CN109778299B

CN109778299B - 一种铁基材表面镀铜层的电解剥离剂及其制备方法与剥离工艺

Info

Publication number: CN109778299B
Application number: CN201910133493.9A
Authority: CN
Inventors: 洪条民
Original assignee: Jiangmen Reach Fine Chemical Co ltd
Current assignee: Jiangmen Reach Fine Chemical Co ltd
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2039-02-22
Also published as: CN109778299A

Abstract

本发明公开了一种铁基材表面镀铜层的电解剥离剂及其制备方法与剥离工艺。该电解剥离剂包括以下组分：2～25wt％硝酸盐、2～20wt％硫酸盐、0.5～8wt％腐蚀抑制剂、3～12wt％络合剂、余量为水。本发明的电解剥离剂中不含有氰化物或高浓度的氨水，因而更安全、环保，且废水处理简单，有利于节约成本。本发明的电解剥离剂不会对工件造成腐蚀，剥离后的工件表面光泽度良好、剥离线整齐，剥离效率高。

Description

一种铁基材表面镀铜层的电解剥离剂及其制备方法与剥离工艺

技术领域

本发明涉及金属防护领域，尤其涉及一种铁基材表面镀铜层的电解剥离剂及其制备方法与剥离工艺。

背景技术

电镀工厂在实际电镀过程中会遇到各种不确定因素(如机器设备、材料、作业方法、环境、管理等)，因此在大规模的工业化生产中，经常会出现电镀不良品，造成大量浪费，使成本增加。为减少浪费、节省成本，通常会使用各种方法将不良品工件表面镀铜层剥离掉，实现工件的回收使用。

另外，有些特殊连接部位的工件，需要部分位置有铜层、部分位置无铜层，电镀工艺无法完美的实现，需要先将工件表面整体镀铜，再将不需要铜层的部分的铜层剥离，实现工件部分位置无铜层的特殊要求。

常用的剥离方法分为化学剥离和电解剥离。

市场所销售的化学剥离剂，含有氰化物或高浓度的氨水，使用过程中存在以下问题：(1)、氰化物有剧毒，易造成人身财产损害，严重威胁工作人员人身安全；(2)、高浓度的氨水，挥发性非常强，对工作人员身体、自然环境都有非常大的伤害，不符合安全、环保要求；(3)、废水处理困难，含氰化物的废水，需要专业公司回收处理；含高浓度的氨水的废水，需要大量中和剂及自来水，都会造成工厂成本增加。

而对于电解剥离剂，CN104404611A公开了一种铜合金表面镀层的电解剥离剂，由15～80wt％的硫酸、0.1～8wt％的十二烷基硫酸钠、0.5～35wt％的柠檬酸盐、0.005～5wt％的三氮唑和15～65wt％的水组成，然而其无法对铁基材表面的铜镀层进行剥离。

CN106167914A公开了一种镁合金电解剥离液，其原料按重量计包括：氧化剂50～100份、导电剂100～180份、缓蚀剂30～60份、络合剂10～20份、抑雾剂1～5份、缓冲剂45～60份，其中，所述氧化剂为重铬酸盐、所述导电剂为硝酸盐、所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物、所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸钠、所述缓冲剂为醋酸盐；但当其应用于铁基材表面时会腐蚀铁。

CN106119946A则公开了一种铝合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：氧化剂50-100份、导电盐100～180份、缓蚀剂30～60份、第一络合剂10～20份、第二络合剂3～5份、缓冲剂8～15份，其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述第一络合剂为多环杂环类化合物，所述的第二络合剂为烷基胺类化合物，所述缓冲剂为硫脲及其化合物，其同样会腐蚀铁基材。

因而，如何开发出适于铁基材表面镀铜层的电解剥离剂仍然具有一定挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁基材表面镀铜层的电解剥离剂及其制备方法与剥离工艺。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的目的之一在于提供一种铁基材表面镀铜层的电解剥离剂，包括以下组分：2～25wt％硝酸盐、2～20wt％硫酸盐、0.5～8wt％腐蚀抑制剂、3～12wt％络合剂、余量为水。

