专利名称：一种无氰镀金电镀液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无氰镀金电镀液。
背景技术：
金的单质通称为“黄金”，是一种十分稀少、特殊和贵重的金属。金具有金黄色的外表，延展性好，易于抛光，化学性质不活泼，不容易与其他元素发生化学反应，只能溶于王水等腐蚀性较强的物质中而不能溶于其它类酸，具有耐蚀性强，及良好的抗变色性能。因而金的广泛用途主要有，用作国际储备，用于珠宝、首饰等的装饰，应用于工业与现代高新技术产业之中。国内外镀金工艺主要采用氰化镀金。氰化镀金工艺中，氰化物的水能溶解金，生成溶于水的KAu(CN)2，生成的的氰化钾溶液既很好的溶解了金，化学稳定性也很好，所得镀金液分散能力和深度能力好，电沉积所得镀层光亮性好。不过，氰化物剧毒，极大的危害人类健康和环境保护，在生产和使用过程中都必须严格采取安全措施，比如具备良好的通风设备和废水处理条件等。随着电镀技术的发展，新的电镀工艺的研制，以及人们对于世界环境保护的关注，因此世界各国纷纷出台相应的政策，逐步淘汰氰化镀工艺。在我国也颁布了一系列的政策，例如为了促进电镀行业的发展，改善电镀行业的生产状况，2002年6月2日原国家经贸委发布第32号令，公布了《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录》(第三批)，要求2003年将“有氰电镀”限期淘汰。2003年2月27日，原国家经贸委和国家环境保护总局公布了《国家重点行业清洁生产技术导向目录》(第二批)，提出推广应用的无毒气保护焊丝双线化学镀铜技术、低铬酸镀硬铬技术、氯化钾镀锌技术、镀锌层低铬钝化技术和镀锌镍合金技术。2007年2月1日国家环保总局开始实施《电镀行业清洁生产标准》。随着电镀技术的进步，人们保护环境意识的加强，电镀工作者们纷纷投入到无氰电镀的研究工作之中。已经提出的柠檬酸盐镀金，现在已经有很多的厂商在使用，但所使用的金盐是用氰化金钾，仍是氰化物，没有真正意义上实现无氰化。为了实现无氰化，电镀工作者先后提出了亚硫酸镀金、硫代硫酸镀金，乙二胺镀金、巯基磺酸镀金、L-半胱氨酸镀金、乙内酰脲镀金等，并申请了相应的专利。例如日本专利JP11193474、JP2000204496、 JP2000355792 等。无氰镀液以亚硫酸盐镀金液应用较多，但是这些无氰镀金液与氰化镀金液相比仍然有一些缺点，比如镀液稳定性问题。不论是在酸性、中性或碱性的无氰镀金液，亚硫酸根离子容易与镀液中的溶解氧发生氧化还原反应，亚硫酸根变成硫酸根，导致镀液组成发生改变，这给实际的的存放和使用带来许多不便。其次镀金层耐磨性差，在正镀金之前往往需要预镀金，即在正镀金前在一特定镀金液中进行预镀金后再转入正常镀金工序。此外镀液的成本较高，很多无氰镀金液配制非常复杂，在配制过程中损耗金比较多，造成较大的资源浪费。因此，无氰镀金工艺的推广与使用受到极大的限制。基于这种情况，寻求一种低毒或无毒的、稳定性好的、操作简单及成本低的无氰镀金液，成为科研工作者的研发与应用的一个主要努力方向。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种无氰镀金电镀液，该镀液本身毒性很小或无毒，镀液组分成本低，具有较好的稳定性。本发明提供的一种无氰镀金电镀液，其配方包括以下组份金的无机酸，主络合剂，辅助络合剂；所述主络合剂为烷烃化合物，辅助络合剂为非营养性甜味剂。所述组分的质量浓度为金的无机酸1 30 g/L，主络合剂5 90 g/L，辅助络合剂1 100 g/L。所述金的无机酸为氯金酸。所述的烷烃化合物为三羟甲基氨基甲烷或其盐酸盐，所述的非营养性甜味剂为糖精或其盐类。所述无氰镀金电镀液的配方中添加电镀添加剂。所述电镀添加剂为聚乙烯亚胺、 哌嗪或聚乙烯吡咯烷酮。所述的无氰镀金电镀液的操作条件为pH为7 9，电流密度为0. 05 A/dm2 0. 5 A/dm2,温度为 20 60°C。