一种新型镍钴钯三元电镀液的制作方法

1.本发明涉及电镀液领域，具体涉及一种镍钴钯三元电镀液。

背景技术：

2.电镀溶液是一种含有金属盐及其他化学物的导电溶液，用来电沉积金属，可分为酸性、中性及碱性电镀液，强酸镀液是ph值低于2的溶液，通常是金属盐加酸的溶液，例如硫酸铜溶液。弱酸镀液是ph值在2～5.5之间的镀液，如镍镀液。碱性镀液是ph值超过7的溶液，例如镀液、锡酸盐的锡镀液及各种焦磷酸盐镀液。不同底材选用其适用的镀液可产生良好的镀层。
3.最常用的电镀液是镀铬，铬镀层具有良好的化学稳定性，在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用，而且镀铬多使用在机械方面。然而，传统的六价铬电镀工艺由于存在对环境的污染，对人体的严重危害，同时还有能耗高、生产效率低、电镀废弃物处理难度大、成本高等缺陷，正在逐步被越来越多的国家限值或禁止。
4.为了取代重污染的六价铬电镀工艺，实现清洁生产，保护生态环境和人民的身体健康，人们不断探索新的电镀液及其工艺。其中某些二元或多元金属镀层同时具备六价铬的硬度和耐磨性，也有着光亮的金属外观，在某些使用条件下可以取代六价铬。但这些镀层也有不足，主要表现在镀态硬度不高，需要经过热处理才能达到所需硬度；镀层的内应力高，脆性大，镀厚时容易产生裂纹，失去耐腐蚀性能，有些甚至无法获得厚镀层。
5.随着经济的发展，目前电镀行业对电镀层的一些性能要求也越来越高，比如耐磨性，因此需要研究出一种至少满足至少一种性能要求的电镀液及电镀工艺。

