一种硫酸盐系环保电镀镀液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种硫酸盐系环保电镀镀液。
【背景技术】
[0002] 电镀铬有广泛的应用。铬镀层外观优美，硬度高，耐蚀和耐磨性好，不仅可用作装 饰性镀层，而且可作功能性镀层。六价铬镀铬是最普遍的工业化应用工艺。然而，Cr (VI)对 环境和人体健康有严重的危害，其危害的潜伏期很长，是一种毒性极强的强烈致癌物，也是 严重的腐蚀介质。相对而言，三价铬镀铬具有六价铬镀铬无法比拟的优点，如毒性较低、废 水处理较简单、生产中无铬雾污染等。随着世界各国对环境问题的日益关注，传统的六价铬 镀铬工艺将逐渐被取代和淘汰，三价铬镀铬必将得到应用和推广。
[0003] 相对于六价铬镀铬，三价铬镀铬的主要优点有：
[0004] 1)镀液污染较Cr (VI)低，其毒性仅为Cr (VI)的1 %，且电镀过程不产生铬雾；
[0005] 2)镀液铬的含量低，仅为Cr(VI)镀液的20%~10%，带出损失少，污水处理简 单；
[0006] 3)沉积速度快，电流效率较高，约为Cr (VI)电镀的2倍；
[0007] 4)镀液分散能力和覆盖能力较铬酸镀液好，一般不需要辅助阳极，厚度较均匀，挂 具简单；
[0008] 5)光亮电流密度范围较宽，能适合形状较复杂的零件镀铬；
[0009] 6)镀液可在常温或较低温度下工作，节约能源；
[0010] 7)镀层为不连续微裂纹络，耐腐蚀性高于Cr(VI)镀层，硬度不低于Cr(VI)铬层；
[0011] 8)电镀过程中，电流中断后继续电镀，不影响镀层质量；
[0012] 9)简化了阳极系统并能长期使用；
[0013] 10)可使用化学净化剂如铁氰化钾等，无需定期清洗镀槽，减少了停工期。
[0014] 相对于六价铬镀铬，三价铬镀铬的主要缺点有：
[0015] 1)铬为多价态金属，
：在电镀过程中，镀液中的Cr3+会在 阳极被氧化成Cr (VI)，毒害镀液；
[0016] 2)镀液对杂质较为敏感，管理维护要求较为严格；
[0017] 3)使用特种钛阳极或金属氧化物电极，致使生产成本较高；
[0018] 4)镀液中有十余种成分，镀液稳定性差，工艺难以控制和调整；
[0019] 5)镀层色泽还不理想，尤其是，随着厚度的增加或电镀时间的延长，镀层光泽变 暗；
[0020] 6)镀液的pH范围较窄，pH过高，将对镀铬工艺造成不可逆损害。
[0021] 目前，三价铬电镀主要是硫酸盐体系和氯化物体系。两体系各有优缺点，其中氯化 物体系具有导电好、槽压低、镀液分散能力和覆盖能力及电流效率较高、光亮电流密度范围 较宽、阳极析氧过电势较低及阳极上三价铬不易被氧化等优点。缺点是电流密度高时，阳极 有氯析出，污染较重，对设备腐蚀重。硫酸盐体系虽然在镀液的导电性、分散能力、覆盖能 力、电流效率和光亮电流密度范围等方面相对氯化物体系优势不明显，但是却拥有氯化物 所不具有的明显优势，即阳极没有氯析出，无污染，对设备腐蚀小。因此，三价铬电镀的研究 重心应该是硫酸盐体系。
[0022] 然而现有技术中报道的硫酸盐系电镀溶液及电镀工艺仍存在令人不尽满意的地 方
【发明内容】
[0023] 本发明的目的在于提出一种硫酸盐系环保电镀镀液，该镀液体系稳定，镀层外观 光亮，裂纹少，结合力好。
[0024] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0025] -种硫酸盐系环保电镀镀液，所述镀液的组成为：硫酸铬0. 8-1. Omol/L ;硫酸 钾 0· 2-0. 4mol/L ;溴化铵 0· 6-0. 8mol/L ;硼酸 L 4-1. 6mol/L ;次亚磷酸钠 0· 6-0. 8mol/ L ;氨基乙酸 I. 2-1. 4mol/L ;甲醇 0. 02-0. 04mol/L，亚硫酸钠 0. 03-0. 05mol/L，硫酸亚铁 0· 05-0. 07mol/L ;甲基丙烯酸甲酯 0· 03-0. 05mol/L，聚二甲基硅氧烷 0· 01-0. 03mol/L。
