中各組分質量濃度為銀離子來源物1～200g/L，配位劑1～800g/L，電鍍添加劑10～10000mg/L。
2、根據權利要求1所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述銀離子來源物為含有銀離子的無機鹽或有機鹽。
3、根據權利要求1或2所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述銀離子來源物為氯化銀、硝酸銀、硫酸銀、氧化銀、甲基磺酸銀、乙酸銀或酒石酸銀中的一種或幾種。
4、根據權利要求1所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述配位劑為硫脲和硫氰酸鹽中的一種或兩種。
5、根據權利要4所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述的硫氰酸鹽為硫氰酸鈉、硫氰酸鉀或硫氰酸銨中的一種。
6、根據權利要求1所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述的有機溶劑為N，N-二甲基甲醯胺DMF、二甲基亞碸、吡啶、苯胺、喹啉、甲醯胺、乙醯胺、液氨、氯仿、四氯化碳、醇類有機溶劑、醚類有機溶劑或酮類有機溶劑中的一種。
7、根據權利要求1所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述的電鍍添加劑為氨基磺酸、酒石酸銻鉀、半胱氨酸、聚乙烯亞胺、環氧胺縮聚物或硒氰化物中的一種或幾種。
8、根據權利要求8所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述的氨基磺酸的濃度為10～3000mg/L；所述的酒石酸銻鉀的濃度為10～5000mg/L；所述的半胱氨酸的濃度為10～5000mg/L；所述的聚乙烯亞胺平均分子量為100～1000000，濃度為50～10000mg/L；所述的環氧胺縮聚物平均分子量為100～1000000，其分子通式是
濃度為50～10000mg/L；所述的硒氰化物為KSeCN或NaSeCN，濃度為0.01～500mg/L。
9、根據權利要求1所述的非水無氰鍍銀電鍍液，其特徵在於所述的非水無氰鍍銀電鍍液的製備方法為將各組分按照所述原料配方溶解在有機溶劑中，混合均勻，製成非水無氰鍍銀電鍍液，溶液溫度調節為0℃～80℃。
全文摘要
本發明提供一種非水無氰鍍銀電鍍液，所述電鍍液採用有機溶劑代替水作為溶劑，所述電鍍液中各組分質量濃度為銀離子來源物1～200g/L，配位劑1～800g/L，電鍍添加劑10～10000mg/L。本發明的非水無氰鍍銀電鍍液與傳統的有氰鍍銀工藝配方相比，該非水無氰鍍銀電鍍液毒性極低；與無氰鍍銀水體系鍍液相比，其鍍液穩定性好，鍍層中銀粒子簇更小，在控制條件下，平均粒子半徑在100納米以內，鍍層細緻光亮且結合力良好，可滿足裝飾性電鍍、功能性電鍍等領域的應用，特別在電子晶片微溝道電鍍與納米材料製備方面有更好的應用。
文檔編號C25D3/02GK101311321SQ20081007066
公開日2008年11月26日 申請日期2008年2月27日 優先權日2008年2月27日
發明者孫建軍, 陳錦懷, 謝步高, 林志彬, 陳國南 申請人:福州大學