CN103556137A

CN103556137A - 一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液

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Publication number: CN103556137A
Application number: CN201310546308.1A
Authority: CN
Inventors: 郭伟荣; 曾鑫
Original assignee: HANGZHOU DONGFANG SURFACE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU DONGFANG SURFACE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: CN103556137B

Abstract

本发明涉及一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由镍盐、次磷酸钠、络合剂、pH调节剂、异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物组成；所述镍盐在化学沉镍溶液中用量为1～50g/l,次磷酸钠在化学沉镍溶液中用量为0.5～50g/l，络合剂在化学沉镍溶液中用量为3～100g/l，异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物在化学沉镍溶液中用量为0.5～300ppm。本发明的化学沉镍溶液中加入异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物，上述物质在本发明的化学沉镍溶液中不仅作为抗菌剂，而且作为取代重金属离子的环保型稳定剂使用，使得本发明的化学沉镍溶液具备了抗菌性、环保型、高稳定性等特点。

Description

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液

技术领域

本发明涉及一种化学沉镍溶液，尤其是涉及一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液。

背景技术

塑料表面通过金属化改性后主要用于电镀等表面处理，经改性后，塑料表面具有了金属特质，可起到良好的导电作用。

塑料表面进行金属化改性常用的方法有：化学处理、真空镀、喷镀以及材料中掺金属粉末或金属盐等。真空镀、喷镀得到的金属膜镀层极薄，导电性能、屏蔽性能及耐磨性能较差；高分子材料中掺金属粉末或金属盐的方法操作麻烦，成本高，装饰性能差，应用极少；化学处理法是常用的方法，应用较广，具有装饰性强、结合力好、导电性优异、金属层厚度可控等优点。

近阶段塑料表面金属化改性处理较通行的方法是化学处理法中的胶体钯-化学镍工艺，工艺具体处理过程：除油-粗化-钯/锡胶体活化-解胶-化学沉镍。

由于塑料在高温下容易变形，塑料表面金属化采用的化学沉镍工艺普遍采用低温（20～45℃）、有较快沉积速度的碱性或弱碱性（pH为7～10）的工艺条件。该类化学沉镍溶液普遍使用了次磷酸钠、氨水、有机络合剂等物质。此类物质富含氮、磷、有机物等，对细菌来说，此类物质相当于其所需营养的丰盛大餐，与此同时，该类化学沉镍工艺又提供了适合细菌繁殖的温度和pH值范围，所以该类化学沉镍溶液在使用过程中极易滋生细菌、出现腐败现象，直接反映为溶液脏，过滤不干净，塑料经此溶液处理后表面易出现麻点、条痕等不良现象。

化学镍属于自催化体系，对金属钯特别敏感，容易自分解，而现阶段塑料表面金属化较成熟工艺恰是采用金属钯做催化剂，这对化学沉镍的工艺稳定性要求很高，稍有不慎即会造成溶液分解，因此在使用过程中必须添加化学镍稳定剂。而现今常规的化学镍稳定剂均采用铅、镉、汞、铊等高污染型重金属，这不符合当今社会的环保要求。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种兼顾抗菌性、环保型、高稳定性的用于塑料表面金属化改性的化学沉镍溶液。

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由镍盐、次磷酸钠、络合剂、pH调节剂、异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物组成；所述镍盐在化学沉镍溶液中用量为1～50g/l, 次磷酸钠在化学沉镍溶液中用量为0.5～50g/l，络合剂在化学沉镍溶液中用量为3～100g/l，异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物在化学沉镍溶液中用量为0.5～300ppm。

优选地，所述化学沉镍溶液pH值为7.5～10.0。

优选地，所述镍盐为下列之一或二者以上任意组合：硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、氨基磺酸镍、甲基磺酸镍。

优选地，所述络合剂为下列之一或二者以上任意组合：铵盐、焦磷酸盐、有机羧酸及其盐、有机胺、有机磷。

优选地，所述铵盐为下列之一：氯化铵、硫酸铵、醋酸铵；焦磷酸盐为焦磷酸钾或焦磷酸钠；有机羧酸为下列之一或二者以上任意组合：柠檬酸、乳酸、苹果酸、葡萄糖酸、羟基乙酸、乙酸、丙酸；有机胺乙二胺四乙酸或氨基乙酸；有机磷为羟基乙叉二膦酸或氨基三亚甲基膦酸。

