一种碱性锌镍合金电镀液及其制备方法及电镀工艺技术

本申请涉及镀锌电镀液技术领域，具体公开了一种碱性锌镍合金电镀液及其制备方法及电镀工艺。一种碱性锌镍合金电镀液，每升电镀液主要包含以下各组分原料：氧化锌10‑20g，氢氧化钠120‑150g，硫酸镍15‑40g，配位剂20‑50g，光亮剂8‑15g，余量为水；其制备方法为：1）将氧化锌、氢氧化钠和部分水混合均匀配制成溶液A；2）将配位剂、硫酸镍和部分水混合均匀配制成溶液B；3）将溶液B加入到溶液A中混合均匀，然后加入剩余水、光亮剂混合均匀，即得。本申请的一种碱性锌镍合金电镀液可用于锌镍合金电镀，其具有热稳定性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种碱性锌镍合金电镀液及其制备方法及电镀工艺
本申请涉及镀锌电镀液
，更具体地说，它涉及一种碱性锌镍合金电镀液及其制备方法及电镀工艺。
技术介绍
锌镍合金镀层具有优良的防腐性能，其防腐性能是镀锌层的3-6倍,同时具有光亮度好、抗变色能力强、高硬度及机械加工方便等优良性能，在汽车、机械加工、航空工业、仪表及电子等行业广泛应用。目前在锌镍合金电镀工艺中的电镀液主要分为酸性体系和碱性体系，酸性体系例如氯化钾型电镀液具有镀液稳定，阴极效率高，方便操作的优点，但是电流密度变化对镀层形成影响较大，形成的锌镍合金镀层在耐腐蚀测试中表现不好。碱性体系的镀液分散性好，形成的锌镍合金镀层细致，抗腐蚀性能优良。为了提高锌镍镀层的晶体细密度，增加锌镍合金镀层的光亮度，通常会在电镀液中添加光亮剂来改善锌镍镀层的光亮度。申请公告号为CN104878418A的中国专利公布了一种高稳定性的无氰碱性镀锌溶液，其特征在于，包括以下各组分：锌离子6-14g/L；氢氧化钠90-150g/L；光亮剂0.5-1.5mL/L；辅助剂6-20mL/L。通过重新选择和组合主光亮剂、辅助剂光亮和载体光亮剂，具有镀层分布均匀和表面光亮的效果。针对上述内容，专利技术人认为上述无氰碱性镀锌溶液中光亮剂的浊点较低，容易引起电镀液浑浊的情况，电镀液的热稳定性较差。
技术实现思路
为了改善电镀液热稳定性较差的问题，本申请提供一种碱性锌镍合金电镀液及其制备方法及电镀工艺。第一方面，本申请提供一种碱性锌镍合金电镀液，采用如下的技术方案：>一种碱性锌镍合金电镀液，每升电镀液主要包含以下各组分原料：氧化锌10-20g，氢氧化钠120-150g，硫酸镍15-40g，配位剂20-50g，光亮剂8-15g，余量为水；配位剂为三乙醇胺、三乙烯四胺、酒石酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸钠、乙酸钠中的至少一种；光亮剂由主光亮剂、载体和辅助光亮剂按质量比(0.4-0.6):(0.2-0.3):(0.1-0.4)组成；主光亮剂为糠醛、吡啶、咪唑、甲基咪唑、呱嗪中的至少一种；辅助光亮剂为聚乙烯亚胺季铵盐、苄基吡啶羧酸盐、烷基季铵盐中的至少一种；所述载体包括聚氧乙烯醚磺酸盐。通过采用上述技术方案，本申请的碱性锌镍合金电镀液通过采用聚氧乙烯醚磺酸盐作为光亮剂载体，聚氧乙烯醚磺酸盐类溶解在电解液中以后，可以起到增溶主光亮剂的作用，提高电镀液的分散能力、覆盖能力和渗透能力，能够减少主光亮剂的加入量和电解消耗量；此外聚氧乙烯醚磺酸盐的浊点较高，在较高温度下不容易析出，可以扩大电镀液的工作温度范围；此外聚乙烯亚胺季铵盐与聚氧乙烯醚磺酸盐产生复配协同作用，扩大了锌镍合金镀层的光亮电流密度范围，镀层的均镀和深镀能力较好，使锌镍合金镀层获得较好光亮度的效果。优选的，所述聚氧乙烯醚磺酸盐由脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、苯酚聚氧乙烯醚磺酸盐按质量比为(0.3-0.6):(0.1-0.2):(0.05-0.1)组成。通过采用上述技术方案，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐以及苯酚聚氧乙烯磺酸盐的亲水、亲油平衡值很接近，相互之间具有复配协同效应，能够提高电镀液的界面活性，降低电镀液的界面张力，进一步提高锌镍合金电镀液的分散能力和均一性。优选的，所述聚氧乙烯醚磺酸盐分子链中加成的环氧乙烷的分子数量为8-15。通过采用上述技术方案，聚氧乙烯醚磺酸盐分子链上加成的环氧乙烷分子的数量较少时，聚氧乙烯醚磺酸盐的临界胶束浓度较大，需要的载体的加入量过多，容易引起电镀液体系失衡；而聚氧乙烯醚磺酸盐分子链上加成的环氧乙烷分子的数量较多时，聚氧乙烯醚磺酸盐稳定性减弱，聚氧乙烯醚磺酸盐分子链上加成的环氧乙烷分子数为8-15时具有良好的润湿、渗透、分散和增溶能力，有助于增加光亮剂在电镀液中的分散程度，进一步提高锌镍合金电镀液的热稳定性。优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐中脂肪醇的碳链长度为C1-C8。通过采用上述技术方案，脂肪醇的碳链长度为C1-C8的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的分子空间位阻较小，较为容易排列形成紧密排列的油水界面膜，有效降低电镀液的界面张力，可以更容易的分散在电镀液中。