CN111850623A

CN111850623A - 一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺

Info

Publication number: CN111850623A
Application number: CN202010381878.XA
Authority: CN
Inventors: 骆祖文; 王鲁艳
Original assignee: Dexin Chemical Shandong Co ltd
Current assignee: Dexin Chemical Shandong Co ltd
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明公开了一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺，主要涉及金属装饰性表面处理领域。电镀液原料包括：硫酸镍430～520g/L；氯化镍30～50g/L；硼酸30～50g/L；糖精钠2～5g/L；烯丙基磺酸钠0.5～3g/L；聚乙二醇类型离子表面活性剂0.01～6mg/L；季铵盐型阳离子表面活性剂0.5～10mg/L，工艺包括使用上述的电镀液，且工艺的处理温度是48‑55℃，pH值3.9‑4.5，阴极电流密度3.9‑4.5A/dm²，搅拌方式是阴极移动及阴极旋转，不可循环过滤。本发明的有益效果在于：它通过调整起砂剂的组成和含量来获得不同的绒面效果，以满足市场不同客户对绒面镍的需要。

Description

一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺

技术领域

本发明涉及金属装饰性表面处理领域，具体是一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺。

背景技术

绒面镍是装饰性表面处理中的一个重要工艺，具有外观华美，色泽细腻柔和，内应力低，防腐蚀性好的特点，可直接作为防护装饰性外层，也可以在其上涂覆其它金属，如铬、金、银等，获得更优秀的防护装饰效果。目前，绒面镍已在汽车装饰、电子产品、日用五金、文化用品等行业得到广泛应用。

最早的绒面镍是通过机械法制得的，这种方法获得的产品，表面粗糙，无光泽，而且劳动强度大，已基本被淘汰。目前，获得绒面镍一般有两种方法：复合电沉积法和乳化剂法。复合电沉积法，即在工作液中加入以金属化合物组成的分散相，悬浮于工作液中，与镍离子共沉积形成凹凸不平的镍层。由此技术形成的绒面镍表面光泽度不理想，工作液不易维护而应用受到限制。乳化剂法是在瓦特镍工作液中引入起砂乳化剂，这些起砂乳化剂一般由一种或两种非离子表活剂组成，这些非离子表活剂具有反常的不溶解性能，随温度升高其溶解度反而降低，温度升高至浊点时，与水有缔合作用，醚键会脱钩，析出使溶液浑浊。当其析出形成小小液珠直径达5-30nm时即会处于通电状态，镍离子在放电沉积时那些吸附的小液珠处无镍沉积，当液珠脱附后，在原吸附点就会有微小凹坑，如此反复，便会形成凹凸不平的表面。非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的协同作用，可以获得更均匀、美观的绒面镍层。采用这种方法制得的绒面镍微观表面有无数重叠的凹坑，在宏观上表现出柔和的珍珠效果。

如今业内普遍采用乳化剂法，去获得所需的绒面镍。但现今市面上的产品，起砂不稳定，3-4个小时后即出现乱砂，甚至表面出现黑点、亮点，无法实现绒面效果的稳定性，需频繁补加活性炭进行过滤吸附，后重新调整，维护极其困难，无法实现稳定连续生产，效率低，且绒面效果单一，无法满足不同客户对绒面镍的外观要求。因此，急需研发一种长效的、可以通过调整工作液的组成来获得不同绒面效果的绒面镍工艺，以满足不同客户的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺，它通过调整起砂剂的组成和含量来获得不同的绒面效果，以满足市场不同客户对绒面镍的需要。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种用于获得绒面镍层的电镀液，其原料包括：

优选的，其原料包括：

进一步优选，其原料包括：

N-{[N-(2-月桂酰氧乙基)氨基甲酰]甲基}吡啶鎓氯化物9mg/L。

所述聚乙二醇类型离子表面活性剂包括聚乙二醇、脂肪醇类聚氧乙烯醚、烷基酚类聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一项或任几项。

所述聚乙二醇类型离子表面活性剂为分子量是5000-20000的聚乙二醇。

所述季铵盐型阳离子表面活性剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基吡啶氯化物、(对异辛基苯氧乙氧乙基)(苄基)(二甲基)氯化铵、N-{[N-(2-月桂酰氧乙基)氨基甲酰]甲基}吡啶鎓氯化物中的一项或任几项。

所述季铵盐型阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵和N-{[N-(2-月桂酰氧乙基)氨基甲酰]甲基}吡啶鎓氯化物。