优选地，所述pH调节剂为下列之一：氨水、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液。

优选地，所述异噻唑啉酮衍生物为下列之一：甲基异噻唑啉酮、2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮，5-氯-2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，二甲基异噻唑啉酮。

本发明采用的异噻唑啉酮为市售各类型号的异噻唑啉酮。

优选地，所述镍盐在化学沉镍溶液中用量为5～30g/l, 次磷酸钠在化学沉镍溶液中用量为2～30g/l，络合剂在化学沉镍溶液中用量为5～60g/l，异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物在化学沉镍溶液中用量为2～20ppm。

优选地，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍30g/l、柠檬酸铵30g/l、乙酸钠15g/l、氨基乙酸5g/l、次磷酸钠18g/l、二甲基异噻唑啉酮15ppm，10%碳酸氢钠溶液调pH至8.5。

优选地，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍25g/l、氯化铵25g/l、柠檬酸钠20g/l、次磷酸钠15g/l、5-氯-2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮10ppm，氨水调pH 至9.0。

异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物与微生物接触后，能很快与生物细胞中蛋白质发生作用，从而抑制细胞呼吸和ATP（三磷酸腺苷）的合成，而且这个抑制过程是不可逆的，进而导致微生物的死亡，该物质是循环冷却水系统中一种有效的杀菌剂，主要应用于钢铁冶炼、油田注水、炼油厂、火力发电厂、大型化肥厂、造纸厂、轻纺、水涂涂料、工业清洗等诸多领域，具有高效、广谱、低毒、对环境安全等特点。异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物是有机硫类杂环化合物，经试验发现其对化学镍还具有极高的稳定性，可作为一种优异的化学镍稳定剂。

本发明的化学沉镍溶液中加入异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物，上述物质在本发明的化学沉镍溶液中不仅作为抗菌剂，而且作为取代重金属离子的环保型稳定剂使用，使得本发明的化学沉镍溶液具备了抗菌性、环保型、高稳定性等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍25g/l、氯化铵25g/l、柠檬酸钠20g/l、次磷酸钠15g/l、5-氯-2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮10ppm，氨水调pH 至9.0。

实施例2

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍20g/l、焦磷酸钾50g/l、柠檬酸10g/l、次磷酸钠20g/l、甲基异噻唑啉酮2ppm，氨水调pH 至10.0。

实施例3

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍15g/l、乳酸30g/l、苹果酸钠10g/l、丙酸5g/l、次磷酸钠18g/l、市售6%浓度异噻唑啉酮150ppm，10%氢氧化钠溶液调pH至8.0。

实施例4

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍30g/l、柠檬酸铵30g/l、乙酸钠15g/l、氨基乙酸5g/l、次磷酸钠18g/l、二甲基异噻唑啉酮15ppm，10%碳酸氢钠溶液调pH至8.5。

实施例5

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍10g/l、羟基乙叉二膦酸（HEDP）20g/l、羟基乙酸15g/l、次磷酸钠25g/l、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮6ppm，氨水调溶液调pH至8.5。

实施例6

一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，所述化学沉镍溶液由下述组分组成：氯化镍15g/l、氨基磺酸镍5g/l、焦磷酸钠8g/l、苹果酸2g/l、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）10g/l、次磷酸钠10g/l、2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮8ppm，10%氢氧化钠溶液调pH至9.5。

比较用化学沉镍溶液

实施例I：硫酸镍25g/l、氯化铵25g/l、柠檬酸钠20g/l、次磷酸钠15g/l，氨水调pH至9.0；

实施例II：硫酸镍15g/l、乳酸30g/l、苹果酸钠10g/l、丙酸5g/l、次磷酸钠18g/l，10%氢氧化钠溶液调pH至8.0；

实施例III：硫酸镍30g/l、柠檬酸铵30g/l、乙酸钠15g/l、氨基乙酸5g/l、次磷酸钠 18g/l，10%碳酸氢钠溶液调pH至8.5；

实施例IV：硫酸镍10g/l、羟基乙叉二膦酸（HEDP）20g/l、羟基乙酸15g/l、次磷酸钠25g/l，氨水溶液调pH至8.5。

一．稳定性试验

取上述化学沉镍溶液各50mL，分别盛于100ml的试管中，浸入已经恒温至60±1℃的水浴中，注意使试管内溶液面低于恒温水浴液面约2cm。半小时后，在搅拌下，使用移液管量取质量分数为100mg/l的氯化钯溶液1ml于试管内。自注入氯化钯溶液至试管内，20min后观察化学镀溶液是否有混浊（沉淀），结果见表1所示。

