一种含有硫脲的铜基质仿银化学镀液及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属化学镀研宄技术领域，特别涉及一种含有硫脲的铜基质仿银化学 镀液及其制备方法、使用该化学镀液镀色的方法。
【背景技术】
[0002] 化学镀（chemicalplating)又称自催化镀（autocatalyticplating)，是指在没 有外加电流的条件下，利用处于同一溶液中的金属盐和还原剂在具有催化活性的基体表面 上发生自催化氧化还原反应，在基体表面化学沉积形成金属或合金镀层的一种表面处理技 术。
[0003] 与电化学着色相比，化学着色因设备要求简单，可获得多种颜色而得到广泛应用。 其方法是把铜及其合金试样放置在配置好的着色液中，形成化学镀膜后，利用镀膜表面的 吸附作用，将有色粒子吸附或沉积在膜层表面间隙内，或直接生成有色表面氧化膜或其他 化合物膜等，改善试样表面结构，呈现所要求的色彩。在工业生产中常利用化学镀技术，在 铜基质表面进行化学处理，在铜基质表面产生各种不同的色彩，以达到改善金属表面状态， 美化金属表面的目的。
[0004] 铜及铜合金着色方法中通常使用硫化物溶液、硫代硫酸盐溶液、碱性溶液、碱式碳 酸铜溶液、氯酸钾溶液、硒盐或砷盐溶液等，当用不同溶液处理时，所成膜的成分不同，显示 的颜色也不同，还有部分镀液会存在成膜速度慢、染色液挥发有害气体或者会褪色等，而且 化学性质稳定性差，使其在实际工业应用时受限。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一在于克服现有技术中的化学镀液所存在的不足，提供一种化学 性质稳定、成膜速度快、染色均匀、镀液不挥发有害气体、不褪色且能够在铜基质上镀出仿 银色镀膜的硫脲基仿银化学镀液。
[0006]本发明的目的之二在于提供一种上述含有硫脲的铜基质仿银化学镀液的制备方 法，其工艺简单、成本低廉。
[0007]本发明的目的之三在于提供了一种使用上述含有硫脲的铜基质仿银化学镀液进 行镀色的方法，其工艺简单、条件可控、镀膜粘附性好。
[0008] 为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0009] 1L体积的该含有硫脲的铜基质仿银化学镀液中含有以下配比的原料：
[0010] 甲基磺酸锡 20~36mL 硫脲 30~44g 丙三醇 15~35mL 水合肼 0.2~3.2mL 次亚磷酸钠 17~34g 聚乙二醇 3.5~6.5g 对苯二酚 0.5~3.6g 柠檬酸 1.3~4 5g 水加至 1L。
[0011] 该化学镀液的优选配方是：
[0012] 甲基磺酸锡 25~35mL 硫脲 32~36g 丙三醇 18~22mL 水合肼 0.8~1.2mL 次亚磷酸钠 18~22g 聚乙二醇 3.5~4.5g 对苯二酚 1.8~2.2g 柠檬酸 2.8~3.2g 水加至 1L。
[0013]上述聚乙二醇的数均分子量是400~12000。
[0014] -种上述的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液的制备方法，其是由以下步骤组成：
[0015] (1)将柠檬酸加入水中至完全溶解，得到柠檬酸水溶液，加入甲基磺酸锡，搅拌至 完全溶解，得到水溶液A;
[0016] (2)按照配方量称取硫脲、丙三醇、水合肼、次亚磷酸钠、聚乙二醇以及对苯二酚， 混合，加水至完全溶解，配成水溶液B;
[0017] (3)将步骤（1)的水溶液A与步骤（2)的水溶液B混合，加水至1L，充分搅拌至混 匀，得到含有硫脲的铜基质仿银化学镀液。
[0018] -种用上述的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液进行镀色的方法由以下步骤实 现：
