CN112410791A - 一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液及其制备方法，每升所述用于镍镀层的高速环保化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠70～150g、柠檬酸50～150g、乙二胺100～300mL、加速剂5～15g、缓蚀剂2～20g，溶剂为水；其中，所述加速剂为含硫氰根离子的化合物，所述缓蚀剂为二硫代氨基甲酸盐。本发明中的高速环保化学退镀液解决了现有技术中间硝基苯磺酸钠体系退镀液退镍速度慢、易挂灰的问题，采用本发明中的高速环保化学退镀液处理金属铜或铜合金表面的镍镀层时具有退镍干净、不腐蚀基体、退镍速度快及安全环保的特点；此外，本发明还提供了一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，工艺简单，操作方便，原材料来源广泛，成本低。

Description

一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学退镀技术领域，具体涉及一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液及其制备方法。

背景技术

金属镍具有硬度高、延展性强的特性，通常通过化学镀工艺或电镀工艺沉积于金属基体上，以增强金属工件表面的耐磨损和抗腐蚀性能。但不管采用化学镀工艺还是电镀工艺，在镀镍过程中可能会出现镀层质量问题，导致产品不合格，如基体得分局部区域镀不上镍层，镍镀层表面出现针孔、斑点、褶皱等缺陷，或者镀镍层的厚度与致密性达不到工艺要求。这些不合格产品若直接报废，将会大大增加生产成本。一般而言，生产线都会将不合格产品的镍镀层退除后再重新施镀，以获得满足工艺要求的合格产品，同时也能降低生产成本，节约资源。

现有退除镍镀层的方法主要有三种：一是机械法，即采用机械研磨的方式褪除镍镀层，但易损伤基体，且耗费工时长；二是电解法，电解法对基材腐蚀微弱、对某些金属可回收利用有利于环境保护，但需要提供电源以及退镀槽，有时需要特殊的挂具，这对于并非大批量生产的车间是不利的，另外，由于废料中一般为复杂几何形状，在电解退除过程总难以保证低电流密度和高电流密度处镀层均被溶解退除而使零件不被腐蚀，使得电解法的应用受到大大限制；三是化学法，即采用化学药水退除工件表面的镍镀层，这种方法投入成本低、工艺简便、适合各种造型的工件，应用较为普遍。

目前化学法退除镍镀层的药水体系分为以下三种：氰化物体系、硝酸体系、间硝基苯磺酸钠体系。氰化物体系的退镍药水由于采用有剧毒的含氰化物作为退镀液的络合剂，会对环境造成严重污染和危害人类健康，已逐渐被禁止使用；硝酸体系的退镍药水则主要采用腐蚀性较强的硝酸溶液溶解镍镀层，由于硝酸在与金属镍反应过程中会产生大量的一氧化氮、二氧化氮等氮氧化合物，它们对环境和人体造成危害，操作具有危险性，此外硝酸由于氧化性强，极易腐蚀基体材料，影响产品使用寿命，因此，硝酸体系的退镍药水使用频率也不高；通过间硝基苯磺酸钠退镀法退除镍镀层时,由于间硝基苯磺酸钠分子中含有一个氧化基团—“NO₂”，使得其氧化性比硝酸弱，这一特点使间硝基苯磺酸钠既可将金属镍氧化成离子，又可以克服氧化性太强易腐蚀基体材料的问题，且不会产生二氧化氮气体，相对环保，故在化学退镍工艺中使用最为广泛。

因此，现有技术中一般采用间硝基苯磺酸钠体系退镀液进行镍镀层退除。但现有间硝基苯磺酸钠体系退镀液仍存在以下缺陷：1、退镀时间长，其中中国申请号为CN201310181588.0的发明专利公开了一种高效环保退镍剂，所述高效环保退镍剂对厚度大于5微米以上的镍镀层，无论如何调整工艺温度，镍镀层的退除时间均在20分钟以上；2、挂灰严重，一般在退除铜或铜合金表面的镍镀层时，间硝基苯磺酸钠体系的退镀液需要加上铜面缓蚀剂以保护基体不被腐蚀，譬如咪唑、甲基咪唑、苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑等唑类，这类缓蚀剂容易在铜面形成黑色的单分子膜，俗称“挂灰”，影响后续重新镀覆金属时镀层与铜之间的结合力，因此必须增加额外的机械研磨工序除去，以得到新鲜的基体层。间硝基苯磺酸钠体系退镀液的上述两点缺陷阻碍了间硝基苯磺酸钠退镀法的进一步广泛引用，同时也使化学褪镍工艺流程延长、成本增加。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，提供了一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，适用于金属铜或铜合金表面镍镀层的退除工艺，解决了现有技术中间硝基苯磺酸钠体系退镀液退镍速度慢、易挂灰的问题，采用本发明中的高速环保化学退镀液处理金属铜或铜合金表面的镍镀层时具有退镍干净、不腐蚀基体、退镍速度快及安全环保的特点；此外，本发明还提供了一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，工艺简单，操作方便，原材料来源广泛，成本低。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，每升所述用于镍镀层的高速环保化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠70～150g、柠檬酸50～150g、乙二胺100～300mL、加速剂5～15g、缓蚀剂2～20g，溶剂为水；

