CN106167914A - 一种镁合金电解剥离剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：氧化剂：50‑100份；导电盐：100‑180份；缓蚀剂：30‑60份；络合剂：10‑20份；抑雾剂：1‑3份；缓冲剂：45‑60份。本发明公开的镁合金电解剥离剂对铜镀层具有退镀效果好、效率高、绿色环保、利于安全生产的优点，能够降低成本，提高效益。
Description
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种镁合金电解剥离剂。
背景技术
在电镀技术领域，由于电镀工厂在实际电镀过程中会遇到各种不确定因素 ( 如机器设备、材料、作业方法、环境、管理等 )，因此在大规模的工业化生产中，经常会出现电镀不良品，造成大量浪费，使成本增加。为减少浪费、节省成本，通常会使用各种方法将不良品工件表面镀层剥离掉，实现工件的回收使用。常用的剥离方法分为化学剥离和电解剥离。
目前，镁合金表面镀层剥离还是以化学剥离的方式为主，将镁合金表面的镀层工件表面的铜镀层剥离掉，实现镁合金工件表面铜素材的回收使用。为确保剥离时其导电良好，通常采用作为硝酸、硫酸等强酸腐蚀退除镁合金表面的铜镀层。但是，利用硝酸等强腐蚀剂剥离镀层，退镀过程中会不断释放出大量的黄烟及在反应时释放出非常高的热量，对操作工人身体和安全具有很大的危险性；同时释放出来的黄烟（主要成分为二氧化氮）等产生大量废气会造成环境污染，易引发酸雨的产生；易腐蚀工件基体，影响工件的回收使用。
为满足环境友好型安全生产的需要，进一步提高退镀的效果和效率，急需寻找更好的镁合金电解剥离剂来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种退镀效果好、效率高、利于安全生产的环保型镁合金电解剥离剂。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：50-100份；
导电盐：100-180份；
缓蚀剂：30-60份；
络合剂：10-20份；
抑雾剂：1-5份；
缓冲剂：45-60份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
进一步的，所述氧化剂为重铬酸钾、重铬酸钠、重铬酸钙、重铬酸铵中的一种或几种。
采用重铬酸盐作为氧化剂，在电解的过程中对镁合金表面的金属铜层具有很好的氧化效果。具体的，在氢离子存在的情况下，重铬酸根中的中心原子与氧原子形成d-pπ键等类似作用的化学键来增强电子云的扩散能力,使得中心原子的电子云在pH值减小是能够很好的被削减；另外根据奈斯特（或称能斯特）方程,重铬酸根中含有O原子,生成物中都有水，所以在酸性条件下即H+浓度增大的情况下反应趋势会加强，表现出强氧化性，可以为铜的氧化剂，重铬酸根在阳极放电使镀层金属溶解剥离，从而达到退除上述金属镀层的目的。
进一步的，所述导电盐为硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙中的一种或几种。
本发明选用硝酸盐作为剥离过程中提高退镀液导电性能(电导率)而加入的惰性强电解质，几乎能够百分之百在镀液中电离成正、负离子。具体地说，硝酸盐电离产生的阳离子的析出电位都很负，不会在阴极还原，而生成的阴离子在阳极的氧化电位又很正，不会在阳极被氧化，只有带出损耗，因此具有很好的导电性能。通过导电盐的作用，有效提高退镀液中的导电性能，能够有效地提高铜镀层的剥离速率，达到缩短退镀周期的效果。因为电解液中存在NO3-，则进行如下反应：
NO3 -+7H2O+8e→NH4 ++10OH-
NO3 -+10H++8e→NH4 ++3H2O
该反应消耗H+，从而抑制了H+的还原过程，减少了镀件表面产生针孔。同时产生的NH4 +可提供NH3，它与双电层中的Cu2+配合，从而降低了高电流密度区Cu2+的沉积速率，避免使用大电流密度时出现局部烧焦现象，从而扩大电流密度上限，为提高电解速率提供了保障。
同时， NO3-也可以为铜的氧化剂，NO3-在阳极放电使镀层金属溶解剥离，从而达到退除上述金属镀层的目的。同时，由于硝酸盐性质较稳定，毒性较低，使用时无废气、废水产生，对设备无腐蚀性，符合安全环保生产的要求，同时便于运输、储藏。
进一步的，所述缓蚀剂为氢氟酸、三乙胺三氢氟酸盐、四正丁基二氟化铵氢氟酸盐、N,N-二异丙基乙胺三氢氟酸盐中的一种或几种。
本发明选用的缓蚀剂因为氢原子和氟原子间结合的能力相对较强，使得氢氟酸在水中不能完全电离，从而形成极性基因，可被金属的表面电荷吸附，在整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜，从而阻止或减缓电化学反应的发生，抑制镁合金基体腐蚀，是镁合金的理想缓蚀剂。
进一步的，所述络合剂为甘露醇、丙三醇、丙二醇、乙二醇、山梨醇、木糖醇中的一种或几种。
本发明采用的醇类络合剂，可保证在退镀过程中不产生镀层金属离子积累，能够起到净化溶液的效果，稳定退镀速度，并且对镀层金属具有活化作用，可提高退镀速度。
