CN109440142A - 电镀珍珠镍添加剂、电镀珍珠镍液及其电镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了电镀珍珠镍添加剂、电镀珍珠镍液及其电镀方法，属于珍珠镍技术领域，该添加剂含有有机二氰胺根阴离子，适用于全硫酸盐镀液和瓦特镀液。本发明与现今常用的乳化剂法制备珠光镍不同，溶液无需加热至浊点，不形成乳浊液，镀液更稳定。在全硫酸盐镀液中二氰胺盐添加量为1.0g/L～6.0g/L，在40℃～60℃工作温度区间内均可获得白色珠光镍；在瓦特镀液中，二氰胺钠添加量为0.5g/L～3.0g/L，工作温度区间为40℃～60℃，添加剂种类简单，易于配制及监控，并且镀层表面珠光性好，与基底结合力佳。

Description

电镀珍珠镍添加剂、电镀珍珠镍液及其电镀方法
技术领域
本发明涉及珍珠镍技术领域，尤其涉及电镀珍珠镍添加剂，该添加剂适用于全硫酸盐镀镍液和瓦特镀镍液及电镀方法。
背景技术
珍珠镍亦称沙丁镍、沙雾镍、缎面镍等。珍珠镍镀层呈乳白色，光泽细腻柔和，内应力低，防腐性好，是一种优良的防护装饰性镀层。传统使用复合镀和乳化剂法这两种方法电镀珍珠镍。复合镀法利用金属化合物颗粒与镍离子共沉积形成凹凸不平的镀层。该方法获得的镀层光泽度不理想，镀液不易维护。乳化剂法是在镀镍液中加入一种或多种非离子表面活性剂，形成乳浊液，利用小液珠在镀层表面的吸附、脱附，在镀层表面形成微小凹坑，宏观上呈现出柔光效果。该方法需使用冷热循环装置，保证溶液温度液维持在浊点以上，若镀液不稳定则需停产加碳粉过滤，生产效率较低、成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单易行，且稳定性高的优良的电镀珍珠镍添加剂。能在较宽的电镀规范条件及溶液组分范围内，获绸缎光泽的珍珠镍镀层。
本发明提供了一种电镀珍珠镍的添加剂，该添加剂含有有机二氰胺根阴离子，适用于全硫酸盐镀液和瓦特镀液。本发明与现今常用的乳化剂法制备珠光镍不同，溶液无需加热至浊点，不形成乳浊液，镀液更稳定。
为了达到上述技术目的，本发明具体技术方案为：
一种电镀珍珠镍添加剂，其特征在含有二氰胺根阴离子R[DCA]；其中R为无机阳离子以及碳链长度小于5的有机阳离子。优选二氰胺钠。
将电镀珍珠镍添加剂应用到镀镍液中；所述镀镍液为瓦特镀镍液或全硫酸盐镀镍液。
全硫酸盐镀镍液中R[DCA]含量范围为1.0g/L～6.0g/L。
全硫酸盐镀镍液工作温度范围为30℃～70℃，最佳工作温度范围为40℃～60℃，在此工作温度区间内均可获得白色珠光镍。
瓦特镀镍液中R[DCA]含量范围为0.5g/L～3.0g/L。
瓦特镀镍液：工作温度范围为30℃～70℃，最佳工作温度范围为40℃～60℃，在此工作温度区间内均可获得白色珠光镍。
A、配制瓦特镀镍液：
将本发明所述的添加剂二氰胺钠0.5～3.0g/L与下列组分混合：
NiSO4·6H2O 150～300g/L
NiCl2·6H2O 60～150g/L
H3BO3 37～52g/L
镀液pH值应在4.7～5.1之间。上述镀液在珠光镍电镀时的工艺参数及工艺流程：镀液温度为40℃～60℃，基底去油清洗后浸入电解液，加载恒电流电镀镍，镀完后去除清洗、烘干。
B、配制全硫酸盐镀镍液
将本发明所述的添加剂二氰胺钠1.0～6.0g/L与下列组分混合：
NiSO4·6H2O 170～330g/L
H3BO3 25～37g/L
上述镀液在珠光镍电镀时的工艺参数及工艺流程：镀液温度为40℃～60℃，基底去油清洗后浸入电解液，加载恒电流电镀镍，镀完后去除清洗、烘干。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
传统电镀珍珠镍是用通过表面活性剂使溶液变“浊”，形成悬浊液，通过“液珠”在电极表面的吸附脱附形成的，镀液存在浊点温度。而本发明添加剂加入后镀液为溶液，无浊点，镀液稳定性高。其中二氰胺盐添加剂在电极表面吸附，改变双电层结构，所以珍珠镍镀层是通过添加剂对双电层结构的改变而获得，这与传统工艺在原理上存在本质区别。
本发明与乳化剂法电镀珍珠镍相比，不仅操作工艺温度范围宽，无需冷热循环装置，而且镀液稳定，添加剂消耗量低，添加剂种类简单，易于配制及监控，可充分结余时间、节省人力物力，降低成本。使用后镀层表面珠光性好，与基底结合力佳。
