一種噻唑無氰鍍金的電鍍液及其電鍍方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了噻唑無氰鍍金的電鍍液及其電鍍方法。其中，該電鍍液包含以以金計(jì)8～12g/L三氯化金、以噻唑基計(jì)60～90g/L噻唑基化合物和80～120g/L檸檬酸堿金屬鹽。本發(fā)明以噻唑基化合物為金離子的配位劑及以檸檬酸堿金屬鹽作為輔助配位劑，兩者協(xié)同作用而提高與金的配位能力，以三氯化金為金主鹽，由此使獲得的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(yōu)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(zhì)量良好。
【專利說明】一種噻唑無氰鍍金的電鍍液及其電鍍方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電鍍金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種噻唑無氰鍍金的電鍍液及其電鍍方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 金延展性好，易于拋光，具有較低的接觸電阻，導(dǎo)電性能、焊接性能良好，在電子工 業(yè)中作為可焊性鍍層得到了廣泛的應(yīng)用。金耐高溫，硬金還比較耐磨，因此金鍍層廣泛應(yīng) 用于精密儀器、儀表、印刷線路板、集成電路、管殼、電接點(diǎn)等要求電參數(shù)性能長期穩(wěn)定的零 件。金的化學(xué)穩(wěn)定性很高，只溶于王水而不溶于其他酸，因而金鍍層耐蝕性很強(qiáng)，有良好的 抗變色性能，同時(shí)，金合金鍍層有多種色調(diào)，故常用作名貴的裝飾性鍍層，如手飾、手表、藝 術(shù)品等。
[0003] 根據(jù)鍍金鍍液中是否含有氰化物可分為有氰鍍金和無氰鍍金。由于氰化物有劇 毒，在環(huán)保意識的逐步增強(qiáng)的大時(shí)代背景下，氰化電鍍金開始被各國政府通過立法進(jìn)行限 制。無氰鍍金的開發(fā)凸顯出巨大的市場前景。現(xiàn)有的氰化電鍍金普遍存在鍍液的性能不佳， 鍍層質(zhì)量不高的技術(shù)缺陷，這些嚴(yán)重制約了無氰電鍍金在工業(yè)上的進(jìn)一步推廣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種噻唑無氰鍍金的電鍍液，該電鍍液的鍍液性能 較好，使用該鍍液得到的鍍層質(zhì)量較高。
[0005] -種氨基噻唑無氰鍍金的電鍍液，其特征在于，包含以金計(jì)8?12g/L三氯化金、 以噻唑基計(jì)60?90g/L噻唑基化合物和80?120g/L檸檬酸堿金屬鹽。
[0006] 其中，進(jìn)一步包含以金計(jì)9. 5g/L三氯化金、以噻唑基計(jì)80g/L噻唑基化合物和 95g/L朽1檬酸堿金屬鹽。
[0007] 以上電鍍液的技術(shù)方案中，選用為三氯化金為主鹽。本發(fā)明中金離子含量可使得 陰極電流密度較高而沉積速度較快。若金鹽含量過高，不僅會(huì)增加電鍍成本，而且會(huì)使鍍層 產(chǎn)生脆性增大的現(xiàn)象；若含量過低，鍍層色澤較差，陰極電流密度較低，沉積速度較慢。
[0008] 選用噻唑基化合物為主配位劑。噻唑基化合物是指分子結(jié)構(gòu)中含有噻唑基的化合 物。噻唑基中含有的硫原子，使得其成為金離子良好的配體。以檸檬酸堿金屬鹽作為金離 子的輔助配位劑，檸檬酸堿金屬鹽可以與噻唑基化合物發(fā)揮協(xié)同作用，綜合提高與金離子 的配位能力。朽 1檬酸堿金屬鹽可以選用朽1檬酸鉀（例如朽1檬酸一鉀、朽1檬酸二鉀和朽 1檬酸 三鉀）、朽1檬酸鈉（例如朽1檬酸一鈉、朽1檬酸二鈉和朽 1檬酸三鈉）、朽1檬酸鉀鈉。
[0009] 噻唑基化合物可以為噻唑、氨基噻唑乙酸、2-巰基噻唑和2-巰基苯并噻唑中的一 種或至少兩種。這些化合物的獲得都可以采用市場上公開銷售的產(chǎn)品或本領(lǐng)域已知的常用 的合成方法。
