镀覆浴溶液制造技术

本发明专利技术涉及非电解镀覆浴的组合物及其用途，更具体地说，涉及各自可用于构成原始浴和补充原始浴二者的不同溶液。

Plating bath solution

【技术实现步骤摘要】
镀覆浴溶液本申请是申请日为2015年10月22日、申请号为201580064962.6、专利技术名称为“镀覆浴溶液”(PCT/US2015/056840，进入国家阶段日期2017年5月27日)之申请的分案申请。本申请要求2014年10月27日提交且现今未决的美国临时专利申请No.62/122,619的优先权、2014年11月28日提交且现今未决并要求美国临时专利申请No.62/122,619的优先权的美国临时专利申请No.62/123,758的优先权、2015年3月30日提交且现今未决并要求美国临时专利申请No.62/122,619的优先权的美国临时专利申请No.62/177,994的优先权，所有这些都通过引用并入。
本申请涉及镀覆

技术介绍
镀覆技术的许多种类是本领域已知的。这些技术包括电解镀覆，也称为电镀或其他术语；以及非电解镀覆，也称为化学镀、自动催化镀和其他术语。非电解镀覆是众所周知的用于金属镀覆的已投入使用的商业/工业方法。金属盐的金属部分可以是选自能够通过非电解镀覆被沉积的合适的金属。该金属包括但不限于镍、钴、铜、金、钯、铁、其他过渡金属、及其混合物，以及Pearlstein,F.,“ModernElectroplating”,第31章，第3版，JohnWiley&Sons,Inc.(1974)(其通过引用并入本文)中描述的通过自催化方法沉积的金属中的任一种。通常，经沉积的覆层中的非电解金属是金属、金属合金、金属的组合、或金属和非金属的组合。这种覆层通常是金属、金属和磷、或金属和硼的形式。金属或金属合金来自金属盐或在浴中使用的金属盐。金属或金属合金的实例为镍、镍-磷合金、镍-硼合金、钴、钴-磷合金和铜合金。也可以沉积其他材料例如铅、镉、铋、锑、铊、铜、锡及其他以形成浴并包含在覆层中。金属盐的盐组分可以是有助于并允许金属部分溶解在浴溶液中的任何盐化合物。这种盐可以包括但不限于硫酸盐、氯化物、乙酸盐、磷酸盐，碳酸盐和氨基磺酸盐等。还原剂是电子给体。当与浴溶液中的游离金属离子反应时，非电解还原剂将作为电子受体的金属离子还原成金属以沉积到制品上。使用还原剂避免了常规电镀所需的使用电流的需要。常用的还原剂是次磷酸钠、硼氢化钠、n-二甲胺硼烷(DMAB)、n-二乙胺硼烷(DEAB)、甲醛和肼。某些材料可用于非电解镀覆浴，其中这些材料在镀覆浴中起两种或更多种作用。例如，可以在非电解镍镀覆浴中使用次磷酸镍，代替作为金属盐的硫酸镍和作为还原剂的次磷酸钠的典型组合。然而，次磷酸镍是非常昂贵的，并且由于其不切实际的成本而在商业上不被广泛使用。非电解镍(EN)是非电解镀覆中最商业化的种类之一。它是名义上86-99％镍与余量磷、硼或一些其他可能元素的合金。非电解镍通常以四种合金范围之一生产：低(1-5％P)磷、中(6-9％P)磷、或高(10-14％P)磷、和含0.5-5％B的非电解镍-硼。每种非电解镍因此提供具有不同程度的硬度、耐腐蚀性、磁性、可焊性、亮度、内应力、润滑性以及其他特性的特性。所有种类的非电解镍可用于许多制品，包括金属、合金和非导体。与电解复合技术相比，非电解复合技术是一个更新的发展。复合非电解镀覆的基本原理记载在由G.Malory和J.B.Hajdu编辑的题为“ElectrolessPlatingFundamentalsandApplications”,第11章(美国镀覆与表面处理协会出版(1990))的正文中。用带有精细分散的分立颗粒物质的复合覆层对制品进行镀覆有详尽记载。在金属基质中包含精细分立的颗粒物质可以在例如耐磨性、润滑性、摩擦力、传热和外观的性能方面显著改变覆层的性能。复合非电解镀覆中的颗粒共沉积可以显著提高现有特性，甚至加入全新的性能。出于多种原因这些能力使得复合非电解覆层是有利的，所述原因包括但不限于在需要较少磨损、较低摩擦力、润滑性、标示、验证、传热、绝缘、更高摩擦以及其他的条件中应用性增大。含镍的复合非电解覆层比不包含颗粒物质的常规非电解镍覆层提供了额外的环境优势，因为复合非电解镍覆层中的颗粒减少了所使用的镍合金的量。这种镍基复合覆层也是铬基覆层的替代物，所述铬基覆层具有一定的健康和环境挑战。适用于实际复合非电解镀覆的颗粒物质的尺寸可为从几纳米直至约75微米。具体的优选尺寸范围取决于所涉及的应用。颗粒物质可以选自多种不同的物质，例如但不限于陶瓷，玻璃，滑石，塑料，金刚石(多晶或单晶类型，天然的或通过各种工艺人造的)，石墨，各种金属的氧化物、硅化物、碳酸盐、碳化物、硫化物、磷酸盐、硼化物、硅酸盐、氧化物(oxylates)、氮化物、氟化物，以及硼、钽、不锈钢、钼、钒、锆、钛、钨的金属或合金，以及聚四氟乙烯(PTFE)，碳化硅，氮化硼(BN)，氧化铝，氟化石墨，碳化钨，滑石，二硫化钼(MoS)，碳化硼和石墨。氮化硼(BN)的取向可为六方或立方而没有限制。为了增加所得覆层表面的摩擦和/或增加耐磨性，可以在镀覆浴中包含硬质颗粒，例如但不限于金刚石、碳化物、氧化物和陶瓷。本领域中还进行在复合镀覆层之上施加常规镀覆层的外覆层，以便将颗粒物质进一步嵌入覆层内。为了增加所得覆层的润滑性或减少摩擦力，可以在镀覆浴中包含“润滑颗粒”如聚四氟乙烯(PTFE)、氮化硼(BN)、滑石、二硫化钼(MoS)、石墨或氟化石墨等。这些润滑颗粒可具有低的摩擦系数、干润滑性、改进的释放性能和/或对污染物如水和油的排斥性。对于所得覆层的发光性能，可以在镀覆浴中包含具有磷光性能的颗粒，例如但不限于钨酸钙。为了所得覆层中的识别，验证和跟踪性能，可以在镀覆浴中包含各种颗粒和固体材料，从而它们将被并入覆层中，并且在视觉上、在放大观察下、或者在用合适的检测器检测下可检测。在复合非电解浴中包含不溶性颗粒物质引起了额外的不稳定性。为了克服由于向浴中添加不溶性颗粒物质而引起的额外不稳定性(例如在美国专利No.6,306,466中所述)，认为颗粒物质稳定剂(PMS)的一般使用隔离了精细分立的颗粒物质，从而维持颗粒物质的“惰性”。这些PMS是众所周知的，并且包括但不限于聚合的烷基萘磺酸的钠盐、单酯琥珀酸二钠(阴离子和非离子基团)、氟化烷基聚氧乙烯乙醇、牛脂三甲基氯化铵和公开在美国专利6,306,466(其通过引用并入本文)中的PMS中的任一者。非电解金属化浴还可以含有一种或更多种络合剂，也称为络合试剂。出于以下原因络合试剂起到缓冲物的作用，所述原因可包括pH控制以及维持对溶液中“游离”金属盐离子的控制，所有这些都有助于在浴溶液中保持适当的平衡。非电解金属化浴还可以含有pH调节剂，以帮助控制浴中的pH水平。合适的pH调节剂可以将镀覆浴缓冲在期望的pH范围内。一些材料可以在非电解镀覆浴中起到一种或更多种功能的作用。例如，氢氧化铵同时是pH调节剂以及络合剂，镉、铝、铜以及其他材料同时是稳定剂和增白剂，乳酸同时是络合剂和增白剂，一些硫化合物如硫脲同时是稳定剂和促进剂(取决于浓度)，以及存在其他可用于非电解镀覆浴中的多用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀覆溶液，包含：/n金属盐；/n络合剂；/n还原剂；/n至少一种pH调节剂；和/n至少一种用于稳定镀覆反应的稳定剂；/n其中所述镀覆溶液能与水混合以形成用于镀覆多个制品的初始镀覆浴，并且还能用于补充所述浴。/n