附图说明
图1为实施例1不同温度下霍尔槽实验试片状况；
图2为实施例2不同温度下霍尔槽实验试片状况；
图3为实施例3不同温度下霍尔槽实验试片状况；
图4为实施例4珠光镍镀层外观形貌(a)及扫描电镜图(b)；
图5为比较例1镍镀层外观形貌(a)及扫描电镜图(b)。
具体实施方式
实施例1
将6.0g/L二氰胺钠(Na[DCA])添加剂加入到含有170g/LNiSO4·6H2O，25g/LH3BO3的水溶液中。通过霍尔槽实验考察电流密度及温度对珍珠镍镀层的影响。根据公式j＝i(5.1-5.42lgl)，近端到远端电流密度由0.3A/dm2上升至15.3A/dm2，不同温度下，霍尔槽镀层状况如图1所示。
从图1可知，40℃时，在电流密度大于2A/dm2时，镍镀层具有白色珠光特性，当电流密度小于2A/dm2时，镀层颜色变暗，呈灰黑色。随着温度升高，珠光区域变窄，在低电流密度区域薄膜变粗糙。
实施例2
将1.0g/L二氰胺钠(Na[DCA])添加剂加入到含有170g/LNiSO4·6H2O，25g/L H3BO3的水溶液中。通过霍尔槽实验考察电流密度对珍珠镍镀层的影响。根据公式j＝i(5.1-5.42lgl)，近端到远端电流密度由0.3A/dm2上升至15.3A/dm2，不同温度下，霍尔槽镀层状况如图2所示。40℃时，在电流密度在3-11A/dm2区间内镀层呈现白色珠光。随着温度上升，珠光区域变窄，且向低电流密度区域移动。高电流密度区域镀层产生裂纹。
实施例3
将4.0g/L二氰胺钠添加剂加入到含有330g/LNiSO4·6H2O，37g/L H3BO3的水溶液中。通过霍尔槽实验考察电流密度对珍珠镍镀层的影响。根据公式j＝i(5.1-5.42lgl)，近端到远端电流密度由0.3A/dm2上升至15.3A/dm2，不同温度下，霍尔槽镀层状况如图3所示。珠光镍在高电流密度区域呈现白色珠光，低电流密度区域镀层颜色变暗，呈灰黑色。随着镀液温度升高，珠光区域变窄，在60℃时，在电流密度高于11A/dm2时，镀层产生裂纹。
实施例4
将4.5g/L二氰胺钠添加剂加入到含有170g/LNiSO4·6H2O，25g/L H3BO3的水溶液中，镀液温度保持在40℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载8A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镀层外观形貌如图4(a)所示，镍镀层呈现白色有柔光性，与基底结合力佳。如图4(b)所示，扫描电子显微镜观察镀层表面无明显孔洞，但有连续凹坑。
实施例5
将6.0g/L二氰胺钠添加剂加入到含有250g/LNiSO4·6H2O，25g/L H3BO3的水溶液中，镀液温度保持在40℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载11A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镍镀层呈现白色有柔光性，与基底结合力佳。
实施例6
将1.0g/L二氰胺钠添加剂加入到含有250g/LNiSO4·6H2O，25g/L H3BO3的水溶液中，镀液温度保持在40℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载11A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镍镀层呈现白色有柔光性，与基底结合力佳。
实施例7
将0.5g/L二氰胺钠加入到含有165g/L NiSO4·6H2O，70g/L NiCl2·6H2O，40g/LH3BO3，镀液温度保持在40℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载7A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镍镀层呈现白色有柔光性，与基底结合力佳。
实施例8
