本发明属于电镀领域，涉及一种碱性无氰镀镉除杂剂及其应用。
背景技术
电镀镉因镀层均匀、平滑细致，在防护性电镀中占有较大比例，尤其作为海洋环境中设备的防护性镀层，在海洋环境中为镉镀层为阳极性镀层可代替镀锌层，避免了锌镀层在海洋环境中容易受到cl-的侵蚀，而失去防护性的作用，同时镀层的孔隙率低，提高了基体金属的防腐蚀性能。
氰化镀镉虽然可以形成细致均匀的镉镀层，但镀液中氰化钠有剧毒，对环境和人体有严重危害，而且镉镀层容易产生杂，影响其在海洋环境下的使用效果，此外，氰化钠还容易受空气中的氧和二氧化碳作用，分解为碳酸钠，使得镀液的稳定性较差。随着人们对环保问题的重视，氰化镀镉已逐渐不被大家采用。而酸性镀镉以硫酸盐镀镉为主，通过在溶液中加入添加剂以获得均匀细致的镉镀层，但这种方式会导致溶液的电流效率降低，从而产生杂、麻点等，影响镀层外观及防护性能，所以目前酸性镀镉已经逐渐被碱性镀镉所取代。
碱性无氰镀镉由于其可获得均匀光亮、细致平滑的镉镀层，而且镀液稳定，有很好的分散能力及深度能力，现已经受到了行业广泛应用，但碱性无氰镀镉存在一个较大的问题，就是容易产生杂，影响镉镀层在海洋环境中的防护寿命。这里的杂主要是指金属离子杂质，如铅离子、铜离子等对镀镉层性能外观有害的金属离子。
因此，为了解决现有碱性无氰镀镉的杂问题，需要研究出一种碱性无氰镀镉除杂剂，并利用其制备出具有去杂效果的电镀液，提升电镀液的分散能力、深度能力和稳定性，使钢铁基体能够获得均匀、平滑细致的无氰镉镀层。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种除杂效果好、成本低、稳定性好、易维护且能应用于大生产的碱性无氰镀镉除杂剂，并利用其制备出具有除杂效果的电镀液，提升了电镀液的分散能力、深度能力和稳定性，还提供了含有碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液的制备方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1.一种碱性无氰镀镉除杂剂，所述除杂剂由柠檬酸盐和酒石酸盐组成，柠檬酸盐和酒石酸盐质量比为1:1～1:16。
进一步，所述柠檬酸盐和酒石酸盐质量比为1:1.5。
进一步，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠、柠檬酸钾和/或柠檬酸铵。
进一步，所述柠檬酸盐为柠檬酸钾。
进一步，所述酒石酸盐为酒石酸钠、酒石酸钾和/或酒石酸铵。
进一步，所述酒石酸盐为酒石酸钾。
2.以上任一项所述的碱性无氰镀镉除杂剂在电镀液中的应用，将所述碱性无氰镀镉除杂剂作为一种组分加入在电镀液中。
3.一种含碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液，所述电镀液按质量浓度计包括如下组分：硫酸镉30～45g/l，氢氧化钾40～60g/l，柠檬酸20～50g/l，硫酸铈1～10g/l，络合剂20～180g/l，除杂剂0.1～10g/l。
进一步，所述电镀液按质量浓度计包括如下组分：硫酸镉40g/l，氢氧化钾50g/l，柠檬酸35g/l，硫酸铈6g/l，络合剂100g/l，除杂剂5g/l。
进一步，所述络合剂为hedp。
进一步，电镀时，给予所述电镀液的电流密度为0.2～4a/dm2，所述电镀液的工作ph值为10～12，所述电镀液的工作温度为25～40℃。
4.含碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备各成分的水溶液：使用去离子水分别溶解硫酸镉、氢氧化钾、柠檬酸、硫酸铈，络合剂、除杂剂制得各成分的水溶液；
(2)将各成分的水溶液按顺序进行混合：先均匀混合柠檬酸溶液与络合剂溶液，加入硫酸镉溶液，均匀混合后，再加入氢氧化钾溶液和硫酸铈，最后加入除杂剂溶液；