作为本发明的另一个方面，一种电镀工艺，使用上述的电镀液，且工艺的处理温度是48-55℃，pH值3.9-4.5，阴极电流密度3.9-4.5A/dm²，搅拌方式是阴极移动及阴极旋转，不可循环过滤。

工艺的处理温度是52℃，pH值4.0，阴极电流密度4A/dm²。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

硫酸镍、氯化镍和硼酸作为基础成分加入到电镀液中，其中硫酸镍主要提供镍离子和导电物质，氯化镍主要作用是促进阳极的溶解，而硼酸则是作为pH值缓冲剂的作用加入其中，使工作液pH值稳定在3.9-4.5。

糖精钠和烯丙基磺酸钠是作为添加剂成分加入到电镀液中，其中糖精钠主要作用是作为柔软剂，降低绒面镍的内应力，提高其柔韧性，烯丙基磺酸钠的作用则是保证绒面镍结晶细致，使其更加均匀细腻。

聚乙二醇型非离子表面活性剂和季铵盐型阳离子表面活性剂在工作液中的作用是起砂剂。不同分子量的聚乙二醇型非离子表活剂、季铵盐型阳离子表面活性剂，可单独使用获得所需绒面效果镍层，亦可配合使用，调整添加用量，获得不同外观效果的绒面镍层，满足各种生产需求。

其中，聚乙二醇型非离子表面活性剂，主要作用是使镍层获得圆形凹坑绒面效果。季铵盐型阳离子表面活性剂，具有较明显起砂效果。本绒面镍工艺，通过对不同分子量的聚乙二醇型非离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂的选择和复配，通过调整能起砂剂的组成和配比，调试出各种不同需求的绒面镍，且维护简单，色泽稳定，能连续工作15天以上无需任何处理，很好的满足生产应用，具有很大的经济效益。

