本發明涉及金屬或非金屬制品的表面電鍍處理
技術領域：
，特別是涉及一種無氰、無磷、無氨仿金電鍍液，本發明還涉及這種無氰、無磷、無氨仿金電鍍液的制備和電鍍工藝。
背景技術：
：在金屬或非金屬的表面處理
技術領域：
里，有一種非常重要的電鍍工藝技術——電鍍仿金工藝。它可以在金屬以及非金屬的表面鍍出一層似12-24K金色的，而實際是非金元素的合金鍍層。這種合金層是利用電化學沉積的原理，在制品表面電鍍出二元的Cu-Zn合金或者三元的Cu-Zn-Sn合金層，可通過改變鍍液的溫度，或實施的陰極電流密度，或調整操作的時間，得到玫瑰色的16K金、18K金、乃至純金等不同顏色的合金鍍層。仿金鍍層廣泛地用于小五金、家具、燈飾、箱包、鐘表、音響、建材、室內外廣告、招牌、首飾等方面，有著純金不可替代的、優異的、成本低廉的性能以及安全性能。目前成熟的仿金電鍍工藝中，鍍液大多仍是氰化物鍍液，其具有穩定、與基層鍍層結合力好、得到的鍍層金色色澤較逼真等優點，但氰化物鍍液毒性大、廢水污染環境嚴重、影響操作人員的健康，這與我國的工業和經濟發展方向嚴重不符。二十世紀七十年代始，我國開始了無氰電鍍仿金的研發，其技術比國外還早，進展也比國外快。無氰電鍍仿金的鍍液體系主要有焦磷酸鹽、酒石酸(鹽)、羥基乙叉二膦酸(HEDP)和乙二胺。除了上述主要配位劑外，鍍液內還含有無機的次磷酸鹽、硫酸銨、氯化銨、氟化(氫)銨等。但是，上述鍍液體系均存在不太穩定、所得仿金層的金色不太逼真、排放的水中含有化學耗氧量大的磷(膦)、氟、氨(胺)等缺點，而且上述鍍液體系技術仍不成熟，操作條件，如電流密度、溫度、時間等范圍太窄，不易掌握，因此，許多工廠自二十世紀80年底以來又紛紛恢復了氰化物電鍍仿金工藝。技術實現要素：本發明的目的在于克服上述現有技術存在問題，提供一種全新的無氰、無磷、無氨仿金電鍍液及其制備和電鍍工藝，本發明制備的仿金電鍍液不含氰化鉀(鈉)、不含磷(膦)、不含氟、不含游離的無機氨(胺)和氮，且本發明工藝操作條件范圍寬、易操作，所得的仿金層色澤穩定，并可隨操作條件的改變實現從玫瑰金16K、18K到24K間的變化。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：無氰、無磷、無氨仿金電鍍液，每升溶液含有以下組分：硫酸銅(CuSO4·5H2O)：20～25g/L，硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)：30～40g/L，錫酸鈉(42％Na2SnO3)：0～8g/L，硼酸(H3BO3)：20～30g/L，主配位劑：80～100g/L。輔助配位劑：8～10g/L，氫氧化鉀(KOH)：80～110g/L，光亮性分散劑：16～20mL/L。作為本發明無氰、無磷、無氨仿金電鍍液的一種優選方案，所述主配位劑為檸檬酸、輔助配位劑為丁二酰亞胺。作為本發明無氰、無磷、無氨仿金電鍍液的另一種優選方案，每升所述光亮性分散劑包括以下組分；乙氧基丁炔二醇：160～170g/L，煙酸：60～70g/L，氫氧化鉀：30～50g/L，糖精：40～60g/L，烯丙基磺酸鈉：40～50g/L。制備上述無氰、無磷、無氨仿金電鍍液的工藝，包括以下步驟：1)將硼酸溶解于溫度為50～60℃的熱蒸餾水中，然后加入主配位劑，攪拌至溶解完全；2)向步驟1)制得的溶液中加入輔助配位劑，攪拌至溶解完全；3)向步驟2)制得的溶液中加入硫酸銅，攪拌至溶解完全；4)向步驟3)制得的溶液中加入硫酸鋅，攪拌至溶解完全；5)將氫氧化鉀溶解于常溫蒸餾水，攪拌至溶解完全，冷卻后，在攪拌下，將所制氫氧化鉀溶液加入到步驟4)所制的溶液中，即可得二元Cn-Zn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液；6)向步驟5)所制的二元Cn-Zn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液中加入光亮性分散劑和常溫蒸餾水，攪拌均勻，靜置12～24h，即可得二元Cn-Zn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液。