一种酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液的制作方法

1.本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液。


背景技术：

2.现代工业和科学技术的进步有力促进了我国房产业、军工业、基建等行业的快速发展。随着金属表面防护性能要求的不断提高，锌镍合金镀层因其具有优异的耐蚀性、低氢脆性与优良的装饰性在多领域得到广泛应用。锌镍合金电镀分为碱性和酸性两种体系，碱性锌镍合金电镀体系，但碱性工艺体系一直存在的电流效率低、镀液上镀能力差、施镀温度高，时间长等问题未能得到很好地解决；目前市场上比较主流的是酸性锌镍电镀体系，具有电流效率高、镀层的耐蚀性好、容易实现常温操作等优点，但在没有添加剂协调作时难以得到外观平整、光泽度良好的锌镍镀层，因此开发能有效改善镀层平整度和光泽度的锌镍电镀添加剂有着重要的意义。
3.专利cn 109609979 a一种提高稳定性的多层镍电镀添加剂中提出：其电流密度范围高达16～19ma/cm2，施镀温度范围为50～60℃，时间为28～35min，该施镀条件使得生产中的能源消耗和生产成本显著增加，同时生产效率也较低。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明公开了一种酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液，通过依靠光亮剂、配位剂和表面润湿剂的协同作用，使得镀层结晶更细致均匀，有效提高镀层的整平能力和光泽度；此外，配位剂和表面润湿剂促进光亮剂均匀分散到电镀液中，极大提高电镀液的上镀能力，致使施镀温度在室温(30℃左右)即可，且施镀时间较短(一般而言，仅需10～25min)，达到有效节省能源同时提高生产效率的目的。
5.按照本发明的技术方案，所述酸性锌镍合金电镀添加剂，以在电镀液中的浓度计量，包括30～65g/l光亮剂、20～45g/l配位剂和140～165ml/l表面润湿剂；
6.进一步地，所述光亮剂由4苯基-3-丁烯-2-酮、丁炔二醇和邻苯甲硫酰亚胺组成；
7.进一步地，所述配位剂由水杨酸钠、三乙醇胺和苯甲酸钠组成；
8.进一步地，所述表面润湿剂由多乙烯多胺、乙磺醇酸钠和聚乙二醇组成。
9.需要说明的是，所述光亮剂可吸附在阴极电极表面，有效提高了镀层的整平能力和光泽度；配位剂可与锌镍离子络合形成配位离子，提高阴极极化，使得镀层结晶细致，平整光滑；表面润湿剂可降低析出气体在阴极电极表面的滞留，显著改善了镀层的针孔麻点外观，使得镀层具有更佳的平整度和光泽度。
10.优选地，以在电镀液中的浓度计量，所述酸性锌镍合金电镀添加剂包括45～50g/l光亮剂、25～40g/l配位剂和140～145ml/l表面润湿剂。
11.优选地，按质量分数计，所述光亮剂由40％～55％的4苯基-3-丁烯-2-酮、15％～25％的丁炔二醇和20％～35％的邻苯甲硫酰亚胺组成，优选40％～50％的4苯基-3-丁烯-2-酮、20％～25％的丁炔二醇和25％～35％的邻苯甲硫酰亚胺。
12.优选地，按质量分数计，所述配位剂由20％～50％的水杨酸钠、25％～55％的三乙醇胺和10％～25％的苯甲酸钠组成，优选25％～30％的水杨酸钠、45％～50％的三乙醇胺和20％～25％的苯甲酸钠。
13.优选地，按质量分数计，所述表面润湿剂由32％～45％的多乙烯多胺、25％～40％的乙磺醇酸钠和15％～30％的聚乙二醇peg-600组成，优选37％～40％的多乙烯多胺、32％～36％的乙磺醇酸钠和25％～30％的peg-600。
14.本发明的第二目的是提供一种酸性锌镍合金电镀液，包含上述酸性锌镍合金电镀添加剂。
15.优选地，所述酸性锌镍合金电镀液包括40～45g/l氯化锌、100～120g/l氯化镍、100～120g/l氯化钾、30～65g/l光亮剂、20～45g/l配位剂和140～165ml/l表面润湿剂。
16.优选地，所述酸性锌镍合金电镀液的使用温度为25～40℃。