技术实现要素：

6.发明目的：为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种镍钴钯三元电镀液，可使制得的镀层耐磨性好、均匀性佳。
7.技术方案：本发明公开了一种镍钴钯三元电镀液，其溶质包括如下物质：硫酸镍、硫酸钴、氯化镍、钯化合物、改性碳化硅纤维、柠檬酸钠、硼酸、螯合剂以及碳酸氢钠，溶剂为纯水。
8.在本发明的一些实施方案中，相对于1l的电镀液，其溶质包括如下物质：200-300g(例如，200g、205g、210g、215g、220g、225g、230g、235g、240g、、215g、220g、225g、230g、235g、240g、245g、250g、255g、260g、265g、270g、275g、280g、295g、300g)硫酸镍、10-50g(例如，10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g)硫酸钴、10-50g(例如，10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g)氯化镍、1-20g(例如，1g、2g、4g、6g、8g、10g、12g、14g、16g、18g、20g)钯化合物、1-20g(例如，1g、2g、4g、6g、8g、10g、12g、14g、16g、18g、20g)改性碳化硅纤维、20-50g柠檬酸钠、20-50g(例如，20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g)硼酸、10-30g(例如，10g、12g、14g、16g、18g、20g、22g、24g、26g、28g、30g)螯合剂以及5-20g(例如，5g、6g、8g、10g、12g、14g、16g、18g、20g)碳酸氢钠，溶剂为纯水。
9.在本发明的一些实施方案中，钯化合物为二氯化钯、四氯钯酸钠、二氯四胺合钯、四硝基钯酸钠中任意一种或至少两种的组合。
10.在本发明的一些实施方案中，螯合剂为二乙醇胺、三乙醇胺、一乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中任意一种或至少两种的组合，优选为二乙醇胺、三乙醇胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中任意一种或至少两种的组合。
11.在本发明的一些实施方案中，改性碳化硅纤维的制备方法为：
12.步骤1.将碳化硅纤维研磨成长度为200-900um(例如200um、225um、250um、275um、300um、325um、350um、375um、400um、425um、450um、475um、500um、525um、550um、575um、600um、625um、650um、675um、700um、725um、750um、775um、800um、825um、850um、875um、900um)的片段，将其浸润到含烷氧基基团的溶液中，搅拌均匀，浸润10-20h(例如10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h)后，置于烘箱中烘烤5-25h(例如5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h、25h)，备用；
13.步骤2.将无水酸酐类化合物加热到熔融，将步骤1制得的烷氧基包覆的碳化硅纤维浸润其中，搅拌均匀，浸润0.5-8h(例如0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h)，热过滤，得到酸酐-烷氧基包覆的碳化硅纤维。
14.在本发明的一些实施方案中，在步骤1中，含环氧基基团的物质为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、双酚a环氧树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯中任意一种或至少两种的组合，优选为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、双酚a环氧树脂中任意一种或至少两种的组合。
15.在本发明的一些实施方案中，在步骤1中，烘箱的温度设置为150-250℃(例如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃)，优选为200℃。
16.在本发明的一些实施方案中，在步骤2中，酸酐类化合物为丁二酸酐、马来酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、邻苯二甲酸酐中任意一种或至少两种的组合，优选为丁二酸酐、马来酸酐、六氢苯酐中任意一种或至少两种的组合。
17.在本发明的一些实施方案中，在步骤2中，酸酐类化合物的加热温度为60-200℃(例如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃)，优选为80-130℃。
18.在本发明的一些实施方案中，改性碳化硅纤维的制备方法为：
19.步骤1.将碳化硅纤维研磨成长度为200-900um的片段，将其浸润到含烷氧基基团的溶液中，搅拌均匀，浸润10-20h后，置于烘箱中烘烤10-20h，备用；
20.步骤2.将无水酸酐类化合物加热到熔融，将步骤1制得的烷氧基包覆的碳化硅纤维浸润其中，搅拌均匀，浸润1-5h，热过滤，得到酸酐-烷氧基包覆的碳化硅纤维。
21.另一方面，本发明提供一种镍钴钯三元电镀液的制备方法：
22.将改性碳化纤维和碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入柠檬酸钠、硼酸和螯合剂并混合均匀，再依次加入硫酸镍、硫酸钴、氯化镍以及钯化合物充分溶解，定容。
23.有益效果：与现有技术相比，本发明的镍钴钯三元电镀液含有改性碳化硅纤维，由其制得的镀层具有较好的整体均匀性和耐磨性，使得镀层具有较长的使用寿命。
具体实施方式
24.以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
25.在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。
26.改性碳化硅纤维合成例1
27.步骤1.将碳化硅纤维通过研磨机研磨成长度为200-400um的片段，将其浸润到γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，搅拌均匀，浸润15h后，置于200℃烘箱中烘烤15h，备用；
28.步骤2.将丁二酸酐加热到130℃熔融，将步骤1制得的烷氧基包覆的碳化硅纤维浸润其中，搅拌均匀，浸润5h，热过滤，得到酸酐-烷氧基包覆的碳化硅纤维1。
29.改性碳化硅纤维合成例2
30.步骤1.将碳化硅纤维通过研磨机研磨成长度为400-600um的片段，将其浸润到双酚a环氧树脂中，搅拌均匀，浸润15h后，置于200℃烘箱中烘烤15h，备用；
31.步骤2.将马来酸酐加热到100℃熔融，将步骤1制得的烷氧基包覆的碳化硅纤维浸润其中，搅拌均匀，浸润5h，热过滤，得到酸酐-烷氧基包覆的碳化硅纤维2。
32.改性碳化硅纤维合成例3
33.步骤1.将碳化硅纤维通过研磨机研磨成长度为400-600um的片段，将其浸润到甲基丙烯酸缩水甘油酯中，搅拌均匀，浸润15h后，置于200℃烘箱中烘烤15h，备用；
34.步骤2.将六氢苯酐加热到130℃熔融，将步骤1制得的烷氧基包覆的碳化硅纤浸润其中，搅拌均匀，浸润5h，热过滤，得到酸酐-烷氧基包覆的碳化硅纤维3。
35.改性碳化硅纤维合成例4
36.步骤1.将碳化硅纤维通过研磨机研磨成长度为600-800um的片段，将其浸润到γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，搅拌均匀，浸润15小时后，置于200℃烘箱中烘烤15h，备用；
37.步骤2.将六氢苯酐加热到130℃熔融，步骤1制得的烷氧基包覆的碳化硅纤浸润其中，搅拌均匀，浸润5h，热过滤，得到酸酐-烷氧基包覆的碳化硅纤维4。
38.实施例1
