一种铜箔的电沉积处理方法及复合铜箔材料技术

本发明专利技术公开了一种铜箔的电沉积处理方法及复合铜箔材料。所述电沉积处理方法包括：至少使作为阴极的铜箔、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括硝酸铈、饱和脂肪酸和葡萄糖酸的混合液，所述饱和脂肪酸包括肉豆蔻酸；然后向所述电化学反应体系通电进行电沉积反应，从而在所述铜箔表面形成Ce(CH

Electrodeposition of copper foil and composite copper foil material

【技术实现步骤摘要】
一种铜箔的电沉积处理方法及复合铜箔材料
本专利技术属于铜箔表面处理
，具体涉及一种铜箔的电沉积处理方法及复合铜箔材料。
技术介绍
电解生成的铜箔在无表面防护的情况下，其新鲜表面在空气中极易产生氧化。铜箔表面处理工艺可以有效提升铜箔的抗氧化能力，提升铜箔的贮放时间，降低铜箔对贮放场所的要求，并保证铜箔在使用时的质量能够符合标准。现有的铜箔防腐抗氧化表面处理工艺从原料来源可以分为两种，分别是有铬钝化工艺和无铬钝化工艺。其中有铬钝化工艺因其抗氧化效果良好，应用最为广泛，同时存在的缺陷也最为明显，有铬钝化采用的原料多为重铬酸盐，采用化学或者电化学的方法在铜箔表面生成氧化铬层，氧化铬具有良好的耐腐蚀和耐高温性能，可起到良好的防腐抗氧化的效果，但是，重铬酸盐中存在的六价铬离子具有毒性和致癌性，在操作和排放过程中会对人体和周围环境造成负面影响。为了避免六价铬对环境和人体的损害，降低企业的环保压力，不少企业开始着手研究不含铬的铜箔钝化工艺，譬如以锡、植酸或壳聚糖等为主的钝化工艺，这些工艺都在某些方面存在或多或少的缺陷，或是无法达到可与含铬钝化同一水平的防腐抗氧化效果，或是配方组成过于复杂，在实际生产中难以对其组分进行稳定控制，或是反应速度过慢，难以满足铜箔实际生产中对表面进行快速钝化处理的需求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种铜箔的电沉积处理方法及复合铜箔材料，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种铜箔的电沉积处理方法，其包括：至少使作为阴极的铜箔、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括硝酸铈、饱和脂肪酸和葡萄糖酸的混合液，所述饱和脂肪酸包括肉豆蔻酸；向所述电化学反应体系通电进行电沉积反应，从而在所述铜箔表面形成Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层。本专利技术实施例还提供了经前述方法获得的复合铜箔材料，所述复合铜箔材料包括铜箔，以及形成于铜箔表面的Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层。本专利技术提供的电沉积处理方法的优势在于：采用水和乙醇混合体系；葡萄糖酸的加入。其一，采用水和乙醇的混合反应体系；这是因为硝酸铈在乙醇中溶解度差，肉豆蔻酸则难溶于水，若配制成单纯的水或乙醇溶液，极可能导致不良结果：在乙醇体系中，硝酸铈会含量极低，不利于产品的制备；在水体系中，肉豆蔻酸会形成絮状难溶物，这些难溶物不易参与反应，还会吸附于铜箔表面，对产品质量产生影响。本专利技术采用水和乙醇的混合体系，可以兼顾解决硝酸铈在乙醇中的难溶性和肉豆蔻酸在水中的难溶性；需要注意的是，乙醇和水互溶的时候，乙醇分子会更倾向于与水分子结合，从而导致本来和乙醇分子结合的肉豆蔻酸被乙醇分子舍弃，如果乙醇比例不恰当，或者肉豆蔻酸在乙醇中浓度过高，同样会导致肉豆蔻酸不溶物在电解体系中出现，因此控制肉豆蔻酸浓度、乙醇和水的比例是非常重要的环节，只有乙醇和水的比例恰当，才可以较好地解决两者在电解体系中的溶解性问题，从而为产品质量提供较好的保障。其二，电解体系中加入葡萄糖酸；在电场作用下，葡萄糖酸是一种极易分布均匀的物质，在电解过程中，Ce3+在阳极附近氧化生成Ce4+，Ce4+会与葡萄糖酸结合，在葡萄糖酸的作用下，Ce4+会在阴极表面分布地更加均匀，此条件下Ce4+与肉豆蔻酸反应会在铜箔基底表面生成均匀的Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用硝酸铈和肉豆蔻酸为原料，在葡萄糖酸存在的条件下进行电沉积，从而在铜箔表面生成均匀的Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层；本专利技术在制备Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层的过程中，加入的葡萄糖酸使得铜箔表面形成的膜层更加均匀，且该膜层可显著提升铜箔表面的防腐和抗氧化性能；相比传统的化学法，该工艺不含有毒六价铬，具有反应快速、沉积效果均匀、产品比表面积大、表面防腐抗氧化效果好的特点，电解液组成简单，配制容易，是一种较好的铜箔表面防腐、抗氧化处理工艺。