化学镀镍液以及方法技术

描述了一种化学镀镍液以及使用其的方法。该化学镀镍液包含：(i)镍离子源；(ii)还原剂；(iii)一种或多种络合剂；(iv)一种或多种浴稳定剂；(v)光亮剂，所述光亮剂包含具有磺酸或磺酸根基团的磺化化合物；以及(vi)可选的一种或多种额外的添加剂。磺化化合物光亮剂的使用在各种基材上获得了具有高光泽度值的光亮的化学镀镍沉积物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术概括而言涉及化学镀镍液以及使用其来生产光亮沉积物的方法。
技术介绍
化学镀镍是一种用于不使用外部电源而在基材上沉积一层或多层镍的方法。化学镀镍也被称为“自催化”镀覆，这是因为所施敷的金属在溶液中并且借助于电力电流将其自身粘附于基材。因此，化学镀沉积的一个首要优点在于其不需要电进行金属沉积。化学镀还与“浸”镀相区别于：与浸镀不同，可获得想要的厚度的沉积层(或多层)，在浸镀中，可获得的是仅有很小厚度的覆盖。化学镀镍方法能够将均匀厚度的可靠、可重复的镍层沉积于包括非导电性或称介电性基材例如塑料和陶瓷的各种基材上，以及包括钢、铝、黄铜、铜和锌的金属基材上。由于化学镀镍没有通量密度和电力供应的问题，不管工件的几何形状其都能够提供平坦的沉积层。因此，其能够有效地镀覆具有包括尖锐边缘、深凹槽、内部区域、接缝和接线等复杂几何形状的基材而不会在各点、角落等处引起过度的堆积。此外，化学镀镍层还展示出优异的耐腐蚀性和改良的耐磨性以及良好的光滑度、高硬度和良好的延展性。化学镀镍可用于非导电性基材例如塑料基材的镀覆，以赋予这种基材表面以导电性，并且/或者改变该基材的外观。进而，通过镍的沉积，可改善所镀覆基材的材料特性，包括耐腐蚀性、硬度和耐磨性。然而，尽管本领域已知有各种化学镀镍组合物，本领域对于能在各种基材上生产出光亮的镍沉积物的化学镀镍组合物以及方法仍有需求。专利
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种改良的化学镀镍组合物。本专利技术的另一个目的是提供一种能生产出光亮的沉积物的改良的化学镀镍组合物。本专利技术的又一个目的是提供一种含有改良的光亮剂的化学镀镍组合物。本专利技术的又一个目的是提供一种具有改良的特性的化学镀镍层的化学沉积方法。本专利技术的又一个目的是提供一种能生产出具有高光泽度数值的沉积物的化学镀镍组合物。为此目的，在一个实施方案中，本专利技术概括而言涉及一种化学镀镍液，包含：1)镍离子源；2)还原剂；3)一种或多种络合剂；4)一种或多种浴稳定剂；和5)光亮剂，所述光亮剂包含从由烷基或芳基取代的磺酰胺、烷基或芳基取代的磺酸、烷基或芳基取代的磺基琥珀酸盐、以及烷基或芳基取代的磺酸盐构成的群组中选出的磺化化合物。在另一个实施方案中，本专利技术概括而言涉及一种对基材进行镀覆以在其上提供光亮的化学镀镍沉积物的方法，该方法包括如下步骤：a)准备基材，以在其上接受化学镀镍；以及b)使用化学镀镍液对所准备的基材进行镀覆，该化学镀镍液包含：1)镍离子源；2)还原剂；3)一种或多种络合剂；4)一种或多种浴稳定剂；5)光亮剂，所述光亮剂包含从由烷基或芳基取代的磺酰胺、烷基或芳基取代的磺酸、烷基或芳基取代的磺基琥珀酸盐、以及烷基或芳基取代的磺酸盐构成的群组中选出的磺化化合物。其中，在基材上沉积出了光亮的化学镀镍层。具体实施方式本专利技术概括而言涉及一种化学镀镍组合物以及使用该化学镀镍组合物以在基材上生产出光亮的沉积物的方法。在一个实施方案中，本专利技术的化学镀镍液包含：1)镍离子源；2)还原剂；3)一种或多种络合剂；4)一种或多种浴稳定剂；和5)光亮剂，所述光亮剂包含从由烷基或芳基取代的磺酰胺、烷基或芳基取代的磺酸、烷基或芳基取代的磺基琥珀酸盐、以及烷基或芳基取代的磺酸盐构成的群组中选出的磺化化合物。镍离子源可以是任何合适的可溶性镍离子的源，并且优选是从由溴化镍、氟硼酸镍、磺酸镍、氨基磺酸镍、烷基磺酸镍、硫酸镍、氯化镍、乙酸镍、次磷酸镍以及以上一种或多种物质的组合构成的群组中选出的镍盐。在一个优选的实施方案中，镍盐是硫酸镍或磺酸镍。可溶性镍盐在镀液中的浓度优选为约2～10g/L，更优选为约4～9g/L。通过在方法中被氧化的化学还原剂的作用，镍离子在化学镀镍浴中被还原为金属镍。待含于本专利技术的镀液中的还原剂包括：次磷酸盐，例如次磷酸钠；碱金属硼氢化物，例如硼氢化钠；可溶性硼烷化合物，例如二甲胺硼烷和三甲胺硼烷；还可用作溶剂的可溶性硼烷化合物，例如二乙胺硼烷和异丙胺硼烷；以及肼。