專利名稱：一種環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)鍍鎳添加劑，尤其涉及一種環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑；屬于金屬材料表面強(qiáng)化保護(hù)與裝飾技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化學(xué)鍍是利用合適的還原劑，將溶液中的金屬離子還原出來(lái)，并沉積在經(jīng)催化活化的鍍件表面的一種化學(xué)處理過(guò)程。對(duì)于酸性條件下的化學(xué)鍍鎳過(guò)程，可以用以下兩個(gè)反應(yīng)式來(lái)表示[NiL]2++2e-→Ni+L2Ni+7H2PO2-+H2O-7e-→5H2PO3-+2Ni-P+2H2↑+2H+近年來(lái)，化學(xué)鍍作為一種表面處理技術(shù)在工業(yè)上日益受到重視，其應(yīng)用范圍覆蓋了工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域?；瘜W(xué)鍍鎳的不斷發(fā)展歸結(jié)于該技術(shù)具有良好的工藝性，化學(xué)鍍鎳層具有獨(dú)特的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，而且工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，易于控制和掌握，鍍層均勻平整，適用于復(fù)雜形狀零件，對(duì)環(huán)境友好，這些都是電鍍技術(shù)所不具備的。
目前，化學(xué)鍍鎳液均已商品化，典型的商品化學(xué)鍍鎳液是由主鹽(硫酸鎳)、還原劑(次磷酸鈉)、緩沖劑(醋酸鈉)、及多種絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑、潤(rùn)濕劑、PH值調(diào)整劑等組成的濃縮液A、B、C液，由A、B液開(kāi)缸，A、C液補(bǔ)加，其操作工藝極其嚴(yán)格，貯存和運(yùn)輸也極其不便。
中國(guó)專利申請(qǐng)(200410036014.5)涉及一種化學(xué)鍍鎳復(fù)合添加劑，該復(fù)合添加劑由檸檬酸等絡(luò)合劑、乙酸鈉等緩沖劑、丁二酸等加速劑、硫脲等穩(wěn)定劑組成；它雖然避免了大量分析調(diào)整多種成分的麻煩，使用較方便；但是該復(fù)合添加劑中不含有光亮劑和表面活性劑，鍍層容易產(chǎn)生針孔，孔隙率較大；鍍層的耐蝕性和裝飾性都較差；而且穩(wěn)定劑硫脲的使用，減少了鍍層鈍化能力，其強(qiáng)烈的吸附作用容易使鍍層出現(xiàn)孔洞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的商品化學(xué)鍍鎳液所存在的操作工藝極其嚴(yán)格，貯存和運(yùn)輸也極其不便的缺陷提供了一種環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，用該化學(xué)鍍鎳添加劑配制的工作鍍液在操作條件下可自催化沉積出致密、光亮、均勻的鎳磷二元合金鍍層，使用方便，便于貯存和運(yùn)輸；本發(fā)明還針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)鍍鎳復(fù)合添加劑容易產(chǎn)生針孔，鍍層孔隙率較大；鍍層的耐蝕性和裝飾性都較差的缺陷提供一種可消除鍍層針孔的形成，降低鍍層孔隙率，改善鍍層性能，提高鍍層的耐蝕性和裝飾性的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)施的一種環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，該添加劑的每升水溶液包括以下重量的成分絡(luò)合劑300～600g；穩(wěn)定劑0.3～1g；光亮劑2～10g； 表面活性劑0.1～0.5g；緩沖劑250～500g；其中所述的絡(luò)合劑由檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸中的一種或多種成分組成；所述的穩(wěn)定劑由碘酸鉀、硫代硫酸鈉中的一種或兩種成分組成；所述的光亮劑由胱氨酸、硫酸銅、丙炔嗡鹽中的一種或多種成分組成；所述的表面活性劑由十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、正辛基硫酸鈉中的一種或多種成分組成。本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑包括絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑、表面活性劑和緩沖劑；其中表面活性劑可以加速工作鍍液中氫氣的排放，減少針孔的形成，從而減少鍍層孔隙率；而光亮劑的加入可以使得鍍層的表面全光亮，外觀性能較好；兩種成分的復(fù)合使用可消除鍍層針孔的形成，降低鍍層孔隙率，改善鍍層性能，提高鍍層的耐蝕性和裝飾性。用絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑、表面活性劑和緩沖劑多種物質(zhì)復(fù)合形成本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑；在配制工作鍍液時(shí)只需添加少量，在操作條件下即可自催化沉積出致密、光亮、均勻的鎳磷二元合金鍍層。
