CN107794530A - 一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式 - Google Patents

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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract

本发明提供一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，包括硫酸、双氧水和缓蚀剂的水溶液，缓蚀剂为含有氮或硫等的有机物，或者含有‑COOR，‑COOH，‑CHO，三键(C≡C)或多元羟基‑OH等高极性的有机化合物。此外，阴极和阳极之间必然存在电势差，有机物的贫电子基团和富电子基团的作用，可以消除或减少电势差，因而可以减少腐蚀或暂时停止腐蚀。本发明的退渡液退镀速度快，在合适的温度下，可以再两分钟内退除0.2mm厚的镍、铜镀层，而其退镀结束的退镀废液便于金属铜、镍的回收。

Description

一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式
技术领域
本发明涉及一种化学退镀液，特别涉及一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式。
背景技术
镀铜、镍工件广泛用于人们的生产生活中。金属表面镀铜、镀镍后具有许多的优点和良好性能，在传统的退镀液中，主要以高浓度硝酸为主要成分，退镀时很容易对基体造成严重腐蚀。另外，由于具有强氧化性浓硝酸的存在，在退镀时，硝酸会与金属反应，放出大量一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)黄色烟雾，这些烟雾会严重污染大气，对人身体造成严重伤害。
1、氧化剂中含有重铬酸钾，铬元素为重金属元素，进入人体后，不易排出会在人体内积累，对人体有害，操作人员长期使用对造成重金属中毒等危害；
2、缓蚀剂只对橡胶表面具有保护作用，但对钢铁表面保护较差，需要加入氰化物与防染盐配合才能起到保护钢铁基体快速退镀的作用，但氰化物有剧毒，不宜使用；
3、退镀液中含有铬、锰等金属，这些金属会进入退镀液中，影响铜的回收和铜的纯度，使用碱性退镀液不便于镍、铜元素的回收；
4.稳定剂的加入，减缓了退镀速度，延长了退镀时间；所以此专利提出的退镀液不适合钢铁基体表面铜的退镀。
5、缓蚀剂的加入使其无法同时退镀镍、铜镀层。
因此，需要新型绿色环保化学退镀液来替代传统存在污染的退镀液。
发明内容
本发明有效解决了现有技术中化学退镀方法使用的退镀剂存在的产生对环境污染和人体有害性的挥发性刺激气体、同时对与退镀液对基体腐蚀严重问题，提出了一个解决的方法。本发明提供了一种用于钢铁表面、橡胶表面铜镀层和/或镍镀层的退镀液，不存在对人体有害的物质，也不排放有害气体，绿色、环保，退镀速度快，且便于退镀层金属回收的退镀液
本发明的一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，包括硫酸、双氧水和缓蚀剂的水溶液，缓蚀剂为含有氮或硫等的有机物，或者含有-COOR，-COOH，-CHO，三键(C≡C)或多元羟基-OH等高极性的有机化合物。
其中缓蚀剂优选为乌洛托品和硫脲其中的一种或几种。
进一步优选：酸的质量百分含量为98％硫酸40g/L至400g/L，双氧水质量百分含量为30g/L至150g/L，所用双氧水的质量百分含量为30％，缓蚀剂乌洛托品的含量为5g/L至50g/L，硫脲含量为5g/L至50g/L，退镀温度为10℃至80℃。
酸的质量百分含量为98％硫酸60g/L至300g/L，双氧水的质量百分含量为30％双氧水50g/L至120g/L，缓蚀剂的含量为10g/L至40g/L，硫脲含量为10g/L至40g/L，退镀温度为15℃至75℃。
酸的质量百分含量为98％硫酸80g/L至250g/L，双氧水的质量百分含量为30％，双氧水60g/L至100g/L，缓蚀剂的含量为15g/L至45g/L，硫脲含量为15g/L至45g/L，退镀温度为20℃至70℃。
酸的质量百分含量为98％硫酸120g/L至200g/L，双氧水的质量百分含量为30％双氧水70g/L至90g/L，缓蚀剂的含量为20g/L至40g/L，硫脲含量为20g/L至40g/L，退镀温度为25℃至65℃。
上述的化学退镀液用于退去钢铁表面铜和镍的方法，包括将待退镀工件浸渍于退镀液中即可，退镀温度为10℃至80℃。
待退镀工件为钢铁表面、橡胶表面由铜镀层和/或镍镀层。
退镀原理：
在退镀过程中发生如下反应：
反应初期：