其中，所述加速剂为含硫氰根离子的化合物；

其中，所述缓蚀剂为二硫代氨基甲酸盐。

通过采用上述技术方案，本发明中的化学退镀液中的加速剂为含硫氰根离子的化合物，此类化合物无毒，且易与镍离子生产络合物，因此，能够大大加速退镀液的退镍速度；本发明中的化学退镀液中的缓蚀剂为二硫代氨基甲酸盐，二硫代氨基甲酸盐易溶于水，在退镍过程中可吸附在金属铜或铜合金基体上形成钝化膜，这层钝化膜不同于唑类物质在金属铜表面形成的络合物分子膜。它既可以有效阻止溶液中的氧化基团向基体表面的扩散，起到缓蚀作用，又可以在后续水洗过程中清洗掉，露出新鲜基体，不会形成“挂灰”。

优选地，所述加速剂选自硫氰酸钾、硫氰酸钠及硫氰酸铵中的任意一种。

优选地，所述缓蚀剂选自二甲基二硫代氨基甲酸钠和二乙基二硫代氨基甲酸钠中的任意一种。

本发明第二发明提供了一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取配方量的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、乙二胺、加速剂、缓蚀剂及水；

S2、将步骤S1中所称取的乙二胺溶于步骤S1中所称取的部分水中，充分搅拌至溶液澄清，得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中所称取的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、加速剂、缓蚀剂依次加入至步骤S2中所得混合溶液A中，搅拌至溶液澄清，用余量水定容，即得用于镍镀层的高速环保化学退镀液。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明中的一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液适用于金属铜或铜合金表面镍镀层的退除工艺，解决了现有技术中间硝基苯磺酸钠体系退镀液退镍速度慢、易挂灰的问题。

2、采用本发明中的高速环保化学退镀液处理金属铜或铜合金表面的镍镀层时的操作温度为60～90℃，具有退镍干净、不腐蚀基体及退镍速度快的特点，对厚度在5～7微米之间的镍镀层的退除时间小于10分钟，且镍镀层退除后金属铜基体或铜合金基体表面无黑膜残留，不会影响铜基体或铜合金基体的质量以及铜基体或铜合金基体与后续镀层之间的结合力，退镍后的工件无需增加额外的机械研磨工序即得到新鲜基体，可直接进入下段工序重新施镀，有效缩短了退镍工序的时间，同时退镀过程中不会产生易挥发的刺激性气味，安全环保。

3、本发明中的一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，工艺简单，操作方便，原材料来源广泛，成本低。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，每升化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠70g、柠檬酸50g、乙二胺100mL、加速剂5g、缓蚀剂2g，溶剂为水。

其中，本实施例中的加速剂为硫氰酸钾。

其中，本实施例中的缓蚀剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠。

本实施例中的用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取配方量的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、乙二胺、加速剂、缓蚀剂及水；

S2、将步骤S1中所称取的乙二胺溶于步骤S1中所称取的部分水中，充分搅拌至溶液澄清，得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中所称取的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、加速剂、缓蚀剂依次加入至步骤S2中所得混合溶液A中，搅拌至溶液澄清，用余量水定容，即得上述用于镍镀层的高速环保化学退镀液。

实施例2

一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，每升化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠150g、柠檬酸150g、乙二胺300mL、加速剂15g、缓蚀剂20g，溶剂为水。

其中，本实施例中的加速剂为硫氰酸钠。

其中，本实施例中的缓蚀剂为二乙基二硫代氨基甲酸钠。

本实施例中的用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取配方量的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、乙二胺、加速剂、缓蚀剂及水；