在上述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑中，所述的緩沖劑為醋酸鈉。
在上述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑中，所述的絡(luò)合劑為復(fù)合絡(luò)合劑，該復(fù)合絡(luò)合劑由檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸組成；所述添加劑的每升水溶液包括乳酸200-500毫升、檸檬酸鈉50-200克、蘋果酸50-200克。采用復(fù)合絡(luò)合劑可以與Ni2+形成多元配位體，對(duì)鍍液穩(wěn)定性和使用周期有利，并有較高的沉積速度和穩(wěn)定的含磷量。
在上述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑中，所述的穩(wěn)定劑為復(fù)合穩(wěn)定劑，該復(fù)合穩(wěn)定劑由碘酸鉀、硫代硫酸鈉組成；所述添加劑的每升水溶液包括碘酸鉀0.2-0.5克、硫代硫酸鈉0.1+0.4克。
在上述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑中，所述的光亮劑為復(fù)合光亮劑，該復(fù)合光亮劑由胱氨酸、硫酸銅、丙炔嗡鹽組成，其中所述添加劑的每升水溶液包括胱氨酸0.05-0.2克、硫酸銅0.5-3克、丙炔嗡鹽1-5ml。本發(fā)明采用復(fù)合光亮劑是通過(guò)吸附在催化表面的微陰極區(qū)，使界面的表面張力減少，氫氣易于析出，有利于結(jié)晶細(xì)致，特別是復(fù)合光亮劑中的金屬離子參與共沉積，阻止了Ni-P晶粒的長(zhǎng)大，現(xiàn)有技術(shù)未添加光亮劑的鍍層表面起伏較大，往往超過(guò)300nm，而且表面晶胞尺寸不均勻，加入本發(fā)明的復(fù)合光亮劑后，表面起伏只有50nm左右，晶胞均勻，因此采用本發(fā)明的復(fù)合光亮劑所獲得的鍍層平整、光亮孔隙率低，厚度均勻，明顯提高了鍍層表面的光澤度和耐蝕性。對(duì)復(fù)雜零件具有優(yōu)異的均鍍和深鍍能力。
本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑是通過(guò)以下方法配制的按配制環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑的體積，計(jì)算出所需的絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑、表面活性劑和緩沖劑的重量并進(jìn)行稱量；將上述成分用去離子水或蒸餾水溶解；將溶解后的各種成分均勻混合，加去離子水或蒸餾水至規(guī)定體積；必要時(shí)過(guò)濾掉成分中的雜質(zhì)。
此外，本發(fā)明還提供了環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑在化學(xué)鍍中的應(yīng)用；其中所述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑的用量為每升鍍液中添加10～20毫升。
具體的使用過(guò)程為分別將作為主鹽、還原劑的硫酸鎳、次磷酸鈉配制成500克/升濃度的溶液、硫酸鎳、次磷酸鈉選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的合格產(chǎn)品；在潔凈的鍍槽中加入規(guī)定體積一半的去離子水或潔凈水，將上述已經(jīng)溶解的溶液按硫酸鎳20-30克/升、次磷酸鈉20-35克/升的濃度依次在攪拌的條件下加入鍍槽；加入本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑10-20毫升/升，加去離子水或蒸餾水至規(guī)定體積，必要時(shí)過(guò)濾除去雜質(zhì)；用氫氧化鈉或氨水或冰乙酸調(diào)整PH值至4.0-5.1即可升溫至82～88℃的條件下施鍍；鍍液可按消耗量不斷補(bǔ)加連續(xù)施鍍。
因此，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑不用有鉛、鎘等有毒重金屬離子作穩(wěn)定劑、光亮劑，因此添加該添加劑沉積出的鍍層環(huán)保，可達(dá)到歐盟ROHS標(biāo)準(zhǔn)。
2、采用本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑添加到配制的工作鍍液中不僅可自催化沉積出致密、全光亮、均勻的鎳磷二元合金鍍層，而且添加到配制的工作鍍液的深鍍、均鍍能力較強(qiáng)。
3、本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑不僅使用方便，添加量少成本低；而且便于貯存和運(yùn)輸。
4、采用本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑可以減少鍍層針孔的形成，降低鍍層孔隙率，改善鍍層性能，鍍層外觀達(dá)到全光亮，從而提高其耐蝕性和裝飾性。
