一种应用于无氰镀银层的保护剂及其制备方法与流程

2021-02-02 16:02:08|

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本发明属于电化学镀银
技术领域：
，具体涉及一种应用于无氰镀银层的保护剂及其制备方法。
背景技术：
：镀银因其优良的导电性、焊接性而广泛应用于电力电子工业、航空航天工业，也作为装饰性镀层在餐具、首饰等工艺与艺术品上大量应用。1840年英国首次申请了氰化镀银专利，开创了电镀工业的新时代。但是氰化镀银的镀液主要成分为氰化银钾，氰化钾含有剧毒，严重污染环境，危害生产者的健康，而且废液处理成本较高，所以氰化镀银逐步被无氰镀银所取代。近年来，国内已经在积极地寻找取代氰化镀银工艺的无氰镀银工艺，研究工作正在广泛、深入地进行，投入了大量的时间和精力，也逐渐地形成了几种相对成熟的无氰镀银体系，如硫代硫酸盐无氰镀银体系、丁二酰亚胺无氰镀银体系和海因无氰镀银体系等。就目前而言，无氰电镀工艺的研发一直以来都落后与电镀行业的市场需求，造成这一情况的主要原因是无氰镀银工艺尚不成熟，面对着许多技术层面的瓶颈而无法彻底跨越。目前，无氰镀银工艺存在的主要问题有：镀银层的整体性性指标无法达到要求，尤其是在工程应用型镀银方面，相比于一般的装饰型镀银对银层的性能提出了更高的要求。如镀层不够光亮易变色，与基底结合力差易脱落，镀层纯度较低，电导率不高，焊接性能差，硬度过高等问题，这些问题的存在严重地限制了电镀银在电子行业中的应用。专利公开号为cn106065468a的专利文本公开了一种应用于无氰镀银层的保护剂及其制备方法，其组分包括起覆盖作用的化合物，质量浓度为0.002-2.0g/l，起流动填充作用的化合物，质量浓度为0.001-0.005g/l，起电势水平调节作用的化合物，质量浓度为0.001-1.0g/l，所述溶剂为乙醇，所述起覆盖作用的化合物为聚氧离子化合物中的一种或几种。专利公开号为cn107189662a的专利文本公开了一种水钻银层保护漆及其制造方法，其保护漆由环氧改性丙烯酸树脂、高亚氨基甲醚化苯代三聚氰胺甲醛树脂、氯醋树脂、氯化橡胶、醋酸丁酸纤维素、封闭性异氰酸酯、不锈钢片状颜料、防沉剂、分散剂、酸催化剂、附着力促进剂、热稳定剂和溶剂制备而成。上述两种无氰镀银层的保护方法虽然可以是银层更加稳定，抗变色能力提升，但是这种保护层会降低银镀层的电导率，降低银镀层的光亮度，限制其在电子行业中的应用。综上所述，现有技术中普遍存在镀层不够光亮易变色、电导率低、抗变色性能差等技术问题。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应用于无氰镀银层的保护剂及其制备方法。本发明提供的无氰镀银层的保护剂能够提亮镀银层的光亮度，提升其抗变色性能，且不会降低镀银层的电导率，影响其在电子行业中的应用。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂30-40份、助溶剂15-19份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)7-10份、氨基甲酸铵15-20份、1-苯基-5-巯基四氮唑10-15份、丙醇40-50份。进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)9份、氨基甲酸铵18份、1-苯基-5-巯基四氮唑13份、丙醇46份。进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为21-24:13-15:3-7组成。更近一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为23:14:5组成。进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和乙二醇丁醚按质量比为15-18:7-9:10-12组成。更进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为17:8:11组成。进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为3-5nm。本发明还提供了所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法，包括以下步骤：将成膜剂、助溶剂、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、氨基甲酸铵和1-苯基-5-巯基四氮唑混合均匀，加入丙醇溶液并搅拌均匀，即得。本发明配方中的成膜剂可以在镀银层表面形成薄厚均匀的保护层，从而保护镀银层，防止变色，多酚型缩水甘油醚环氧树脂分子中含有两个以上的环氧基，能够与镀银层形成紧密的交联，从而形成致密的保护膜，防止银层变色，同时使保护剂膜层具有良好的耐腐蚀性。助溶剂可以降低成膜剂的成模温度，使成膜剂具有良好的成膜效果，并赋予膜层良好的光泽和耐腐蚀性。经研究发现，采用十二烷基硫醇和亚油酸按一定配比组成的成膜剂和由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按一定配比组成的助溶剂制得保护剂抗盐雾试验和抗h2s气体试验的性能最佳。本发明在无氰镀银的保护剂中加入聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)，在不影响镀银层的光亮性的同时，改善了传统有机保护剂降低镀银层的导电性的技术缺陷，赋予镀银保护膜层良好的导电能力。1-苯基-5-巯基四氮唑和氨基甲酸铵能与镀银层表面的银生成难溶的络合物膜层，隔绝银层与空气的接触，减缓了银的氧化、硫化、氯化反应，防止了银的变色。与现有技术相比，本发明提供的应用于无氰镀银层的保护剂及其制备方法具有如下优势：(1)本发明提供的应用于无氰镀银层的保护剂不影响镀银层的光亮度，具有良好的耐腐蚀性能和导电性能，能够有效防止镀银层老化变色；(2)本发明提供的应用于无氰镀银层的保护剂可以在银层表面形成一层纳米级的保护层，有效防止银层接触到卤素和硫类物质后发生化学反应变色；(3)本发明提供的应用于无氰镀银层的保护剂的制备工艺简便，生产过程中不产生有害气体，对环境友好，且配方原料组分简单，易于实现工业化生产。