含有機添加劑的銅錫鋅鍍液及利用該鍍液進行電鍍的工藝的製作方法
2023-07-12 14:29:36 2
專利名稱：含有機添加劑的銅錫鋅鍍液及利用該鍍液進行電鍍的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及到合金電鍍技術領域，尤其是指一種無任何金屬成份(鈉、鉀除 外)有機添加劑的鍍液及利用該鍍液進行電鍍的工藝，其能電鍍一層以銅錫鋅為 主的銀白色多元合金鍍層。
背景技術：
現有技術中，為了提高以銅錫鋅為主的銀白色多元合金的電鍍性能，在電 鍍添加劑中加入某種重金屬，如鉛、鉍等，但是無論是鉛或其它的金屬(鉀、鈉 除外)都現實存在(歐盟R0HS指令)或可能存在危險，如三價鉻、銻、釩，稀 土金屬或放射性金屬等。尋找一種除了鉀、鈉外，不含任何金屬的有機添加劑成 為必然。
發明內容
本發明的目的在於一種無任何金屬成份(鈉、鉀除外)有機添加劑的鍍液及 利用該鍍液進行電鍍的工藝，其能電鍍一層以銅錫鋅為主的銀白色多元合金鍍 層。
為實現上述目的，本發明提供的技術方案為含有機添加劑的銅錫鋅鍍液， 該鍍液的參數及各組份含量的如下
Cu2+4-15克/L
Sn4+6-42克/L
Zn2+0.15-1克/L
KOH或NaOH6_35克/L
游離NaCN或KCN20—60克/L
表面活性劑0. 05—2. 5克/L
有機絡合劑1-30克/L
有機去極化劑0. 5-35克/L
PH>12溫度 30-65 °C。
Cu2+的來源是氰化亞銅、氯化亞銅、氫氧化銅以及鹼式碳酸銅中的一種， 其中以氰化亞銅為好。
Sn4+的來源是錫酸鉀或錫酸鈉，以錫酸鉀為好。
Zn"的來源是氰化鋅、氫氧化鋅、氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅中的一種，以氰 化鋅、氧化鋅為好。
有機添加劑的作用及來源
1.表面活性劑由陰離子、兩性離子、陽離子表面活性劑組成。
1) 陰離子表面活性劑的作用起泡，增溶及方便洗水。
陰離子表面活性劑的來源N-垸醯基多肽、垸醯基-N-e-羥乙基-甘氨酸 鈉、垸基醇醯胺硫酸酯鹽、琥珀酸雙酯磺酸鹽、十二醇硫酸酯鉀鹽、蓖麻
油硫酸乙醇胺鹽、十二烷基磺酸鈉、油醯氧基乙磺酸鈉、N-油醯基N-甲基牛
磺酸鈉、甲氧基脂肪醯胺基苯磺酸鈉、烷醯基天冬氨酸鈉、油醇硫酸鈉、 烷基磷酸單酯鹽等，以十二垸基磺酸鈉為好。
2) 兩性表面活性劑的作用起泡，乳化，增溶。 兩性離子表面活性劑的來源烷基二羥基甜菜鹼、月桂醯胺乙基羥乙基甘氨
酸鈉、雙脂肪醯胺亞乙基甘氨酸、N-月桂-L-賴氨酸、豆油醯胺丙基甜菜鹼、十
二垸基甜菜鹼、月桂醯胺丙基甜菜鹼、十二垸基氨基丙酸、烷基二甲基甜菜鹼、
N-烷基多氨乙基甘氨酸等。
3) 陽離子表面活性劑的作用起泡，乳化，增溶。
陽離子表面活性劑的來源烷醯基-N-e-羥乙基-甘氨酸鈉、烷基醇醯胺硫
酸酯鹽、琥珀酸雙酯磺酸鹽、十二醇硫酸酯鉀鹽、蓖麻油硫酸乙醇胺鹽、N-烷基 單乙醇胺鹽、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、2—烷基咪唑啉、
十二烷基吡啶氯化物、十二烷基二甲基苄基溴化銨等。
2.有機絡合劑的作用主要絡合Sn4、與K0H協同作用，有效抑制Sn"過量 析出，協同CN-,絡合Cu+，抑制Cu+過量析出。 有機絡合劑的來源
醋酸、蘋果酸、羥基乙酸、甘油酸及其鹽，檸檬酸、酒石酸及其鹽，HEDP、 苯甲酸、鄰苯二甲酸、苯丙酸、葡萄糖酸、單寧酸及其鹽，甲苯磺酸、苯乙磺酸、 羥基苯磺酸及其鹽，蔗糖、葡萄糖、乳糖、山梨醇，甲酚醋酸、磷甲酚醋酸及其