附图说明

附图1是本发明实施例1的电镜图片。

附图2是本发明实施例2的电镜图片。

附图3是本发明实施例3的电镜图片。

附图4是本发明实施例4的电镜图片。

附图5是本发明实施例5的电镜图片。

附图6是本发明实施例5HULL槽试片。

附图7是本发明实施例5HULL槽试片镍层厚度分布。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

实施例1：一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺

以1L电镀液为例，其包含的原料有：

硫酸镍：470g/L；

氯化镍：40g/L；

硼酸：40g/L；

糖精钠：3.8g/L；

烯丙基磺酸钠：1.8g/L；

聚乙二醇10000:0.05mg/L；

聚乙二醇15000:0.1mg/L；

十六烷基三甲基溴化铵：1mg/L。

使用该电镀液进行镀镍，工艺参数包括：

处理温度：52℃；

PH值：4.0；

阴极电流密度：4A/dm²；

搅拌方式：阴极移动及阴极旋转；

过滤方式：不可循环过滤。

实施例2：一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺

以1L电镀液为例，其包含的原料有：

硫酸镍：470g/L；

氯化镍：40g/L；

硼酸：40g/L；

糖精钠：3.8g/L；

烯丙基磺酸钠：1.8g/L；

月桂醇聚氧乙烯醚10:0.15mg/L；

聚乙二醇15000:1.5mg/L；

十二烷基二甲基苄基氯化铵：3mg/L。

使用该电镀液进行镀镍，工艺参数包括：

处理温度：52℃；

pH值：4.0；

阴极电流密度：4A/dm²；

搅拌方式：阴极移动及阴极旋转；

过滤方式：不可循环过滤。

实施例3：一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺

以1L电镀液为例，其包含的原料有：

硫酸镍：470g/L；

氯化镍：40g/L；

硼酸：40g/L；

糖精钠：3.8g/L；

烯丙基磺酸钠：1.8g/L；

十二烷基二甲基苄基氯化铵：1mg/L；

(对异辛基苯氧乙氧乙基)(苄基)(二甲基)氯化铵：3mg/L。

使用该电镀液进行镀镍，工艺参数包括：

处理温度：52℃；

pH值：4.0；

阴极电流密度：4A/dm²；

搅拌方式：阴极移动及阴极旋转；

过滤方式：不可循环过滤。

实施例4：一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺

以1L电镀液为例，其包含的原料有：

硫酸镍：470g/L；

氯化镍：40g/L；

硼酸：40g/L；

糖精钠：3.8g/L；

烯丙基磺酸钠：1.8g/L；

壬基酚聚氧乙烯醚15:0.2g/L；

(对异辛基苯氧乙氧乙基)(苄基)(二甲基)氯化铵：3mg/L；

十二烷基三甲基溴化铵：9mg/L。

使用该电镀液进行镀镍，工艺参数包括：

处理温度：52℃；

pH值：4.0；

阴极电流密度：4A/dm²；

搅拌方式：阴极移动及阴极旋转；

过滤方式：不可循环过滤。

实施例5：一种用于获得绒面镍层的电镀液及电镀工艺

以1L电镀液为例，其包含的原料有：

硫酸镍：470g/L；

氯化镍：40g/L；

硼酸：40g/L；

糖精钠：3.8g/L；

烯丙基磺酸钠：1.8g/L；

聚乙二醇10000:0.15mg/L；

聚乙二醇15000:1.5mg/L；

十二烷基二甲基苄基氯化铵：3mg/L；

N-{[N-(2-月桂酰氧乙基)氨基甲酰]甲基}吡啶鎓氯化物：9mg/L。

使用该电镀液进行镀镍，工艺参数包括：

处理温度：52℃；

pH值：4.0；

阴极电流密度：4A/dm²；

搅拌方式：阴极移动及阴极旋转；

过滤方式：不可循环过滤。

实施例6：性能测试

以上述实施例1-5所述电镀液及工艺进行电镀处理，所获得的试片进行检测如下：

1、电镜检测SEM

以下分别为参照实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5工艺参数，进行方形槽实验，所得试片的电镜SEM检测300X和500X倍的效果对比如图1、2、3、4、5所示。

由图1,2,3,4,5可以看出，不同组合不同含量的起砂剂，可以使镍层表面呈现不同的微观效果，表面圆形凹坑或大或小，或疏或密。通过调整工作液中起砂剂的组成和含量，可以得到客户所需的合适的绒面效果的镍层，满足客户需要。

2、HULL槽实验

参照实施例5工艺下，进行HULL槽实验，试片进行外观和镍层厚度分布实验。实验结果显示：从高区至低区，试片表面细致均匀，外观柔和，无亮点，黑点情况，试片效果如图6。镍层厚度分布良好，随着电流密度的不同，镍层厚度呈现规律性下降，如图7所示。

3、工艺稳定性试验

实施例5的组合复配，进行连续HULL槽试片10张，观察镍层变化情况。实验结果显示：第10张试片，与第一张绒面效果基本一致，无明显差异，镍层无亮点、黑点现象产生，均匀细致。

工厂使用实施例5进行生产，15天以上不需要大处理重新调整工作液，稳定，可连续生产，提高了生产效率，大大降低了成本。

Claims

1.一种用于获得绒面镍层的电镀液，其特征在于，其原料包括：

2.根据权利要求1所述一种用于获得绒面镍层的电镀液，其特征在于，其原料包括：

3.根据权利要求1所述一种用于获得绒面镍层的电镀液，其特征在于，其原料包括：

4.根据权利要求1所述一种用于获得绒面镍层的电镀液，其特征在于，所述聚乙二醇类型离子表面活性剂包括聚乙二醇、脂肪醇类聚氧乙烯醚、烷基酚类聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一项或任几项。

5.根据权利要求4所述一种用于获得绒面镍层的电镀液，其特征在于，所述聚乙二醇类型离子表面活性剂为分子量是5000-20000的聚乙二醇。

6.根据权利要求1所述一种用于获得绒面镍层的电镀液，其特征在于，所述季铵盐型阳离子表面活性剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基吡啶氯化物、(对异辛基苯氧乙氧乙基)(苄基)(二甲基)氯化铵、N-{[N-(2-月桂酰氧乙基)氨基甲酰]甲基}吡啶鎓氯化物中的一项或任几项。

7.根据权利要求6所述一种用于获得绒面镍层的电镀液，其特征在于，所述季铵盐型阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵和N-{[N-(2-月桂酰氧乙基)氨基甲酰]甲基}吡啶鎓氯化物。

8.一种电镀工艺，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的用于获得绒面镍层的电镀液，且工艺的处理温度是48-55℃，pH值3.9-4.5，阴极电流密度3.9-4.5A/dm²，搅拌方式是阴极移动及阴极旋转，不可循环过滤。

9.根据权利要求8所述的一种电镀工艺，其特征在于，工艺的处理温度是52℃，pH值4.0，阴极电流密度4A/dm²。