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1电沉积处理后制得的铜箔表面的SEM图；图2是本专利技术实施例1电沉积处理后制得的铜箔表面的SEM图；图3是本专利技术实施例1电沉积处理后制得的铜箔表面的EDS图。具体实施方式鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其采用硝酸铈和肉豆蔻酸为原料，在葡萄糖酸存在的条件下进行电沉积，从而在铜箔表面生成均匀的Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层，该工艺是一种较好的铜箔表面防腐、抗氧化处理工艺。下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例的一个方面提供了一种铜箔的电沉积处理方法，其包括：至少使作为阴极的铜箔、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括硝酸铈、饱和脂肪酸和葡萄糖酸的混合液，所述饱和脂肪酸包括肉豆蔻酸，且不限于此；向所述电化学反应体系通电进行电沉积反应，从而在所述铜箔表面形成Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层。本专利技术中，铜箔的电化学处理工艺经传动装置可以实现连续化生产。在一些较为具体的实施方案中，所述电沉积处理方法包括：将硝酸铈、葡萄糖酸和水混合形成溶液，之后向所述混合溶液中加入肉豆蔻酸的乙醇溶液，得到所述电解液。进一步的，所述电解液中水和乙醇的体积比为1:100-50:100。进一步的，所电解液中硝酸铈的浓度为0.001-0.05mol/L。进一步的，所电解液中肉豆蔻酸的浓度为0.02-1mol/L。进一步的，所述电解液中葡萄糖酸的浓度为0.01-0.5mol/L。进一步的，所述方法包括：在进行所述电沉积反应时，采用的电流密度为2-50A/m2，电解液的温度为5-60℃。进一步的，所述铜箔是经电解形成的。进一步的，所述阳极包括钛板，且不限于此。进一步的，所述钛板表面涂覆有保护涂层。在一些较为具体的实施方案中，所述电沉积处理方法还包括：在所述电沉积反应完成后，对所获后处理的铜箔进行洗涤、干燥和卷箔处理。进一步的，所述干燥处理的温度为40-120℃。在一些更为具体的实施方案中，所述电沉积处理方法包括：(1)将硝酸铈溶解于水中，之后加入葡萄糖酸形成溶液，同时将肉豆蔻酸溶解于乙醇形成溶液，然后将硝酸铈和葡萄糖酸的水溶液与肉豆蔻酸的乙醇溶液混合形成电解液，该电解液中硝酸铈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜箔的电沉积处理方法，其特征在于包括：/n至少使作为阴极的铜箔、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括硝酸铈、饱和脂肪酸和葡萄糖酸的混合液，所述饱和脂肪酸包括肉豆蔻酸；/n向所述电化学反应体系通电进行电沉积反应，从而在所述铜箔表面形成Ce(CH

【技术特征摘要】
1.一种铜箔的电沉积处理方法，其特征在于包括：
至少使作为阴极的铜箔、阳极与电解液共同构建电化学反应体系，其中，所述电解液包括硝酸铈、饱和脂肪酸和葡萄糖酸的混合液，所述饱和脂肪酸包括肉豆蔻酸；
向所述电化学反应体系通电进行电沉积反应，从而在所述铜箔表面形成Ce(CH3(CH2)12COO)4膜层。


2.根据权利要求1所述的电沉积处理方法，其特征在于包括：将硝酸铈、葡萄糖酸和水混合形成溶液，之后向所述混合溶液中加入肉豆蔻酸的乙醇溶液，得到所述电解液。


3.根据权利要求1所述的电沉积处理方法，其特征在于：所述电解液中水和乙醇的体积比为1:100-50:100。


4.根据权利要求1所述的电沉积处理方法，其特征在于：所电解液中硝酸铈的浓度为0.001-0.05mol/L。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志榕，李武，张波，王开林，徐慧云，荀库，董亚萍，梁建，冯海涛，李波，郑竹林，
申请(专利权)人：禹象铜箔浙江有限公司，中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33