优选地，上电解剥离剂包括以下组分：10～20wt％硝酸盐、4～14wt％硫酸盐、1～5wt％腐蚀抑制剂、5～10wt％络合剂、余量为水。

更优选地，上述电解剥离剂包括以下组分：12～15wt％硝酸盐、6～12wt％硫酸盐、2.5～4wt％腐蚀抑制剂、6～10wt％络合剂、余量为水。

优选地，上述组分中还包括0.1～5wt％的表面活性剂。

更优选地，上述组分中还包括0.5～3wt％的表面活性剂。

优选地，上述表面活性剂选自AEO、烷基磷酸脂、APEO、脂肪酸聚氧乙烯酯、乙二醇、甘油季戊四醇中的至少一种。

优选地，上述表面活性剂为AEO、APEO或其组合。

优选地，上述腐蚀抑制剂选自六次甲基四氨。

优选地，上述络合剂选自R-COOH及其钾、钠、铵盐，R-(COOH)2及其钾、钠、铵盐，R-(COOH)3及其钾、钠、铵盐，HOOC-R1-R2-COOH及其钾、钠、铵盐，HO-R1＝R2-COOH及其钾、钠、铵盐，HO-R1-COOH及其钾、钠、铵盐，R1(OH)-COOH及其钾、钠、铵盐中的至少一种，其中R、R1、R2独立选自C1～C12的烷基。

本发明的另一目的在于提供上述电解剥离剂的制备方法，包括将硝酸盐、硫酸盐、腐蚀抑制剂、络合剂、表面活性剂加入水中，溶解，成型。

本发明还提供了一种铁基材表面镀铜层的剥离工艺，以上述电解剥离剂或上述方法制备得到的电解剥离剂为电解液，不锈钢为阴极，表面镀铜的铁基材为阳极，进行电解剥离。

优选地，上述电解剥离的温度为25～40℃。

优选地，上述电解剥离电压为2～8V；更优选为2～5V。

优选地，上述电解液的pH＝4.0～7.0。

本发明的有益效果是：

1、本发明的电解剥离剂中不含有氰化物或高浓度的氨水，因而更安全、环保，且废水处理简单，有利于节约成本。

2、本发明的电解剥离剂不会对工件造成腐蚀，剥离后的工件表面光泽度良好、剥离线整齐，剥离效率高。

具体实施方式

下面进一步列举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明阐述的原理做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择，而并非要限定于下文示例的具体数据。

实施例1

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	六次甲基四氨	乳酸	AEO
							质量百分数(wt％)	60	12	12	4	10	2

实施例2

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	六次甲基四氨	乳酸	APEO
							质量百分数(wt％)	66.5	13	8	3	8	1.5

实施例3

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	六次甲基四氨	乳酸	AEO
							质量百分数(wt％)	70	15	6	2.5	6	0.5

对比例1

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	六次甲基四氨	柠檬酸	AEO
							质量百分数(wt％)	60	12	12	4	10	2

对比例2

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	六次甲基四氨	柠檬酸	AEO
							质量百分数(wt％)	55	12	12	4	15	2

对比例3

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	六次甲基四氨	柠檬酸	AEO
							质量百分数(wt％)	50	12	12	4	20	2

对比例4

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	乙二胺	乳酸	AEO
							质量百分数(wt％)	60	12	12	4	10	2

对比例5

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	乙二胺	乳酸	AEO
							质量百分数(wt％)	54	12	12	10	10	2

