一种半光镍镀液添加剂及其制备方法和在电镀中的应用与流程

本发明属于电镀，具体涉及一种半光镍镀液添加剂及其制备方法和在电镀中的应用。

背景技术：

1、电镀镍广泛应用于汽车装饰、五金卫浴、电子产品等各个领域，其防护性能受到大家广泛关注，传统的工艺镀液中含硫量较高，导致镀层对大气中的酸碱及氧化物的防蚀能力较差，而半光镍镀层的含硫量较低、呈柱状结构，一般与光镍组成双镍电镀层，可以比单层镀镍提供更好的耐腐蚀性，是一种很好的防护装饰性镀层。目前现有的半光镍镀液/添加剂一般采用hd(2,5-己炔二醇)和水合氯醛进行镀镍层性能的调节，利用其进行填平性能调节镀层的防护性能，但hd的合成工艺繁琐，并容易发生爆炸等危险事故，而且原料成本相对高，溶剂易挥发且后续处理繁琐导致产率较低，且该合成工艺主要依靠进口，工业化成本高，难以实现应用，因此，开发一种可替代的半光镍镀液/添加剂，具备较高的电位差，以及优异的分散性以及孔隙率，对镀镍工艺实现广泛应用是非常重要的。中国专利cn102953094a公开了一种半光亮镍电镀液添加剂、半光亮镍电镀液和半光亮镍电镀方法，其中半光亮镍电镀液添加剂组成为水合三氯乙醛、2,5-二甲基己炔二醇、本磺酰胺、磺基水杨酸、2-乙基已基硫酸钠和丁二酸二己酯磺酸钠，并与硫酸镍、氯化镍、硼酸、ph调节剂组成半光亮镍电镀液，利用该技术制备的镍镀层电位差可达130～200v，耐腐蚀性能显著提升，但是该镍镀层分散性能较差、孔隙率高，导致耐蚀性能不足，且该镍镀液添加剂的成本高，难以实现推广应用；中国专利cn105002525a公开了一种半光亮镍电镀液，该电镀液采用β-萘酚乙氧基化物作为光亮剂，并采用2-乙基已基硫酸钠和丁二酸二己酯磺酸钠作为润湿剂，以及使用了椰子油脂肪醇聚氧乙烯醚作为晶粒细化剂，还添加了电位稳定剂乙醇、亚硫酸钠、硫酸亚铁作为电位稳定剂，该技术制备的半光亮镍电镀液平衡了镀层的光亮性、电位差、及镀层质量，综合了镀层各种性能，但是该镀层的电位差和分散性能仍有待提高。

2、综上所述，目前现有技术的半光亮镍镀液/添加剂等技术难以获得综合性能优异的镀层，不仅在提高镀层的防腐性能上，包括实现优异的分散性、极低的孔隙率等性能对半光亮镍镀层的耐蚀性能有重要的意义。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种半光镍镀液添加剂及其制备方法和在电镀中的应用，通过将半光镍镀液添加剂与基础液制成半光镍镀液，并进一步应用于电镀工艺中，具有良好的分散性，显著提高镀层的电位差，降低了电镀镍的孔隙率，具备良好的防护性能。

2、第一方面，本发明提供了一种半光镍镀液添加剂，所述添加剂组成包括：醋酸钠、水杨酸钠、聚乙二醇、boz(1,4-丁炔二醇)、mpa(2-甲基-3-丁炔-2-胺)、丁二酸二己脂磺酸钠(ma-80)和/或异构醇聚氧乙烯醚(t-08)、苯甲酸钠、甲醛和水合氯醛。

3、进一步地，所述聚乙二醇选自聚乙二醇400或聚乙二醇600中的一种或组合。

4、进一步地，按浓度添加量计，所述半光镍镀液组成包括醋酸钠0.1～0.3g/l、水杨酸钠1.0～3.0g/l、聚乙二醇0.1g～0.5g/l、1,4-丁炔二醇0.05～0.1g/l、2-甲基-3-丁炔-2-胺0.05～0.3g/l、丁二酸二己脂磺酸钠(ma-80)和/或异构醇聚氧乙烯醚(t-08)0.1-0.5g/l、苯甲酸钠0.05～0.2g/l、甲醛0.1～0.15g/l和水合氯醛0.5～1g/l。