进一步的，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸钾、十二烷基苯磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸铁中的一种或几种。本发明采用的抑雾剂用于抑制酸雾的挥发产生，主要用于退镀液中铬雾抑制，可有效地抑制铬雾逸出，免去排风装置和铬雾回收装置，保护操作工人的健康。同时减缓或抑制强酸根离子对金属的腐蚀，与重铬酸根具有良好的协同效果，具有性能稳定、操作简单、用量小、效率高、费用低、无毒无臭、对环境无污染，使用安全的优点；同时十二烷基苯磺酸盐还能起到降低表面张力的作用。
进一步的，所述缓冲剂为醋酸钠、醋酸钾、醋酸钙、醋酸镁中的一种或几种。
氢离子和金属离子在阴极上竞争还原,使得阴极附近溶液的pH高于本体溶液。当电解液的pH较低时,氢离子还原较多,电流效率降低；pH较高时,易形成氢氧化铜等沉淀而影响电解质量，即使电解液pH控制在一定的范围内，若无缓冲剂或电流密度太大时,也会在阴极附近形成氢氧化铜等沉淀。此外，缓冲剂还能够配合络合剂起到降低溶液pH的作用，进一步提高反应体系pH值的稳定性。可见,缓冲剂在此过程起着非常重要的作用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
对比传统的硝酸加硫酸的镁合金退镀铜层剥离剂，本发明采用工艺更优的电解剥离的方式，特别选用氧化剂为重铬酸盐，导电盐为硝酸盐，缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐的新工艺，退镀速度比传统工艺快1倍，退镀效率有质的提升，退镀效果好，有效缩短退镀时间，节省了生产成本。
本发明中由于去除了硝酸和硫酸的化学物质，首先工人在生产的安全性上得到保障的；并且由于配方中没有添加硝酸，所以在操作过程中也不会释放黄烟等污染性物质，为环境友好型的剥离剂。
本发明工艺使用简便，成本低，使用寿命长，是不良镁合金电镀件反电剥铜的最好选择。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：85份；
导电盐：150份；
缓蚀剂：45份；
络合剂：16份；
抑雾剂：2份；
缓冲剂：55份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
本实施例中，所述氧化剂为重铬酸钾，所述导电盐为硝酸铵，所述缓蚀剂为氢氟酸，所述络合剂为丙三醇，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸钠，所述缓冲剂为醋酸钠。
实施例2
本实施例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：85份；
导电盐：100份；
缓蚀剂：45份；
络合剂：16份；
抑雾剂：2份；
缓冲剂：55份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
本实施例中，所述氧化剂为重铬酸钾，所述导电盐为硝酸铵，所述缓蚀剂为氢氟酸，所述络合剂为丙三醇，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸钠，所述缓冲剂为醋酸钠。
实施例3
本实施例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：85份；
导电盐：150份；
缓蚀剂：30份；
络合剂：16份；
抑雾剂：2份；
缓冲剂：55份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
本实施例中，所述氧化剂为重铬酸钾，所述导电盐为硝酸铵，所述缓蚀剂为氢氟酸，所述络合剂为丙三醇，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸钠，所述缓冲剂为醋酸钠。
实施例4
本实施例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：60份；
导电盐：150份；
缓蚀剂：45份；
络合剂：16份；
抑雾剂：2份；
缓冲剂：55份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
所述氧化剂为重铬酸钠，所述导电盐为硝酸钙，所述缓蚀剂为三乙胺三氢氟酸盐，所述络合剂为甘露醇，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸铵，所述缓冲剂为醋酸钾。
实施例5
本实施例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：95份；
导电盐：160份；
缓蚀剂：50份；
络合剂：18份；
抑雾剂：5份；
缓冲剂：60份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
