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一种用于PSA电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂及应用的制作方法

2022-02-21 04:16:12 来源:中国专利 TAG:
一种用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂及应用
技术领域
1.本发明涉及镀锡工艺中添加剂领域,尤其涉及一种用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂及应用。


背景技术:

2.电镀锡板表面一般有涂油层、钝化层、氧化锡层、纯锡镀层和铁-锡合金层(fesn2)等,因而电镀锡板具有优异的耐稀酸、碱、盐和有机物质腐蚀性能,以及优良的焊接性、冲压性和强度,且容易涂布和印刷;因此电镀锡板广泛应用到各种形态物品如化工、油漆、喷雾剂、食品、饮料的包装和各种器皿的制造。
3.长期以来,电镀锡板的电镀和镀层性能一直是生产企业特别关心的问题;国际上对影响镀锡板电镀和镀层性能的各种因素进行了广泛而深入的研究,但是他们对相关研究成果保密,而国内由于镀锡板的生产起步较晚,且都是从国外引进技术;现有生产中高速电镀锡生产线主要采用弗洛斯坦(ferrostan)硫酸亚锡法,镀液主要由硫酸亚锡、psa(苯酚磺酸)、添加剂en-10(α-萘酚聚氧乙烯醚,乙氧基平均聚合度neo=10)和ensa(α-萘酚磺酸聚氧乙烯醚,乙氧基平均聚合度neo=6,其中含有40%左右未磺化的en-6);但是高速电镀锡机组在生产运行一段时间后,镀液的表面死角处常会出现油污,这种浮在镀液表面的油污易粘附在钢板表面,造成镀锡板表面产生污迹(发生概率约为0.2~0.4%);由于镀锡液中的sn
2
不稳定易生成sn
4
,而sn
4
仍能水解生成β-锡酸sno2·
2h2o,进而聚结成β-锡酸,即锡泥;随着其浓度增加,镀液越来越浑浊,粘度也越来越大,因镀液粘性所致溶液带出量加大,损耗加大,使复杂工件不易清洗;在电沉积时,这些sn
4
胶状物会随sn
2
离子一起沉积到镀层中,影响镀液的稳定性,导致镀层变色、变脆、镀层表面粗糙;在实际生产过程中,通常采用控制sn
4
的含量,达到减少锡泥的目的,以保证镀液性能和镀层的质量;sn
4
的含量主要从镀液温度、阳极电流密度、硫酸含量三个因素加以控制:(1)严格控制镀液温度,酸性镀锡最佳电镀温度一般在20℃左右,最好不要超过25℃,温度太低,导电差,允许电流小,沉积速度慢,温度太高,特别在大电流电镀时,阳极局部面积温度会升高,易生成sn
4
;(2)严格控制阳极电流密度,过高的电流密度使阳极过钝化发黑,导致正常溶解受阻,过高或过低的阳极电流密度都是不利的;(3)生产中常分析调整控制硫酸含量,防止sn
2
水解。尽管严格控制,但有时因天气、制冷设备、电镀产品等因素,难免会出现镀液混浊产生锡泥现象,特别在南方天气较炎热的地区,这一现象更严重。
4.鉴于上述情况,亟待开发一种新型psa电镀锡不溶性阳极体系电镀光亮剂,不仅能够使镀液稳定,允许高电流密度进行镀锡,还能使镀层光亮细致。


技术实现要素:

5.针对现有技术中存在的缺陷,本发明目的是提供一种用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂及应用,不仅能够使镀液稳定,允许高电流密度进行镀锡,还能使镀层光亮细致。
6.为了实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
7.本发明的第一方面提供一种用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括主光剂、分散剂、抗氧化剂以及络合剂,所述主光剂包括咪唑琳和3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑,所述分散剂包括聚乙二醇和烷酰胺聚氧乙烯醚。
8.优选地,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳10%~20%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑10%~20%、聚乙二醇25%~40%、烷酰胺聚氧乙烯醚20%~35%、抗氧化剂2%~5%以及络合剂5%~10%。
9.优选地,所述抗氧化剂为对二叔丁基焦儿茶酚。
10.优选地,所述络合剂为三乙四胺六乙酸。
11.优选地,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳12%~20%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑10%~18%、聚乙二醇30%~40%、烷酰胺聚氧乙烯醚20%~30%、对二叔丁基焦儿茶酚2%~5%以及三乙四胺六乙酸5%~10%。
12.优选地,咪唑琳12%~17%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑12%~18%、对二叔丁基焦儿茶酚3%~5%以及三乙四胺六乙酸6%~10%。
13.优选地,聚乙二醇30%~36%、烷酰胺聚氧乙烯醚30%~35%。
14.本发明的第二方面提供一种如第一方面所述的用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂在psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中的应用。
15.优选地,所述psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中加入3%~5%用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂。
16.本发明的用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂中各组分的作用如下:
17.咪唑琳、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑作为主光亮剂;电镀时电极周围会形成浓差极化,电极表面微凸起处扩散层厚度比微凹处扩散层厚度小,凸起处离子还原速度快,沉积速率也快,使得凸、凹处的差距越来越大,最后表现为电镀层表面凹凸不平,结晶松散,当加入咪唑琳、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑后,改变了电镀液的性质,在sn
2
结晶生长点上选择性吸附,抑制结晶生长,促进晶核的生长,使得凸处受阻,凹处没有明显的影响,得到光亮的镀层。
18.聚乙二醇、烷酰胺聚氧乙烯醚作为分散剂;加入具有分散作用的表面活性剂聚乙二醇、烷酰胺聚氧乙烯醚,使光亮剂在镀液中分散均匀,既可以提高光亮剂的溶解性,也能提高电镀液的稳定性;同时聚乙二醇、烷酰胺聚氧乙烯醚通过吸附在阴极表面而起到润湿效果,抑制氢气的析出。
19.对二叔丁基焦儿茶酚作为抗氧化剂;在psa电镀锡不溶性阳极体系中,亚锡离子容易被氧化,sn
4
氧化的产物不仅影响镀层质量而且也影响外观,在psa电镀锡不溶性阳极体系中添加对二叔丁基焦儿茶酚作为抗氧化剂,通过与sn
2
产生结合,以稳定sn
2