5、本發(fā)明的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑改變了傳統(tǒng)的化學(xué)鍍鎳液的銷售模式，可在鐵、鋁、銅等表面鍍覆；可廣泛地應(yīng)用于食品機(jī)械、模具、炊具、水暖閥門、縫制機(jī)械、汽摩配件、電子產(chǎn)品等。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1按配方所需的比例每升添加劑中稱取乳酸300毫升、檸檬酸鈉50克、蘋果酸50克、碘酸鉀0.4克、硫代硫酸鈉0.1克、胱氨酸0.05克、硫酸銅0.5克、丙炔嗡鹽5毫升、十二烷基硫酸鈉0.4克、醋酸鈉400克分別放入容器中加入去離子水將其溶解，將上述溶解后的成分混合均勻，加入去離子水至所需的體積，即制成實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑。
對(duì)比實(shí)施例1按配方所需的比例每升添加劑中稱取酒石酸100克、蘋果酸100克、乳酸100g、丁二酸50g、氧化鉬60mg、碘化鉀60毫克分別放入容器中加入去離子水將其溶解，將上述溶解后的成分混合均勻，加入去離子水至所需的體積，即制成對(duì)比實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑。
應(yīng)用實(shí)施例1選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的硫酸鎳、次磷酸鈉配制成500克/升濃度的溶液；在潔凈的鍍槽中加入規(guī)定體積一半的去離子水，將上述已經(jīng)溶解的溶液按硫酸鎳25克/升、次磷酸鈉25克/升的濃度依次加入至鍍槽，并攪拌均勻；加入實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑10毫升/升，加去離子水至規(guī)定體積，必要時(shí)過(guò)濾除去雜質(zhì)；調(diào)整PH值至4.6±2即可升溫至85±3℃的條件下施鍍；鍍液可按消耗量不斷補(bǔ)加連續(xù)施鍍，施鍍過(guò)程中沉積速度為15～25um/h，鍍液可連續(xù)循環(huán)使用12個(gè)周期；施鍍后鍍層為非晶態(tài)、非磁性、磷含量7-9wt％的二元合金鍍層，其性能如表1所示。
對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例1將上述實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑換成對(duì)比實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，其它條件同應(yīng)用實(shí)施例1，施鍍過(guò)程中沉積速度為15～25um/h，鍍液可連續(xù)循環(huán)使用12個(gè)周期；施鍍后鍍層為非晶態(tài)、非磁性、磷含量7-9wt％的二元合金鍍層，其性能如表1所示。
表1兩種實(shí)施方式下鍍層的性能如下

從表1可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑添加到工作鍍液沉積的鎳磷二元合金鍍層具有較高的致密性能，外觀全光亮，結(jié)合力較強(qiáng)，硬度較高具有較好的耐蝕性和裝飾性能。
實(shí)施例2按配方所需的比例每升添加劑中稱取乳酸200毫升、檸檬酸鈉50克、蘋果酸50克、碘酸鉀0.2克、硫代硫酸鈉0.2克、胱氨酸0.1克、硫酸銅1克、丙炔嗡鹽3毫升、十二烷基苯磺酸鈉0.2克、醋酸鈉350克分別放入容器中加入去離子水將其溶解，將上述溶解后的成分混合均勻，加入去離子水至所需的體積，即制成實(shí)施例2的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑。
應(yīng)用實(shí)施例2選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的硫酸鎳、次磷酸鈉配制成500克/升濃度的溶液；在潔凈的鍍槽中加入規(guī)定體積一半的去離子水，將上述已經(jīng)溶解的溶液按硫酸鎳20克/升、次磷酸鈉20克/升的濃度依次加入至鍍槽，并攪拌均勻；加入實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑20毫升/升，加去離子水至規(guī)定體積，必要時(shí)過(guò)濾除去雜質(zhì)；調(diào)整PH值至4.4±2即可升溫至85±3℃的條件下施鍍；鍍液可按消耗量不斷補(bǔ)加連續(xù)施鍍，施鍍過(guò)程中沉積速度為15～20um/h，鍍液可連續(xù)循環(huán)使用10個(gè)周期；施鍍后鍍層為非晶態(tài)、非磁性、磷含量8-10wt％的二元合金鍍層，其性能如表2所示。
實(shí)施例3按配方所需的比例每升添加劑中稱取乳酸50毫升、檸檬酸鈉200克、蘋果酸100克、碘酸鉀0.3克、硫代硫酸鈉0.1克、胱氨酸0.1克、硫酸銅1.5克、丙炔嗡鹽4毫升、正辛基硫酸鈉0.3克、醋酸鈉300克分別放入容器中加入去離子水將其溶解，將上述溶解后的成分混合均勻，加入去離子水至所需的體積，即制成實(shí)施例3的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑。
應(yīng)用實(shí)施例3
