CN1178258A

CN1178258A - 光敏剂诱导的化学镀镍方法及其所用镀液

Info

Publication number: CN1178258A
Application number: CN 97115251
Authority: CN
Inventors: 孙冬柏; 杨玉国; 俞宏英; 杨德钧
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1998-04-08

Abstract

本发明涉及含有光敏剂的化学镀镍用的酸性镀液组合物和一种利用普通可见光光源照射此化学镀镍溶液在室温下实现化学镀镍的方法。此含有光敏剂化学镀镍液组合物含有的光敏剂是一种水溶性的有机色素,包括荧光素类染料和荧光素、四碘荧光素、二碘荧光素等,吖啶黄,吖啶橙,曙红Y,亚甲基兰等。采用本发明的酸性化学镀镍溶液和方法得到的镍磷合金镀层组成为含镍86～90wt%、磷14～10wt%。

Description

光敏剂诱导的化学镀镍方法及其所用镀液

本发明属于材料的表面改性和表面金属化技术领域，具体地讲涉及含有光敏剂的化学镀镍用的酸性镀液组合物和一种利用普通可见光光源照射此化学镀镍溶液在较低的温度(25-85℃)下实现化学镀镍的方法。

酸性化学镀镍镀液需要在较高的温度下进行施镀，这给镀液的维护和控制带来不便。对于有机聚合物基材在高温下进行施镀可能会引起基体变形等。现有技术采用碱性镀液虽然可以降低施镀温度，但镀层中磷含量降低，镀层的耐腐蚀性能变差。目前现有技术还采用激光照射镀液与基体的界面，使微区温度升高达到化学镀镍的反应温度，可以实现室温条件下操作的化学镀镍过程。但这种方法实质上仍然是高温化学镀，并且施镀面积小，并且激光光源价格高，不能适应工业化的需要。

本发明的目的是提供一种新的光敏剂诱导的化学镀镍的方法，此方法在25-85℃下用普通可见光光源照射含有光敏剂的化学镀镍溶液，可实现室温(25-85℃)条件下的酸性化学镀镍。

本发明的另一个目的是提供一种光敏剂诱导的化学镀镍的方法所用的镀液，此镀液是一种含有光敏剂的酸性化学镀镍溶液组合物，其中的光敏剂是一种水溶性的有机色素。采用本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物，可以实现室温(25-85℃)条件下的酸性化学镀镍。

本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物组成如下：

成份浓度(mo1/dm³)

光敏剂 1×10^-6～1×10^-4

硫酸镍 0.08～0.2

次磷酸钠 0.18～0.27

络合剂 0.01～0.2

表面活性剂 1～10ppm

醋酸钠 0.1～0.2

pH值 4.1～5.1

本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物中含有一种水溶性的有机色素作光敏剂，这些有机色素包括：荧光素类染料如荧光素、四碘荧光素、二碘荧光素等，吖啶黄，吖啶橙，曙红Y，亚甲基兰等。

本发明的光敏化学镀镍液组合物可以使用单一络合剂，如柠檬酸、苹果酸、乳酸，或同时使用任意比例的两种络合剂。

本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物使用主盐硫酸镍作为镍的来源，次磷酸钠作还原剂。

本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物采用醋酸-醋酸钠缓冲体系。镀液的pH值为4.1～5.1。

为了降低本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物镀液的表面张力，镀液中加入诸如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP类、聚氧烷基乙基酚醚等表面活性剂。

本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物由于镀液可在较低的温度(25-85℃)下操作，可以不使用稳定剂。

按照本发明的光敏剂诱导的化学镀镍的方法，使用本发明的含有光敏剂的酸性化学镀镍溶液组合物，镀液的pH值为4.1～5.1。使用卤钨灯作为可见光光源照射本发明的含有光敏剂的化学镀镍溶液就可以完成化学镀镍过程，施镀操作在(25-85℃)下进行。

本发明的光敏剂诱导的化学镀镍的方法可以施镀的基体为普通化学镀施镀镍的基体，包括金属基体，如普碳钢、铜、铸铁等，有机聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

经过光电子能谱分析(XPS)，采用本发明的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物及按照本发明的光敏剂诱导的化学镀镍的方法，在上述镀液组成和操作条件下得到的镍磷合金镀层组成为含镍86～90wt％、磷14～10wt％。