20.三乙四胺六乙酸作为络合剂,与铁杂质形成络合物,消除电沉积过程高速镀锡液中铁杂质的影响,三乙四胺六乙酸添加剂改变了电镀液的性能及电沉积过程,并抑制镀液中的杂质二价铁离子,提高了镀层质量。
21.本发明的有益效果为:
22.本发明的用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,能使镀液稳定,电镀时无强烈刺激性气味,且能够允许高电流密度镀锡,适用于板材、带材、线材的连续快速镀锡;psa电
镀锡不溶性阳极体系电镀液中加入3%~5%的光亮剂电镀时,镀层晶粒均匀细化,镀层光亮,且电镀液中锡离子不易被氧化,镀层耐腐蚀性优良。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。
24.本发明所提供的一种用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括主光剂、分散剂、抗氧化剂以及络合剂,主光剂包括咪唑琳和3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑,分散剂包括聚乙二醇和烷酰胺聚氧乙烯醚,抗氧化剂采用对二叔丁基焦儿茶酚,络合剂采用三乙四胺六乙酸。
25.用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳10%~20%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑10%~20%、聚乙二醇25%~40%、烷酰胺聚氧乙烯醚20%~35%、对二叔丁基焦儿茶酚2%~5%以及三乙四胺六乙酸5%~10%;将上述原料按比例称取后充分混匀即可得到用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂。
26.上述的用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂在psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中应用时,在psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中加入3%~5%用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,在电流密度为3ma/cm2的条件下进行电镀,得到晶粒均匀细化的光亮镀层。
27.下面结合具体例子进一步对本发明的用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂及应用进行说明;
28.实施例1
29.本实施例中用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳10%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑20%,聚乙二醇25%,烷酰胺聚氧乙烯醚35%,对二叔丁基焦儿茶酚2%,三乙四胺六乙酸8%,将上述原料按比例称取后均匀混合即可得到用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂。
30.在温度为30℃的psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中,添加3%该用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,在电流密度为3ma/cm2的条件下进行电镀,得到晶粒均匀细化的光亮镀层。
31.针对上述电镀过程中得到的镀层以及电镀后的电镀液进行检测,其中该镀层的光亮度达到1级(光亮如镜),锡晶粒度为8级,按astm b117-03试验标准,对该镀层进行中性静态盐雾试验,35
±
2℃温度下,720h后镀层表面仍光亮,未发生腐蚀现象;电镀液中sn
4
的浓度为2.86g/l,小于3g/l,表明本实施例中的光亮剂能抑制sn
4
的产生,使电镀液保持稳定。
32.实施例2
33.本实施例中用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳20%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑20%,聚乙二醇10%,烷酰胺聚氧乙烯醚20%,对二叔丁基焦儿茶酚5%,三乙四胺六乙酸5%,将上述原料按比例称取后均匀混合即可得到用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂。
34.在温度为30℃的psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中,添加4%该用于psa电镀锡
不溶性阳极体系的光亮剂,在电流密度为3ma/cm2的条件下进行电镀,得到晶粒均匀细化的光亮镀层。
35.针对上述电镀过程中得到的镀层以及电镀后的电镀液进行检测,其中该镀层的光亮度达到1级(光亮如镜),锡晶粒度为7级,按astm b117-03试验标准,对该镀层进行中性静态盐雾试验,35
±
2℃温度下,720h后镀层表面仍光亮,未发生腐蚀现象;电镀液中sn
4
的浓度为2.92g/l,小于3g/l,表明本实施例中的光亮剂能抑制sn
4
的产生,使电镀液保持稳定。
36.实施例3
37.本实施例中用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳15%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑15%,聚乙二醇30%,烷酰胺聚氧乙烯醚30%,对二叔丁基焦儿茶酚3%,三乙四胺六乙酸7%,将上述原料按比例称取后均匀混合即可得到用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂。
38.在温度为30℃的psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中,添加5%该用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,在电流密度为3ma/cm2的条件下进行电镀,得到晶粒均匀细化的光亮镀层。
39.针对上述电镀过程中得到的镀层以及电镀后的电镀液进行检测,其中该镀层的光亮度达到1级(光亮如镜),锡晶粒度为8级,按astm b117-03试验标准,对该镀层进行中性静态盐雾试验,35
±
2℃温度下,720h后镀层表面仍光亮,未发生腐蚀现象;电镀液中sn
4
的浓度为2.83g/l,小于3g/l,表明本实施例中的光亮剂能抑制sn
4
的产生,使电镀液保持稳定。
40.实施例4
41.本实施例中用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳12%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑18%,聚乙二醇32%,烷酰胺聚氧乙烯醚25%,对二叔丁基焦儿茶酚3%,三乙四胺六乙酸10%,将上述原料按比例称取后均匀混合即可得到用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂。
42.在温度为30℃的psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中,添加3%该用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,在电流密度为3ma/cm2的条件下进行电镀,得到晶粒均匀细化的光亮镀层。
43.针对上述电镀过程中得到的镀层以及电镀后的电镀液进行检测,其中该镀层的光亮度达到1级(光亮如镜),锡晶粒度为7级,按astm b117-03试验标准,对该镀层进行中性静态盐雾试验,35
±
2℃温度下,720h后镀层表面仍光亮,未发生腐蚀现象;电镀液中sn
4
的浓度为2.79g/l,小于3g/l,表明本实施例中的光亮剂能抑制sn
4
的产生,使电镀液保持稳定。
44.实施例5
45.本实施例中用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,包括按重量百分数计的如下组分:咪唑琳17%、3-烷基-4-氨基-5-疏基-1,2,4-均三唑12%,聚乙二醇36%,烷酰胺聚氧乙烯醚25%,对二叔丁基焦儿茶酚6%,三乙四胺六乙酸4%,将上述原料按比例称取后均匀混合即可得到用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂。
46.在温度为30℃的psa电镀锡不溶性阳极体系电镀液中,添加3%该用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂,在电流密度为3ma/cm2的条件下进行电镀,得到晶粒均匀细化的光亮镀层。
47.针对上述电镀过程中得到的镀层以及电镀后的电镀液进行检测,其中该镀层的光
亮度达到1级(光亮如镜),锡晶粒度为8级,按astm b117-03试验标准,对该镀层进行中性静态盐雾试验,35
±
2℃温度下,720h后镀层表面仍光亮,未发生腐蚀现象;电镀液中sn
4
的浓度为2.91g/l,小于3g/l,表明本实施例中的光亮剂能抑制sn
4
的产生,使电镀液保持稳定。
48.结合实施例1~5,本发明用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂产品无强烈刺激性气味;用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂能使电镀液稳定;用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂允许高电流密度镀锡,适用于板材、带材、线材的连续快速镀锡;用于psa电镀锡不溶性阳极体系的光亮剂使镀层光亮细致。
49.综上所述,上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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