(3)定容：待将步骤(2)所得溶液均匀混合并静置后，使用去离子水进行定容，即制得所述电镀液。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种除杂效果好、低成本、稳定性好、易维护并且能应用于大生产的碱性无氰镀镉除杂剂，本发明的除杂剂利用柠檬酸盐和酒石酸盐适当合理配比的协同作用在镀镉电镀液中作为一种掩蔽剂，使杂质异金属离子与主盐金属离子共沉积而形成合金。掩蔽剂既不与有害杂质生成沉淀，也不需要用活性炭等其他方法作进一步处理，加入适量掩蔽剂后搅拌片刻，有害影响立即消失，可获得全光亮镀层，特别适用于生产任务紧时的应急处理，并且不损耗主盐。利用本发明的碱性无氰镀隔除杂剂制得的电镀液，无需过滤杂质，无需停产除杂，减少了镀液除杂后处理工序。柠檬酸盐、酒石酸盐还可以与镀液中的络合剂起协同作用，使工件基体获得均匀、平滑、细致、耐腐蚀、无脆性、无针孔、无毛刺的无氰镉镀层，使无氰碱性镀镉工艺达到氰化镀镉的水准，可以完全替代传统的氰化镀镉，而且其废水处理简单容易，符合国家环保生产要求，解决了长期以来氰化物对人及生态环境破坏污染的难题。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
本实施例碱性无氰镀镉除杂剂按重量份包括如下成分：4份的柠檬酸钾和6份的酒石酸钾。
本实施例的含有碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液按浓度计包括如下组分：40g/l硫酸镉、50g/l氢氧化钾、35g/l柠檬酸、硫酸铈6g/l，100g/lhedp和5g/l除杂剂；其中hedp为络合剂。
本实施例的电镀液的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备各成分的水溶液：使用少量去离子水分别溶解硫酸镉、氢氧化钾、柠檬酸、硫酸铈、络合剂、除杂剂制得各自的水溶液；
(2)将各成分的水溶液按顺序进行混合：先均匀混合柠檬酸溶液与络合剂溶液，然后向其中加入硫酸镉溶液，待均匀混合后，再向其中加入氢氧化钾溶液和硫酸铈溶液，最后加入除杂剂溶液；
(3)定容：待将步骤(2)所得溶液均匀混合并静置后，使用去离子水进行定容，即制得所述电镀液。
本实施例的电镀液的使用要求：
本实施例的电镀液的工作ph值为10，使用ph计测试，如果电镀液的ph值变动较大，使用缓冲液如氢氧化钾或稀硝酸，调节电镀液至工作ph值，电镀液的工作温度为25℃，使用本电镀液进行电镀时，给予阴极电流密度为0.2a/dm2。
在开缸时加入本除杂剂的镀液，较未加入本除杂剂的镀液，能使用更长时间而不出现镀层高区发黑粗糙现象；在已经出现镀层高区发黑粗糙的镀液中加入本除杂剂，能迅速除去高区发黑的现象，且镀层整片光亮平整，镀层结晶细腻均一。
实施例2
本实施例碱性无氰镀镉除杂剂按重量份包括如下成分：10份的柠檬酸钾和14份的酒石酸钾。
本实施例的含有碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液按浓度计包括如下组分：40g/l硫酸镉、50g/l氢氧化钾、35g/l柠檬酸、硫酸铈10g/l，100g/lhedp和5g/l除杂剂；
本实施例的电镀液的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备各成分的水溶液：使用少量去离子水分别溶解硫酸镉、氢氧化钾、柠檬酸、硫酸铈、络合剂、除杂剂制得各自的水溶液；
(2)将各成分的水溶液按顺序进行混合：先均匀混合柠檬酸溶液与络合剂溶液，然后向其中加入硫酸镉溶液，待均匀混合后，再向其中加入氢氧化钾溶液和硫酸铈溶液，最后加入除杂剂溶液；
(3)定容：待将步骤(2)所得溶液均匀混合并静置后，使用去离子水进行定容，即制得所述电镀液。
本实施例的电镀液的使用要求：
本实施例的电镀液的工作ph值为12，使用ph计测试，如果电镀液的ph值变动较大，使用缓冲液如氢氧化钾或稀硝酸，调节电镀液至工作ph值；电镀液的工作温度为40℃，使用本电镀液进行电镀时，给予阴极电流密度为4a/dm2。
