無氰刷鍍金的製作方法

2023-09-12 09:20:30 2

專利名稱:無氰刷鍍金的製作方法
本發明是關於無氰多元絡合金鹽的製備、無氰刷鍍金溶液的配製及其刷鍍工藝條件的發明。
刷鍍技術，在近十幾年來國內外發展很快。但刷鍍金到目前為止，基本上還是沿用有槽電鍍溶液中常用的含氰化物的配方，這種溶液的致命缺點是劇毒性。既使是採用微量氰根離子CN-作絡合劑或穩定劑的酸性溶液，在刷鍍施工時也會散發出氣味難嗅的劇毒性氰氫酸HCN↑，有害於人體健康，也汙染環境。刷鍍通常是對不解體的器物進行修復，或是結構複雜、形體高大、無法進行有槽電鍍等工藝的器物進行表面處理。例如大型電子設備、工藝品、船舶、飛機、汽車、古建築的金寶頂、金塔、紀念碑、銅佛像及大型雕塑等的修復或進行表面處理，都需在設有具備排汙設施的現場施工。為了避免對現場及器物的汙染，只能採用無毒刷鍍溶液。對上述器物的刷鍍金也是一樣，應採用無氰的溶液。
現在，無氰的電鍍金溶液已有許多專利和資料。這類有槽電鍍金溶液通常是用亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、蘋果酸鹽等作單元絡合劑或螯合劑。這種無氰絡合劑配製的溶液，工藝條件要求比較苛刻，PH值狹窄，一般為8.5～9.5之間。PH值小於8.5，溶液變得不穩定。工作溫度高，溶液需在60～70℃，並需不斷攪拌情況下才能鍍得質量好的金層。有槽電鍍金溶液的主鹽金離子濃度較低，沉積速度慢，這樣就不適宜作為刷鍍金用的溶液。
本發明的目的是要配製一種無氰刷鍍金溶液，達到無毒無汙染，沉積速度快，工藝條件寬，金層質量好，又適用於各種器物和場所進行施工的要求，以取代傳統的鎏金技術和部份有槽電鍍金的工藝。上述目的可以通過權利要求
1所寫的技術特徵予以實現。
本發明是適合刷鍍金的特點和要求，採用含硫化合物(如亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等)與多齒配位基的脂肪胺(如乙二胺、三乙醇胺、乙二胺四乙酸等)或醇酸類鹽(如檸檬酸鹽、酒石酸鹽等)合成金的多元絡合物。用這種無氰多元絡合物，可以製備成固體的多元絡合金鹽，也可以直接配製刷鍍純金或金合金的溶液。這種多元絡合物配製的無氰刷鍍金溶液，顯示出許多優異的特性。溶液的穩定性好，PH值範圍寬，PH值5-11範圍內，溶液也沒有分解物。刷鍍的工作溫度可以在5-65℃條件下施工，主鹽的金離子濃度可在10～150克/升，其電導率高，沉積速度快，耗電係數小。
本發明提出的含金多元絡合物，除有硫化物的酸根(如SO2-2)外，還有多齒配位基離子或中性分子。其分子式為Me〔NAu(SO3)2〕。
式中的Me為一價或兩價以上的陽離子;N為多齒配位離子或中性分子。
本發明提出的多元絡合金鹽的製備方法根據需用金量的多少，取一定數量的氯化金(如Aucl2)或雷酸金Au(NH3)3(OH)3倒入亞硫酸鹽飽和水溶液中溶解。亞硫酸鹽的用量可以根據絡合物分子量計算，例如用亞硫酸鈉時，每1克金Au需3.2克的無水亞硫酸鈉，將其溶解於蒸餾水或去離子水裡。氯化金或雷酸金是在攪拌的情況下緩慢地加入亞硫酸鹽溶液，待其溶液澄清後再加入一定數量的多齒配位物質，例如乙二胺，則按每1克金加入0.5～1ml的濃乙二胺。也可用稀釋後的乙二胺，但其數量則相應增加。加入多齒配位化合物時應攪拌，並有白色或黃白色的多元絡合金鹽析出，待析出的結晶鹽沉澱後，用過濾器濾去清液，並用蒸餾水或弱鹼去離子水洗滌2～4次，然後進行乾燥並收集保存。
