本發明專利技術公開了一種縮乙二醇縮水甘油醚類環氧樹脂鍍Cu-Sn的電鍍液及電鍍方法。其中，該電鍍液由含量為0.4～6g/L的以銅計焦磷酸銅、含量為8～36g/L的以錫計焦磷酸亞錫、含量為72～189g/L的以焦磷酸根計堿金屬焦磷酸鹽、含量為0.36～0.72g/L的環氧樹脂、含量為40～60g/L的甲基磺酸和含量為0.24～0.35g/L的N-芐基吡啶化合物組成；所述環氧樹脂為由摩爾比為4～6：1的環氧氯丙烷和縮乙二醇反應得到的縮水甘油醚類化合物。本發明專利技術的電鍍液具有較好的分散力和深鍍能力，陰極電流效率高，鍍液性能優異。采用在鍍液在堿性條件下電鍍獲得的鍍層的孔隙率低，光亮度高，鍍層質量良好。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電鍍銅錫
，尤其涉及一種縮乙二醇縮水甘油醚類環氧樹脂鍍 Cu-Sn的電鍍液及電鍍方法。
技術介紹
電鍍銅錫合金是發展最早的合金鍍種之一。由于鎳資源短缺等原因，鎳的價格持 續增長，代鎳鍍層越來越引起人們的注意。銅錫合金作為代鎳用于防護、裝飾性鍍層，既可 以滿足使用要求，也可以減少鎳的使用，因此具有非常高的市場價值。80年代后期，研究發 現金屬鎳接觸人的皮膚會引發鎳敏感癥狀，因而在許多國家，例如，歐共體國家旱在90年 代就已立法限制首飾品中含鎳量，要求金屬鎳的析出量每平方厘米不超過〇. 5微克。因此 研究代鎳電鍍工藝有很大的必要性。代鎳鍍層應具備以下性能：首先鍍層的整平性、光亮度 要好，具有優良的裝飾效果。其次，鍍層應能阻止底層金屬向而層的擴散，以防止貴金屬鍍 層的變色。再者，電鍍成本不能太高。日前常用的代鎳工藝主要有電鍍銅合金、鍍鈀或鈀鎳 合金、鍍鈷。鍍鈷和鍍鈀均因其價格昂貴使得它們的工業化推廣受到限制。電鍍Cu-Sn合 金，可獲得平整和光亮的鍍層，銅錫合金的防擴散性能良好，較為重要的是，電鍍成本較為 理想。不僅如此，電鍍廢液處理技術要求不高?；诖?，電鍍Cu-Sn合金在裝飾防護性電鍍 中獲得了廣泛的應用，是應用最廣泛的代鎳鍍層之一。 由于氰化物有劇毒，在環保意識的逐步增強的大時代背景下，氰化電鍍Cu-Sn合 金開始被各國政府通過立法進行限制。無氰電鍍的開發凸顯出巨大的市場前景?，F有的氰 化電鍍Cu-Sn合金普遍存在鍍液的性能不佳，鍍層質量不高的技術缺陷，這些嚴重制約了 無氰電鍍銅錫在工業上的進一步推廣。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術一方面提供一種縮乙二醇縮水甘油醚類環氧樹脂鍍Cu-Sn的電 鍍液，該電鍍液的鍍液性能較好，使用該鍍液得到的鍍層質量較高。 -種環氧樹脂無氰鍍Cu-Sn合金的電鍍液，由含量為0. 4~6g/L的以銅計焦磷酸 銅、含量為8~36g/L的以錫計焦磷酸亞錫、含量為72~189g/L的以焦磷酸根計堿金屬焦 磷酸鹽、含量為〇. 36~0. 72g/L的環氧樹脂、含量為40~60g/L的磺基水楊酸和含量為 0. 24~0. 35g/L的N-芐基吡啶化合物組成；所述環氧樹脂為由摩爾比為4~6 :1的環氧 氯丙烷和縮乙二醇反應得到的縮水甘油醚類化合物。 其中，由含量為4g/L的以銅計焦磷酸銅、含量為18g/L的以錫計焦磷酸亞錫、含量 為134g/L的以焦磷酸根計堿金屬焦磷酸鹽、含量為0. 47g/L的環氧樹脂、含量為52g/L的 甲基磺酸和含量為〇. 30g/L的N-芐基吡啶化合物組成。 以上電鍍液的技術方案中，選用焦磷酸銅為銅主鹽。選用焦磷酸錫為錫主鹽。選 用焦磷酸鹽為配位劑。焦磷酸鹽優選為堿金屬的焦磷酸鹽，例如焦磷酸鈉或鉀。堿金屬的 焦磷酸鹽為可溶性鹽。焦磷酸根可與銅離子和亞錫離子形成絡合物，該絡合物在陰極沉積 時的放電電位較簡單的二價銅離子更負，即極化程度更大。因而，絡合離子放電更為平穩， 使得鍍層的更為細致平整。焦磷酸銅和焦磷酸錫所含的焦磷酸根作為配位劑陰離子，不會 導致鍍液中引入其他的陰離子雜質。 選用環氧樹脂為光亮劑縮。以乙二醇加入的摩爾量為基準，環氧樹脂具體由1份 縮乙二醇和4~6份環氧氯丙烷在有機溶劑及2. 5~4份堿的存在下，經0. 06~0. 12份 催化劑的催化作用在80~90°C下反應5~7h得到。該反應過程分兩個階段進行。第一 階段，1分子縮乙二醇先與2分子環氧氯丙烷發生醚化反應生成含羥基的醚化合物；第二階 段，該醚化合物發生分子內的羥基脫水、脫氯反應形成兩個環氧結構的環氧樹脂。