[其他]堿性無氰電解鍍銅液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85103672
• 申請日: 1985-05-09
• 公開（公告）號: CN85103672B
• 公開（公告）日: 1986-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付熙仁
• 申請（專利權(quán)）人: 付熙仁
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明所涉及的是一種新的無氰電解鍍銅水溶液，特別是一種以乙二醇為配位劑的堿性鍍銅液。

通常，在電鍍銅技術(shù)中廣泛采用的是氰化鍍銅工藝，這是因?yàn)榍杌劬哂幸恍﹥?yōu)良的性能，如可以直接在鐵基或鋅基工件上鍍覆，得到有良好結(jié)合力的電沉積銅層;鍍層厚度分布均勻等，但由于氰化物的劇毒而引起污染環(huán)境以及含氰廢水處理增加生產(chǎn)成本等缺點(diǎn)。因此在電鍍科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，有相當(dāng)多的人在研究和發(fā)展無氰槽液，以取代氰化槽。目前，在生產(chǎn)上已使用的各種無氰鍍銅槽液有酸性硫酸銅槽和堿性焦磷酸銅槽。但這兩種槽液都不能在鐵基體上直接鍍覆，而需要采用氰化槽預(yù)鍍底層銅或其它預(yù)處理工藝，除此而外，先后還有人提出過一些無氰鍍銅槽液，如酸性的氟硼酸鹽，鹵化物、有機(jī)羧酸鹽、氨基磺酸鹽以及堿性配合物槽液，如硫代硫酸鹽，有機(jī)胺、硫氰酸鹽、酒石酸鹽等。但這些槽液也都存在鍍層與基體結(jié)合力差，鋼鐵基體不能直接鍍覆的問題，而未能在生產(chǎn)上采用。新近提出的有機(jī)磷酸鹽鍍銅（HEDP鍍銅）克服了結(jié)合力差的缺點(diǎn)，但由于存在其它問題，還未能在生產(chǎn)中普遍推廣。因此，工業(yè)生產(chǎn)中需要一種能在鋼鐵基體上直接電鍍的無氰鍍銅液。

本發(fā)明的目的是提供一種能在鋼鐵基體上獲得良好結(jié)合力的電沉積銅層的無氰鍍銅槽液，替代目前生產(chǎn)上廣泛使用的氰化銅打底槽;或使用這種槽液直接鍍覆厚銅層。

本發(fā)明使用乙二醇作為配位劑，槽液由氯化銅CuCL₂·2H₂O（或硫酸銅CuSO₄·5H₂O或氫氧化銅Cu（OH）2）、乙二醇C₂H₄（OH）2和氫氧化鈉NaOH（或氫氧化鉀KOH）的水溶液組成，體系的化學(xué)機(jī)理認(rèn)為是：在強(qiáng)堿性水溶液中，乙二醇離解成為烷氧離子

C₂H₂（OH）₂+2OH^-→C₂H₄O^2-+2H₂O

該烷氧離子作為雙齒配位體與Cu（Ⅱ）配合

Cu²⁺+2C₂H₄O₂^2-→Cu（C₂H₄O₂）₂^2-

形成配陰離子。只要溶液中的堿和乙二醇保持足夠的濃度，此配陰離子能夠穩(wěn)定地存在。此時(shí)Cu（Ⅱ）的還原電位改變，銅在鐵基體上的浸鍍過程被避免，從而獲得結(jié)合牢固的電沉積銅層。

槽液的組成可依使用目的而變更，乙二醇含量以及銅含量可以作相應(yīng)的調(diào)整，通常乙二醇含量可在100～1000g/l的范圍內(nèi)選擇，相應(yīng)的堿含量則可在40～240g/l的氫氧化鈉或55～335g/l的氫氧化鉀之間選擇，以使溶液中保持足夠的配位體濃度，保證配銅離子的穩(wěn)定存在，以得到良好結(jié)合力的鍍層，并保證陽極的正常溶解。當(dāng)槽液中銅含量低時(shí)，可選擇低的乙二醇含量和低的堿含量;當(dāng)銅含量高時(shí)，則需要選擇高的乙二醇含量和高的堿含量。當(dāng)使用乙二醇含量上限時(shí)，乙二醇不僅作為配合劑，亦是作為溶劑，此時(shí)槽液粘度大、電導(dǎo)小、成本亦提高。除非用于特殊目的，一般情況下，應(yīng)在保證結(jié)合力和陽極正常溶解的前提下盡量采用低的乙二醇含量，堿也應(yīng)當(dāng)盡量選擇較低含量。乙二醇的最適宜含量是：當(dāng)用于預(yù)鍍打底銅層時(shí)為200～300g/l;當(dāng)用于鍍覆厚銅層時(shí)為300～400g/l，相應(yīng)的銅含量（以金屬計(jì)）應(yīng)分別控制在6～15g/l和20～25g/l之間。

同時(shí)，在上述槽液中還可加入一定數(shù)量的一種有機(jī)添加劑，其作用是提高極限電流密度，避免鍍層燒焦或出現(xiàn)疏松的海綿狀沉積，擴(kuò)展光亮區(qū)范圍。

槽液的配制方法如下：先將計(jì)算量的氫氧化鈉溶于水，配制成約占總體積1/3～1/4的濃堿液，然后加入計(jì)算量的乙二醇進(jìn)行混溶。另將氯化銅溶于水，制成約占總體積1/4的溶液。在不斷攪拌下，將氯化銅溶液逐漸加入到上述含有堿和乙二醇的溶液中，繼續(xù)攪拌至溶液中氫氧化銅沉淀全部溶解，添加劑溶于水后加入，加水至規(guī)定體積，過濾后即可試鍍。

下列實(shí)施例系本發(fā)明的兩種典型槽液組成及操作條件。

實(shí)施例1

CuCl₂·2H₂O20g/l

NaOH55g/l