倘若現配現用的刷鍍金溶液，其多元絡合物可不製成固體金鹽。加入多齒配位物質後，即可在溶液裡按配方規定的數量加入其它成份。
配製多元絡合物的成份，其數量並不很嚴格，可以多於理論計算的數量，因為這些物質稍多時有利於溶液的穩定性。特別是利用結晶析出的多元絡合金鹽配製溶液時，過量的SO2-3、乙二胺都具有良好的還原作用，可提高多元絡合金鹽的溶解性。
本發明的刷鍍金溶液，其主鹽金離子濃度可以在5～150克/升範圍內調整。這要依據被刷鍍的器物表面狀態、物體大小、結構複雜程度來確定。對刷鍍來說，主鹽金屬離子濃度越高，其沉積速度越快，可以提高生產效率。但是，由於黃金的貴重，刷鍍時應儘量減少或不允許有損失。對複雜器物或高大器物刷鍍時，操作者既使特別細心，也難於避免有損失的現象。主鹽金離子濃度大的溶液那怕流失甚少，也會造成很大的損失價值。所以，通常採用含金量為20～40克/升的溶液較適宜的。本溶液中除主鹽絡合成份外，還應加入各種添加劑，如鹼金屬檸檬酸鹽、酒石酸鹽、磷酸鹽、葡萄糖酸鹽之類的緩衝劑或導電鹽，也可用其銨或胺鹽。
該溶液雖然具有很寬的PH值範圍，但是，由於刷鍍對象的要求，通常需要有鹼性、酸性及中性溶液。比如電子線路板，適宜用酸性或中性溶液進行刷鍍。可以用無機或有機酸和鹼調節酸鹼度。例如磷酸、硼酸、檸檬酸、酒石酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氯化氨等。
本發明的溶液，倘若用上述有機添加劑和調節PH值的有機酸時，溶液中最好加入0.1～0.3克/升的抗黴劑，例如苯甲酸、山梨酸、石碳酸等，以提高溶液的穩定性，同時還能起到增光效果。
需要刷鍍硬金或金合金時，可以在本發明的溶液中添加適量的金屬可溶性鹽或其絡合物、螯合物，最好是以絡合物或螯合物的形式加入。這些金屬元素為鎳、銀、銅、鎘、鋅、鐵、錫、銦、鈷、銻、鉬、鎢、鈦等。這些金屬元素還有利於提高刷鍍金屬的光亮度和調整刷鍍金層色澤。
本刷鍍金溶液電導性強，用交流電橋法測得其電導率X為1.11×10～1.23×10-2Ω-1cm-1;耗電係數低，在0.005～0.006安培小時/分米2·微米;沉積速度快，刷鍍的陰陽極相對速度為20～60米/分，還具有孔隙率小等優異特性。
幾種有代表性的刷鍍金溶液配方如下例1金(以Na4〔citAu(SO3)2〕形式) 40克/升檸檬酸銨 30-50克/升乙二胺 0.5-5毫升/升苯甲酸 0.1-0.3克/升檸檬酸(調節PH值) 適量PH值5-6.5刷鍍電壓1-5伏 1-5伏陰陽極相對運動速度20-60米/分耗電係數 0.0055安培小時/分米2·微米注cit為檸檬酸根縮寫式。
例2金(以Na〔enAu(SO3)2〕形式)20克/升酒石酸鉀 80-120克/升苯甲酸或山梨酸 0.1～0.5克/升酒石酸(調節PH值) 適量PH值6～7.5刷鍍電壓2～5伏陰陽極相對運動速度20～60米/分耗電係數 0.0059安培小時/分米2微米注en為乙二胺縮寫式例3金(以Na4〔citAu(S3)2〕形式) 20克/升檸檬酸銨 30克/升乙二胺 0.5毫升/升鎳(以EDTA或en的絡合物加入) 8～12克/升PH值(用檸檬酸或氫氧化銨調節) 6.5-7.5刷鍍電壓2-6伏耗電係數0.006安培小時/分米2·微米陰陽極相對運動速度20～60米/分用本配方可以刷鍍光亮的淺金黃色的金鎳合金。
