本发明专利技术公开了一种缩乙二醇缩水甘油醚类环氧树脂镀Cu-Sn的电镀液及电镀方法。其中，该电镀液由含量为0.4～6g/L的以铜计焦磷酸铜、含量为8～36g/L的以锡计焦磷酸亚锡、含量为72～189g/L的以焦磷酸根计碱金属焦磷酸盐、含量为0.36～0.72g/L的环氧树脂、含量为40～60g/L的甲基磺酸和含量为0.24～0.35g/L的N-苄基吡啶化合物组成；所述环氧树脂为由摩尔比为4～6：1的环氧氯丙烷和缩乙二醇反应得到的缩水甘油醚类化合物。本发明专利技术的电镀液具有较好的分散力和深镀能力，阴极电流效率高，镀液性能优异。采用在镀液在碱性条件下电镀获得的镀层的孔隙率低，光亮度高，镀层质量良好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电镀铜锡
，尤其涉及一种缩乙二醇缩水甘油醚类环氧树脂镀 Cu-Sn的电镀液及电镀方法。
技术介绍
电镀铜锡合金是发展最早的合金镀种之一。由于镍资源短缺等原因，镍的价格持 续增长，代镍镀层越来越引起人们的注意。铜锡合金作为代镍用于防护、装饰性镀层，既可 以满足使用要求，也可以减少镍的使用，因此具有非常高的市场价值。80年代后期，研究发 现金属镍接触人的皮肤会引发镍敏感症状，因而在许多国家，例如，欧共体国家旱在90年 代就已立法限制首饰品中含镍量，要求金属镍的析出量每平方厘米不超过〇. 5微克。因此 研究代镍电镀工艺有很大的必要性。代镍镀层应具备以下性能：首先镀层的整平性、光亮度 要好，具有优良的装饰效果。其次，镀层应能阻止底层金属向而层的扩散，以防止贵金属镀 层的变色。再者，电镀成本不能太高。日前常用的代镍工艺主要有电镀铜合金、镀钯或钯镍 合金、镀钴。镀钴和镀钯均因其价格昂贵使得它们的工业化推广受到限制。电镀Cu-Sn合 金，可获得平整和光亮的镀层，铜锡合金的防扩散性能良好，较为重要的是，电镀成本较为 理想。不仅如此，电镀废液处理技术要求不高。基于此，电镀Cu-Sn合金在装饰防护性电镀 中获得了广泛的应用，是应用最广泛的代镍镀层之一。 由于氰化物有剧毒，在环保意识的逐步增强的大时代背景下，氰化电镀Cu-Sn合 金开始被各国政府通过立法进行限制。无氰电镀的开发凸显出巨大的市场前景。现有的氰 化电镀Cu-Sn合金普遍存在镀液的性能不佳，镀层质量不高的技术缺陷，这些严重制约了 无氰电镀铜锡在工业上的进一步推广。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一方面提供一种缩乙二醇缩水甘油醚类环氧树脂镀Cu-Sn的电 镀液，该电镀液的镀液性能较好，使用该镀液得到的镀层质量较高。 -种环氧树脂无氰镀Cu-Sn合金的电镀液，由含量为0. 4~6g/L的以铜计焦磷酸 铜、含量为8~36g/L的以锡计焦磷酸亚锡、含量为72~189g/L的以焦磷酸根计碱金属焦 磷酸盐、含量为〇. 36~0. 72g/L的环氧树脂、含量为40~60g/L的磺基水杨酸和含量为 0. 24~0. 35g/L的N-苄基吡啶化合物组成；所述环氧树脂为由摩尔比为4~6 :1的环氧 氯丙烷和缩乙二醇反应得到的缩水甘油醚类化合物。 其中，由含量为4g/L的以铜计焦磷酸铜、含量为18g/L的以锡计焦磷酸亚锡、含量 为134g/L的以焦磷酸根计碱金属焦磷酸盐、含量为0. 47g/L的环氧树脂、含量为52g/L的 甲基磺酸和含量为〇. 30g/L的N-苄基吡啶化合物组成。 以上电镀液的技术方案中，选用焦磷酸铜为铜主盐。选用焦磷酸锡为锡主盐。选 用焦磷酸盐为配位剂。焦磷酸盐优选为碱金属的焦磷酸盐，例如焦磷酸钠或钾。碱金属的 焦磷酸盐为可溶性盐。焦磷酸根可与铜离子和亚锡离子形成络合物，该络合物在阴极沉积 时的放电电位较简单的二价铜离子更负，即极化程度更大。因而，络合离子放电更为平稳， 使得镀层的更为细致平整。焦磷酸铜和焦磷酸锡所含的焦磷酸根作为配位剂阴离子，不会 导致镀液中引入其他的阴离子杂质。 选用环氧树脂为光亮剂缩。以乙二醇加入的摩尔量为基准，环氧树脂具体由1份 缩乙二醇和4~6份环氧氯丙烷在有机溶剂及2. 5~4份碱的存在下，经0. 06~0. 12份 催化剂的催化作用在80~90°C下反应5~7h得到。该反应过程分两个阶段进行。第一 阶段，1分子缩乙二醇先与2分子环氧氯丙烷发生醚化反应生成含羟基的醚化合物；第二阶 段，该醚化合物发生分子内的羟基脱水、脱氯反应形成两个环氧结构的环氧树脂。环氧树脂 的制备可采用一次加料法，即将全部的原料一次加入后加热至反应所需的温度范围内。