[0010] 除了上述成分外，本發(fā)明在還可選用合適用量的其它在本領(lǐng)域所常用的添加劑， 例如導(dǎo)電劑碳酸鉀、pH緩沖劑、光亮劑等，這些都不會(huì)損害鍍層的特性。 toon] 本發(fā)明另一方面提供一種噻唑無氰鍍金的電鍍液的電鍍方法，該方法所采用的電 鍍液的性能較好，根據(jù)該方法制備的鍍層質(zhì)量較高。
[0012] 一種使用上述的電鍍液電鍍的方法，包括以下步驟：
[0013] (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8? 12g三氯化金、以噻唑基計(jì)60?90g噻唑基化合物和80?120g檸檬酸堿金屬鹽；
[0014] (2)以預(yù)處理過的陰極和陽極置入所述電鍍液中通入電流進(jìn)行電鍍。
[0015] 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0. 2?0. 5A/dm2。
[0016] 其中，所述步驟（2)中電鍍液的pH為8?10。
[0017] 其中，電鍍液的溫度為40?60°C。
[0018] 其中，電鍍的時(shí)間為20?40min。
[0019] 其中，所述步驟（2)中陽極與陰極的面積比為（1?4) :1。
[0020] 以上電鍍方法的技術(shù)方案中，單脈沖方波電流定義為在&時(shí)間內(nèi)通入電流密度為 Jp的電流，在t2時(shí)間內(nèi)無通入電流，是一種間歇脈沖電流。占空比定義為，頻率 為να#2)，平均電流定義為j p以匕+〖2)。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(xué)極化的同時(shí)，降低了濃差極化，產(chǎn)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(jié)晶更細(xì)密。不僅如此，脈沖電鍍還具有：α)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(jié)約鍍液使用量。
[0021] 以銅箔作為陰極，以鉬片為陽極。對陰極的預(yù)處理由先之后依次包括對陰極用砂 紙打磨、除油、浸酸、預(yù)浸銅。該用砂紙打磨可以打磨兩次，第一次可以用粗砂紙例如200目 的砂紙打磨，第二次可以用細(xì)砂紙，例如可以用WC28金相砂紙。該除油可以先采用化學(xué)堿 液除油而后采用95%的無水乙醇除油。其中，化學(xué)堿液組成為：50?80g/L Na0H、15?20g/ L Na3P04、15?20g/L似20)3和5g/L似如0 3和1?2g/L OP-10?；瘜W(xué)除油具體過程為經(jīng) 待除油陰極在化學(xué)堿液中15?40°C浸漬30s。浸酸時(shí)間為1?2min，浸酸的目的是活化， 具體地說是，去除被鍍件表層的氧化物膜，使基體的晶格完全裸露，處于活化狀態(tài)。浸酸所 用的溶液組成為：l〇〇g/L硫酸和0. 15?0. 20g/L硫脲。預(yù)浸銅時(shí)間為1?2min，所用的溶 液組成為：l〇〇g/L硫酸、50g/L無水硫酸銅和0. 20g/L硫脲。
[0022] 步驟（2)中陽極與陰極的面積比優(yōu)選為3 :1。陰陽極面積比過大會(huì)使得其較易發(fā) 生鈍化；反之，則會(huì)導(dǎo)致陰極銅沉積速率過小，從而降低電流效率。
[0023] 本發(fā)明以噻唑基化合物為金離子的配位劑及以檸檬酸堿金屬鹽作為輔助配位劑， 兩者協(xié)同作用而提高與金的配位能力，以三氯化金為金主鹽，由此使獲得的鍍液具有較好 的分散力和深鍍能力，陰極電流效率高，鍍液性能優(yōu)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(zhì)量良好。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0025] 按照實(shí)施例1?6所述配方配制電鍍液，具體如下：根據(jù)配方用電子天平稱取各原 料組分的質(zhì)量。將各原料組分分別溶解于適量的去離子水后充分混合均勻然后，加水調(diào)至 預(yù)定體積，加入酸或堿調(diào)節(jié)pH值為8?10。