[0019] 利用除油剂在20~30°C条件下对待镀金属件的表面除油清洗20~30s，将待镀 金属件浸入上述的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液中，施镀温度为20~25°C，施镀时间 为30~60s，取出，用去离子水喷淋清洗，蒸汽烘干，涂清漆对镀层进行保护，完成金属件镀 色。
[0020] 上述除油剂是由磷酸三钠、碳酸钠、氢氧化钠、十二烷基二乙醇酰胺以及水按照下 述配比组成：
[0021] 磷酸三钠 70~80g 碳酸钠 70~80g 氢氧化钠 10~20g 十二烷基二乙醇酰胺 3~6g 水加至1L。
[0022] 上述除油剂还可以是硅酸钠、碳酸钠、磷酸三钠、十二烷基二乙醇酰胺以及水按照 下述配比组成：
[0023] 桂酸钠 10~20g 碳&納 20~40g 磷酸三钠 20~40g
[0024] 十二烷基二乙醇酰胺 3~6g 水加至1L。
[0025] 本发明提供的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液利用了铜锡之间的电位差，用铜将 溶液中的锡置换出来，使之附着在铜件表面而形成具有装饰效果的白色锡层，并且通过使 用硫脲作为配方络合剂和稳定剂效果良好，在本配方中加入硫脲可与Cu2+、Sn2+形成稳定配 合物，通过控制游离Cu2+和Sn2+的浓度以改变二者的平衡电位，使得镀液中的Sn2+能够与 铜、铜合金之间的置换反应顺利进行，使得本发明具有成膜速度快、镀层平滑均匀、亮度好， 而且染色液不挥发有害气体和不沾污布料等优点，而且常温下稳定性良好，可放置3个月 以上，其制备方法也简单，成本低，条件可控，适合于铜及铜合金制品、电镀工业以及各种五 金制品，尤其是服装上黄铜拉链的着色，镀膜呈银白色，而且用本发明的镀色方法所得镀膜 符合《金属镀层和化学处理层质量检验技术要求》(SJ127677)要求，工艺简单、条件可控、镀 膜粘附性好，耐磨性好。
【具体实施方式】
[0026] 现结合实施例和实验数据对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅 限于下述的实施情形。
[0027] 实施例1
[0028] 本实施例的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液按照配方量称取柠檬酸溶于50mL的 水中，加入甲基磺酸锡，搅拌至完全溶解，得到水溶液A;按照配方量称取硫脲、丙三醇、水 合肼、次亚磷酸钠、聚乙二醇4000以及对苯二酚溶于500mL水中配成混合水溶液B;再将水 溶液A和混合水溶液B混合，加水至1L，充分搅拌混匀，备用。
[0029] 本实施例的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液组分为甲基磺酸锡31mL/L、硫脲 35g/L、丙三醇22mL/L、水合肼0? 9mL/L、次亚磷酸钠17g/L、聚乙二醇40003. 8g/L、对苯二酚 2.lg/L、柠檬酸3.lg/L，余量为水。
[0030] 用该含有硫脲的铜基质仿银化学镀液对铜基质的金属件进行镀色，具体方法由以 下步骤实现：
[0031] 利用除油剂在25°C条件下对待镀金属件的表面除油清洗25s，将清洗后的待镀金 属件浸入上述的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液中，施镀温度为25°C，施镀时间为50s，取 出，用去离子水喷淋清洗60s，120°C蒸汽烘干，按照常规操作涂清漆对镀层进行保护，完成 金属件镀色。
[0032] 上述除油剂是由磷酸三钠75g、碳酸钠75g、氢氧化钠15g、十二烷基二乙醇酰胺4g 依次溶于500mL水中，充分搅拌至完全溶解，加水稀释至1L体积，混合均匀所制得。
[0033] 实施例2
[0034] 本实施例的含有硫脲的铜基质仿银化学镀液按照配方量称取柠檬酸溶于50mL的 水中，加入甲基磺酸锡，搅拌至完全溶解，得到水溶液A;按照配方量称取硫脲、丙三醇、水 合肼、次亚磷酸钠、聚乙二醇4000以及对苯二酚溶于500mL水中配成混合水溶液