或 者，可采用多次加料法，例如向苯酚化合物中慢慢滴入环氧氯丙烷。反应结束后，要通过减 压蒸馏等本领域的常规分离手段对产物进行提纯以分离出环氧树脂。 上述的反应中，缩乙二醇为两分子以上的乙二醇通过分子间的脱水反应得到的缩 合产物。缩乙二醇可以为一缩二乙二醇、二缩三乙二醇或三缩四乙二醇，或者为任意组合。 催化剂为季铵盐表面活性剂、碱金属氢氧化物、三苯基磷酸盐或三氟化硼乙醚化 合物。其中，优选为季铵盐表面活性剂、碱金属氢氧化物、三苯基磷酸盐或三氟化硼乙醚化 合物。季铵盐表面活性剂例如可以为十六烷基三甲基氯（或溴）化铵。 有机溶剂为无水乙醇。无水乙醇在反应中的作用具体为，由于本专利技术中采用碱例 如氢氧化钠作为闭环反应剂，缩乙二醇和环氧氯丙烷组成的有机相和颗粒状碱不容易很好 地接触，导致反应速率较慢，随着反应量逐渐增大，对反应速率较慢带来的影响越大，加入 乙醇作为溶剂。这样既可以缩短反应时间，还可以降低产品的色泽及粘度。 N-苄基吡啶化合物为辅助光亮剂，能提高镀层的光泽度。N-苄基吡啶化合物指含 有苄基和吡啶基团的化合物，例如可以为氯化N-苄基吡啶。氯化N-苄基吡啶的制备可参考 文献"氯化N-苄基吡啶的制备及相转移催化性能研究，郭锡坤，精细化工第2000年09期"。 本专利技术中N-苄基吡啶化合物为N-苄基烟酸盐酸，系由等摩尔量的烟酸和苄氯在50~70°C 反应3~5h得到的反应产物。制备过程除了原料和要加入碱外，其他均可类比于上述的光 亮剂的制备，后文将会详细介绍。 选用甲基磺酸作为镀液稳定剂。它能阻止镀液中因二价铜被亚锡离子还原产生的 铜单质从镀液中沉淀出来。 除了上述添加剂外，本专利技术在还可选用合适用量的其它在本领域所常用的添加 剂，这些都不会损害镀层的特性。 本专利技术另一方面提供一种缩乙二醇缩水甘油醚类环氧树脂镀Cu-Sn的电镀方法， 该方法所适用的电镀液的性能较好，根据该方法制备的镀层质量较高。 -种使用上述的电镀液电镀的方法，包括以下步骤： (1)配制电镀液：在水中溶解各原料组分形成电镀液，所述每升电镀液含有0. 4~ 6g以铜计焦磷酸铜、8~36g以锡计焦磷酸亚锡、72~189g以焦磷酸根计碱金属焦磷酸盐、 0. 36~0. 72g环氧树脂和40~60g甲基磺酸和0. 24~0. 35gN-苄基吡啶化合物；所述环 氧树脂为由摩尔比为4~6 :1的环氧氯丙烷和缩乙二醇反应得到的缩水甘油醚类化合物； (2)以预处理过的阴极和阳极置入所述电镀液中通入电流进行电镀。 其中，所述电流为单脉冲方波电流；所述单脉冲方波电流的脉宽为0. 5~1ms，占 空比为5~30 %，平均电流密度为1~2A/dm2,所述步骤⑵中电镀液的pH为8~10,电 镀液的温度为30~50°C。，电镀的时间为25~50min。 以上电镀方法的技术方案中，单脉冲方波电流定义为在h时间内通入电流密度为 Jp的电流，在t2时间内无通入电流，是一种间歇脉冲电流。占空比定义为ty (1^+1:2)，频率 为1八〖#2)，平均电流定义为jp 。同直流电沉积相比，双电层的厚度和离子浓度 分布均有改变；在增加了电化学极化的同时，降低了浓差极化，产生的直接作用是，脉冲电 镀获得的镀层比直流电沉积镀层更均匀、结晶更细密。不仅如此，脉冲电镀还具有：（1)镀 层的硬度和耐磨性均高；(2)镀液分散能力和深镀能力好；（3)减少了零件边角处的超镀， 镀层分布均匀性好，可节约镀液用量。 以低碳的钢板作为阴极。对阴极的预处理由先之后依次包本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种缩乙二醇缩水甘油醚类环氧树脂镀Cu‑Sn的电镀液，其特征在于，由含量为0.4～6g/L的以铜计焦磷酸铜、含量为8～36g/L的以锡计焦磷酸亚锡、含量为72～189g/L的以焦磷酸根计碱金属焦磷酸盐、含量为0.36～0.72g/L的环氧树脂、含量为40～60g/L的甲基磺酸和含量为0.24～0.35g/L的N‑苄基吡啶化合物组成；所述环氧树脂为由摩尔比为4～6：1的环氧氯丙烷和缩乙二醇反应得到的缩水甘油醚类化合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石明，
申请(专利权)人：无锡永发电镀有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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