環氧樹脂 的制備可采用一次加料法，即將全部的原料一次加入后加熱至反應所需的溫度范圍內?；?者，可采用多次加料法，例如向苯酚化合物中慢慢滴入環氧氯丙烷。反應結束后，要通過減 壓蒸餾等本領域的常規分離手段對產物進行提純以分離出環氧樹脂。 上述的反應中，縮乙二醇為兩分子以上的乙二醇通過分子間的脫水反應得到的縮 合產物?？s乙二醇可以為一縮二乙二醇、二縮三乙二醇或三縮四乙二醇，或者為任意組合。 催化劑為季銨鹽表面活性劑、堿金屬氫氧化物、三苯基磷酸鹽或三氟化硼乙醚化 合物。其中，優選為季銨鹽表面活性劑、堿金屬氫氧化物、三苯基磷酸鹽或三氟化硼乙醚化 合物。季銨鹽表面活性劑例如可以為十六烷基三甲基氯（或溴）化銨。 有機溶劑為無水乙醇。無水乙醇在反應中的作用具體為，由于本專利技術中采用堿例 如氫氧化鈉作為閉環反應劑，縮乙二醇和環氧氯丙烷組成的有機相和顆粒狀堿不容易很好 地接觸，導致反應速率較慢，隨著反應量逐漸增大，對反應速率較慢帶來的影響越大，加入 乙醇作為溶劑。這樣既可以縮短反應時間，還可以降低產品的色澤及粘度。 N-芐基吡啶化合物為輔助光亮劑，能提高鍍層的光澤度。N-芐基吡啶化合物指含 有芐基和吡啶基團的化合物，例如可以為氯化N-芐基吡啶。氯化N-芐基吡啶的制備可參考 文獻"氯化N-芐基吡啶的制備及相轉移催化性能研究，郭錫坤，精細化工第2000年09期"。 本專利技術中N-芐基吡啶化合物為N-芐基煙酸鹽酸，系由等摩爾量的煙酸和芐氯在50~70°C 反應3~5h得到的反應產物。制備過程除了原料和要加入堿外，其他均可類比于上述的光 亮劑的制備，后文將會詳細介紹。 選用甲基磺酸作為鍍液穩定劑。它能阻止鍍液中因二價銅被亞錫離子還原產生的 銅單質從鍍液中沉淀出來。 除了上述添加劑外，本專利技術在還可選用合適用量的其它在本領域所常用的添加 劑，這些都不會損害鍍層的特性。 本專利技術另一方面提供一種縮乙二醇縮水甘油醚類環氧樹脂鍍Cu-Sn的電鍍方法， 該方法所適用的電鍍液的性能較好，根據該方法制備的鍍層質量較高。 -種使用上述的電鍍液電鍍的方法，包括以下步驟： (1)配制電鍍液：在水中溶解各原料組分形成電鍍液，所述每升電鍍液含有0. 4~ 6g以銅計焦磷酸銅、8~36g以錫計焦磷酸亞錫、72~189g以焦磷酸根計堿金屬焦磷酸鹽、 0. 36~0. 72g環氧樹脂和40~60g甲基磺酸和0. 24~0. 35gN-芐基吡啶化合物；所述環 氧樹脂為由摩爾比為4~6 :1的環氧氯丙烷和縮乙二醇反應得到的縮水甘油醚類化合物； (2)以預處理過的陰極和陽極置入所述電鍍液中通入電流進行電鍍。 其中，所述電流為單脈沖方波電流；所述單脈沖方波電流的脈寬為0. 5~1ms，占 空比為5~30 %，平均電流密度為1~2A/dm2,所述步驟⑵中電鍍液的pH為8~10,電 鍍液的溫度為30~50°C。，電鍍的時間為25~50min。 以上電鍍方法的技術方案中，單脈沖方波電流定義為在h時間內通入電流密度為 Jp的電流，在t2時間內無通入電流，是一種間歇脈沖電流。占空比定義為ty (1^+1:2)，頻率 為1八〖#2)，平均電流定義為jp 。同直流電沉積相比，雙電層的厚度和離子濃度 分布均有改變；在增加了電化學極化的同時，降低了濃差極化，產生的直接作用是，脈沖電 鍍獲得的鍍層比直流電沉積鍍層更均勻、結晶更細密。不僅如此，脈沖電鍍還具有：（1)鍍 層的硬度和耐磨性均高；(2)鍍液分散能力和深鍍能力好；（3)減少了零件邊角處的超鍍， 鍍層分布均勻性好，可節約鍍液用量。 以低碳的鋼板作為陰極。對陰極的預處理由先之后依次包本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種縮乙二醇縮水甘油醚類環氧樹脂鍍Cu?Sn的電鍍液，其特征在于，由含量為0.4～6g/L的以銅計焦磷酸銅、含量為8～36g/L的以錫計焦磷酸亞錫、含量為72～189g/L的以焦磷酸根計堿金屬焦磷酸鹽、含量為0.36～0.72g/L的環氧樹脂、含量為40～60g/L的甲基磺酸和含量為0.24～0.35g/L的N?芐基吡啶化合物組成；所述環氧樹脂為由摩爾比為4～6：1的環氧氯丙烷和縮乙二醇反應得到的縮水甘油醚類化合物。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：石明，
申請(專利權)人：無錫永發電鍍有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。