本发明提供的一种无氰镀金电镀液不含有亚硫酸根等离子，各组分的化学稳定性较好，且镀液本身具有一定的缓冲能力，镀液PH值不会随放置时间的增加而发生较大的变化。镀液不含有毒性强的氰化物或者其它毒性强的有害物质，因此镀液的存放无需特殊保护，镀液本身为中性或近中性溶液，在电沉积的过程中不会对镀件产生强腐蚀等作用，镀件处理相对简单，且无需预镀金节约了成本，同时无氰化物也不会对环境和人体造成巨大的危害，污水废液处理相对简单。本发明提供的无氰镀金电镀液组成简单，所需原料价格低廉，配制方法简单易行，镀液与镍、铜等金属基底置换速率低，化学稳定性好，而且在电镀过程中无需通氮气除氧，电流密度适用范围比较宽，所得镀金层的晶粒细致、光亮且结合力好，能满足日常装饰性电镀和功能性电镀等多领域的应用。
具体实施例方式本发明提供了一种无氰镀金电镀液。所述无氰镀金电镀液的配方包括以下组份金的无机酸，主络合剂，辅助络合剂； 所述主络合剂为烷烃化合物，辅助络合剂为非营养性甜味剂。镀金液使用的金的无机酸，为氯金酸。主络合剂烷烃化合物为三羟甲基氨基甲烷或其盐酸盐，辅助络合剂非营养性甜味剂为糖精或其盐类。本发明中使用的一种无氰镀金电镀液的操作条件为pH范围为7 9，电流密度范围为0. 05 A/dm2 0. 5 A/dm2,温度范围为20 60°C。应用本发明的一种无氰镀金电镀液的电镀步骤为先溶解三羟甲基氨基甲烷或其盐酸盐后，在搅拌的情况下把三羟甲基氨基甲烷或其盐酸盐加入到氯金酸溶液中，然后加入糖精或其盐类和水，混合均勻，镀液温度维持在20 60°C，然后，将处理好的金属基底置于电路组成部分的阴极上，将阴极连同附属基底置于电镀液中，并通以直流电，所通的电流大小与时间要根据实际要求而定。
以下为本发明优选的实施例，进一步详细描述本发明。 实施例1
使用以下一种无氰镀金电镀液进行电镀时，选择镍电极作为阴极，钼片作为阳极。将温度调至预定值，同时用搅拌器搅拌，在电流密度为0. 05A/dm2 0. 5 A/dm2下电镀。
镀金液的组成如下
权利要求
1.一种无氰镀金电镀液，其特征在于所述无氰镀金电镀液的配方包括以下组份金的无机酸，主络合剂，辅助络合剂；所述主络合剂为烷烃化合物，辅助络合剂为非营养性甜味剂。
2.根据权利要求1所述的一种无氰镀金电镀液，其特征在于所述组分的质量浓度为 金的无机酸1 30 g/L，主络合剂5 90 g/L，辅助络合剂1 100 g/L。
3.根据权利要求1所述的一种无氰镀金电镀液，其特征在于所述金的无机酸为氯金酸。
4.根据权利要求1所述的一种无氰镀金电镀液，其特征在于所述的烷烃化合物为三羟甲基氨基甲烷或其盐酸盐，所述的非营养性甜味剂为糖精或其盐类。
5.根据权利要求1所述的一种无氰镀金电镀液，其特征在于所述无氰镀金电镀液的配方中添加电镀添加剂。
6.根据权利要求5所述的一种无氰镀金电镀液，其特征在于所述电镀添加剂为聚乙烯亚胺、哌嗪或聚乙烯吡咯烷酮。
7.根据权利要求1所述的一种无氰镀金电镀液，其特征在于所述的无氰镀金电镀液的操作条件为pH为7 9，电流密度为0. 05 A/dm2 0. 5 A/dm2,温度为20 60°C。
全文摘要
本发明提供了一种无氰镀金电镀液，该无氰镀金电镀液的主要组分为金的无机酸，主络合剂烷烃化合物，辅助络合剂非营养性甜味剂。本发明的优点在于所需原料成本低，配制方法简单易行，镀液本身无毒或低毒，镀液稳定性好，镀液属于中性，且本身具有一定的缓冲能力，长时间放置镀液的pH值不会发生大的变化，与镍、铜等金属基底置换速率低，镀前无需预镀金，电流密度适用范围比较宽，电沉积后所得镀层结合力良好且光亮，能满足日常装饰性电镀和功能性电镀等多领域的应用，镀液废水不含氰化物，处理相对简单，对人体和环境的危害较小。
文档编号C25D3/48GK102383154SQ20111036973
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者孙建军, 张国明, 邱清一, 陈金水 申请人:福州大学