例4金(以Na〔enAu(SO3)2〕形式) 30克/升酒石酸鉀 80-100克/升酒石酸銻鉀 10-30克/升苯甲酸或石碳酸 0.1-0.3克/升酒石酸或氫氧化銨(調PH值) 適量PH值8刷鍍電壓2-6伏耗電係數0.0058安培小時/分米2·微米陰陽極相對運動速度20-60米/分用此配方可以得到光亮的玫瑰金色金銻硬金層。
例5金(以Na4〔citAu(SO3)2〕形式) 30克/升檸檬酸鈉 30-60克/升磷酸氫二鉀 30-40克/升磷酸(調節PH值) 適量PH值5-6
刷鍍電壓2-6伏耗電係數0.006安培小時/分米2·微米陰陽極相對運動速度20-60米/分
權利要求
1.一種無氰電鍍金溶液的絡合物是選用亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽，本發明的特徵是，上述含硫化合物與多齒配位基的脂肪胺或醇酸類鹽合成金的多元絡合物配製成無氰刷鍍金溶液。
2.根據權利要求
1的刷鍍金溶液，其特徵是，其分子式為Me〔NAu(SO3)2〕。式中Me為一價或兩價以上的陽離子;N為多齒配位離子或中性分子。
3.根據權利要求
1的刷鍍金溶液，其特徵是，採用有機添加劑和有機酸調PH值時，溶液中加入0.1～0.3克/升的抗黴劑。
4.根據權利要求
3的刷鍍金溶液，其特徵是，抗黴劑可以是苯甲酸或山梨酸或石碳酸。
5.根據權利要求
2的刷鍍金溶液，其特徵是，其分子式為Na4〔Cit-Au(SO3)2〕。式中Cit為檸檬酸根縮寫式。
6.根據權利要求
5的刷鍍金溶液，其特徵是，乙二胺0.5～5毫升/升或苯甲酸0.1～0.3克/升作穩定劑。
7.根據權利要求
2的刷鍍金溶液，其特徵是，分子式為Na〔enAu-(SO3)2〕。式中en為乙二胺縮寫式。
8.根據權利要求
7的刷鍍金溶液，其特徵是，苯甲酸或山梨酸0.1～0.5克/升作抗黴劑。
9.根據權利要求
1的刷鍍金溶液，其特徵是，刷鍍硬金或金合金時，添加適量的金屬可溶性鹽或其絡合物或其螯合物。
10.根據權利要求
9的刷鍍金溶液，其特徵是，添加的金屬可以是鎳、銀、銅、鈦、鎘、鋅、鐵、錫、銦、鈷、銻、鉬、鎢。
11.根據權利要求
10的刷鍍金溶液，其特徵是，鎳以乙二胺絡合物加入，可以刷鍍金鎳合金。
12.根據權利要求
11的刷鍍金溶液，其特徵是，鎳絡合物的含量為8～12克/升。
13.根據權利要求
10的刷鍍金溶液，其特徵是，銻以酒石酸銻鉀形式加入，可以刷鍍金銻硬金。
14.根據權利要求
13的刷鍍金溶液，其特徵是，酒石酸銻鉀為10～30克/升。
專利摘要
本發明的無氰刷鍍金溶液，為解決以往有氰刷鍍金的有毒和汙染問題，選用亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽與多齒配位基的脂肪胺或醇酸類合成金的多元絡合物。用於對不解體器物進行修復，或對無法進行槽鍍的器物進行表面處理。
文檔編號C25D3/48GK85103632SQ85103632
公開日1986年11月26日 申請日期1985年5月27日
發明者梁旭東, 丁汀, 鄭清, 李兆亭, 楊國臣, 馬玉山 申請人:國營青雲儀器廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan