用于在衬底上沉积铬或铬合金层的电镀组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在衬底上沉积铬或铬合金层的电镀组合物，所述组合物包括

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在衬底上沉积铬或铬合金层的电镀组合物


[0001]本专利技术涉及一种用于在衬底上沉积铬或铬合金层的电镀组合物，所述组合物包括
(i)
三价铬离子，
(ii)
至少一种用于所述三价铬离子的络合剂，和
(iii)
至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子；一种用于沉积各别铬和铬合金层的方法；所述粒子的各别用途；和包括此铬或铬合金层的各别衬底
。

技术介绍

[0002]和通常低于1μ
m
的装饰性铬层相比，功能性铬层通常具有高得多的平均层厚度，通常从至少1μ
m
到数百微米
。
此外，功能性铬层的特征在于极佳硬度和耐磨性，使得其通常也称为硬铬层
。
[0003]自含有六价铬的电镀组合物获得的功能性铬层是现有技术中已知的且是成熟标准
。
[0004]近数十年来，这些六价铬基电镀组合物和方法分别越来越多地由更健康且更环保的三价铬基电镀组合物和方法所取代
。
[0005]此外，分别使用粒子的三价铬基电镀组合物和方法是所属领域中已知的
。
[0006]在
《
台湾化学工程师学会会刊
(the Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers)》
，
48
，
73
‑
80(2015)
中，休鸿华
(Hung<br/>‑
Hua Sheu)
等人提及包括
Al2O3粒子的三价铬浴
。
[0007]在
《
金属防护和表面物理化学会刊
(the Journal of Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces)》
，第
46
卷，第1期，
75
‑
81(2010)
中，
N.A.
波利考夫
(Polyakov)
等人提及含有
Al2O3的硫酸
Cr(III)
‑
草酸盐溶液悬浮液
。
[0008]在
《
表面和涂层技术
(the Journal Surface&amp;Coating Technology)》
，
350
，
1036
‑
1044(2018)
中，休鸿华等人提及包括
Al2O3粒子的三价铬浴
。
[0009]JP 5890394 B2
提及含有三价铬化合物和诸如
Al2O3的陶瓷粒子的水溶液
。
[0010]RU 2231581 C1
提及含有
Cr(III)
盐和
Al2O3粉末的铬电解质
。
[0011]据报道，合并
Al2O3粒子可减少各别铬和铬合金层中的裂纹数量
。
然而，即使在存在这些粒子的情况下，铬和铬合金层通常也不改变其典型的明亮且有光泽的类似银的铬外观
。
[0012]然而，即使对于硬铬层，有时也需要不太有光泽的外观
。
例如，在一些情况下，需要提供具有经减少反射的层
。
这可潜在地增加安全措施且避免事故
。
因此，在这个方面存在进一步改进现有电镀组合物的需求
。
[0013]本专利技术的目标
[0014]因此，本专利技术的目标是提供一种用于沉积铬或铬合金层的三价铬基电镀组合物，其进一步显著减少裂纹数量以及减小其宽度且另外降低各别铬和铬合金层的亮度
。
[0015]此外，本专利技术的目标是以一种简单且有效的方式达成此效果
。

技术实现思路

[0016]上文提及的这些目标是通过用于在衬底上沉积铬或铬合金层的电镀组合物予以解决，所述组合物包括：
[0017](i)
三价铬离子，
[0018](ii)
至少一种用于所述三价铬离子的络合剂，和
[0019](iii)
至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子
。
[0020]我们的实验显示，通过使用所述至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子，和常用氧化物粒子相比，各别铬和铬合金层中的裂纹数量经进一步减少以及其宽度经进一步减小
。
此外，且重要的是，所述层的亮度也显著降低
。
实际上，所述层显示非常期望的经降低亮度，且可描述为无光泽
(
至少具有经显著减少的反射
)。
这是令人惊讶的，因为这种组合效果是预期外的
。
如以下实例中所示，使用仅具有氧化物例如
Al2O3的粒子没有获得这种组合效果
。
[0021]此外，本专利技术的电镀组合物是非常简单的，因为所述组合效果是由一种特别粒子引起的
。
达成这种效果不需要粒子或多种化合物的组合
。
这一点特别重要，因为仅氧化物粒子似乎无法提供这种组合效果
。
[0022]在本专利技术的内文中，氧化物
‑
氢氧化物粒子表示在化学上同时包括氧化物和氢氧化物的组合
(
即，结合氧和氢氧化物的化合物，例如，表示为
XO(OH)
，其中
X
是至少部分补偿氧和氢氧化物的负电荷的相反离子
/
部分
)
的粒子
。
通常而言，
X
包括金属
。
[0023]在本专利技术的内文中，术语“至少一种”或“一种或更多种”分别表示
(
且可和以下术语互换
)“一种
、
两种
、
三种或更多种”和“一种
、
两种
、
三种或多于三种”。
此外，三价铬是指氧化数
+3
的铬
。
术语三价铬离子是指呈游离或络合形式的
Cr
3+
离子
。
此外，六价铬是指包括具有氧化数
+6
的元素铬的任何化合物
(
包含离子
)。
具体实施方式
[0024]所述电镀组合物：
[0025]优选是本专利技术的电镀组合物，其包括水，优选包括基于所述电镀组合物的总重量计
50
重量％或更多，优选
60
重量％或更多，更优选
70
重量％或更多，甚至更优选
80
重量％或更多，又甚至更优选
90
重量％或更多，最优选
95
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于在衬底上沉积铬或铬合金层的电镀组合物，所述组合物包括：
(i)
三价铬离子，
(ii)
至少一种用于所述三价铬离子的络合剂，和
(iii)
至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子
。2.
根据权利要求1所述的电镀组合物，其具有在
4.1
到
7.0
，优选在
4.5
到
6.5
，更优选在
5.0
到
6.0
，最优选在
5.3
到
5.9
范围内的
pH。3.
根据权利要求1或2所述的电镀组合物，其中所述至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子包括铝
。4.
根据权利要求1到3中任一权利要求所述的电镀组合物，其中所述至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子包括
AlO(OH)
，优选
α
‑
AlO(OH)
和
/
或
γ
‑
AlO(OH)
，最优选
γ
‑
AlO(OH)。5.
根据权利要求1到4中任一权利要求所述的电镀组合物，其中
(iii)
基于所述电镀组合物的总体积计，具有在
0.1g/L
到
200g/L
，优选在
1g/L
到
100g/L
，更优选在
3g/L
到
80g/L
，甚至更优选在
5g/L
到
60g/L
，又甚至更优选在
8g/L
到
40g/L
，最优选在
10g/L
到
30g/L
范围内的总量
。6.
根据权利要求1到5中任一权利要求所述的电镀组合物，其中所述至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子具有在
0.1
μ
m
到
15
μ
m
，优选在
0.2
μ
m
到
10
μ
m
，更优选在
0.4
μ
m
到7μ
m
，甚至更优选在
0.6
μ
m
到5μ
m
，最优选在
0.8
μ
m
到
3.5
μ
m
范围内的粒度
D
50
。7.
一种用于在衬底上沉积铬或铬合金层的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)
提供所述衬底，优选是金属衬底，
(b)
提供一种用于沉积铬或铬合金层的电镀组合物，所述组合物包括：
(i)
三价铬离子，
(ii)
至少一种用于所述三价铬离子的络合剂，和
(iii)
至少一种氧化物
‑
氢氧化物粒子，
(c)
使所述衬底和所述电镀组合物接触并施加电流以使所述铬或铬合金层沉积在所述衬底的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥列克桑德拉，
申请(专利权)人：德国艾托特克有限两合公司，
类型：发明
国别省市：