在反应初期，硫酸和双氧水的浓度都很高，这一时期发生的反主要反应为：铜在退镀液中的溶剂H2O2+Cu+2H2SO4＝CuSO4+2H2O，H2O2+Ni+2H2SO4＝NiSO4+2H2O和双氧水的分解2H2O2＝2H2O+O2↑
反应中后期：
随着反应的进行硫酸浓度和双氧水逐渐降低，会伴随反应：Cu+CuSO4＝Cu2SO4、Ni+NiSO4＝Ni2SO4的发生，一价铜离子(Cu+)、一价镍离子(Ni+)会出现。
反应后期：
随着反应的进行，退镀液中硫酸的浓度很多则铜表面会出现黑色氧化铜：Cu+H2O2＝CuO+H2O、Ni+H2O2＝NiO+H2O
退渡过程中主要发生的为初期反应，中后期反应和后期反应为少量，所以主要形成的CuSO4和/或NiSO4，CuSO4和/或NiSO4通过电解的方法回收高纯度的金属单质。
缓蚀剂作用原理：
含有氮、硫等有机物，或者含有-COOR，-COOH，-CHO，三键(C≡C)或多元羟基-OH等高极性的有机化合物，都可能作为缓蚀剂。这些极性基团对金属有很强的附着力，金属表面吸附了一层极性的有机物，表面电阻大大提高，使腐蚀电流难以流动，从而防止了腐蚀。
此外，阴极和阳极之间必然存在电势差，有机物的贫电子基团和富电子基团的作用，可以消除或减少电势差，因而可以减少腐蚀或暂时停止腐蚀。
本发明的退渡液退镀速度快，在合适的温度下，可以再两分钟内退除0.2mm厚的镍、铜镀层，而其退镀结束的退镀废液便于金属铜、镍的回收。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，以下实施例均为水溶液。
实施例1：
试验材料为10mm×10mm×2mm的紫铜板，将其放入硫酸质量百分含量为98％硫酸400g/L，双氧水质量百分含量为30％双氧水150g/L，硫脲含量为50g/L的退镀液，反应温度为80℃。铜板在退镀液中快速反应，完全溶解，反应速度为55μm/min(板的厚度方向)。
实施例2：
试验材料为10mm×10mm×2mm的镍板，将其放入硫酸质量百分含量为98％硫酸300g/L，双氧水质量百分含量为30％双氧水120g/L，硫脲含量为30g/L的退镀液，反应温度为75℃。镍板在退镀液中快速反应，完全溶解，反应速度为57μm/min(板的厚度方向)。
实施例3：
试验材料为20mm×12mm×0.32mm的镀铜不锈钢钢件，基体不锈钢为304L，镀铜层厚为0.02mm将其放入硫酸质量百分含量为98％硫酸250g/L，双氧水质量百分含量为30％双氧水100g/L，乌洛托品含量为50g/L的退镀液，退镀温度为20℃。镀铜层在退镀液中反应，其中镀铜层被退镀，退镀完全，碳钢基体不出现腐蚀严重现象。退镀速度为23μm/min(镀层的厚度方向)。
施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，其特征在于，包括硫酸、双氧水和缓蚀剂的水溶液，缓蚀剂为含有氮或硫的有机物，或者含有-COOR，-COOH，-CHO，三键(C≡C)或多元羟基-OH的高极性的有机化合物。
2.如权利要求1所述的一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，其特征在于，缓蚀剂优选为乌洛托品和硫脲其中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，其特征在于，硫酸的质量百分含量为98％硫酸40g/L至400g/L，双氧水质量百分含量为30％双氧水25g/L至150g/L，乌洛托品的含量为5g/L至50g/L，硫脲含量为5g/L至50g/L，退镀温度为10℃至80℃。
4.如权利要求2所述的一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，其特征在于，硫酸的质量百分含量为98％硫酸60g/L至300g/L，双氧水的质量百分含量为30％双氧水50g/L至120g/L，缓蚀剂的含量为10g/L至40g/L，硫脲含量为10g/L至40g/L，退镀温度为15℃至75℃。
5.如权利要求2所述的一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，其特征在于，硫酸的质量百分含量为98％硫酸80g/L至250g/L，双氧水的质量百分含量为30％双氧水60g/L至100g/L，缓蚀剂的含量为15g/L至45g/L，硫脲含量为15g/L至45g/L，退镀温度为20℃至70℃。
6.如权利要求2所述的一种应用于镀铜、镀镍的环保化学退镀剂的制作方式，其特征在于，硫酸的质量百分含量为98％硫酸120g/L至200g/L，双氧水的质量百分含量为30％双氧水70g/L至90g/L，缓蚀剂的含量为20g/L至40g/L，硫脲含量为20g/L至40g/L，退镀温度为25℃至65℃。
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