5鹽、甘氨酸、水楊酸、乳酸、丙氨酸及其鹽、抗壞血酸等。
3.有機去極化劑的作用調整Sn4+在溶液中的電極電位，使之更正，更難沉 積出來，同時使Cu+在溶液中電極電位變為更負、更易沉積出來。
有機去極化劑的來源
丙二酸、丁二酸、醋酸、煙酸及其鹽、蘋果酸、葡萄糖酸、酒石酸、檸檬酸 及其鹽，
a、 a'-聯吡啶、吡啶-2， 6- 二羧酸及其鹽，苄基吡啶羧酸鹽、吡啶間甲酸鹽、 吡啶間磺
酸鹽、吡啶嗡內胺鹽、吡啶，咪唑、苯磺醯亞酸、二甲基二硫甲醯胺磺酸鹽、咪 唑環氧氯丙烷反應物，甘氨酸、丙氨酸、丁二酸及其鹽，穀氨酸胺、三乙醇胺、 甲氧基苯甲醛、鄰磺醯苯醯亞胺、硫脲等。
本發明電鍍溶液各組分的作用
銅鹽的作用提供鍍層中的銅，過高鍍層偏黃紅，過低鍍層偏灰白易蒙，失光。
錫鹽的作用提供鍍層中的錫，過高鍍層易黑蒙變淡黃色，過低鍍層偏黃紅。
鋅鹽的作用提供鍍層中的鋅，其存在有利用增加鍍層結合力、厚度、硬
度，太多鍍層發藍易變色。
氰化鈉/鉀的作用絡合銅離子，必須保持一定的游離量，過多會抑制銅的析出。
氫氧化鉀/氫氧化鈉的作用絡合錫、鋅離子，必須保持一定含量，過高將 抑制四價錫離子的析出，過低鍍層中錫含量過高。
一種利用上述的鍍液進行電鍍的工藝，直接使用開缸鍍液，在40 65'C溫
度下，PH值要求大於12，此時Cu2+含量在4 15g/L之間，Sn"含量在6 42 g/L 之間，Zn2+含量在O. 15 1.0 g/L之間，KOH或NaOH含量在6 35 g/L之間， 游離NaCN或KCN含量在20 60 g/L之間，表面活性劑在0. 05 2. 5 g/L之間， 有機絡合劑在l 30g/L之間，有機去極化劑在0.5 35g/L之間，以電流密度為 0.3 4安培/平方分米的狀況下進行電鍍，電鍍過程中工件要求轉動，且需要連 續過濾，電鍍完畢，取出電鍍體用清水衝洗乾淨，經吹乾後可獲得亮白的銅錫鋅 合金鍍層。本工藝的操作過程極為簡單方便，鍍液穩定容易控制，無需特殊設備 和技能，普通生產工人可以在很短時間內即可熟練操作。綜上所述，本發明具有以下優點1)該鍍液可適用於白銅錫掛鍍及滾鍍工 藝；2)使用該鍍液的銅錫鋅合金鍍層色澤潔白，類似銀色；3)良好的覆蓋能力， 極佳金屬分布；4)該合金鍍層有很強的防變色能力，高反射性；5)通過正確工 藝，可進行下一步電鍍，如鍍無鎳黑鎳、金、銀、鉑等；6)該鍍層可通過歐盟 相關嚴格的法規；7)該鍍層可焊性好。
具體實施例方式
實施例1:
掛鍍鍍液的參數及各組份含量的如下 Cu2+ 7-15克/L
Sn4+ 15-35克/L
Zn2+ 0. 2-0. 6克/L
KOH或NaOH 10—25克/L
游離NaCN或KCN 35—45克/L 表面活性劑 0.5 — 1克/L
有機絡合劑 3-25克/L
有機去極化劑 2-30克/L
PH 14 溫度 45-60°C。
鍍液各組份含量個之間存在一個互動的關係，銅鹽和錫鹽可以在一定比例下 變動，當然鍍層的外觀會產生淺銀色、暗銀色、銀白色等。表面活性劑、有機絡 合劑、有機去極化劑可以在一定比例下變動，而且這三者可以任意取高值和低值； 當然鍍層的外觀會產生不同的色澤效果。
實施例2:
滾鍍鍍液的參數及各組份含量的如下 Cu2+ 4-9克/L
Sn4+ 10-30克/L
Zn2+ 0. 25-0. 6克/L
KOH或NaOH 8 — 20克/L
7游離NaCN或KCN
25 — 40克/L
表面活性劑
0. 1 — 1.5克/L
有機絡合劑
3-15克/L
有機去極化劑
2-25克/L
30-45 。C。
