[發(fā)明專利]具有精氨酸和雙環(huán)氧化物的共聚物的鎳電鍍組合物和電鍍鎳的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810632527.4
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN109252192B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·利普舒茲
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限責(zé)任公司
• 主分類號: C25D3/18
• 分類號: C25D3/18
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒;胡嘉倩

含有精氨酸和雙環(huán)氧化物的共聚物的鎳電鍍組合物能夠在寬電流密度范圍內(nèi)電鍍出具有均勻光亮表面的鎳沉積物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有精氨酸和雙環(huán)氧化物的共聚物的鎳電鍍組合物和電鍍鎳的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及具有精氨酸和雙環(huán)氧化物的共聚物的鎳電鍍組合物和電鍍鎳的方法，其中在寬電流密度范圍內(nèi)，鎳沉積物在整個表面上具有至少均勻的亮度。

背景技術(shù)

光亮鎳電鍍浴用于汽車、電氣、器具、硬件和其它各種行業(yè)中。最通常已知和使用的鎳電鍍浴之一是瓦特浴(Watts bath)。典型的瓦特浴包括硫酸鎳、氯化鎳和硼酸。瓦特浴通常以2-5.2的pH范圍、30-70℃的電鍍溫度范圍和1-6安培/平方分米的電流密度范圍操作。硫酸鎳以相當(dāng)大的量包括在浴液中以提供所需的鎳離子濃度。氯化鎳改善陽極腐蝕并且提高電導(dǎo)率。使用硼酸作為弱緩沖液來維持浴液的pH。為了獲得光亮并且有光澤的沉積物，通常會將有機(jī)和無機(jī)光亮劑添加到浴液中。典型的有機(jī)光亮劑的實例是糖精鈉、萘三磺酸鹽、烯丙基磺酸鈉、香豆素、炔丙醇和二乙基炔丙基二醇。

盡管許多用于鎳電鍍浴的常規(guī)添加劑已經(jīng)足以提供半光亮至光亮的鎳沉積物以及外觀和電鍍速度的均勻性，但通常要包括多種添加劑才會實現(xiàn)所需的鎳電鍍性能。一些鎳電鍍組合物中包括多達(dá)六種添加劑才會實現(xiàn)所需的鎳電鍍性能和沉積物。此類鎳電鍍浴的缺點是難以控制浴液性能和沉積物外觀。為了達(dá)到所需的浴液性能和沉積物外觀，添加劑必須處于適當(dāng)?shù)钠胶鉅顟B(tài)，否則會得到劣質(zhì)和不可接受的鎳沉積物，并且電鍍性能低效。使用浴液的工作人員必須監(jiān)測浴液添加劑的濃度，并且浴液中添加劑的數(shù)量越多，監(jiān)測浴液就越困難并且更耗時。在電鍍過程中，許多浴液添加劑會分解成可能損害鎳電鍍的化合物。一些包括在浴液中的添加劑的濃度高達(dá)5g/L。添加劑的濃度越高，分解產(chǎn)物就越多。在電鍍過程中，必須在某一時間點去除分解產(chǎn)物，并且鎳浴必須補(bǔ)充新的添加劑以補(bǔ)償為維持電鍍性能和沉積質(zhì)量而已經(jīng)分解的添加劑。添加劑補(bǔ)給應(yīng)基本準(zhǔn)確。與鎳電鍍浴中高濃度添加劑相關(guān)的另一個問題是添加劑可能會與鎳共沉積，這會對沉積物的特性造成負(fù)面影響，導(dǎo)致脆化和增加的內(nèi)應(yīng)力。鎳沉積物的延展性也會受到損害。含硫添加劑對延展性的影響尤其有害。

具有混合性能的常規(guī)不含硫的鎳浴添加劑的實例是香豆素。香豆素已包括在鎳電鍍浴中，以提供瓦特浴中的高流平性、可延展、半光亮和無硫的鎳沉積物。流平性指的是鎳沉積物填充和平滑如劃痕和拋光線的表面缺陷的能力。典型的含香豆素的鎳電鍍浴的實例含有約150-200mg/L香豆素和約30mg/L甲醛。浴液中高濃度的香豆素會提供非常好的流平性能；然而，這種性能是短暫的。這種高香豆素濃度會導(dǎo)致有害分解產(chǎn)物的高比率。分解產(chǎn)物并非期望的，因為其會在沉積物中導(dǎo)致不均勻的暗灰色區(qū)域，這些暗灰色區(qū)域不容易通過隨后的光亮鎳沉積物而發(fā)亮。其會降低鎳浴的流平性能，并且會降低鎳沉積物的其它有利物理特性。為了解決這個問題，行業(yè)內(nèi)的工作人員已提出降低香豆素濃度并添加甲醛和水合氯醛；然而，以中等濃度使用此類添加劑不僅會增加鎳沉積物的拉伸應(yīng)力，而且會損害浴液的流平性能。此外，許多政府法規(guī)(如REACh)都認(rèn)為甲醛以及香豆素類化合物對環(huán)境有害。因此，在電鍍行業(yè)中不鼓勵使用此類化合物。

提供高度平整的光亮鎳沉積物而不犧牲沉積物延展性和內(nèi)應(yīng)力是至關(guān)重要的。電鍍的鎳沉積物的內(nèi)應(yīng)力可以是壓應(yīng)力或拉伸應(yīng)力。壓應(yīng)力是在沉積物膨脹以緩解應(yīng)力的情況下。相反，拉伸應(yīng)力是在沉積物收縮的情況下。高度壓縮的沉積物可能會導(dǎo)致起泡、翹曲或?qū)е鲁练e物與襯底分離，而具有高拉伸應(yīng)力的沉積物除了開裂和疲勞強(qiáng)度降低之外，還可能會引起翹曲。

如上文簡述，鎳電鍍浴用于各種行業(yè)中。鎳電鍍浴通常用于電連接器和引線框架上的電鍍鎳層。此類制品具有不規(guī)則形狀，并且由如銅和銅合金的具有相對粗糙表面的金屬構(gòu)成。因此，在鎳電鍍期間，整個制品的電流密度是不均勻的，常常會產(chǎn)生厚度和整個制品外觀不可接受地不均勻的鎳沉積物。

因此，需要鎳電鍍組合物和方法以提供光亮并且均勻的鎳沉積物，即使在整個寬電流密度范圍內(nèi)，具有良好的延展性，并且所述鎳電鍍組合物和方法具有減少量的添加劑。

發(fā)明內(nèi)容