17.本发明的第三目的是提供所述酸性锌镍合金电镀液的制备方法，包括以下步骤：
18.(1)将氯化锌、氯化镍和氯化钾依次加入水中充分溶解，得到混合液a；
19.(2)向所述混合液a中依次加入光亮剂、配位剂和表面润湿剂混合均匀，得到混合液b；
20.(3)调节所述混合液b的ph值为酸性，得到所述酸性锌镍合金电镀液。
21.优选地，步骤(1)中，所述水的温度为35～45℃。
22.优选地，步骤(4)中，使用硼酸调节所述混合液b的ph值为5.0～5.5。
23.具体的，所述酸性锌镍合金电镀液的制备方法包括以下步骤：
24.(1)在容器中加入纯水并水浴加热，待水温度上升至40℃左右时，依次加入氯化锌、氯化镍和氯化钾进行充分搅拌，得到混合液a；
25.(2)向所述混合液a中再依次加入光亮剂、配位剂和表面润湿剂，充分搅拌溶解使其混合均匀，得到混合液b；
26.(3)加入硼酸调节所述混合液b的ph值在5.0～5.5范围，于容器中补加纯水，混合均匀后即可得到所述酸性锌镍合金电镀液。
27.最终得到的酸性锌镍合金电镀液中包括40～45g/l氯化锌、100～120g/l氯化镍、100～120g/l氯化钾、30～65g/l光亮剂、20～45g/l配位剂和140～165ml/l表面润湿剂。
28.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
29.1.本发明电镀添加剂适用于酸性锌镍合金镀种，在电镀过程中光亮剂、配位剂和表面润湿剂通过协调作用使镀层晶粒形核速率大于生长速率从而达到镀层结晶细化的目的，有效提高了镀层的整平能力和光泽度，显著改善了镀层的针孔麻点外观，使得镀层具有更佳的平整度和光泽度。
30.2.本发明酸性锌镍合金电镀添加剂施镀温度在室温(30℃)即可，且施镀时间短(10～25min)，可有效节省能源，提高生产效率。
附图说明
31.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
32.图1是本发明实施例1使用本发明酸性锌镍电镀添加剂制备的酸性锌镍电镀液在
赫尔槽施镀得到的实物镀层图。
33.图2是本发明在实施例2使用本发明酸性锌镍电镀添加剂后制备的酸性锌镍电镀液在赫尔槽施镀所得实物镀层的sem图。
34.图3是本发明对比例1一种市售的氯化物型锌镍合金基础电镀液在赫尔槽施镀得到的实物镀层图。
具体实施方式
35.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
36.实施例1：
37.酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液的配置过程如下：
38.(1)在容积为1l的容器中加入500ml纯水并水浴加热，待水温度上升至40℃左右时，依次加入45g氯化锌、110g氯化镍和110g氯化钾进行充分搅拌，得到混合液a；
39.(2)向所述混合液a中依次加入20.3g的4苯基-3-丁烯-2-酮、9g丁炔二醇、15.8g邻苯甲硫酰亚胺进行搅拌使其充分溶解；再依次加入7.5g苯甲酸钠、15g三乙醇胺、7.5g水杨酸钠混匀；最后依次加入56ml多乙烯多胺、49ml乙磺醇酸钠、35ml peg-600，充分搅拌溶解使其混合均匀，得到混合液b；
40.(3)加入硼酸调节所述混合液b的ph值在5.0～5.5范围，于容器中补加纯水至1l体积，混合均匀后即可得到酸性锌镍合金电镀液。
41.该条件下施镀后从赫尔槽中所得实物镀层外观如图1所示。
42.从图1可见，镀层表面平整光滑、光亮度良好。
43.实施例2：
44.酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液的配置过程如下：
45.(1)在容积为1l的容器中加入500ml纯水并水浴加热，待水温度上升至40℃左右时，依次加入45g氯化锌、100g氯化镍和120g氯化钾进行充分搅拌，得到混合液a；