【技术特征摘要】
20141027 US 62/122,619;20141128 US 62/123,758;20151.一种镀覆溶液，包含：
金属盐；
络合剂；
还原剂；
至少一种pH调节剂；和
至少一种用于稳定镀覆反应的稳定剂；
其中所述镀覆溶液能与水混合以形成用于镀覆多个制品的初始镀覆浴，并且还能用于补充所述浴。


2.根据权利要求1所述的镀覆溶液，其中所述稳定剂选自钼、铅、铋、锡、铜、锑、硫和非金属稳定剂。


3.根据权利要求1所述的镀覆溶液，还包含选自颗粒物质稳定剂、增白剂、缓冲剂、防凹陷剂或促进剂中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的镀覆溶液，其中所述镀覆溶液的pH在约5.0-7.0的范围内。


5.根据权利要求1所述的镀覆溶液，其中所述镀覆溶液在-5至45℃的温度范围内是稳定的。


6.根据权利要求1所述的镀覆溶液，其中在所述镀覆浴中镀覆的制品符合RoHS、ELV和WEEE规定。


7.根据权利要求1所述的镀覆溶液，其中所述金属盐还包含镍，并且所述镀覆浴是非电解镍镀覆浴。


8.根据权利要求7所述的镀覆溶液，其中，所述镀覆溶液能够形成包括非电解镍、具有PTFE的非电解镍、具有金刚石的非电解镍、具有碳化硅的非电解镍、具有目视可检测的颗粒的非电解镍、或具有氮化硼颗粒的非电解镍中的至少一种的镀覆浴。


9.根据权利要求1所述的镀覆溶液，其中，由所述溶液形成的所述初始镀覆浴具有在规定的范围内的pH，并且补充后，所述补充的浴具有在相同范围内的pH。


10.根据权利要求1所述的镀覆溶液，其中在包含所述溶液的浴中镀覆的制品包括在至少三次金属转化的浴寿命...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉吉什·托塔蒂尔，
申请(专利权)人：表面技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US