[發明專利]一種酞菁體系酸性鍍銅的電鍍液及電鍍方法

在審

• 申請號: 201310553848.2
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104630840A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 曾雄燕
• 申請（專利權）人: 無錫市雪江環境工程設備有限公司
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D5/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊晞

技術領域

本發明涉及電鍍銅工藝的技術領域，尤其涉及一種酞菁體系酸性鍍銅的電鍍液及電鍍方法。

背景技術

銅具有良好的導電性和導熱性，較為柔軟，容易拋光，易溶于硝酸，也易溶于加熱的濃硫酸中，在鹽酸和稀硫酸中作用很慢。在空氣中易于氧化(尤其在加熱條件下)，氧化后將失掉本身的顏色和光澤，在潮濕空氣中與二氧化碳或氧化物作用生成一層堿式碳酸銅，當受到硫化物作用時，將生成棕色或黑色薄膜。

由于銅電位較正，因而它很容易在其它金屬上沉積。以銅作為底層，連同光亮鎳和微裂紋鉻一起使用時，能得到非常良好的抗蝕性鍍層。銅鍍層能有效地保護鋅壓鑄件不受酸性鍍鎳溶液的浸蝕而溶解，并由此防止了置換鍍，當電鍍鋅壓鑄件時，銅作為底層是必不可少的。同樣，鋼件鍍鎳鉻之前鍍銅，容易被拋光到很高的表面光度，從而可以降低某些鋼件的磨光及拋光成本。所以，銅鍍層通常用來作為金、銀、鎳及鉻鍍層的底層。另外，由于具有良好的導電性，銅鍍層也廣泛的應用于印刷線路板上。銅能有效地阻止碳、氮的擴散滲透，低孔隙率的銅鍍層作為一種阻擋層，也廣泛應用于鋼基體零件的滲氮和滲碳工藝。

酸性鍍銅作為一種應用最為廣泛的鍍銅工藝之一，它一般以硫酸和硫酸銅為基礎配方，它具有以下一些主要優點：(1)鍍層與基體金屬結合力好，強度高；(2).鍍層韌性好；(3)深鍍性能好，整平性好；(4)易拋光，導電性能良；(5)易焊接；(6)在裝飾性電鍍中可選用特定添加劑得到光亮效果，或鍍出凹凸黑體字；(7)鍍層上容易繼續鍍銅或鍍其他金屬。

現有酸性鍍銅普遍存在鍍液的性能不夠理想，鍍層質量不強的技術缺陷，這些嚴重制約了酸性鍍銅在工業上完全取代有氰鍍銅。

發明內容

有鑒于此，本發明一方面提供一種酞菁體系酸性鍍銅的電鍍液，該電鍍液的鍍液性能優異，鍍層質量良好。

一種酞菁體系酸性鍍銅的電鍍液，其特征在于，包括含量為190～220g/L的CuSO₄·5H₂O、含量為50～70g/L的H₂SO₄、含量為0.050～0.080g/L的氯離子、含量為40～70g/L的酞菁、含量為3～8g/L的聚氧乙烯醚磺酸鹽、含量為10～30g/L的二硫代胺基甲酸酯和含量為0.2～0.5g/L的聚乙烯亞胺烷基鹽。

其中，包括含量為202g/L的CuSO₄·5H₂O、含量為57g/L的H₂SO₄、含量為0.063g/L的氯離子、含量為62g/L的酞菁、含量為5g/L的聚氧乙烯醚磺酸鹽、含量為16g/L的二硫代胺基甲酸酯和含量為0.35g/L的聚乙烯亞胺烷基鹽。

其中，所述聚氧乙烯醚磺酸鹽為壬基酚聚氧乙烯醚磺酸胺鹽。

以上電鍍液的技術方案中，選用酞菁為整平劑。酞菁是由四個異吲哚單元組成的具有18個電子的平面大環芳香共軛體系。為了使原本凹凸不平的基體變得平整光亮，就必須使電鍍過程中凹陷處的沉積速度大于凸處的沉積速度，這一過程的實現叫做整平，它是靠在鍍液中加入整平劑而實現的。整平劑能夠被吸附在陰極上，并且會因還原而被消耗，有阻礙金屬離子的電沉積的作用。由于微觀上的凹陷處的擴散傳質速度比凸處要慢，因此，凹處的整平劑耗盡以后沒有得到及時補充，以致吸附的量比較少，因而對沉積的阻化作用較小，沉積速度較快；凸起處的情況則與凹陷處的正好相反。因此，凹陷處的鍍層生長就會比凸處快，基體原來的微觀凹凸差距逐漸被縮小，以致最后消除，從而達到對鍍層表面的整平。

以二硫代胺基甲酸酯作為光亮劑。光亮劑具有一定的增大極化的作用，它通過吸附作用，抑制銅單質沉積時局部生長，促進結晶的微細化，使得晶粒的尺寸小于可見波長，并且具有一定的排列定向，由此形成于平行于表面的結構面，從而達到使得入射到表面的可見光不發生漫反射。二硫代胺基甲酸酯的合成制備方法可參照中國專利CN1495161A所公開的方法，本發明中為德國拜爾公司所成產。

以聚乙烯亞胺烷基鹽作為延展劑。延展劑消除鍍層內應力，提高鍍層的延展性。延展性指金屬或其它的膜層不發生裂紋而表現出的彈性或塑性變形能力。除此之外，聚乙烯亞胺烷基鹽還其光亮劑的作用，可提高中低電流密度鍍層光亮度。本發明中聚乙烯亞胺烷基鹽為微黃色液體，PH為5～7，為江蘇夢得電鍍化學品有限公司所生產。

以聚氧乙烯醚磺酸鹽為潤濕劑。潤濕劑可提高鍍液的潤濕效果。聚氧乙烯醚磺酸鹽優選為壬基酚聚氧乙烯醚磺酸胺鹽，為江蘇擎宇化工科技有限公司所生產。