鍍液各組份含量個之間存在一個互動的關係，銅鹽和錫鹽可以在一定比例下 變動，當然鍍層的外觀會產生淺銀色、暗銀色、銀白色等。表面活性劑、有機絡 合劑、有機去極化劑可以在一定比例下變動，而且這三者可以任意取高值和低值； 當然鍍層的外觀會產生不同的色澤效果。
雖然使用本發明的有機添加劑電鍍溶液仍然含氰化物，但是這種氰化物只 是作為經濟的銅鹽和銅的主要絡合劑使用，鍍層絕對不可能含有氰化物。所以電 鍍溶液使用氰化物對終極消費者是沒有問題的。
本鍍液及工藝成品完成後進行了實用性考核，考核表明使用該添加劑工藝下 的鍍層顏色亮白，可達到代鎳效果；防變色能力較好，耐中性鹽霧實驗效果好， 可焊性好，而且鍍層不含重金屬及氰化物等有害物質。並應歐盟和美國關於禁止 電鍍層中含有相關所述重金屬規定要求進行了檢測，歐盟和美國食品標準重金屬 的含量為Pb《0. 010MG/DM、Cr《0. 050MG/DM、Ni《0. 020MG/DM、Cd《0. 050MG/DM, 經檢測完全符合歐盟和美國關於禁止電鍍層含有所述重金屬規定的要求。總之， 經檢測、考核、使用，均獲得了預期的良好效果。
以上所述，僅為本新發明的較佳實施例而已，並非對本發明專利作任何形式 上的限制。凡本行業的普通技術人員，均可按說明書所示和以上所述，而流暢地 實施本新發明專利。但是，凡熟悉本專業的技術人員，在不脫離本新發明專利方 案範圍內，當可利用以上所揭示的技術內容，而作出少許改動、修飾與演變的同 等變化，均為本發明專利的等效實施例。同時，凡依據本發明專利的實質工藝對 以上實施例所作的任何等同變化的改動、修飾與演變等，均屬於本發明專利方案 的範圍內。
權利要求
1、含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於，該鍍液的參數及各組份含量的如下Cu2+4-15克/LSn4+6-42克/LZn2+0.15-1克/LKOH或NaOH 6-35克/L游離NaCN或KCN 20-60克/L表面活性劑 0.05-2.5克/L有機絡合劑 1-30克/L有機去極化劑0.5-35克/LPH ＞12溫度30-65℃。
1、 含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於，該鍍液的參數及各組份含量的如下4-15克/L6-42克/L 0.15-1克/L 6—35克/L 20—60克/L 0. 05—2. 5克/L 1-30克/L 0. 5-35克/L >12 30-65 。C。
2、 根據權利要求1所述的含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於:Cu2+的來源是氰化亞銅、氯化亞銅、氫氧化銅以及鹼式碳酸銅中的一種，其中以氰化亞 銅為好。
3、 根據權利要求1所述的含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於:Sn4+的 來源是錫酸鉀或錫酸鈉，以錫酸鉀為好。
4、 根據權利要求1所述的含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於Zn2+ 的來源是氰化鋅、氫氧化鋅、氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅中的一種，以氰化鋅、氧 化鋅為好。