具体实施方式以下通过具体实施方式进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。本领域技术人员根据本发明的基本思路，可以做出各种修改，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。本实施方式中所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法，包括以下步骤：将成膜剂、助溶剂、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、氨基甲酸铵和1-苯基-5-巯基四氮唑混合均匀，加入丙醇溶液并搅拌均匀，即得。本实施方式中制得的应用于无氰镀银层的保护剂的使用方法为：将镀银后的工件浸入所述保护剂中，保持温度为35-40℃，浸渍1-3分钟后取出，于50-55℃干燥5分钟。实施例1、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂30份、助溶剂15份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)7份、氨基甲酸铵15份、1-苯基-5-巯基四氮唑10份、丙醇50份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为21:13:3组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和乙二醇丁醚按质量比为15:7:12组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为3nm。实施例2、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)9份、氨基甲酸铵18份、1-苯基-5-巯基四氮唑13份、丙醇46份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为23:14:5组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为17:8:11组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为4nm。实施例3、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂40份、助溶剂19份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)10份、氨基甲酸铵20份、1-苯基-5-巯基四氮唑15份、丙醇40份。进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为24:15:7组成。进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和乙二醇丁醚按质量比为18:9:10组成。进一步的，所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为5nm。对比例1、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)9份、氨基甲酸铵18份、1-苯基-5-巯基四氮唑13份、丙醇46份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为1:1:1组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为17:8:11组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为4nm。本对比例所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法与实施例2类似。本对比例与实施例2的区别为：本对比例中所述成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为1:1:1组成。对比例2、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)9份、氨基甲酸铵18份、1-苯基-5-巯基四氮唑13份、丙醇46份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为23:14:5组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为1:1:1组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为4nm。本对比例所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法与实施例2类似。本对比例与实施例2的区别为：本对比例中所述助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为1:1:1组成。对比例3、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、氨基甲酸铵18份、1-苯基-5-巯基四氮唑13份、丙醇46份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为23:14:5组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为17:8:11组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为4nm。本对比例所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法与实施例2类似。本对比例与实施例2的区别为：本对比例中未添加聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)。