将3.0g/L二氰胺钠加入到含有165g/L NiSO4·6H2O，70g/L NiCl2·6H2O，40g/LH3BO3，镀液温度保持在50℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载2A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镍镀层呈现白色有柔光性，与基底结合力佳。
实施例9
将1.8g/L二氰胺钠加入到含有165g/L NiSO4·6H2O，70g/L NiCl2·6H2O，40g/LH3BO3，镀液温度保持在50℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载5A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镍镀层呈现白色有柔光性，与基底结合力佳。
比较例1
将6.8g/L二氰胺钠添加剂加入到含有170g/LNiSO4·6H2O，25g/L H3BO3的水溶液中，镀液温度保持在70℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载8A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镀层外观形貌如图5(a)所示，镍镀层呈现灰黑色。如图5(b)所示，扫描电子显微镜观察镀层表面粗糙，有裂缝。
比较例2
将0.5g/L二氰胺钠添加剂加入到含有170g/LNiSO4·6H2O，25g/L H3BO3的水溶液中，镀液温度保持在40℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载8A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镍镀层呈现灰色，局部有金属光泽。
比较例3
将3.5g/L二氰胺钠加入到含有165g/L NiSO4·6H2O，70g/L NiCl2·6H2O，40g/LH3BO3，镀液温度保持在50℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载5A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镀层呈黑色，与基底附着力差。
比较例4
将0.4g/L二氰胺钠加入到含有165g/L NiSO4·6H2O，70g/L NiCl2·6H2O，40g/LH3BO3，镀液温度保持在50℃。将不锈钢去油清洗后放置于镀液中，连接电源阴极，加载5A/dm2恒电流。沉积过程中溶液使用磁力搅拌器持续搅拌。镀层厚度为3μm，镀层呈不均匀灰色，局部有金属光泽。

Claims (9)

1.电镀珍珠镍添加剂，其特征在于：所述添加剂中含有二氰胺根阴离子R[DCA]，其中R为无机阳离子或者碳链长度小于5的有机阳离子。
2.根据权利要求1所述电镀珍珠镍添加剂，其特征在于：所述添加剂为二氰胺钠。
3.电镀珍珠镍液，其特征在于：所述电镀珍珠镍液中含有权利要求1或2所述的电镀珍珠镍添加剂。
4.根据权利要求3所述电镀珍珠镍液，其特征在于：所述电镀珍珠镍液为瓦特镀镍液或全硫酸盐镀镍液。
5.根据权利要求4所述电镀珍珠镍液，其特征在于：所述瓦特镀镍液中R[DCA]含量范围为0.5g/L～3.0g/L；所述全硫酸盐镀镍液中R[DCA]含量范围为1.0g/L～6.0g/L。
6.根据权利要求5所述电镀珍珠镍液，其特征在于：所述瓦特镀镍液中还包括NiSO4·6H2O：150～300g/L、NiCl2·6H2O：60～150g/L、H3BO3：37～52g/L。
7.根据权利要求5所述电镀珍珠镍液，其特征在于：所述全硫酸盐镀镍液中还包括NiSO4·6H2O：170～330g/L、H3BO3：25～37g/L。
8.根据权利要求5所述电镀珍珠镍液，其特征在于：所述瓦特镀镍液工作温度范围为30℃～70℃；所述全硫酸盐镀镍液工作温度范围为30℃～70℃。
9.珍珠镍的电镀方法，其特征在于：将基底去油清洗后浸入权利要求4-8任一项所述的电镀珍珠镍液中，加载恒电流电镀镍，镀完后去除清洗、烘干。
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