[发明专利]一种金属电镀液、制备及使用方法

说明书

本发明提供了一种金属电镀液、制备及使用方法，包括以下重量百分比的组分：锌盐1‑5%、铜盐1‑5%、高分子聚合物8‑20%、硫代硫酸钠1‑5%、钾盐3‑10%，余量为水。金属电镀液的制备方法，步骤如下：（1）将铜盐溶于水中形成铜盐溶液，向铜盐溶液中加入高分子聚合物搅拌溶解，溶解后调节pH值，得到溶液A；（2）将硫代硫酸钠和钾盐溶解在水中形成混合溶液，向混合溶液中加入高分子聚合物溶解，得到溶液B；（3）将溶液A和溶液B混合，反应后加入锌盐搅拌，得到电镀液。本发明在电镀时金属离子不会与金属基材发生置换反应，进而不会产生疏松的置换层结构，保证电镀层与金属基材的结合力强及镀层表面光滑，提高电镀质量。

技术领域

本发明涉及电镀领域，具体涉及一种金属电镀液、制备及使用方法。

背景技术

金属腐蚀是金属材料由于受到介质的作用而发生状态的变化，转变成新相，从而遭受破坏的过程，是一种悄悄自发进行的冶金的逆过程。金属腐蚀遍及国民经济的各个领域，一方面，会使生产设备和生活设施过早地报废，另一方面也会造成化工工业产品和流体的流失，造成环境污染，甚至着火爆炸，为经济发展带来了巨大的损失。搞好腐蚀与防护工作己不单纯是技术问题，而是关系到保护环境、节能减排、保证正常工业生产和生活的重大社会和经济问题。

钢铁由于产量大、价格相对低、性能优异而直接或间接地应用于工业生产的各个行业，而腐蚀对钢铁造成的损失是极其严重的，全世界每年钢产量的1/3因腐蚀而损失。据不完全统计，钢铁材料每年因腐蚀而造成的损失占总生产量的十分之一。目前全球因腐蚀所带来的损失高达7000亿美元，约占国民生产总值的2%~4%，因此有必要研究钢铁的腐蚀防护措施。

目前防腐蚀表面工程技术，主要有电镀技术、热浸镀技术、热喷涂技术、气相沉积技术以及涂料与涂装技术。对于钢铁这样一种世界上产量最大、应用范围最广、因腐蚀造成损失最大的金属材料，电镀技术仍被公认为是钢铁保护最直接、最有效、使用最为广泛的防腐蚀方法之一。

铜铸合金又称作黄铜，由于呈现出类似于黄金的颜色而受到了广泛关注。因此铜铸合金镀层作为仿金镀层获得了大规模的应用，尤其是用作工艺品、灯具以及钟表等产品的装饰性镀层。在标准条件下，亚铜离子还原为金属铜的电位为0.521V(vs SHE)，铜离子还原为金属铜的电位为0.337V(vs SHE)，而停离子还原为金属锋的电位为-0.76V（vsSHE）。由于标态下两种金属的沉积电位相差很大，实现铜铸共沉积的首要任务便是拉低亚铜离子或者铜离子的还原电位，其中最有效的方法就是在镀液中添加亚铜离子或者铜离子的络合剂。通过在镀液中添加氰化物作为亚铜离子的络合剂可以使铜和悍的沉积电位相近。当镀液中氰化物的浓度提高时，亚铜离子可以与氰根离子形成配位数更高、放电电位更负的络离子，但却不会与锌离子形成高配位的络离子，从而获得组成稳定、结晶细致的镀层。因此，氰化物电镀铜铸合金获得了广泛的应用。

然而，由于氰化物存在剧毒，氰化物电镀铜铸合金技术不仅存在严重的安全隐患，而且电镀废水的处理成本也相对较高。随着人们环保意识的提高，无氰电镀铜铸合金技术的开发己然成为电镀领域的一项重要任务。在这种背景下，焦磷酸盐体系、酒石酸盐体系和乙二肢体系等多种无氰电镀铜铸合金体系被开发出来。然而由于非氰络合剂的络合能力相对于氨化物较弱，目前无氰技术在镀层成分的控制方面仍不理想，尚未获得大规模的工业应用。因此，寻找效果更加理想的络合剂来代替氰化物，从而控制铜和悍的沉积电位，获得成分合理的铜铸合金镀层己成为无氰电镀铜铸合金需要解决的首要问题。员外，各种无氰体系均采用二价铜，将会大大提高电镀过程的能耗，不利于生产过程的能源节约化。

寻找亚铜离子的选择性非氰强络合剂，开发无氰亚铜电镀铜铸合金溶液，不仅可以有效控制铜铸沉积电位之间的关系，获得成分可控的铜铸合金镀层，而且可以大大降低电能的消耗，创造巨大的经济效益。

发明内容