46.(2)向所述混合液a中依次加入20g的4苯基-3-丁烯-2-酮、12.5g丁炔二醇、17.5g邻苯甲硫酰亚胺进行搅拌使其充分溶解；再依次加入12g苯甲酸钠、18g三乙醇胺、10g水杨酸钠混匀；最后依次加入53ml多乙烯多胺、45ml乙磺醇酸钠、42ml peg-600，充分搅拌溶解使其混合均匀，得到混合液b；
47.(3)加入硼酸调节所述混合液b的ph值在5.0～5.5范围，于容器中补加纯水至1l体积，混合均匀后即可得到酸性锌镍合金电镀液。
48.在该条件下施镀后从赫尔槽中所得实物镀层的sem图像如图2所示。
49.从图2可见，镀层晶粒尺寸细小均匀化，无明显孔洞和微裂纹产生。
50.实施例3：
51.酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液的配置过程如下：
52.(1)在容积为1l的容器中加入500ml纯水并水浴加热，待水温度上升至40℃左右时，依次加入40g氯化锌、120g氯化镍和100g氯化钾进行充分搅拌，得到混合液a；
53.(2)向所述混合液a中依次加入22.5g的4苯基-3-丁烯-2-酮、11.3g丁炔二醇、11.3g邻苯甲硫酰亚胺进行搅拌使其充分溶解；再依次加入7.5g苯甲酸钠、11.3g三乙醇胺、
6.3g水杨酸钠混匀；最后依次加入58ml多乙烯多胺、50ml乙磺醇酸钠、37ml peg-600，充分搅拌溶解使其混合均匀，得到混合液b；
54.(3)加入硼酸调节所述混合液b的ph值在5.0～5.5范围，于容器中补加纯水至1l体积，混合均匀后即可得到酸性锌镍合金电镀液。
55.实施例4：
56.酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液的配置过程如下：
57.(1)在容积为1l的容器中加入500ml纯水并水浴加热，待水温度上升至40℃左右时，依次加入40g氯化锌、100g氯化镍和120g氯化钾进行充分搅拌，得到混合液a；
58.(2)向所述混合液a中依次加入10g的4苯基-3-丁烯-2-酮、10g丁炔二醇、10g邻苯甲硫酰亚胺进行搅拌使其充分溶解；再依次加入17g苯甲酸钠、18g三乙醇胺、10g水杨酸钠混匀；最后依次加入53ml多乙烯多胺、45ml乙磺醇酸钠、42ml peg-600，充分搅拌溶解使其混合均匀，得到混合液b；
59.(3)加入硼酸调节所述混合液b的ph值在5.0～5.5范围，于容器中补加纯水至1l体积，混合均匀后即可得到酸性锌镍合金电镀液。
60.实施例5：
61.酸性锌镍合金电镀添加剂及电镀液的配置过程如下：
62.(1)在容积为1l的容器中加入500ml纯水并水浴加热，待水温度上升至40℃左右时，依次加入45g氯化锌、110g氯化镍和110g氯化钾进行充分搅拌，得到混合液a；
63.(2)向所述混合液a中依次加入30g的4苯基-3-丁烯-2-酮、22.5g丁炔二醇、12.5g邻苯甲硫酰亚胺进行搅拌使其充分溶解；再依次加入10g苯甲酸钠、10g三乙醇胺、10g水杨酸钠混匀；最后依次加入60ml多乙烯多胺、50ml乙磺醇酸钠、55ml peg-600，充分搅拌溶解使其混合均匀，得到混合液b；
64.(3)加入硼酸调节所述混合液b的ph值在5.0～5.5范围，于容器中补加纯水至1l体积，混合均匀后即可得到酸性锌镍合金电镀液。
65.对比例1
66.以市售的氯化物型锌镍合金基础电镀液作为对照组，不添加本发明酸性锌镍添加剂时，该条件下施镀后从赫尔槽中所得实物镀层如图3所示。从图可见，镀层表面平整度与光亮度较差。
67.性能测定
68.采用本发明实施例1、实施例2、实施例3和对比例1制备的不同酸性锌镍合金电镀液进行施镀后，得到的实物镀层光泽度测试结果如表1所示。
69.表1实物镀层光泽度测试结果
[0070][0071]
表1结果显示，采用本发明实施例制备的酸性锌镍合金电镀液进行施镀后得到的实物镀层光泽度明显高于对照组，光亮度优异。
[0072]
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。
这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。