当使用次磷酸盐作为还原剂时，本专利技术的镀液为化学Ni-P镀液；当使用可溶性硼烷化合物时，其为化学Ni-B镀液，而当使用肼作为还原剂时，本专利技术的镀液为化学Ni镀液。一种或多种还原剂在化学镀镍组合物中的浓度通常为约0.01g/L至约200g/L，更优选约20g/L至约50g/L。如果一种或多种还原剂的浓度少于约0.01g/L，镀覆速度将会降低，而如果浓度超过约200g/L，效果将会饱和，并且化学镀镍组合物会开始分解。一种或多种络合剂包含有效防止镍化合物沉淀并提供镍沉淀的适度反应速率的成分。(多种)络合剂通常以足以络合溶液中存在的镍离子并且还能足以溶解在镀覆过程中形成的次磷酸盐(或其他还原剂)降解产物的量包括于镀液中。(多种)络合剂通常通过与镍离子形成更加稳定的镍络合物而延缓了镍离子以不溶性盐如亚磷酸盐的形式从镀液中沉淀。通常，(多种)络合剂以最多约200g/L，优选约15至约75g/L，更优选约20至约40g/L的浓度使用在组合物中。有用的镍络合剂(螯合剂)包括例如羧酸、多胺或磺酸，或它们的混合物，以上仅为举例而非限制。有用的羧酸包括单羧酸、二羧酸、三羧酸和四羧酸，其上可取代有例如羟基或氨基基团的各种取代基部分。酸可以其钠盐、钾盐或铵盐的形式引入到镀液中。某些络合剂例如乙酸例如还可作为缓冲剂，这种添加剂成分的合适浓度在考虑它们的双重功能后可为任何镀液而优化。可在本专利技术溶液中用作镍络合剂的羧酸的例子包括：单羧酸，如乙酸、羟基乙酸、甘氨酸、丙氨酸、乳酸；二羧酸，如琥珀酸、天冬氨酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸；三羧酸，如柠檬酸；和四羧酸，如乙二胺四乙酸(EDTA)，它们可单独使用或彼此组合使用。在一个优选的实施方案中，络合剂包括一种或多种单羧酸与一种或多种二羧酸的混合物。化学镀的沉积速率通过选择合适的温度、pH值和金属离子/还原剂浓度进行进一步控制。络合离子也可以作为催化剂抑制剂以减少潜在的化学镀镍浴的自发分解。添加一种或多种浴稳定剂，以提供足够的浴寿命和合理的沉积速率，并控制任何合金材料的含量。例如，可使用稳定剂以控制在所沉积的镍磷合金中的磷含量。稳定剂包括有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学镀镍液，包含：a)镍离子源；b)还原剂；c)一种或多种络合剂；d)一种或多种浴稳定剂；和e)光亮剂，所述光亮剂包含从由烷基或芳基取代的磺酰胺、烷基或芳基取代的磺酸、烷基或芳基取代的磺基琥珀酸盐、以及烷基或芳基取代的磺酸盐构成的群组中选出的磺化化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.07 US 13/961,0181.一种化学镀镍液，包含：
a)镍离子源；
b)还原剂；
c)一种或多种络合剂；
d)一种或多种浴稳定剂；和
e)光亮剂，所述光亮剂包含从由烷基或芳基取代的磺酰胺、烷
基或芳基取代的磺酸、烷基或芳基取代的磺基琥珀酸盐、以及烷基
或芳基取代的磺酸盐构成的群组中选出的磺化化合物。
2.根据权利要求1的化学镀镍液，其中该镍离子源包含从由溴
化镍、氟硼酸镍、磺酸镍、氨基磺酸镍、烷基磺酸镍、硫酸镍、氯
化镍、乙酸镍、次磷酸镍以及以上一种或多种物质的组合构成的群
组中选出的镍盐。
3.根据权利要求2的化学镀镍液，其中该磺化化合物是从由2-
氨基乙烷磺酸、甲苯磺酰胺、1-辛烷磺酸、2-氯-羟基丙磺酸、糖精、
磺基琥珀酸二戊酯钠、磺基琥珀酸1,4-双(1,3-二甲基丁基)酯钠、
磺基琥珀酸、以及烯丙基磺酸钠构成的群组中选出的。
4.根据权利要求1的化学镀镍液，其中该还原剂是从由次磷酸
盐、碱金属硼氢化物、可溶性硼烷化合物和肼构成的群组中选出的。
5.根据权利要求4的化学镀镍液，其中该还原剂包含次磷酸盐。
6.根据权利要求1的化学镀镍液，其中该磺化化合物为2-氨基
乙烷磺酸。
7.根据权利要求1的化学镀镍液，其中该磺化化合物在该化学
镀镍液中的浓度在约0.1～3.0mg/L的范围内。
8.根据权利要求7的化学镀镍液，其中该磺化化合物在该化学

\t镀镍液中的浓度在约0.5～2.0mg/L的范围内。
9.根据权利要求1的化学镀镍液，其中该磺化化合物至少实质
上是该化学镀镍液中仅有的光亮剂。
10.一种对基材进行镀覆以在其上提供光亮的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·雅尼克，N·J·米库斯，
申请(专利权)人：麦克德米德尖端有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US