[发明专利]一种用甲基磺酰氯制备甲基磺酸锡的方法

说明书

技术领域

 本发明属于电镀专用化学品制备技术领域，具体涉及一种电子电镀用甲基磺酸锡的制备方法。

背景技术

锡及锡铅合金镀层由于具有优良的抗蚀性和可焊性已被广泛应用于电子工业中。但是近年来，由于铅受到很大限制，所以电镀锡工艺将成为电子电镀中可焊性镀层的主要镀种。之前的电镀锡镀液主要以高污染的氟硼酸盐、苯酚磺酸盐及卤化物等为主，近年来的硫酸盐电镀锡工艺大大改善了对环境的污染，但是镀液不稳定。甲基磺酸盐电镀锡基本上能解决上述问题，具有很高的工业应用价值。因此，近年来甲基磺酸锡镀锡工艺得到了广泛使用。高品质的甲基磺酸锡的需求越来越大。采用氧化亚锡、氯化亚锡、锡粉等合成得到的甲基磺酸锡或者成本高昂，或者质量难以达到电子电镀的要求。如采用氯化亚锡与甲基磺酸制备甲基磺酸锡，由于氯化亚锡和甲基磺酸的成本较高，采用改技术生产出来的甲基磺酸锡成本高昂；采用甲基磺酸直接溶解金属锡的制备方法，反应缓慢，需要添加催化剂和高温条件下进行。但是高温下甲基磺酸容易发生分解碳化。并且二价锡离子高温下容易发生氧化。所得到的产品中杂质含量较高。采用电解方法生产甲基磺酸锡，对设备的要求较高，而且生产效率低下，不能满足工业生产需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、无环境污染的甲基磺酸锡水溶液的制备方法。

一种用甲基磺酰氯制备甲基磺酸锡的方法，其步骤如下：

（1）氯化亚锡的制备

按照浓盐酸与金属锡或者氧化亚锡质量比3～5：1的比例投入反应物料，在常压或者加压的条件下，在沸腾温度下70℃～120℃反应4h到8h，得到氯化亚锡的水溶液。未反应完全的金属锡或者氧化亚锡可以循环利用；

（2）甲基磺酸锡的制备

将上述氯化亚锡的水溶液过滤升温到甲基磺酰氯正常水解温度70℃～90℃，根据氯化亚锡溶液中含水的质量，按甲基磺酰氯与水发生水解反应的化学反应比例，计算所需要投加的甲基磺酰氯的质量。将所需质量的甲基磺酰氯抽入高位槽中，采用自然重力下流的方式，向氯化亚锡水溶液中通滴加的方式滴加甲基磺酰氯，进行水解，滴加速度根据反应情况来控制，其标准为：反应釜内不发生明显液泛现象。水解完成后，通过减压到-0.098MPa以上，以蒸馏去除氯化物，得到甲基磺酸锡的水溶液。甲基磺酸锡的水溶液进一步加热到80℃～120℃，减压蒸发浓缩，过滤，冷却，结晶，得到甲基磺酸锡固体，母液循环利用。

更具体的说：

本发明采用甲基磺酰氯水解后得到的盐酸溶解金属锡或者氧化亚锡，得到氯化亚锡的水溶液。将甲基磺酰氯在氯化亚锡水溶液中水解得到甲基磺酸。甲基磺酸与氯化亚锡反应，经过气提浓缩除氯，得到高品质的甲基磺酸锡水溶液。甲基磺酸锡水溶液进一步蒸发脱水，得到甲基磺酸锡晶体。

由于金属锡块的表面积有限，需要增加金属锡与盐酸的解除面积，以增加反应速度。为增大金属锡的表面积，可采用金属锡粉或者锡条、锡粒。优选锡粒。因为 锡粉容易结块，而相同质量的锡粒的表面积大于锡条。

为增加反应速度，可适当向盐酸与锡粒的反应体系中通入氯气。

为增加反应速度，盐酸可以过量1倍到2倍。

甲基磺酰氯水解后得到甲基磺酸和盐酸。随着盐酸被移出反应体系，甲基磺酰氯水解得到的甲基磺酸与氯化亚锡反应得到甲基磺酸亚锡。

被移出反应体系的盐酸经过降膜吸收后得到浓盐酸，可用来继续溶解金属锡或者氧化亚锡。

本发明的优点是：采用价格低廉的盐酸溶解金属锡或氧化亚锡，制备出氯化亚锡水溶液，将甲基磺酰氯在氯化亚锡的水溶液中水解，制备出甲基磺酸亚锡。所有反应均在较低的温度和常压或者低压和减压下进行，避免了高温下甲基磺酸的分解和二价锡离子的氧化变色。并且，甲基磺酰氯的水解与甲基磺酸与氯化亚锡的置换反应同时进行，减少了甲基磺酸的制备过程，节省成本。而且，水解和置换反应得到的盐酸可循环利用。

下面通过一些例子来今年一步对本发明的内容进行说明，但是并不构成对本发明其他保护范围的限制。

具体实施方式：

实施例一：

甲基磺酸锡溶液的制备

（1）氯化亚锡的制备

在100L搪瓷反应釜中加入60L含量为31%的浓盐酸和20kg金属锡粉(平均粒径400目)，开启搅拌，升温到70℃，回流4个小时，趁热过滤除掉未反应的金属锡粉，得到无色透明的氯化亚锡水溶液51L。

（2）甲基磺酸锡水溶液的制备