优选的，所述载体还包括1,3-丙烷磺内酯，1,3-丙烷磺内酯与聚氧乙烯醚磺酸盐的质量比为(7-8.5):(1.5-3)。通过采用上述技术方案，1,3-丙烷磺内酯在电极表面形成一层致密的阻力钝化膜，延缓锌离子和镍离子的沉积速率，细化锌镍镀层结晶，提高镀层的光亮度和整平能力，此外1,3-丙烷磺内酯还具有一定的湿润和抗杂能力，减少锌镍合金中的杂质含量，提高锌镍合金镀层的抗腐蚀性能，同时1,3-丙烷磺内酯的热稳定性较好，与聚氧乙烯醚磺酸盐产生协同作用，进一步提高电镀液的热稳定性。优选的，所述原料中还包括(1.5-3)g/L的润湿剂；润湿剂为十二烷基磺酸钠。通过采用上述技术方案，十二烷基磺酸钠可以有效降低电镀液的表面张力，增加电镀液的润湿性，使阴极产生的气体所形成的气泡迅速散逸和排出，有效减少锌镍镀层表面出现针孔的现象，提高锌镍镀层表面的平整度。优选的，所述原料中还包括(0.5-2)g/L的除杂剂，除杂剂为硫脲、氨基硫脲、环糊精、冠醚按质量比为(0.5-0.7):(0.1-0.15):(0.05-0.1):(0.02-0.05)组成通过采用上述技术方案，硫脲、氨基硫脲、环糊精、冠醚都具有较强的亲金属离子作用，其上面的孤电子对可以配位到金属离子的空轨道上，与电镀液中的杂质金属离子形成络合物，减少杂质金属离子在锌镍合金镀层上的沉积量，提高锌镍合金镀层的纯度。第二方面，本申请提供一种碱性锌镍合金电镀液的制备方法，采用如下的技术方案：一种碱性锌镍合金电镀液的制备方法，包括如下步骤：1)将氧化锌、氢氧化钠和部分水混合均匀配制成溶液A；2)将配位剂、硫酸镍和部分水混合均匀配制成溶液B；3)将溶液B加入到溶液A中混合均匀，然后加入剩余水、光亮剂混合均匀，即得。通过采用上述技术方案，将氧化锌、氢氧化钠和部分水混合后得到较为均匀的锌酸钠溶液，将配位剂、硫酸镍和部分水混合均匀后使配位剂与镍离子形成有效配位的，然后将溶液B加入溶液A中后，使镍离子能均匀分散在溶液体系内，在加入光亮剂和剩余水后混合均匀，进一步提高了各原料的分散程度，增加锌镍合金电镀液的体系稳定性。第三方面，本申请提供的一种碱性锌镍合金电镀液的电镀工艺，采用如下的技术方案：一种碱性锌镍合金电镀液的电镀工艺，具体的电镀工艺如下：设置电流密度2-3.5A/dm，温度20-40℃，阳极为不溶性镍板，阴极为待镀件，电镀时间为15-45min。通过采用上述技术方案，在电流密度2-3.5A/dm，温度为20-40℃条件下，锌镍合金镀层中镍的质量分数可以维持在12％-15％左右，具有较低的自腐蚀电位，锌镍合金镀层的耐蚀性能较好，阳极选用不溶性镍板可以使电镀液中镍离子含量较为稳定。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请的碱性锌镍合金电镀液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性锌镍合金电镀液，其特征在于，每升电镀液主要包含以下各组分原料：氧化锌10-20g，氢氧化钠120-150g，硫酸镍15-40g，配位剂20-50g，光亮剂8-15g，余量为水；配位剂为三乙醇胺、三乙烯四胺、酒石酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸钠、乙酸钠中的至少一种；光亮剂由主光亮剂、载体和辅助光亮剂按质量比(0.4-0.6):(0.2-0.3):(0.1-0.4)组成；主光亮剂为糠醛、吡啶、咪唑、甲基咪唑、呱嗪中的至少一种；辅助光亮剂为聚乙烯亚胺季铵盐、苄基吡啶羧酸盐、烷基季铵盐中的至少一种；所述载体包括聚氧乙烯醚磺酸盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种碱性锌镍合金电镀液，其特征在于，每升电镀液主要包含以下各组分原料：氧化锌10-20g，氢氧化钠120-150g，硫酸镍15-40g，配位剂20-50g，光亮剂8-15g，余量为水；配位剂为三乙醇胺、三乙烯四胺、酒石酸钾、酒石酸钾钠、柠檬酸钠、乙酸钠中的至少一种；光亮剂由主光亮剂、载体和辅助光亮剂按质量比(0.4-0.6):(0.2-0.3):(0.1-0.4)组成；主光亮剂为糠醛、吡啶、咪唑、甲基咪唑、呱嗪中的至少一种；辅助光亮剂为聚乙烯亚胺季铵盐、苄基吡啶羧酸盐、烷基季铵盐中的至少一种；所述载体包括聚氧乙烯醚磺酸盐。


2.根据权利要求1所述的一种碱性锌镍合金电镀液，其特征在于，所述聚氧乙烯醚磺酸盐由脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐、苯酚聚氧乙烯醚磺酸盐按质量比为(0.3-0.6):(0.1-0.2):(0.05-0.1)组成。


3.根据权利要求2所述的一种碱性锌镍合金电镀液，其特征在于，所述聚氧乙烯醚磺酸盐分子链中加成的环氧乙烷的分子数量为8-15。


4.根据权利要求2所述的一种碱性锌镍合金电镀液，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐中脂肪醇的碳链长度为C1-C8。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪祥松，
申请(专利权)人：杭州佳兴镀锌有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33