[0026] 优选，所述镀液的组成为：硫酸铬0· 85-0. 95mol/L ;硫酸钾0· 25-0. 35mol/ L ;溴化铵 0· 65-0. 75mol/L ;硼酸 L 45-1. 55mol/L ;次亚磷酸钠 0· 65-0. 75mol/L ;氨 基乙酸 1. 25-1. 35mol/L ;甲醇 0· 025-0. 035mol/L，亚硫酸钠 0· 035-0. 045mol/L，硫 酸亚铁0. 055-0. 065mol/L ;甲基丙烯酸甲酯0. 035-0. 045mol/L，聚二甲基硅氧烷 0.015-0. 025mol/L〇
[0027] 最优选，所述镀液的组成为：硫酸铬0· 90mol/L ;硫酸钾0· 30mol/L ;溴化铵 0· 70mol/L ;棚酸 I. 50mol/L ;次亚憐酸纳 0· 70mol/L ;氛基乙酸 I. 30mol/L ;甲醇 0· 030mol/ L，亚硫酸钠0· 040mol/L，硫酸亚铁0· 060mol/L，甲基丙稀酸甲酯0· 04mol/L，聚二甲基娃氧 烷 0· 02mol/L。
[0028] 该镀液可用如下工艺进行电镀：电镀液的pH值为2. 3-3. 6 ;电镀时的工艺温度约 为45-55°C，阴极电流密度为21-23A/dm2,电镀时间15-25分钟，阳极为不锈钢电极甲基丙 稀酸甲酯〇· 〇4mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 02mol/L〇
[0029] 本发明创造性的在镀液中增加了甲基丙烯酸甲酯和聚二甲基硅氧烷两种组分，并 确定了二者的适宜含量。经实践表明，增加这两种组分与不增加这两种组分的镀层对比，镀 层基本没有出现裂纹现象，并且结合力大幅提高，百格刀测试无脱落现象。取得了意料不到 的技术效果。
[0030] 除上述本发明的关键组分外，电镀液配方组分中硫酸铬为镀液提供铬离子，硫酸 钾和溴化铵为导电盐，用来增加镀液电导，提高镀液分散能力并减少电耗；硼酸为镀液缓冲 剂，用来维持镀液的pH值在工艺范围内；氨基乙酸与三价铬离子络合，将惰性的三价铬水 合物转化为电活性高的易沉积络离子，以提高镀液的沉积速度和电流效率，改善镀层质量； 硼酸可有效稳定镀液的PH值，维持长时间电镀镀液酸度的稳定，保证镀层的持续增厚。亚 硫酸钠和硫酸亚铁用来防止三价铬离子被氧化为六价铬离子，同时将镀液中已存在的六价 铬离子还原为三价铬离子以提高镀液的稳定性和使用寿命。
[0031] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
[0032] 本发明通过对镀液成分的调整，可以实现用三价铬替代六价铬，环保清洁无污染， 并且制备的镀层外观光亮，裂纹少，结合力好。镀液稳定性好，使得电镀作业容易操作。
【具体实施方式】
[0033] 实施例一
[0034] -种硫酸盐系环保电镀镀液，所述镀液的组成为：硫酸铬0. 8mol/L ;硫酸钾 0· 4mol/L ;溴化铵0· 6mol/L ;硼酸I. 6mol/L ;次亚磷酸钠0· 6mol/L ;氨基乙酸I. 4mol/L ;甲 醇0. 02mol/L，亚硫酸钠0. 05mol/L，硫酸亚铁0. 05mol/L ;甲基丙稀酸甲酯0. 03mol/L，聚二 甲基硅氧烷〇· 03mol/L〇
[0035] 实施例二
[0036] -种硫酸盐系环保电镀镀液，所述镀液的组成为：硫酸铬1.0 mol/L ;硫酸钾 0· 2mol/L ;溴化铵0· 8mol/L ;硼酸I. 4mol/L ;次亚磷酸钠0· 8mol/L ;氨基乙酸I. 2mol/L ;甲 醇0. 04mol/L，亚硫酸钠0. 03mol/L，硫酸亚铁0. 07mol/L ;甲基丙稀酸甲酯0. 05mol/L，聚二 甲基硅氧烷〇· OlmoVL0
[0037] 实施例三
[0038] -种硫酸盐系环保电镀镀液，所述镀液的组成为：所述镀液的组成为：硫酸铬 0· 85mol/L ;硫酸钟 0· 35mol/L ;漠化钱 0· 65mol/L ;棚酸 I. 55mol/L ;次亚憐酸纳 0· 65mol/ L ;氨基乙酸I. 35mol/L ;甲醇0. 025mol/L，亚硫酸钠0. 045mol/L，硫酸亚铁0. 055mol/L ;甲 基丙烯酸甲酯〇· 〇45mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 015mol/L〇
[0039] 实施例四
