[發明專利]一種蒽醌染料體系酸性鍍銅的電鍍液及電鍍方法

在審

• 申請號: 201310553658.0
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104630837A
• 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
• 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，尤其涉及一種蒽醌染料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的工業化應用。

發明內容

有鑒于此，本發明一方面提供一種蒽醌染料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。

一種蒽醌染料體系酸性鍍銅的電鍍液，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0.10～0.35g/L的蒽醌染料、含量為0.03～0.06g/L的二甲基甲酰胺基磺酸鹽、含量為0.05～0.10g/L的聚乙二醇和含量為0.02～0.04g/L的聚乙烯亞胺烷基化合物和含量為0.03～0.05g/L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0.28g/L的蒽醌染料、含量為0.042g/L的二甲基甲酰胺基磺酸鹽、含量為0.07g/L的聚乙二醇和含量為0.03g/L的聚乙烯亞胺烷基化合物和含量為0.038g/L聚乙烯亞胺烷基鹽。

其中，所述蒽醌染料為蒽醌藍；所述聚乙二醇分子量為2000～8000。

以上電鍍液的技術方案中，選用蒽醌染料為整平劑。蒽醌染料指含有蒽醌結構的染料的總稱。蒽醌染料優選為蒽醌藍，又稱為酸性蒽醌藍，化學名為2-蒽磺酸,1-氨基-9,10-二氫-9,10-二氧-4-(苯胺)鈉，其分子式為C₂₀H₁₄N₂O₅S·Na，CAS號為6408-78-2。本發明中蒽醌藍為滄州臨港基爾達染料有限公司所生產。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。

以二甲基甲酰胺基磺酸鹽作為光亮劑。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。本發明中二甲基甲酰胺基磺酸鹽可以二甲基甲酰胺基磺酸鈉，其白色或微黃色的晶體，為江蘇夢得電鍍化學品有限公司所生產。