5、第二方面，本发明提供了一种半光镍镀液，所述半光镍镀液组成包括基础液和所述半光镍镀液添加剂；

6、进一步地，所述基础液组成包含含镍离子和硼酸；

7、进一步地，按浓度添加量计，所述半光镍镀液组成包括硫酸镍200～250g/l、氯化镍40～50g/l、硼酸30～60g/l、半光镍镀液添加剂2.05～6.05g/l；

8、进一步地，所述半光镍镀液添加剂包括醋酸钠0.1～0.3g/l、水杨酸钠1.0～3.0g/l、聚乙二醇0.1g～0.5g/l、1,4-丁炔二醇0.05～0.1g/l、2-甲基-3-丁炔-2-胺0.05～0.3g/l、丁二酸二己脂磺酸钠(ma-80)和/或异构醇聚氧乙烯醚(t-08)0.1～0.5g/l、苯甲酸钠0.05～0.20g/l、甲醛0.1～0.15g/l、水合氯醛0.5～1.0g/l和水余量。

9、第三方面，本发明提供了一种半光镍镀液的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、用去离子水溶解硫酸镍、氯化镍、硼酸，得到半光镍镀液基础液；

11、s2、加入水杨酸钠、醋酸钠、苯甲酸钠，充分搅拌均匀；

12、s3、加入丁二酸二己脂磺酸钠(ma-80)和/或异构醇聚氧乙烯醚(t-08)，充分搅拌均匀；

13、s4、加入甲醛、boz、mpa、聚乙二醇400和/或聚乙二醇600充分搅拌均匀；

14、s5、加入水合氯醛，充分搅拌均匀得到半光镍镀液。

15、第四方面，本发明还提供了一种半光镍镀液在电镀中的应用，采用半光镍镀液进行电镀，具体电镀步骤如下：

16、前处理：先将金属基体进行除油，然后水洗，用10～30％盐酸溶液浸泡3min进行活化，再次水洗；

17、镀镍：调节基础液的ph至4.0～4.5，然后加入半光镍镀液添加剂，在50～60℃温度范围内进行镀镍操作，采用直流电源，电流密度为1～3a/cm2，电镀时间为5～20分钟，然后水洗、干燥。

18、进一步地，所述镀镍步骤中ph采用体积浓度25％的浓硫酸和质量浓度30％的氢氧化钠溶液进行调节。

19、第五方面，本发明还提供了一种半光镍镀层，所述半光镍电镀层由半光镍电镀液制备得到。

20、第六方面，本发明还提供了一种双镍电镀层，所述双镍电镀层由所述的半光镍电镀层和光镍电镀层组成。本发明的半光镍镀液由开发的半光镍镀液添加剂和基础液组成，其中，基础液中添加了硫酸镍、氯化镍作为主盐，提供镍离子；半光镍镀液添加剂中通过添加硼酸作为缓冲剂，使得半光镍镀液维持在ph值4.0～4.5范围内；还添加了醋酸钠、水杨酸钠作为络合剂，络合杂质金属铁等；还添加了苯甲酸钠减小孔隙，络合异质金属；还添加了甲醛和水合氯醛提高电位差，增强防腐蚀性能；更重要的是，本发明的半光镍镀液添加剂中添加了聚乙二醇作为晶粒细化和润湿，尤其是当聚乙二醇分子量为400～600可显著增强致密度，减小孔隙的性能，同时添加了1,4-丁炔二醇增强填平性能，以及mpa(2-甲基-3-丁炔-2-胺)提高镀层的细致光亮度，和ma-80(丁二酸二己脂磺酸钠)或t-08(异构醇聚氧乙烯醚)作为润湿剂，改善半光镍镀层的孔隙率性能，减少针孔。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

22、(1)本发明制备了一种半光镍镀液添加剂，通过boz(1,4-丁炔二醇)替代现有技术中价格昂贵的hd(2,5-己炔二醇)，降低了半光镍镀层的生产成本。

23、(2)本发明的半光镍镀液添加剂通过添加boz(1,4-丁炔二醇)、聚乙二醇400和/或聚乙二醇400、丁二酸二己脂磺酸钠(ma-80)和/或异构醇聚氧乙烯醚(t-08)等重要成分，制备的半光镍镀层均匀，具有良好的分散性能，镀层产生宽的电流密度范围，达到120～180mv的较高电位差，且镀层孔隙率低，斑点少、细致、光亮，抗蚀能力强，提高了镀层的防护性能。