39.将10g改性碳化硅纤维2和20g碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入20g柠檬酸钠、20g的硼酸和20g二乙醇胺混合均匀，再依次加入200g硫酸镍、40g硫酸钴、30g氯化镍以及5g二氯化钯充分溶解，定容到1l，得到所需电镀液。
40.实施例2
41.将15g改性碳化硅纤维4和20g碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入30g柠檬酸钠、30g硼酸和15g三乙醇胺混合均匀，再依次加入250g硫酸镍、20g硫酸钴、40g氯化镍以及5g四氯钯酸钠充分溶解，定容到1l，得到所需电镀液。
42.实施例3
43.将5g的改性碳化硅纤维3和20g碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入30g柠檬酸钠、20g硼酸和10g三乙烯四胺混合均匀，再依次加入300g硫酸镍、15g硫酸钴、20g氯化镍以及5g二氯化钯充分溶解，定容到1l，得到所需电镀液。
44.实施例4
45.将20g改性碳化硅纤维1和20g碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入20g柠檬酸钠、20g硼酸和15g四乙烯五胺混合均匀，再依次加入250g硫酸镍、30g硫酸钴、25g氯化镍以及15g二氯化钯充分溶解，定容到1l，得到所需电镀液。
46.实施例5
47.将15g改性碳化硅纤维3和20g碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入20g柠檬酸钠、20g硼酸和15g二乙醇胺混合均匀，再依次加入200g硫酸镍、50g硫酸钴、50g氯化镍以及20g四氯钯酸钠充分溶解，定容到1l，得到所需电镀液。
48.实施例6
49.将15g改性碳化硅纤维2和20g碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入20g柠檬酸钠、30g硼酸和20g三乙烯四胺混合均匀，再依次加入300g硫酸镍、20g硫酸钴、10g氯化镍以及5g二氯化钯充分溶解，定容到1l，得到所需电镀液。
50.对比例1
51.将20g碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入20g柠檬酸钠、20g硼酸和15g四乙烯五胺混合均匀，再依次加入250g硫酸镍、30g硫酸钴、25g氯化镍以及15g二氯化钯充分溶解，定容到1l，得到所需电镀液。
52.使用实施例1-6和对比例1合成的镀液，如以下方法对铝镁合金基体进行电镀：
53.(1)使用丙酮对铝镁合金基体材料进行溶解，溶解后使用超声波超声清洗，室温洗涤10min；采用naoh和na3po4的混合溶液(naoh和na3po4的体积比为1:1)对基体表面的赃物和油脂进行清洗，于60℃下洗涤时间10min；用质量浓度为5％的稀盐酸酸洗2min；
54.(2)将电镀液加热至50℃；
55.(3)将铝镁合金基体材料放入电镀液中进行电镀，时间为1h，电流密度为1.5a/dm2；
56.(4)最终得到具有镍钴钯三元镀层的铝镁合金基体材料，铝镁合金基材的尺寸为150mm
×
25mm
×
1mm，镍钴钯三元镀层的厚度为1.5μm。
57.为了说明本发明的技术效果，测试各个实施例以及对比例的耐磨性，耐磨性测试分为划痕测试以及磨损量测试。
58.测试方法：
59.划痕测试：取3cm*5cm的平整镀层，使用umt-3型多功能摩擦磨损试验机测试200次摩擦下的划痕情况，单位：条。
60.磨损量测试：取3cm*5cm的平整镀层，使用umt-3型多功能摩擦磨损试验机测试1000次摩擦下的质量磨损量，单位：mg。
61.表1实施例1-6和对比例1的划痕测试和磨损量测试试验结果
[0062] 划痕数量(条)质量磨损量(mg)实施例169.2实施例223.1实施例345.7实施例411.5实施例5911.0实施例646.1
对比例12537.9
[0063]
综上，本发明制得的镍钴钯三元电镀液含有改性碳化硅纤维，由其制得的镀层具有较好的整体均匀性和耐磨性，使得镀层具有较长的使用寿命。
[0064]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0065]
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，其溶质包括如下物质：硫酸镍、硫酸钴、氯化镍、钯化合物、改性碳化硅纤维、柠檬酸钠、硼酸、螯合剂以及碳酸氢钠，溶剂为纯水。2.根据权利要求1所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，相对于1l的所述电镀液，其溶质包括如下物质：200-300g硫酸镍、10-50g硫酸钴、10-50g氯化镍、1-20g钯化合物、1-20g改性碳化硅纤维、20-50g柠檬酸钠、20-50g硼酸、10-30g螯合剂以及5-20g碳酸氢钠，溶剂为纯水。3.根据权利要求2所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，所述钯化合物为二氯化钯、四氯钯酸钠、二氯四胺合钯、四硝基钯酸钠中任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求2所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，所述螯合剂为二乙醇胺、三乙醇胺、一乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求2所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，所述改性碳化硅纤维的制备方法为：步骤1. 将碳化硅纤维研磨成长度为200-900um的片段，将其浸润到含烷氧基基团的溶液中，搅拌均匀，浸润10-20h后，置于烘箱中烘烤5-25h，备用；步骤2. 将无水酸酐类化合物加热到熔融，将步骤1制得的烷氧基包覆的碳化硅纤维浸润其中，搅拌均匀，浸润0.5-8h，热过滤，得到酸酐-烷氧基包覆的碳化硅纤维。6.根据权利要求5所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，在步骤1中，所述含环氧基基团的物质为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、双酚a环氧树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯中任意一种或至少两种的组合。7.根据权利要求5所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，在步骤1中，所述烘箱的温度设置为150-250℃。8.根据权利要求5所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，在步骤2中，所述酸酐类化合物为丁二酸酐、马来酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、邻苯二甲酸酐中任意一种或至少两种的组合。9.根据权利要求5所述的一种镍钴钯三元电镀液，其特征在于，在步骤2中，所述酸酐类化合物的加热温度为60-200℃。10.一种包含权利要求1-9任一项所述镍钴钯三元电镀液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将所述改性碳化纤维和所述碳酸氢钠在纯水中充分溶解，依次加入所述柠檬酸钠、所述硼酸和所述螯合剂并混合均匀，再依次加入所述硫酸镍、所述硫酸钴、所述氯化镍以及所述钯化合物充分溶解，定容。

技术总结

本发明提供一种新型镍钴钯三元电镀液。本发明的镍钴钯三元电镀液的溶质包括如下物质：硫酸镍、硫酸钴、氯化镍、钯化合物、改性碳化硅纤维、柠檬酸钠、硼酸、螯合剂以及碳酸氢钠。本发明的镍钴钯三元电镀液含有改性碳化硅纤维，由其制得的镀层具有较好的整体均匀性和耐磨性，使得镀层具有较长的使用寿命。使得镀层具有较长的使用寿命。