制備上述無氰、無磷、無氨仿金電鍍液的工藝，包括以下步驟：1)將硼酸溶解于溫度為50～60℃熱蒸餾水中，然后加入主配位劑，攪拌至溶解完全；2)向步驟1)制得的溶液中加入輔助配位劑，攪拌至溶解完全；3)向步驟2)制得的溶液中加入硫酸銅，攪拌至溶解完全；4)向步驟3)制得的溶液中加入硫酸鋅，攪拌至溶解完全；5)將氫氧化鉀溶解于常溫蒸餾水，攪拌至溶解完全，冷卻后，在攪拌下，將所制氫氧化鉀溶液加入到步驟4)所制的溶液中；6)將氫氧化鉀溶解于常溫蒸餾水，攪拌至溶解完全，然后，在攪拌下，向溶解的氫氧化鉀溶液中多次少量地加入錫酸鈉，待錫酸鈉溶解完全并去掉雜質后，在攪拌下，加入到步驟5)所制的溶液中，即可得三元Cn-Zn-Sn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液；7)向步驟6)所制的三元Cn-Zn-Sn仿金初始鍍液中加入光亮性分散劑，并補充常溫蒸餾水，攪拌均勻，靜置12～24h，即可得三元Cn-Zn-Sn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液。采用上述無氰、無磷、無氨仿金電鍍液進行鍍件仿金電鍍，其中仿金電鍍的工藝條件為：pH值：8.5～10.0，陰極電流密度：0.25～1.0A/dm2，鍍液溫度：50～58℃，電鍍時間：30～180s，陽極：Cu-Zn板。作為本發明采用無氰、無磷、無氨仿金電鍍液進行鍍件仿金電鍍的一種優選方案，所述Cu-Zn板中Cu含量為75％～80％，Zn含量為20％～25％。本發明具有以下有益效果：1、本發明以硫酸銅、硫酸鋅和錫酸鈉為主鹽、以主配位劑和輔助配位劑為主鹽中金屬陽離子的絡合劑、以硼酸為仿金電鍍液的PH緩沖劑、以氫氧化鉀為仿金電鍍液的PH調節劑、以光亮性分散劑為仿金電鍍液的光亮劑和分散劑，使得所制仿金電鍍液不含對人體和環境有害的氰化鉀(鈉)、磷(膦)、氟、游離的無機氨(胺)和氮等成分。2、本發明可根據需要實現二元Cn-Zn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液和三元Cn-Zn-Sn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液的制備，制備工藝簡單，易于工業化生產。3、采用本發明制備的無氰、無磷、無氨仿金電鍍液進行仿金電鍍的工藝操作條件范圍寬、易操作，所得的仿金層色澤穩定，并可隨操作條件的改變實現從玫瑰金16K、18K到24K間的變化。具體實施方式為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進行進一步說明，實施例僅用于解釋本發明，不對本發明構成任何限定。表1為本發明實施例1～3采用無氰無毒仿金電鍍配位劑制備無氰、無磷、無氨仿金電鍍液的各成分配比。表1表2為上述實施例1～3無氰、無磷、無氨仿金電鍍液中光亮性分散劑的各成分配比。表2實施例乙氧基丁炔二醇/(g/L)煙酸/(g/L)氫氧化鉀/(g/L)糖精/(g/L)烯丙基磺酸鈉/(g/L)實施例116060304040實施例216565405045實施例317070506050實施例1制備無氰、無磷、無氨仿金電鍍液，包括以下步驟：1)取一個1000mL的容器，將20g硼酸溶解于溫度為50～60℃的500mL熱蒸餾水中，然后加入80g檸檬酸，攪拌至溶解完全；2)向步驟1)制得的溶液中加入8g丁二酰亞胺，攪拌至溶解完全；3)向步驟2)制得的溶液中加入20g硫酸銅，攪拌至溶解完全；4)向步驟3)制得的溶液中加入30g硫酸鋅，攪拌至溶解完全；5)另取一個容器，將80g氫氧化鉀溶解于300mL常溫蒸餾水中，攪拌至溶解完全，冷卻后，在攪拌下，將所制氫氧化鉀溶液加入到步驟4)所制的溶液中，即可得二元Cn-Zn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液；6)向步驟5)