表1

二．可镀性试验

将ABS塑料进行除油，粗化（铬酐380g/l、硫酸380g/l，65℃，浸泡10分钟处理），还原（水合肼4ml/l、盐酸20ml/l，常温，浸泡2分钟）处理；接着经过胶体钯活化（盐酸250ml/l、氯化亚锡2g/l、活化剂BPA-1 3ml/l，30℃，浸泡3分钟）处理；再进行解胶（解胶剂BPS-1 60ml/l，40℃，浸泡2分钟）处理；最后，在上述实施例1～6的化学沉镍溶液中进行化学沉镍处理（32℃，浸泡8分钟），观察塑料表面沉积的化学镍镀层，结果显示，镀层完整、平滑、无麻点、无漏镀。

上述操作中的活化剂BPA-1，解胶剂BPS-1均为杭州东方表面技术有限公司生产的商品。

三．抑（杀）菌效果

取上述实施例1～6以及对比实施例I～IV的化学沉镍溶液各1L，分别加入已长菌（有絮状悬浮物呈微混浊状）的化学沉镍溶液10ml，搅匀，加盖在30～35度下放置10天后观察，结果显示，实施例1～6的化学沉镍溶液清澈无悬浮物，对比实施例I～IV的化学沉镍溶液混浊且内有有絮状悬浮物。

异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物在本发明中不仅作为抗菌剂，而且作为取代重金属离子的环保型稳定剂使用，上述实验结果显示，本发明的化学沉镍溶液具备了抗菌性、环保型、高稳定性等特点。

本发明化学沉镍溶液也可用于铝合金打底镀层，用于代替常规电镀打底的预镀工艺。本发明采用的异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物也可以作为稳定剂用于酸性化学镍。

Claims

1.一种用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述化学沉镍溶液由镍盐、次磷酸钠、络合剂、pH调节剂、异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物组成；所述镍盐在化学沉镍溶液中用量为1～50g/l, 次磷酸钠在化学沉镍溶液中用量为0.5～50g/l，络合剂在化学沉镍溶液中用量为3～100g/l，异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物在化学沉镍溶液中用量为0.5～300ppm。

2.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述化学沉镍溶液pH值为7.5～10.0。

3.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述镍盐为下列之一或二者以上任意组合：硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、氨基磺酸镍、甲基磺酸镍。

4.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述络合剂为下列之一或二者以上任意组合：铵盐、焦磷酸盐、有机羧酸及其盐、有机胺、有机磷。

5.根据权利要求4所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述铵盐为下列之一：氯化铵、硫酸铵、醋酸铵；焦磷酸盐为焦磷酸钾或焦磷酸钠；有机羧酸为下列之一或二者以上任意组合：柠檬酸、乳酸、苹果酸、葡萄糖酸、羟基乙酸、乙酸、丙酸；有机胺为乙二胺四乙酸或氨基乙酸；有机磷为羟基乙叉二膦酸或氨基三亚甲基膦酸。

6.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述pH调节剂为下列之一：氨水、氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液。

7.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述异噻唑啉酮衍生物为下列之一：甲基异噻唑啉酮、2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮，5-氯-2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，二甲基异噻唑啉酮。

8.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述镍盐在化学沉镍溶液中用量为5～30g/l, 次磷酸钠在化学沉镍溶液中用量为2～30g/l，络合剂在化学沉镍溶液中用量为5～60g/l，异噻唑啉酮或异噻唑啉酮衍生物在化学沉镍溶液中用量为2～20ppm。

9.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍30g/l、柠檬酸铵30g/l、乙酸钠15g/l、氨基乙酸5g/l、次磷酸钠18g/l、二甲基异噻唑啉酮15ppm，10%碳酸氢钠溶液调pH至8.5。

10.根据权利要求1所述的用于塑料表面金属化改性的环保型化学沉镍溶液，其特征在于：所述化学沉镍溶液由下述组分组成：硫酸镍25g/l、氯化铵25g/l、柠檬酸钠20g/l、次磷酸钠15g/l、5-氯-2-甲基-4-异噻唑碄-3-酮10ppm，氨水调pH 至9.0。