選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的硫酸鎳、次磷酸鈉配制成500克/升濃度的溶液；在潔凈的鍍槽中加入規(guī)定體積一半的去離子水，將上述已經(jīng)溶解的溶液按硫酸鎳24克/升、次磷酸鈉21克/升的濃度依次加入至鍍槽，并攪拌均勻；加入實(shí)施例1的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑10毫升/升，加去離子水至規(guī)定體積，必要時(shí)過(guò)濾除去雜質(zhì)；調(diào)整PH值至4.2±2即可升溫至85±3℃的條件下施鍍；鍍液可按消耗量不斷補(bǔ)加連續(xù)施鍍，施鍍過(guò)程中沉積速度為15～20um/h，鍍液可連續(xù)循環(huán)使用10個(gè)周期；施鍍后鍍層為非晶態(tài)、非磁性、磷含量9-11wt％的二元合金鍍層，其性能如表2所示。
表2兩種實(shí)施方式下鍍層的性能如下

從表2可以看出本發(fā)明實(shí)施例2～3的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑添加到工作鍍液沉積的鎳磷二元合金鍍層也具有較高的致密性能，外觀全光亮，結(jié)合力較強(qiáng)，硬度較高具有較好的耐蝕性和裝飾性能。
本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管對(duì)本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說(shuō)明并引證了一些具體實(shí)例，但是對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，只要不離開(kāi)本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，其特征在于，該添加劑的每升水溶液包括以下重量的成分絡(luò)合劑300～600g；穩(wěn)定劑0.3～1g；光亮劑2～10g； 表面活性劑0.1～0.5g；緩沖劑250～500g；其中所述的絡(luò)合劑由檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸中的一種或多種成分組成；所述的穩(wěn)定劑由碘酸鉀、硫代硫酸鈉中的一種或兩種成分組成；所述的光亮劑由胱氨酸、硫酸銅、丙炔嗡鹽中的一種或多種成分組成；所述的表面活性劑由十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、正辛基硫酸鈉中的一種或多種成分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，其特征在于，所述的緩沖劑為醋酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，其特征在于，所述的絡(luò)合劑為復(fù)合絡(luò)合劑，該復(fù)合絡(luò)合劑由檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸組成；所述添加劑的每升水溶液包括乳酸200-500毫升、檸檬酸鈉50-200克、蘋果酸50-200克。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為復(fù)合穩(wěn)定劑，該復(fù)合穩(wěn)定劑由碘酸鉀、硫代硫酸鈉組成；所述添加劑的每升水溶液包括碘酸鉀0.2-0.5克、硫代硫酸鈉0.1-0.4克。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，其特征在于，所述的光亮劑為復(fù)合光亮劑，該復(fù)合光亮劑由胱氨酸、硫酸銅、丙炔嗡鹽組成，其中所述添加劑的每升水溶液包括胱氨酸0.05-0.2克、硫酸銅0.5-3克、丙炔嗡鹽1-5ml。
6.一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑在化學(xué)鍍中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑的用量為每升鍍液中添加10～20毫升。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑，屬于金屬材料表面強(qiáng)化保護(hù)與裝飾技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有商品化學(xué)鍍鎳液所存在的操作工藝極其嚴(yán)格，以及現(xiàn)有化學(xué)鍍鎳復(fù)合添加劑容易產(chǎn)生針孔、使鍍層的耐蝕性和裝飾性較差的缺陷。本環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑包括絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑、表面活性劑、緩沖劑，所述絡(luò)合劑由檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸中的一種或多種成分組成；所述光亮劑由胱氨酸、硫酸銅、丙炔嗡鹽中的一種或多種成分組成。本環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑具有環(huán)保、使用方便、成本低、應(yīng)用廣泛、便于貯存和運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)；而且采用本環(huán)保光亮型化學(xué)鍍鎳添加劑所配制的工作鍍液的深鍍、均鍍能力較強(qiáng)，其沉積出的鍍層孔隙率低、致密、全光亮。
文檔編號(hào)C23C18/31GK101024878SQ20061014775
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者陳先義 申請(qǐng)人:陳先義