[0026] 使用實(shí)施例1?6及對比例所述配方配制的電鍍液進(jìn)行電鍍的方法：
[0027] (1)陰極采用lOmmXIOmmXO· 1mm規(guī)格的銅箔。將銅箔先用200目水砂紙初步打 磨后再用WC28金相砂紙打磨至表面露出金屬光澤。依次經(jīng)溫度為50?70°C的化學(xué)堿液 除油、蒸餾水沖洗、95%無水乙醇除油、蒸餾水沖洗、浸酸1?2min、預(yù)浸銅1?2min、二次 蒸餾水沖洗。其中，化學(xué)堿液的配方為50?80g/LNa0H、15?20g/L Na3P04、15?20g/L 似20)3和5g/L Na2SiOjP 1?2g/L ΟΡ-ΙΟ。浸酸所用的溶液組成為：100g/L硫酸和0. 15? 0. 20g/L硫脲。預(yù)浸銅所用溶液組成為：100g/L硫酸、50g/L無水硫酸銅和0. 20g/L硫脲。
[0028] (2)以15mmX lOmmXO. 2mm規(guī)格的鉬板為陽極，電鍍前將砂紙打磨平滑、去離子水 沖洗及烘干。
[0029] (3)將預(yù)處理后的陽極和陰極浸入電鍍槽中的電鍍液中，將將電鍍槽置于恒溫水 浴鍋中，并為電鍍槽安裝電動(dòng)攪拌機(jī)，將電動(dòng)攪拌機(jī)的攪拌棒插于電鍍液中。待調(diào)節(jié)水浴溫 度使得電鍍液溫度維持在40?60°C，機(jī)械攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)為100?250rpm后，接通脈沖電源， 脈沖電流的脈寬為〇. 5?lms，占空比為5?30%，平均電流密度為0. 2?0. 5A/dm2。待通 電20?40min后，切斷電鍍裝置的電源。取出鋼板，用蒸餾水清洗烘干。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 電鍍液的配方如下：
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種噻唑無氰鍍金的電鍍液，其特征在于，包含以金計(jì)8?12g/L三氯化金、以噻唑 基計(jì)60?90g/L噻唑基化合物和80?120g/L檸檬酸堿金屬鹽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍液，其特征在于，包含以金計(jì)9. 5g/L三氯化金、以噻唑基 計(jì)80g/L噻唑基化合物和95g/L檸檬酸堿金屬鹽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍液，其特征在于，所述噻唑基化合物為噻唑、氨基噻唑乙 酸、2-巰基噻唑和2-巰基苯并噻唑中的一種或至少兩種。
4. 一種使用權(quán)利要求1所述的電鍍液電鍍的方法，其特征在于，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8?12g三 氯化金、以噻唑基計(jì)60?90g噻唑基化合物和80?120g檸檬酸堿金屬鹽； (2) 以預(yù)處理過的陰極和陽極置入所述電鍍液中通入電流進(jìn)行電鍍。
5. 根據(jù)權(quán)利要4所述的方法，其特征在于，所述電流為單脈沖方波電流；所述單脈沖方 波電流的脈寬為〇. 5?lms，占空比為5?30%，平均電流密度為0. 2?0. 5A/dm2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)中電鍍液的pH為8?10。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，電鍍液的溫度為40?60°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，電鍍的時(shí)間為20?40min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)中陽極與陰極的面積比為 (1 ?4) :1。
【文檔編號】C25D3/48GK104233385SQ201410568665
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】華文蔚 申請人:華文蔚