PL122817B2 - Alkaline bath for bright copper plating - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kapiel alkaliczna do elektrolitycznego miedziowania z poly¬ skiem. Kapiel przeznaczona jest do nakladania antykorozyjnych i dekoracyjnych powlok miedziowych.Elektrolityczne wytwarzanie powlok miedziowych wprost na stali bylo dotychczas znane z dwu typów kapieli: cyjankowej i pirofosforanowej.Niedogodnoscia stosowania kapieli cyjankowej, w której osadzony metal wystepuje w postaci soli kompleksowej zawierajacej grupe cyjankowa, jest duza jej toksycznosc, której mimo zastoso¬ wania przez uzytkownika szczególnych srodków ostroznosci, nie da sie calkowicie wyeliminowac.Niedogodnoscia natomiast stosowania kapieli pirofosforanowej, której glównymi skladni¬ kami sa: pirofosforan miedziowy, pirofosforan potasowy wzglednie sodowy, jest to, ze podczas eksploatacji kapieli nalezy stale korygowac jej sklad chemiczny.Inne znane z opisów patentowych Wielkiej Brytanii nr nr 1419613, 1370387 oraz opisu patentowego francuskiego nr 2 276 395 kapiele alkaliczne zawieraja zwiazki kompleksujace miedz w postaci kwasów etylenodwuamino-czterometylofosfonowego lub hydroksy-etylidenodwufosfo- nowego albo ich mieszaniny. Dodatki stosowane w kapielach znanych z wymienionych opisów patentowych sa to glównie aminy kwasu metylenofosfoniowego, które przez to, ze tworza bardzo trwale zwiazki kompleksowe z metalami ciezkimi, nie daja sie usunac z roztworów odpadowych i tym samym zanieczyszczaja srodowisko. Dodatek zas w postaci glicyny powoduje, ze otrzymane powloki sa szare, malo przyczepne i nie nadaja sie do celów przemyslowych.Kapiel wedlug wynalazku sklada sie z wodnego roztworu kwasu l-hydroksy-etano-1,1- dwufosfonowego, soli miedzi, wodorotlenku potasu oraz dodatków umozliwiajacych osadzanie gladkich i blyszczacych powlok miedziowych w szerokim zakresie gestosci pradu. Jako dodatki stosuje sie jednoczesnie co najmniej trzy grupy zwiazków chemicznych, z których pierwsza grupe, stosowana w ilosci od 0,001 g do l,0g/dm3 kapieli, stanowia polioksyetylenowe czwartorzedowe aminy tluszczowe o ogólnym wzorze przedstawionym na rysunku, na którym R oznacza reszte kwasu tluszczowego, X — grupe metylowa lub etylowa, Y — atom chloru, bromu, jodu lub grupe hydroksylowa, zas suma n + m jest wieksza lub równa 2 i mniejsza od 30. Druga grupe stanowia estry kwasu fosforowego z alkoholami wielowodorotlenowymi i/lub produkt reakcji kwasu fosfo-2 122 817 rowego z l-chloro-2,3-epoksypropanem, stosowane w ilosci od 0,001 g do 0,5g/dm3 kapieli.Trzecia grupe stanowi 2-merkaptobenzotiazol i jego pochodne, stosowany w ilosci od 0,0005 g do 0,3 g/dm3 kapieli. Oprócz powyzszego zestawu dodatków korzystna jest, dla przebiegu procesów katodowych, obecnosc w kapieli kwasu borowego lub jego soli.Kapiel wedlug wynalazku sporzadza sie przez rozpuszczenie w wodzie kwasu 1- hydroksyetano-l,l-dwufosfonowego i soli miedzi, a nastepnie wodorotlenku potasowego w ilosci niezbednej do uzyskania odpowiedniego pH roztworu. Na koniec wprowadza sie wyzej wymie¬ niony zestaw substancji dodatkowych.Parametry pracy powyzszej kapieli sa nastepujace: — optymalna temperatura pracy od 323 do 343 K, — pH od 9 do 10,5, — stosunek molowy kwasu l-hydroksy-l,l-dwufosfonowego do jonów miedzi, korzystnie gdy jest zawarty w granicach od 4:1 do 6: 1, przy czym stezenie jonów miedzi nie powinno byc mniejsze od 5 g/dm3, — katodowa gestosc pradu od 0,01 do 3 A/dm2.Zaleta kapieli wedlug wynalazkujest przystosowaniejej do pracy w urzadzeniach obrotowych, a po dobraniu odpowiedniego zakresu gestosci pradu takze w urzadzeniach stacjonarnych. Z uwagi na alkaliczny odczyn