[发明专利]无电镀镍浴

说明书

发明领域

本发明涉及用于低温沉积具有4-11重量%的磷含量的镍磷合金的无电镀镍浴。得到的镍磷沉积物可在塑性工艺上的镀覆期间用来自浸镀铜浴的铜直接涂布。

发明背景

在工业上广泛使用出于装饰和电磁阻抗屏蔽目的的在塑性工艺上的电镀。所述工艺施用到诸如淋浴喷头、移动电话盖和散热器护栅的各种塑料部件。一种主要的工艺路径包括在预处理并活化欲涂布的塑料底材之后的无电镀步骤。所应用的无电镀方法通常是无电沉积铜或镍。沉积到活化的塑料底材上的金属或金属合金层充当随后通过电镀法沉积的其他金属层的全区域导电表面。用于所述目的的主要塑料材料为ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、ABS/PC共混物和PA。在无电沉积铜或镍之后施用的主要电镀方法为电镀铜、镍和最后电镀铬。所述方法在本领域中公知且例如描述在EP 0 616 053 B1中。

如果镍合金通过无电镀法沉积，则对于无电镀镍法和所使用的镀镍浴的需求是多样的。

在本领域中已知能够沉积具有在4-11重量%范围内的磷含量的镍磷合金的无电镀镍浴。

可用于将镍磷合金沉积到导电的SnO₂表面上的无电镀镍浴公开在US 2002/0187266 A1中。所述无电镀镍浴可含有硫代水杨酸作为稳定剂。然而，公开的镀覆温度高达70℃且镀浴需要诸如铅离子的危险物质。

包含硫化物离子以及硫化物离子控制剂的无电镀镍浴公开在US 2,762,723中。适合作为硫离子控制剂的化合物选自无机硫化物、其他硫代化合物、铋和铅离子。

发明概述

因此，本发明的一个目的在于提供用于在塑性工艺上镀覆的无电镀镍浴，其能够沉积具有在4-11重量%范围内、优选在6-9重量%范围内的磷含量的镍磷合金以在不高于55℃、优选低于40℃的镀浴温度下沉积所述合金，其节约能源且其不含诸如铅和氨的危险组分。此外，本发明的一个目的在于提供无电镀镍浴，其允许沉积镍磷涂层，所述镍磷涂层可在连续工艺步骤中在铜沉积之前通过将底材浸渍在例如硫酸中而在不活化所述镍磷涂层的情况下用来自浸镀铜浴的铜涂布。这使得工艺步骤的数目减少且减少废水产生。

该目的用权利要求1的无铅且无铵的(ammonium-free)无电镀镍浴实现，所述无电镀镍浴包含镍盐、作为还原剂的次磷酸盐化合物、络合剂混合物和稳定剂组分混合物。

通过使用下文更详细描述的镀浴施用根据本发明的镀覆机制，可获得镍磷沉积物，其含磷量低且适合通过浸渍铜直接镀覆。

在不加以束缚的情况下，认为在通过本发明的方法获得的镍磷沉积物上直接浸镀是可能的，因为该镍沉积物具有较低的磷以及铋含量，这两者都不利地影响铜沉积。

发明详述

本发明人已经意外地发现，在活化的塑料底材上的镍磷涂层可从无氨且无铅的无电镀镍浴中沉积以便在低温下沉积具有4-11重量%的磷含量的镍磷合金，它们适合直接沉积浸渍铜，所述镀浴包含：

1. 

   i. 镍离子源；

   ii. 次磷酸根离子源；

   iii. 络合剂混合物，其包含：

         a) 选自羟基羧酸、二羟基羧酸及其盐的至少一种第一络合剂和

         b) 选自亚氨基琥珀酸、亚氨基二琥珀酸、其盐和衍生物的至少一种第二络合剂；

   iv. 稳定剂混合物，其包含：

         a) 铋离子，和

         b) 选自巯基苯甲酸、巯基羧酸和巯基磺酸及其盐的至少一种化合物。

本发明的无电镀镍浴的优势在于a) 在所述镀浴中不需要氨和铅和b) 在从浸镀铜浴中沉积铜之前不需要活化镍磷层。

本发明的无电镀镍浴含有以0.5g/l-5g/l、更优选2.5g/l-4g/l的浓度的镍离子。所述镍离子源选自水溶性镍盐。优选的镍盐源选自氯化镍、硫酸镍、甲烷磺酸镍及碳酸镍。

本发明的无电镀镍浴还含有还原剂，所述还原剂选自次磷酸盐化合物，诸如次磷酸钠和次磷酸钾。在所述镀浴中次磷酸根离子的浓度优选为10g/l-35g/l、更优选为20g/l-27g/l。

本发明的无电镀镍浴还含有络合剂的混合物，所述络合剂的混合物由选自羟基羧酸、二羟基羧酸及其盐的至少一种第一络合剂构成。

所述至少一种第二络合剂选自亚氨基琥珀酸、亚氨基二琥珀酸、其衍生物及其盐。