所制的二元Cn-Zn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液中加入16mL光亮性分散劑，并補充常溫蒸餾水至1000mL，攪拌均勻，靜置12～24h，即可得二元Cn-Zn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液；采用上述二元Cn-Zn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液進行仿金電鍍，仿金電鍍的工藝條件為：pH值：8.5，陰極電流密度：0.25A/dm2，鍍液溫度：50℃，電鍍時間：30s，陽極：(75％)Cu-(25％)Zn板。實施例2制備上述無氰、無磷、無氨仿金電鍍液，包括以下步驟：1)取一個1000mL的容器，將25g硼酸溶解于溫度為50～60℃的500mL熱蒸餾水中，然后加入90g檸檬酸，攪拌至溶解完全；2)向步驟1)制得的溶液中加入9g丁二酰亞胺，攪拌至溶解完全；3)向步驟2)制得的溶液中加入22.5g硫酸銅，攪拌至溶解完全；4)向步驟3)制得的溶液中加入35g硫酸鋅，攪拌至溶解完全；5)另取一個容器，將90g氫氧化鉀溶解于300mL常溫蒸餾水中，攪拌至溶解完全，冷卻后，在攪拌下，將所制氫氧化鉀溶液加入到步驟4)所制的溶液中；6)另取一個容器，將20g氫氧化鉀溶解于180mL常溫蒸餾水中，攪拌至溶解完全，然后，在攪拌下，向溶解的氫氧化鉀溶液中多次少量地加入6g錫酸鈉，待錫酸鈉溶解完全并去掉雜質后，在攪拌下，加入到步驟5)所制的溶液中，即可得三元Cn-Zn-Sn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液；7)向步驟6)所制的三元Cn-Zn-Sn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液中加入18mL光亮性分散劑，并補充常溫蒸餾水至1000mL，攪拌均勻，靜置12～24h，即可得三元Cn-Zn-Sn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液。采用上述三元Cn-Zn-Sn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液進行仿金電鍍，仿金電鍍的工藝條件為：pH值：9，陰極電流密度：0.5A/dm2，鍍液溫度55℃，電鍍時間：90s，陽極：(78％)Cu-(22％)Zn板。實施例3制備上述無氰、無磷、無氨仿金電鍍液，包括以下步驟：1)取一個1000mL的容器，將30g硼酸溶解于溫度為50～60℃的500mL熱蒸餾水中，然后加入100g檸檬酸，攪拌至溶解完全；2)向步驟1)制得的溶液中加入10g丁二酰亞胺，攪拌至溶解完全；3)向步驟2)制得的溶液中加入25g硫酸銅，攪拌至溶解完全；4)向步驟3)制得的溶液中加入40g硫酸鋅，攪拌至溶解完全；5)另取一個容器，將85g氫氧化鉀溶解于300mL常溫蒸餾水中，攪拌至溶解完全，冷卻后，在攪拌下，將所制氫氧化鉀溶液加入到步驟4)所制的溶液中；6)另取一個容器，將25g氫氧化鉀溶解于180mL常溫蒸餾水中，攪拌至溶解完全，然后，在攪拌下，向溶解的氫氧化鉀溶液中多次少量地加入8g錫酸鈉，待錫酸鈉溶解完全并去掉雜質后，在攪拌下，加入到步驟5)所制的溶液中，即可得三元Cn-Zn-Sn初始無氰、無磷、無氨仿金電鍍液；7)向步驟6)所制的三元Cn-Zn-Sn仿金初始鍍液中加入20mL光亮性分散劑，并補充常溫蒸餾水至1000mL，攪拌均勻，靜置12～24h，即可得三元Cn-Zn-Sn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液。采用上述三元Cn-Zn-Sn無氰、無磷、無氨仿金電鍍液進行仿金電鍍，仿金電鍍的工藝條件為：pH值：10，陰極電流密度：1.0A/dm2，鍍液溫度58℃，電鍍時間：180s，陽極：(80％)Cu-(20％)Zn板。當前第1頁1 2 3