所述氧化剂为重铬酸钾，所述导电盐为硝酸钠，所述缓蚀剂为N,N-二异丙基乙胺三氢氟酸盐，所述络合剂为乙二醇，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸铵，所述缓冲剂为醋酸钠。
实施例6
本实施例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：65份；
导电盐：110份；
缓蚀剂：40份；
络合剂：16份；
抑雾剂：2份；
缓冲剂：45份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
所述氧化剂为重铬酸钾，所述导电盐为硝酸钠，所述缓蚀剂为N,N-二异丙基乙胺三氢氟酸盐，所述络合剂为乙二醇，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸铵，所述缓冲剂为醋酸钠。
实施例7
本实施例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：75份；
导电盐：140份；
缓蚀剂：45份；
络合剂：15份；
抑雾剂：2份；
缓冲剂：50份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
本实施例中，所述氧化剂为重铬酸钾，所述导电盐为硝酸钠，所述缓蚀剂为四正丁基二氟化铵氢氟酸盐，所述络合剂为乙二醇，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸钠，所述缓冲剂为醋酸钠。
对比例1
本对比例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：75份；
导电盐：140份；
缓蚀剂：45份；
络合剂：15份；
抑雾剂：3份；
缓冲剂：50份；
本对比例中，所述氧化剂为硝酸，所述导电盐为硫酸盐，所述缓蚀剂为多羟基醛，所述络合剂为丙三醇，所述抑雾剂为十二烷基二甲基羧酸甲酯抑制剂，所述缓冲剂为酒石酸钾钠。
对比例2
本对比例提供一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：75份；
导电盐：140份；
缓蚀剂：45份；
络合剂：15份；
抑雾剂：3份；
缓冲剂：50份；
本对比例中，所述氧化剂为硝酸铵，所述导电盐为焦磷酸钙，所述缓蚀剂为多羟基醛，所述络合剂为丙三醇，所述抑雾剂为十二烷基二甲基羧酸甲酯抑制剂，所述缓冲剂为酒石酸钾钠。
实验例
1000kg的镁合金板上镀上质量为0.5-1g的铜镀层。采用现有技术（比如电压6-10V、电流密度10-25A/dm3，阴极为镁合金板），以及上述镀层剥铜药水对铜镀层进行电解处理。通过计算处理前后钢板质量的变化获得镀层剥离率。测试钢板间的摩擦系数。测试电解容器底部固体沉淀物质量。以上指标测试结果均为三组平行实验结果平均值，其结果如下表所示。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种镁合金电解剥离剂，其原料按重量计包括：
氧化剂：50-100份；
导电盐：100-180份；
缓蚀剂：30-60份；
络合剂：10-20份；
抑雾剂：1-5份；
缓冲剂：45-60份；
其中，所述氧化剂为重铬酸盐，所述导电盐为硝酸盐，所述缓蚀剂为氢氟酸或氢氟酸盐，所述络合剂为醇类化合物，所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸盐，所述缓冲剂为醋酸盐。
2.根据权利要求1所述的镁合金电解剥离剂，其特征在于：所述氧化剂为重铬酸钾、重铬酸钠、重铬酸钙、重铬酸铵中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的镁合金电解剥离剂，其特征在于：所述导电盐为硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的镁合金电解剥离剂，其特征在于：所述缓蚀剂为氢氟酸、三乙胺三氢氟酸盐、四正丁基二氟化铵氢氟酸盐、N,N-二异丙基乙胺三氢氟酸盐中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的镁合金电解剥离剂，其特征在于：所述络合剂为甘露醇、丙三醇、丙二醇、乙二醇、山梨醇、木糖醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的镁合金电解剥离剂，其特征在于：所述抑雾剂为十二烷基苯磺酸钾、十二烷基苯磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸铁中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的镁合金电解剥离剂，其特征在于：所述缓冲剂为醋酸钠、醋酸钾、醋酸钙、醋酸镁中的一种或几种。
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