[發明專利]采用離子液體在鋅表面預電沉積銅的方法

無效

• 申請號: 200710037409.0
• 申請日: 2007-02-09
• 公開（公告）號: CN101054698A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 朱萍;周鳴;吳金華;周勁
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D5/34
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種鋅表面預電沉積銅的方法，特別是一種采用離子液體在鋅表面預電沉積銅的方法。

背景技術

鋅合金壓鑄件價格低廉、生產效率高、加工精度高，具有一定的機械強度，能壓鑄成形狀復雜、精度較高的各種零部件，經電鍍的鋅壓鑄件以其優良的裝飾性、抗蝕性及價廉等特點應用于日用五金、輕工家電、機械電子、仿工藝品上。為此，國內電鍍工作者近年對鋅壓鑄件的電鍍技術進行了大量的研究。

鋅鑄件的表面化學性質比較活潑，抗腐蝕性能比較差，因此需要在鋅鑄件表面電鍍一層抗腐蝕性能較強的金屬，一般工業都是采用電鍍鎳和鉻的工藝，由于鋅的化學性質比較活潑，在電鍍溶液容易發生溶解腐蝕現象以及與溶液中其它金屬離子(鎳)發生置換反應，這樣會影響電鍍層與鋅基體之間的結合力，從而影響電鍍層，因此在現有技術的工藝流程中使用預鍍氰化銅工藝，由于氰化物具有很好的絡合能力，當它與銅絡合后，可以減少溶液中自由的金屬銅離子，可以有效地避免銅鋅之間的置換反應，從而可以提高銅與基體鋅之間的結合力，但是，國家環保法已經明確規定要逐步淘汰氰化物電鍍工藝，這樣尋找新的無氰預電鍍銅工藝已經迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用離子液體在鋅表面預電沉積銅的方法，以解決現有鋅鑄件表面電鍍鎳和鉻工藝中采用氰化預電鍍銅的工藝存在的環保問題。

本發明的構思是：

由于離子液體的物理化學性質，如電導率高，在高溫下仍有很低的蒸汽壓，電化學穩定性好(即有寬闊的電化學窗口)，對有機物和無機物的溶解能力強，熱穩定性和阻燃性好，酸堿性可調節等特點，其中四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑(BMIBF₄)具有在空氣中穩定存在優良特性。本發明方法選擇合成氯化1-甲基-3-丁基-咪唑(BMIM-Cl)中間體，再與NH₄BF₄制備BMIBF₄離子液體，然后再加入10％(BMIM-Cl)中間體溶解在BMIBF₄離子液體中，最后把無水氯化亞銅加入上述離子液體中，攪拌均勻成一相后就制備出電鍍銅的離子液體電解質，這種離子液體基本上不會腐蝕鋅基體的表面，同時它也不會與離子液體中銅離子發生置換反應，因此可以在鋅表面電鍍一層銅。

根據上述構思，本發明采用下述技術方案：

一種采用離子液體在鋅表面預電沉積銅的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

a)把氯代正丁烷與1-甲基-咪唑按摩爾比為1∶1的比例溶于甲苯和水的混合溶劑中，其中甲苯和水的體積比為1∶1，回流72小時后，得到氯化1-甲基-3-丁基咪唑離子液體中間體；再將該離子液體中間體用旋轉蒸發儀在80～82℃下真空除雜質5～6小時；

b)將上述步驟a合成出來的離子液體中間體與氟硼酸銨按摩爾比1.1∶1的比例混合成混合液，在加入丙酮作為反應介質，其中丙酮與混合液的體積比為1∶1，回流反應72小時后，過濾分離氯化銨，把濾液在80～82℃條件下真空旋轉蒸發18～24小時，以除去丙酮、其它副反應有機雜質和水分，得到BMIBF₄離子液體；

c)攪拌下，把無水氯化亞銅加入到的經步驟b得到的BMIBF₄離子液體中，直至飽和為止；

d)將經過預處理的鋅鑄件作為陰極，以純銅作為陽極，以步驟c得到的離子液體為電解液，溫度控制為45～55℃，電壓控制在1.5V以內，電流密度為0.5～1.0A/dm²，電鍍30～60分鐘；

e)最后把鍍件清洗、晾干。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

(1)離子液體預電鍍銅的電流效率可以達到100％。

(2)離子液體電鍍銅不會有水溶液電鍍銅中產生析氫和鍍層有針孔現象。

(3)離子液體電鍍銅不會對環境產生污染。

具體實施方式