5、根據權利要求1所述的含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於表面活性劑由陰離子、兩性離子、陽離子表面活性劑組成，其中，陰離子表面活性劑的來源N-垸醯基多肽、烷醯基-N- e -羥乙基-甘氨酸鈉、垸基醇醯胺硫酸酯鹽、琥珀酸雙酯磺酸鹽、十二醇硫酸酯鉀鹽、蓖麻油硫酸乙醇胺鹽、十二垸基磺酸鈉、油醯氧基乙磺酸鈉、N-油醯基N-甲基牛磺酸鈉、甲氧基脂肪醯胺基苯磺酸鈉、垸醯基天冬氨酸鈉、油醇硫酸鈉、垸基磷酸單酯鹽中的一種，以十二烷基磺酸鈉為好；兩性離子表面活性劑的來源烷基二羥基甜菜鹼、月 桂醯胺乙基羥乙基甘氨酸鈉、雙脂肪醯胺亞乙基甘氨酸、N-月桂-L-賴氨酸、豆 油醯胺丙基甜菜鹼、十二烷基甜菜鹼、月桂醯胺丙基甜菜鹼、十二烷基氨基丙酸、 烷基二甲基甜菜鹼、N-烷基多氨乙基甘氨酸；陽離子表面活性劑的來源烷醯基-N-e-羥乙基-甘氨酸鈉、烷基醇醯胺硫酸酯鹽、琥珀酸雙酯磺酸鹽、十二醇硫酸酯鉀鹽、蓖麻油硫酸乙醇胺鹽、N-烷基單乙醇胺鹽、十六垸基三甲基氯化銨、 十六垸基三甲基溴化銨、2—垸基咪唑啉、十二垸基吡啶氯化物、十二垸基二甲 基苄基溴化銨中的一種。
6、 根據權利要求1所述的含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於有機 絡合劑的來源醋酸、蘋果酸、羥基乙酸、甘油酸及其鹽，檸檬酸、酒石酸及其 鹽，HEDP、苯甲酸、鄰苯二甲酸、苯丙酸、葡萄糖酸、單寧酸及其鹽，甲苯磺酸、 苯乙磺酸、羥基苯磺酸及其鹽，蔗糖、葡萄糖、乳糖、山梨醇，甲酚醋酸、磷甲 酚醋酸及其鹽、甘氨酸、水楊酸、乳酸、丙氨酸及其鹽、抗壞血酸中的一種。
7、 根據權利要求1所述的含有機添加劑的銅錫鋅鍍液，其特徵在於有機 去極化劑的來源丙二酸、丁二酸、醋酸、煙酸及其鹽、蘋果酸、葡萄糖酸、酒石酸、檸檬酸及其鹽中的一種，或a、 a'-聯吡啶、吡啶-2， 6- 二羧酸及其鹽 中的一種，或苄基吡啶羧酸鹽、吡啶間甲酸鹽、吡啶間磺酸鹽、吡啶嗡內胺鹽、 吡啶，咪唑、苯磺醯亞酸、二甲基二硫甲醯胺磺酸鹽、咪唑環氧氯丙烷反應物中 的一種，或甘氨酸、丙氨酸、丁二酸及其鹽中的一種，或穀氨酸胺、三乙醇胺、 甲氧基苯甲醛、鄰磺醯苯醯亞胺、硫脲中的一種。
8、 利用權利要求1所述的鍍液進行電鍍的工藝，其特徵在於直接使用開缸鍍液，在40 65。C溫度下，ra值要求大於12，此時Cu"含量在4 15g/L之 間，Sn4+含量在6 42 g/L之間，Zn2+含量在0. 15 1. 0 g/L之間，KOH或NaOH 含量在6 35 g/L之間，游離NaCN或KCN含量在20 60 g/L之間，表面活性劑 在0. 05 2. 5 g/L之間，有機絡合劑在1 30g/L之間，有機去極化劑在0. 5 35g/L之間，以電流密度為0.3 4安培/平方分米的狀況下進行電鍍，電鍍過程 中工件要求轉動，且需要連續過濾，電鍍完畢，取出電鍍體用清水衝洗乾淨，經 吹乾後可獲得亮白的銅錫鋅合金鍍層。
全文摘要
本發明提供一種含有機添加劑的銅錫鋅鍍液及利用該鍍液進行電鍍的工藝，鍍液的參數及各組份含量的如下Cu2+ 4-15克/L、Sn4+ 6-42克/L、Zn2+0.15-1克/L、KOH或NaOH 6-35克/L、游離NaCN或KCN 20-60克/L、表面活性劑0.05-2.5克/L、有機絡合劑1-30克/L、有機去極化劑、0.5-35克/L、pH＞12、溫度30-65℃。本發明的鍍液及工藝成品完成後進行了實用性考核，考核表明使用該添加劑工藝下的鍍層顏色亮白，可達到代鎳效果；防變色能力較好，耐中性鹽霧實驗效果好，可焊性好，而且鍍層不含重金屬及氰化物等有害物質。
文檔編號C25D3/60GK101624714SQ20091004191
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月18日 優先權日2009年8月18日
發明者強 杜 申請人:強 杜