对比例4、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)9份、1-苯基-5-巯基四氮唑13份、丙醇46份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为23:14:5组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为17:8:11组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为4nm。本对比例所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法与实施例2类似。本对比例与实施例2的区别为：本对比例中未添加氨基甲酸铵。对比例5、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)9份、氨基甲酸铵18份、1-苯基-5-巯基四氮唑13份、丙醇46份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇和亚油酸按质量比为23:14组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为17:8:11组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为4nm。本对比例所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法与实施例2类似。本对比例与实施例2的区别为：本对比例成膜剂中未添加多酚型缩水甘油醚环氧树脂。对比例6、一种应用于无氰镀银层的保护剂所述应用于无氰镀银层的保护剂，包括以下组分及其重量份数：成膜剂37份、助溶剂18份、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)9份、氨基甲酸铵18份、丙醇46份。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的成膜剂由十二烷基硫醇、亚油酸和多酚型缩水甘油醚环氧树脂按质量比为23:14:5组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的助溶剂由苯甲醇、丙二醇苯醚和丙二醇丁醚按质量比为17:8:11组成。所述应用于无氰镀银层的保护剂中的聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)的粒径为4nm。本对比例所述应用于无氰镀银层的保护剂的制备方法与实施例2类似。本对比例与实施例2的区别为：本对比例中未添加1-苯基-5-巯基四氮唑。试验例一、应用于无氰镀银层的保护剂的耐腐蚀性能测试试验样品：实施例1-3、对比例1-2、对比例4-6制得的应用于无氰镀银层的保护剂；试验方法：采用南京宁美表面技术有限公司的nm-40无氰镀银工艺进行无氰镀银试片的制备；无氰镀银试片的制备：采用10×10cm铜片经脱脂—活化—无氰镀银nm-40—酸洗—防变色处理—热水洗—干燥，制得无氰镀银试片；其中镀液按下表配方组成，电镀时间为5min。耐盐雾试验：按照gb/t10125-2012《人造气氛腐蚀试验》进行12h的中性盐雾试验，试验后不允许有气泡、脱落等现象，允许有轻微的变色；硫化试验：在温度为(27±1)℃，溶液浓度5％的k2s溶液中浸渍1min，目测镀银试件是否变色，并测量变色面积，变色面积不超过1％为电镀合格；试验结果：试验结果见表1、表2。表1耐盐雾试验结果表2硫化试验结果由表1和表2可知，本发明提供的应用于无氰镀银层的保护剂具有良好的抗盐雾和抗硫化的性能，抗盐雾试验可以保持12h不变色，抗硫化试验可以保持在温度为26-28℃下，在溶液浓度为5％的k2s溶液中浸渍1min不变色，达到了硫化试验要求，这说明本发明提供的应用于无氰镀银层的保护剂能够在镀银层表面形成一层保护膜，从而减缓了银的硫化、氯化反应，防止了银变色。其中实施例2制得的应用于无氰镀银的保护剂耐盐雾和抗硫化的性能最好，为本发明最佳实施例。与实施例2相比，对比例1对比例2改变了配方中成膜剂和助溶剂的用量比，但是制得的保护剂的抗盐雾和抗硫化的性能大大降低；对比例4-6中分别未添加氨基甲酸铵、多酚型缩水甘油醚环氧树脂和1-苯基-5-巯基四氮唑，但是制得的保护剂的抗盐雾和抗硫化的性能降低，这说明氨基甲酸铵、多酚型缩水甘油醚环氧树脂和1-苯基-5-巯基四氮唑能在镀银层表面形成致密的保护膜，减缓银的硫化、氯化反应，防止银变色。试验例2、应用于无氰镀银层的保护剂的导电性测试试验样品：实施例1-3、对比例3制得的应用于无氰镀银层的保护剂；试验方法：将镀银后的工件分别使用试验样品进行镀银层保护，然后利用微欧仪两个电极与被测表面接触，在工件上任取2点进行测量，共测5次取平均值，涂覆保护剂前后平均电阻值之差不应大于0.5mω；试验结果：试验结果见表3。表3导电性测试结果组别镀银后电阻值/mω保护剂层电阻值/mω实施例10.0040.006实施例20.0050.005实施例30.0140.015对比例30.0150.132由表3可知，本发明提供的应用于无氰镀银层的保护剂形成的镀银层保护膜不会影响镀银层的导电性，镀银后的电阻值与涂覆保护剂后的电阻值变化微小，最大仅为0.02mω，涂覆保护剂后的电阻值未超过0.5mω。其中实施例2制得的应用于无氰镀银层的保护剂对镀银层导电性能的影响最小，为本发明最佳实施例。与实施例2相比，对比例3中未添加聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)，但是涂覆保护剂后的电阻值大大增加，这说明聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)能够赋予镀银保护膜层良好的导电能力。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及功效，而并非限制本发明。本领域任何熟悉此技术的认识皆不可在违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所提供的技术思想下完成的一切等效修饰或改变，仍由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页1 2 3

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