[0040] -种硫酸盐系环保电镀镀液，所述镀液的组成为：所述镀液的组成为：硫酸铬 0· 95mol/L ;硫酸钾 0· 25mol/L ;溴化铵 0· 75mol/L ;硼酸 I. 45mol/L ;次亚磷酸钠 0· 75mol/ L ;氨基乙酸I. 25mol/L ;甲醇0. 035mol/L，亚硫酸钠0. 035mol/L，硫酸亚铁0. 065mol/L ;甲 基丙烯酸甲酯〇· 〇35mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 025mol/L〇
[0041] 实施例五
[0042] -种硫酸盐系环保电镀镀液，所述镀液的组成为：硫酸铬0. 9mol/L ;硫酸钾 0· 3mol/L ;溴化铵0· 7mol/L ;硼酸I. 5mol/L ;次亚磷酸钠0· 7mol/L ;氨基乙酸I. 3mol/L ;甲 醇0. 03mol/L，亚硫酸钠0. 04mol/L，硫酸亚铁0. 06mol/L ;甲基丙稀酸甲酯0. 04mol/L，聚二 甲基硅氧烷〇· 02mol/L〇
[0043] 申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细 工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的 保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1. 一种硫酸盐系环保电镀镀液，其特征在于，所述镀液的组成为：硫酸铬0. 8-1.Omol/ L;硫酸钾 0· 2-0. 4mol/L;溴化铵 0· 6-0. 8mol/L;硼酸 1. 4-1. 6mol/L;次亚磷酸钠 0· 6-0. 8mol/L;氛基乙酸 1. 2-1. 4mol/L;甲醇 0· 02-0. 04mol/L，亚硫酸纳 0· 03-0. 05mol/ L，硫酸亚铁0. 05-0. 07mol/L;甲基丙烯酸甲酯0. 03-0. 05mol/L，聚二甲基硅氧烷 0.01-0. 03mol/L〇2. 如权利要求1所述的一种硫酸盐系环保电镀镀液，其特征在于，所述镀液的组 成为：硫酸铬 〇· 85-0. 95mol/L;硫酸钾（λ25-0. 35mol/L;溴化铵(λ65-0. 75mol/L;硼 酸 1· 45-1. 55mol/L;次亚憐酸纳 0· 65-0. 75mol/L;氛基乙酸 1· 25-1. 35mol/L;甲醇 0· 025-0. 035mol/L，亚硫酸钠 0· 035-0. 045mol/L，硫酸亚铁 0· 055-0. 065mol/L;甲基丙烯 酸甲酯 〇· 035-0. 045mol/L，聚二甲基硅氧烷 0· 015-0. 025mol/L。3. 如权利要求1-2所述的一种硫酸盐系环保电镀镀液，其特征在于，所述镀液的组 成为：硫酸络〇· 90mol/L;硫酸钾0· 30mol/L;溴化铵0· 70mol/L;硼酸1. 50mol/L;次亚磷 酸钠0. 70mol/L;氨基乙酸1. 30mol/L;甲醇0. 030mol/L，亚硫酸钠0. 040mol/L，硫酸亚铁 0· 060mol/L;甲基丙稀酸甲酯0· 04mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 02mol/L〇
【专利摘要】本发明公开了一种硫酸盐系环保电镀镀液，所述镀液的组成为：硫酸铬0.8-1.0mol/L；硫酸钾0.2-0.4mol/L；溴化铵0.6-0.8mol/L；硼酸1.4-1.6mol/L；次亚磷酸钠0.6-0.8mol/L；氨基乙酸1.2-1.4mol/L；甲醇0.02-0.04mol/L，亚硫酸钠0.03-0.05mol/L，硫酸亚铁0.05-0.07mol/L；甲基丙烯酸甲酯0.03-0.05mol/L，聚二甲基硅氧烷0.01-0.03mol/L。
【IPC分类】C25D3/10, C25D3/06
【公开号】CN105401176
【申请号】CN201510784278
【发明人】张颖
【申请人】张颖
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月16日