S2、将步骤S1中所称取的乙二胺溶于步骤S1中所称取的部分水中，充分搅拌至溶液澄清，得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中所称取的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、加速剂、缓蚀剂依次加入至步骤S2中所得混合溶液A中，搅拌至溶液澄清，用余量水定容，即得上述用于镍镀层的高速环保化学退镀液。

实施例3

一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，每升化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠100g、柠檬酸100g、乙二胺150mL、加速剂10g、缓蚀剂10g，溶剂为水。

其中，本实施例中的加速剂为硫氰酸铵。

其中，本实施例中的缓蚀剂为二乙基二硫代氨基甲酸钠。

本实施例中的用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取配方量的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、乙二胺、加速剂、缓蚀剂及水；

S2、将步骤S1中所称取的乙二胺溶于步骤S1中所称取的部分水中，充分搅拌至溶液澄清，得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中所称取的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、加速剂、缓蚀剂依次加入至步骤S2中所得混合溶液A中，搅拌至溶液澄清，用余量水定容，即得上述用于镍镀层的高速环保化学退镀液。

实施例4

一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，每升化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠120g、柠檬酸80g、乙二胺200mL、加速剂8g、缓蚀剂15g，溶剂为水。

其中，本实施例中的加速剂为硫氰酸钠。

其中，本实施例中的缓蚀剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠。

本实施例中的用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取配方量的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、乙二胺、加速剂、缓蚀剂及水；

S2、将步骤S1中所称取的乙二胺溶于步骤S1中所称取的部分水中，充分搅拌至溶液澄清，得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中所称取的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、加速剂、缓蚀剂依次加入至步骤S2中所得混合溶液A中，搅拌至溶液澄清，用余量水定容，即得上述用于镍镀层的高速环保化学退镀液。

实施例5

一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，每升化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠80g、柠檬酸100g、乙二胺250mL、加速剂10g、缓蚀剂5g，溶剂为水。

其中，本实施例中的加速剂为硫氰酸钠。

其中，本实施例中的缓蚀剂为二甲基二硫代氨基甲酸钠。

本实施例中的用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取配方量的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、乙二胺、加速剂、缓蚀剂及水；

S2、将步骤S1中所称取的乙二胺溶于步骤S1中所称取的部分水中，充分搅拌至溶液澄清，得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中所称取的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、加速剂、缓蚀剂依次加入至步骤S2中所得混合溶液A中，搅拌至溶液澄清，用余量水定容，即得上述用于镍镀层的高速环保化学退镀液。

试验例1

采用实施例1中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除工件表面的镍镀层，进而测试实施例1中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除镍镀层的效果。

测试方法包括以下步骤：将实施例1中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液加热至70℃后，将表面除油和清洁干净的镀镍工件浸渍于上述退镀液中，计时开始，目测工件表面镍镀层完全退除后，计时结束，记录工件表面镍镀层的退除时间，取出工件清洗干净，观察工件基体的表面状况，评估工件基体表面有无腐蚀痕迹和/或黑膜残留。

其中，本试验例中工件的基体为紫铜。

其中，本试验例中工件表面镍镀层的厚度为7微米。

经测定，本试验例中高速环保化学退镀液的退镍时间为10分钟，退镍完成后工件基体表面光亮，无腐蚀痕迹和黑膜残留，可直接进入下段工序重新施镀。

试验例2

采用实施例2中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除工件表面的镍镀层，进而测试实施例2中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除镍镀层的效果。

测试方法包括以下步骤：将实施例2中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液加热至70℃后，将表面除油和清洁干净的镀镍工件浸渍于上述退镀液中，计时开始，目测工件表面镍镀层完全退除后，计时结束，记录工件表面镍镀层的退除时间，取出工件清洗干净，观察工件基体的表面状况，评估工件基体表面有无腐蚀痕迹和/或黑膜残留。

其中，本试验例中工件的基体为黄铜。

其中，本试验例中工件表面镍镀层的厚度为5微米。

经测定，本试验例中高速环保化学退镀液的退镍时间为3分钟，退镍完成后工件基体表面光亮，无腐蚀痕迹和黑膜残留，可直接进入下段工序重新施镀。

试验例3

采用实施例3中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除工件表面的镍镀层，进而测试实施例3中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除镍镀层的效果。