对比例6

电解剥离剂组分	自来水	硝酸钠	硫酸钾	乙二胺	乳酸	AEO
							质量百分数(wt％)	44	12	12	20	10	2

实施例1～3和对比例1～6的电解剥离剂的制备方法：

在水中按实施例1～3的比例加入电解剥离剂组分，待充分溶解后，搅拌均匀，成型，得铁基材表面镀铜层的电解剥离剂。

铁基材表面镀铜层的剥离工艺：

分别将1份实施例1～3和对比例1～6的电解剥离剂兑2～6份水作为电解液，电解液的pH值为4.0～7.0，阳极为待剥离的铁基材表面镀铜层工件，阴极为不锈钢板，剥离电压为2～8V，剥离温度为25～40℃的条件下进行剥离，剥离完成后，取出工件，水洗干净。

结果表明：在相同的条件下，使用实施例1～3的电解剥离剂剥离的剥离线整齐，且不会对工件造成腐蚀，剥离后的工件表面光泽度良好，这说明实施例1～3的电解剥离剂能有效对铁基材表面的镀铜层进行剥离，而对比例1～6均需使用较大量的电解剥离剂才能达到较好的剥离效果。

同时，将实施例3的电解剥离剂(1份实施例3的电解剥离剂兑4份水作为电解液，pH＝4～6)和市售的化学剥离剂(***水溶液，***的质量百分数为5％)作为电解液，对镀铜层厚度为50μm的铁基材工件进行剥离，对比其效果可知：在承载率(指每公升剥离液所欲剥离的工件面积)为1dm²/L的条件下，化学剥离剂剥离所需的时间为120min，而在同一承载率、电压为7V的条件下，实施例3的电解剥离剂可在50min中剥离完全，同时，市售的化学剥离剂的剥离速度只能为0.1～0.4μm/min，且随着剥离剂中铜离子的浓度增高，其剥离速度会越来越慢，当化学剥离液中的铜离子到饱和后，最终剥离速度会降至0.05μm/min以下，甚至失效，而实施例3的电解剥离剂的剥离速度可以始终恒定为0.7～2.5μm/min，同时剥离的铜离子可生成于阴极不锈钢板，无铜离子饱和的问题，电解液可一直连续操作至剥离完全。

Claims

1.一种铁基材表面镀铜层的电解剥离剂，其特征在于：包括以下组分：2～25wt%硝酸盐、2～20wt%硫酸盐、0.5～8wt%腐蚀抑制剂、3～12wt%络合剂、余量为水；

所述组分中还包括0.1～5wt%的表面活性剂；

其中，所述表面活性剂选自AEO、烷基磷酸脂、APEO、脂肪酸聚氧乙烯酯、乙二醇、甘油季戊四醇中的至少一种；

所述电解剥离剂的pH=4.0～7.0。

2.根据权利要求1所述的电解剥离剂，其特征在于：所述表面活性剂为AEO、APEO或其组合。

3.根据权利要求1或2所述的电解剥离剂，其特征在于：所述腐蚀抑制剂选自六次甲基四胺。

4.根据权利要求1或2所述的电解剥离剂，其特征在于：所述络合剂选自R-COOH及其钾、钠、铵盐，R-（COOH）₂及其钾、钠、铵盐，R-（COOH）₃及其钾、钠、铵盐，HOOC-R1-R2-COOH及其钾、钠、铵盐，HO-R1=R2-COOH及其钾、钠、铵盐，HO-R1-COOH 及其钾、钠、铵盐，R1(OH)-COOH及其钾、钠、铵盐中的至少一种，其中R、R1、R2独立选自C₁～C₁₂的烷基。

5.权利要求2～4任意一项权利要求所述的电解剥离剂的制备方法，其特征在于：将硝酸盐、硫酸盐、腐蚀抑制剂、络合剂、表面活性剂加入水中，溶解，成型。

6.一种铁基材表面镀铜层的剥离工艺，其特征在于：以权利要求1～4任意一项所述的电解剥离剂或权利要求5制备得到的电解剥离剂为电解液，不锈钢为阴极，表面镀铜的铁基材为阳极，进行电解剥离。

7.根据权利要求6所述的剥离工艺，其特征在于：电解剥离的温度为25～40 ℃。

8.根据权利要求6所述的剥离工艺，其特征在于：电解剥离电压为2～8 V。