kapiel ta nie dziala agresywnie na stalowe konstrukcje i oprzyrzadowanie wanien. Dzieki temu prawie nie ulega zanieczyszczeniu zwiazkami zelaza i innymi metalami wystepujacymi w stali.Inna zaleta kapieli wedlug wynalazku jest pieciokrotnie mniejsze niz w kapieli cyjankowej i prawie dwudziestokrotnie mniejsze niz w kwasnej kapieli siarczanowej stezenie jonów miedzi. To male stezenie jonów miedzi jest szczególnie korzystne z uwagi na znacznie mniejsze straty metalu, powodowane wynoszeniem kapieli na detalach, i wynikajace stad mniejsze stezenie jonów miedzi w sciekach, co ulatwia przebieg ich neutralizacji i ochrone srodowiska.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na nizej podanych przykladach.Przyklad I 1. Kwas l-hydroksyetano-l,l-dwufosfonowy — 200g/dm3 2. CuS04-5H20 — 50 g/dm3 3. KOH — 150g/dm3 4. H3BO3 — 15 g/dm3 5. Polioksyetylowana czwartorzedowa amina tluszczowa (m + n = 2) — 0,1 g/dm3 6. Ester kwasu fosfonowego z glikolem etylenowym — 0,03 g/dm3 7. Sól sodowa 2-merkaptobenzotiazolu — 0,005 g/dm3 Przyklad II 1. Kwas l-hydroksyetano-l,l-dwufosfonowy — 150g/dm3 2. CuC(VCu(OH)2 — 20g/dm3 3. KOH — 130 g/dm3 4. H3BO3 — 5 g/dm3 5. Produkt reakcji kwasu fosforowego z l-chloro-2,3-epoksypropanem — 0,05 g/dm3 6. Polioksyetylowana czwartorzedowa amina tluszczowa — 0,5 g/dm3 7. 2-merkaptobenzotiazol — 0,1 g/dm3 Przykladni 1. Kwas l-hydroksyetano-l,l-dwufosfonowy — 120g/dm3 2. Cu(OH)2 — 10 g/dm3 3. KOH — 100 g/dm3 4. Na2B4O7-10H2O — 10g/dm3 5. Polioksyetylowana czwartorzedowa amina tluszczowa (m + n = 22) — 0,3 g/dm3 6. Ester kwasu fosforowego zgliceryna — 0,1 g/dm3 7. Sól potasowa 2-merkaptobenzotiazolu — 0,2g/dm3.122817 3 Zastrzezenie patentowe Kapiel alkaliczna do elektrolitycznego miedziowania z polyskiem, stanowiaca wodny roztwór kwasu l-hydroksyetano-l,l-dwufosfonowego, soli miedzi i wodorotlenku potasu, znamienna tym, ze zawiera jako dodatki co najmniej trzy grupy zwiazków chemicznych stosowanych lacznie, z których pierwsza, w ilosci od 0,001 g/dm3 do l,0g/dm3 stanowia polioksyetylowane czwartorze¬ dowe aminy tluszczowe o ogólnym wzorze [RN(C2H40)nHX(C2H40)mH] Y~, gdzie R oznacza reszte kwasu tluszczowego, X — grupe metylowa lub etylowa, Y — atom chloru, bromu, jodu lub grupe hydroksylowa, zas suma n + m jest wieksza lub równa 2 i mniejsza od 30; druga grupe stanowia estry kwasu fosforowego z alkoholami wielowodorotlenowymi i/lub produkt reakcji kwasu fosforowego z l-chloro-2,3-epoksypropanem, stosowane w ilosci od 0,001 g/dm3 do 0,5 g/dm3; trzecia grupe stanowi 2-merkaptobenzotiazal i/lub jego pochodne stosowany w ilosci od 0,0005g/dm3doO,3g/dm3.+ ^(C2H40)nH R-N-X NC2H40)mH Y PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Kapiel alkaliczna do elektrolitycznego miedziowania z polyskiem, stanowiaca wodny roztwór kwasu l-hydroksyetano-l,l-dwufosfonowego, soli miedzi i wodorotlenku potasu, znamienna tym, ze zawiera jako dodatki co najmniej trzy grupy zwiazków chemicznych stosowanych lacznie, z których pierwsza, w ilosci od 0,001 g/dm3 do l,0g/dm3 stanowia polioksyetylowane czwartorze¬ dowe aminy tluszczowe o ogólnym wzorze [RN(C2H40)nHX(C2H40)mH] Y~, gdzie R oznacza reszte kwasu tluszczowego, X — grupe metylowa lub etylowa, Y — atom chloru, bromu, jodu lub grupe hydroksylowa, zas suma n + m jest wieksza lub równa 2 i mniejsza od 30; druga grupe stanowia estry kwasu fosforowego z alkoholami wielowodorotlenowymi i/lub produkt reakcji kwasu fosforowego z l-chloro-2,3-epoksypropanem, stosowane w ilosci od 0,001 g/dm3 do 0,5 g/dm3; trzecia grupe stanowi 2-merkaptobenzotiazal i/lub jego pochodne stosowany w ilosci od 0,0005g/dm3doO,3g/dm3. + ^(C2H40)nH R-N-X NC2H40)mH Y PL