测试方法包括以下步骤：将实施例3中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液加热至70℃后，将表面除油和清洁干净的镀镍工件浸渍于上述退镀液中，计时开始，目测工件表面镍镀层完全退除后，计时结束，记录工件表面镍镀层的退除时间，取出工件清洗干净，观察工件基体的表面状况，评估工件基体表面有无腐蚀痕迹和/或黑膜残留。

其中，本试验例中工件的基体为黄铜。

其中，本试验例中工件表面镍镀层的厚度为5微米。

经测定，本试验例中高速环保化学退镀液的退镍时间为5分钟，退镍完成后工件基体表面光亮，无腐蚀痕迹和黑膜残留，可直接进入下段工序重新施镀。

试验例4

采用实施例4中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除工件表面的镍镀层，进而测试实施例4中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除镍镀层的效果。

测试方法包括以下步骤：将实施例4中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液加热至70℃后，将表面除油和清洁干净的镀镍工件浸渍于上述退镀液中，计时开始，目测工件表面镍镀层完全退除后，计时结束，记录工件表面镍镀层的退除时间，取出工件清洗干净，观察工件基体的表面状况，评估工件基体表面有无腐蚀痕迹和/或黑膜残留。

其中，本试验例中工件的基体为紫铜。

其中，本试验例中工件表面镍镀层的厚度为6微米。

经测定，本试验例中高速环保化学退镀液的退镍时间为7分钟，退镍完成后工件基体表面光亮，无腐蚀痕迹和黑膜残留，可直接进入下段工序重新施镀。

试验例5

采用实施例5中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除工件表面的镍镀层，进而测试实施例5中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液退除镍镀层的效果。

测试方法包括以下步骤：将实施例5中所制备的用于镍镀层的高速环保化学退镀液加热至70℃后，将表面除油和清洁干净的镀镍工件浸渍于上述退镀液中，计时开始，目测工件表面镍镀层完全退除后，计时结束，记录工件表面镍镀层的退除时间，取出工件清洗干净，观察工件基体的表面状况，评估工件基体表面有无腐蚀痕迹和/或黑膜残留。

其中，本试验例中工件的基体为黄铜。

其中，本试验例中工件表面镍镀层的厚度为7微米。

经测定，本试验例中高速环保化学退镀液的退镍时间为8分钟，退镍完成后工件基体表面光亮，无腐蚀痕迹和黑膜残留，可直接进入下段工序重新施镀。

综上所述，根据试验例1-试验例5的测试结果可以看出，采用本发明中的高速环保化学退镀液能够将金属铜和铜合金表面的镍镀层彻底退除，不会腐蚀金属铜表面和铜合金表面，对厚度在5～7微米之间的镍镀层的退除时间小于10分钟，且镍镀层退除后金属铜基体或铜合金基体表面无黑膜残留，不会影响铜基体或铜合金基体的质量以及铜基体或铜合金基体与后续镀层之间的结合力，退镍后的工件无需增加额外的机械研磨工序即可直接进入下段工序重新施镀，有效缩短了退镍工序的时间。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，其特征在于，每升所述用于镍镀层的高速环保化学退镀液中含有：间硝基苯磺酸钠70～150g、柠檬酸50～150g、乙二胺100～300mL、加速剂5～15g、缓蚀剂2～20g，溶剂为水；

其中，所述加速剂为含硫氰根离子的化合物；

其中，所述缓蚀剂为二硫代氨基甲酸盐。

2.如权利要求1所述的一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，其特征在于，所述加速剂选自硫氰酸钾、硫氰酸钠及硫氰酸铵中的任意一种。

3.如权利要求1所述的一种用于镍镀层的高速环保化学退镀液，其特征在于，所述缓蚀剂选自二甲基二硫代氨基甲酸钠和二乙基二硫代氨基甲酸钠中的任意一种。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的用于镍镀层的高速环保化学退镀液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、称取配方量的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、乙二胺、加速剂、缓蚀剂及水；

S2、将步骤S1中所称取的乙二胺溶于步骤S1中所称取的部分水中，充分搅拌至溶液澄清，得到混合溶液A；

S3、将步骤S1中所称取的间硝基苯磺酸钠、柠檬酸、加速剂、缓蚀剂依次加入至步骤S2中所得混合溶液A中，搅拌至溶液澄清，用余量水定容，即得用于镍镀层的高速环保化学退镀液。