[發明專利]一種無氰電鍍銀溶液及其制備方法

在審

• 申請號: 201710594878.6
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107227470A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 劉定富;施力勻;沈岳軍;楊晨
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C25D3/46
• 分類號: C25D3/46
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙)11362
• 代理人: 郭防,石誠

技術領域

本發明涉及一種電鍍銀溶液，特別是一種無氰電鍍銀溶液及其制備方法。

背景技術

銀具有優良的導電性、導熱性和延展性，普遍應用于通訊、電子和儀器儀表制造業等工業范疇。迄今為止，傳統的鍍銀液中大多含有氰化物，雖然能得到良好的鍍銀層，但氰含有劇毒，對生態環境及人體構成了嚴重威脅。鑒于此，我國管理當局屢次發布行政指令，要求在電鍍行業中逐漸取消氰化鍍銀工藝。歐盟也在ROHS和WEEE環保指令中明確限制氰化物的使用，因此開發出能夠替代氰化物體系的無氰電鍍銀工藝迫在眉睫。鍍層與基體結合力良好、電流密度范圍較寬和電鍍液維護方便，是無氰鍍銀工藝能否應用的關鍵。目前已研究開發的無氰堿性鍍銀工藝用的配位劑主要有硫代硫酸銨、亞氨基二磺酸銨、咪唑-磺基水楊酸、丁二酰亞胺等，但這些配位劑制備的電鍍銀溶液基本都存在著電流密度范圍窄，電流效率低，鍍取一定厚度的銀鍍層所需時間長，電鍍液穩定性不高等問題。因此，目前的電鍍銀溶液存在以下問題：電鍍銀溶液穩定性不高；進行鍍銀加工時電鍍液電流密度范圍窄、電流效率低；加工時間長、加工效率較低，而且鍍層與基體結合力不好，鍍層結晶粒不細致緊密。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種無氰電鍍銀溶液及其制備方法。本發明的電鍍銀溶液穩定性高,進行鍍銀加工時電鍍液電流密度范圍寬、電流效率高,加工時間短、加工效率較高、鍍層與基體結合力較好、鍍層結晶粒細致緊密，同時電鍍銀溶液不含劇毒氰化物，加工清潔。

本發明的技術方案：一種無氰電鍍銀溶液，所述溶液包括硝酸銀、丁二酰亞胺、焦磷酸鉀、5,5-二甲基乙內酰脲、氫氧化鉀和水。

前述的一種無氰電鍍銀溶液中，所述溶液中硝酸銀用量為20~70g/L，丁二酰亞胺用量為60~240g/L，焦磷酸鉀用量為50~120g/L， 5,5-二甲基乙內酰脲用量為5~60g/L，氫氧化鉀用量為15~65g/L。

前述的一種無氰電鍍銀溶液中，所述溶液中硝酸銀用量為30~60g/L，丁二酰亞胺用量為70~200g/L，焦磷酸鉀用量為60~110g/L， 5,5-二甲基乙內酰脲用量為10~50g/L，氫氧化鉀用量為25~55g/L。

前述的一種無氰電鍍銀溶液中，所述溶液中硝酸銀用量為40~50g/L，丁二酰亞胺用量為80~180g/L，焦磷酸鉀用量為70~100g/L，5,5-二甲基乙內酰脲用量為20~40g/L，氫氧化鉀用量為35~45g/L。

按照前所述的一種無氰電鍍銀溶液的制備方法，按以下步驟制備：

（a）將氫氧化鉀溶解在水中，再加入丁二酰亞胺攪拌至完全溶解，得A品；

（b）將硝酸銀溶于水中，得硝酸銀溶液，將硝酸銀溶液加入A品中，攪拌均勻，得B品；

（c）將焦磷酸鉀和5,5-二甲基乙內酰脲溶于水中，再加入80~100mg/L的2.2-聯吡啶作為添加劑，混合得C品；

（d）將C品加入B品中，攪拌均勻，得D品；

（e）調節D品的pH至9～10，定容，得無氰電鍍銀溶液。

前述的制備方法中，所述步驟（e）中調節D品的pH至9～10，是用氫氧化鉀溶液或硝酸溶液進行調節。

與現有技術相比，本發明選用丁二酰亞胺作為配位劑，輔之以5,5-二甲基乙內酰脲（DMH）作第二配位劑，焦磷酸鉀為導電鹽，可以得到均勻、細致、光亮的鍍層，且電流效率高，電流密度范圍較寬。通過在碳鋼或黃銅基體表面電鍍銀，有效提高了電流密度范圍，鍍層與基體結合力良好，晶粒細密、電流效率高；本發明鍍液制備方法簡單、鍍液性質穩定、維護方便、鍍層結晶細致，平整性好，鍍銀層的純度高，而且不含劇毒氰化物，對環境友好。

為了驗證本發明的技術效果，申請人進行了如下實驗：

一、主鹽主絡合劑配比，

分別用含25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L Ag⁺離子的溶液與丁二酰亞胺進行按照1：1、1：2、1：3、1：4、1：5和1：6進行不同絡合比實驗；通過霍爾槽實驗分析電流密度范圍，并通過小槽實驗所得的鍍片分析表面形貌、沉積速率、鍍層與基材結合力以及鍍層光澤度等，測得Ag⁺離子含量在40~50g/L，并且與丁二酰亞胺摩爾比在1：3時使鍍層形貌最好，電流密度范圍較大。

二、導電鹽篩選