一种络合剂及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明涉及一种络合剂及其制备方法和用途，所述络合剂的通式为MxHyPnO3n+1Rz，其中M为碱金属离子和NH4+中的任意一种或多种；R为酰基；x、n和z均为正整数，y为0或正整数，x+y+z=n+2。络合剂的制备方法如下：将含M的碱、碳酸盐或碳酸氢盐与磷酸、含R基的一元有机酸或多元有机酸的酸式盐按摩尔比混合反应，然后反应液在100～800℃条件下一步聚合0.5～10h获得络合剂成品；或者上述反应液先干燥，然后再在100～800℃条件下聚合0.5～10h获得络合剂成品。本发明的络合剂应用于生产电镀液，加工方便，制得的电镀液对金属的络合能力强，对铜离子的络合常数可达到1026～27，远远优于现有技术中的无氰络合剂，由该络合剂制得的电镀液质量稳定，分散性好，可采用的工艺电流密度范围较宽，电镀液应用范围广。
【专利说明】一种络合剂及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种化合物，具体的说是涉及一种络合剂及其制备方法和用途，属于化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]络合剂为能与金属离子形成络合离子的化合物，在电镀溶液中，除少数电镀液，如酸性溶液镀铁、镀镍、镀铬、镀铜没有使用或不必使用络合剂外，其他大多数电镀液，如碱性溶液镀银、镀金、镀铜、镀锌、镀锡、镀铜锡合金等都需要使用络合剂。
[0003]常用的络合剂如氰化物，由于氰离子具有优秀的络合能力，氰化电镀是最好的电镀方式，广泛应用于电镀行业，但是氰化电镀要用到NaCN、KCN、CuCN等是剧毒化合物，它对人的致死量仅为0.005g，氰化物既危害操作者的身体健康，同时又污染环境，而且废水难于治理，其污水处理费用极高，因此为了保护环境，减少公害，亟待开发一种替代氰化物的络合剂用于无氰电镀工艺。
[0004]目前无氰电镀工艺及用到的无氰络合剂主要有以下几种:1.焦磷酸盐镀铜:以焦磷酸钾作为络合剂，焦磷酸钾具有较好的络合性能，铜离子与焦磷酸根形成的络合物稳定常数Κ1=6.7，K2=9.0,以焦磷酸钾做络合剂的电镀液质量稳定，可采用的工艺范围较宽，但不足在于:钢铁基体上不能直接进行电镀，否则基体表面会产生置换导致结合力不好，因此，以焦磷酸钾做络合剂的电镀液的应用范围有限；2.柠檬酸盐镀铜:柠檬酸络合能力较强，能与铜离子在镀液中生产非常稳定的物质，铜离子与柠檬酸根的络合物稳定常数K2=19.30，采用该工艺镀铜铁基体表面不会出现置换现象，不足之处是:以柠檬酸做络合剂的电镀液质量不够稳定，电镀液的分散性有待提高，电镀液在高温时会变质；3.HEDP镀铜:HEDP是一种有机膦酸盐，具有良好的络合能力，在与多种金属作用时，都能形成比较稳定的物质，由HEDP作为络合剂制得的电镀液质量稳定，电镀液分散性好，不足之处是:实际生产中发现该电镀液的工艺电流密度范围窄，镀层易产生铜粉，镀液中的铁杂质会降低沉积速率，使得镀层与基体的结合力变差，`因此由HEDP作为络合剂制得的电镀液并未得到广泛的应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有技术中的无氰络合剂的不足，提供一种络合剂，该络合剂络合能力强，与铜离子的络合稳定常数可达IO26~27。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种络合剂的制备方法，该制备方法操作简单，制得的络合剂质量稳定，纯度高。
[0007]本发明还有一个目的是提供一种络合剂的用途，该络合剂用于电镀液的制备，可以提高电镀液对金属的络合能力，由该络合剂制得的电镀液质量稳定，电镀液分散性好，可采用的工艺电流密度范围较宽，电镀液的应用范围广。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:[0009]一种络合剂，所述络合剂的通式为MxHyPn03n+1Rz，其中M为碱金属离子和NH4+中的任意一种或多种；R为酰基；x、η和ζ均为正整数，y为O或正整数，x+y+z=n+2。
[0010]下面以几个例子以解释上述技术方案:
[0011]a:当x=l, y=l时，z=n,络合剂的通式为MHPn03n+1Rn,其结构式如式(I)所示:
[0012]
【权利要求】
1.一种络合剂，其特征在于:所述络合剂的通式为MxHyPn03n+1Rz，其中M为碱金属离子和NH4+中的任意一种或多种；R为酰基；χ、η和ζ均为正整数，y为O或正整数，x+y+z=n+20
2.根据权利要求1所述的络合剂，其特征在于:所述络合剂的通式为MxHyPn03n+1R，其中M为Na+、K+和NH4+中的任意一种或多种；R为酰基；x和η均为正整数，y为O或正整数，x+y=n+lο
3.—种权利要求1或2所述的络合剂的制备方法，其特征在于:具体操作如下:将含M的碱、碳酸盐或碳酸氢盐与磷酸、含R基的一元有机酸或多元有机酸的酸式盐按摩尔比混合反应，然后反应液在100~800°C条件下一步聚合0.5~IOh获得络合剂成品；或者上述反应液先干燥，然后再在100~800°C条件下聚合0.5~IOh获得络合剂成品。
4.根据权利要求3所述的络合剂的制备方法，其特征在于，当M为Na+时，将氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠与磷酸、含R基的一元有机酸或多元有机酸的酸式盐按摩尔比混合反应，然后反应液在200~400°C条件下一步聚合0.5~IOh获得络合剂成品；或者上述反应液先干燥，然后再在200~400°C条件下聚合0.5~IOh获得络合剂成品。
5.根据权利要求3所述的络合剂的制备方法，其特征在于，当M为K+时，将氢氧化钾、碳酸钾或碳酸氢钾与磷酸、含R基的一元有机酸或多元有机酸的酸式盐按摩尔比混合反应，然后反应液在250~80(TC条件下一步聚合0.5~IOh获得络合剂成品；或者上述反应液先干燥，然后再在250~800°C条件下聚合0.5~IOh获得络合剂成品。
6.根据权利要求3所述的络合剂的制备方法，其特征在于，当M为NH4+时，将氨水、碳酸铵或碳酸氢铵与磷酸、含R基的一元有机酸或多元有机酸的酸式盐按摩尔比混合反应，然后反应液在100~30(TC条件下一步聚合0.5~IOh获得络合剂成品；或者上述反应液先干燥，然后再在100~300°C条件下聚合0.5~IOh获得络合剂成品。
7.—种权利要求1或2所 述的络合剂的应用，其特征在于:用于制备电镀液。
8.根据权利要求7所述的络合剂的应用，其特征在于:所述电镀液为镀铜、镀锡、镀铜锌合金、镀铜锡合金、镀镍锡合金、镀镍钴合金、镀锡钴合金和镀镍锡钴合金中的任意一种。
9.根据权利要求7所述的络合剂的应用，其特征在于:所述电镀液中络合剂的用量以质量百分数计为I~60%。
【文档编号】C25D3/56GK103755738SQ201410015187
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】孙松华, 孙婧 申请人:孙松华