本发明的镀液配制方法是先配制成不含光敏剂的普通化学镀镍镀液，用10％NaOH溶液调整镀液的pH值，施镀前向镀液中加入需要量的光敏剂溶液，搅拌均匀，即可进行施镀。

实施例1

待施镀的基体是普碳钢。基体经过砂纸研磨、碱洗除油、酸性活化后放入下面组成的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物中。镀液组成和操作条件为：

成份浓度(mol/dm³)

四碘荧光素 1×10^-6

硫酸镍 0.08

次磷酸钠 0.18

柠檬酸 0.01

十二烷基硫酸钠 10ppm

醋酸钠 0.1

pH 4.1

温度 25℃用500W卤钨灯可见光光源照射镀液和基体。镀层沉积速度为3×10^-4gcm^-2h^-1。获得的镍磷合金镀层经过光电子能谱分析(XPS)含镍90wt％、磷10wt％。实施例2

要施镀的基体是铜基体。铜基体的前处理步骤和方法同实施例1，所不同的是酸性活化后需闪镀镍或用铁触发，再放入下面组成的含有光敏剂化学镀镍溶液组合物中。镀液组成和操作条件为：

成份浓度(mol·dm^-3)

吖啶黄 1×10^-5

硫酸镍 0.15

次磷酸钠 0.2

乳酸 0.2

十二烷基苯磺酸钠 5ppm

醋酸钠 0.2

pH 4.6

温度 35℃用500W卤钨灯可见光光源照射镀液和基体。镀层沉积速度为2.9×10^-4gcm^-2h^-1。获得的镍磷合金镀层经过光电子能谱分析(XPS)含镍86wt％、磷14wt％。实施例3

要施镀的基体是有机聚合物，诸如聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。基体的前处理步骤和方法同实施例2。镀液组成和操作条件为：

成份浓度(mol·dm^-3)

曙红Y 1×10^-4

硫酸镍 0.2

次磷酸钠 0.27

苹果酸 0.1

十二烷基硫酸钠 1ppm

醋酸钠 0.15

pH 5.1

温度 65℃

用500W卤钨灯可见光光源照射镀液和基体。镀层沉积速度为2×10^-4gcm^-2h^-1。获得的镍磷合金镀层经过光电子能谱分析(XPS)含镍88wt％、磷12wt％。

很显然，本领域技术人员根据上述对本发明的说明及列举的实施例，可以对本发明作出改进、变化和替换，但都不超出本发明的实质和本申请权利要求书所限定的范围。

Claims

1、一种化学镀镍用的酸性镀液组合物，其特征在于含有有机色素作光敏剂，这些有机色素包括荧光素、四碘荧光素、二碘荧光素类的荧光素类染料，吖啶黄，吖啶橙，曙红Y，亚甲基兰。

2、一种含有光敏剂的酸性化学镀镍溶液组合物，其组成如下：

成份浓度(mol/dm³)

光敏剂 1×10^-6～1×10^-4

硫酸镍 0.08～0.2

次磷酸钠 0.18～0.27

络合剂 0.01～0.2

表面活性剂 1～10ppm

醋酸钠 0.1～0.2

pH值 4.1～5.1其中表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP类、聚氧烷基乙基酚醚等表面活性剂。

3、根据权利要求2所述的化学镀镍溶液组合物，其特征在于其中的光敏剂是一种水溶性的有机色素，包括荧光素、四碘荧光素、二碘荧光素类的荧光素类染料，吖啶黄，吖啶橙，曙红Y，亚甲基兰。

4、根据权利要求2所述的化学镀镍溶液组合物，其特征在于其中的络合剂是一种选自柠檬酸、苹果酸、乳酸的络合剂，或任意比例的两种络合剂。

5、根据权利要求2所述的化学镀镍溶液组合物，其特征在于采用醋酸-醋酸钠缓冲体系。

6、一种光敏剂诱导的化学镀镍的方法，其特征在于在室温下用普通可见光光源照射权利要求1～5中的任意一种含有光敏剂的化学镀镍溶液，实现(25-85℃)条件下的酸性化学镀镍。

7、根据权利要求6的光敏剂诱导的化学镀镍的方法，其特征在于所述的可见光光源是卤钨灯光源。

8、根据权利要求6的光敏剂诱导的化学镀镍的方法，其特征在于施镀的基体，包括金属基体，如普碳钢、铜、铸铁等；有机聚合物如聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。