在开缸时加入本除杂剂的镀液，比较未加入本除杂剂的镀液，能使用更长的时间而不出现镀层高区发黑粗糙现象；在已经出现镀层高区发黑粗糙的镀液中加入本除杂剂，能迅速除去高区发黑的现象，且镀层整片光亮平整，镀层结晶细腻均一。
实施例3
本实施例碱性无氰镀镉除杂剂按重量份包括如下成分：1份柠檬酸钾和6份酒石酸钾钠。
本实施例的含有碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液按浓度计包括如下组分：30g/l硫酸镉、40g/l氢氧化钾、40g/l柠檬酸、硫酸铈5g/l，150g/lhedp和7g/l除杂剂；
本实施例的电镀液的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备各成分的水溶液：使用少量去离子水分别溶解硫酸镉、氢氧化钾、柠檬酸、硫酸铈、络合剂、除杂剂制得各自的水溶液；
(2)将各成分的水溶液按顺序进行混合：先均匀混合柠檬酸溶液与络合剂溶液，然后向其中加入硫酸镉溶液，待均匀混合后，再向其中加入氢氧化钾溶液和硫酸铈溶液，最后加入除杂剂溶液；
(3)定容：待将步骤(2)所得溶液均匀混合并静置后，使用去离子水进行定容，即制得所述电镀液。
本实施例的电镀液的使用要求：
本实施例的电镀液的工作ph值为11，使用ph计测试，如果电镀液的ph值变动较大，使用缓冲液如氢氧化钾或稀硝酸，调节电镀液至工作ph值；电镀液的工作温度为35℃，使用本电镀液进行电镀时，给予阴极电流密度为2a/dm2。
实施例4
本实施例碱性无氰镀镉除杂剂按重量份包括如下成分：0.5份柠檬酸钾和4份酒石酸钠与4份酒石酸钾钠组成的混合物。
本实施例的含有碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液按浓度计包括如下组分：45g/l硫酸镉、40g/l氢氧化钾、50g/l柠檬酸、硫酸铈8g/l，180g/lhedp和8.5g/l除杂剂；
本实施例的电镀液的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备各成分的水溶液：使用少量去离子水分别溶解硫酸镉、氢氧化钾、柠檬酸、硫酸铈、络合剂、除杂剂制得各自的水溶液；
(2)将各成分的水溶液按顺序进行混合：先均匀混合柠檬酸溶液与络合剂溶液，然后向其中加入硫酸镉溶液，待均匀混合后，再向其中加入氢氧化钾溶液和硫酸铈溶液，最后加入除杂剂溶液；
(3)定容：待将步骤(2)所得溶液均匀混合并静置后，使用去离子水进行定容，即制得所述电镀液。
本实施例的电镀液的使用要求：本实施例的电镀液的工作ph值为10，使用ph计测试，如果电镀液的ph值变动较大，使用缓冲液如氢氧化钾或稀硝酸，调节电镀液至工作ph值电镀液的工作温度为40℃，使用本电镀液进行电镀时，给予阴极电流密度为2a/dm2。
实施例5
本实施例碱性无氰镀镉除杂剂按重量份包括如下成分：0.5份柠檬酸钠、3份酒石酸钠与2份酒石酸钾钠组成的混合物。
本实施例的含有碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液按浓度计包括如下组分：40g/l硫酸镉、50g/l氢氧化钾、35g/l柠檬酸、6g/l硫酸铈，100g/lhedp和5.5g/l除杂剂；
本实施例的电镀液的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备各成分的水溶液：使用少量去离子水分别溶解硫酸镉、氢氧化钾、柠檬酸、硫酸铈、络合剂、除杂剂制得各自的水溶液；
(2)将各成分的水溶液按顺序进行混合：先均匀混合柠檬酸溶液与络合剂溶液，然后向其中加入硫酸镉溶液，待均匀混合后，再向其中加入氢氧化钾溶液和硫酸铈溶液，最后加入除杂剂溶液；
(3)定容：待将步骤(2)所得溶液均匀混合并静置后，使用去离子水进行定容，即制得所述电镀液。
本实施例的电镀液的使用要求：
本实施例的电镀液的工作ph值为10，使用ph计测试，如果电镀液的ph值变动较大，使用缓冲液如氢氧化钾或稀硝酸，调节电镀液至工作ph值。电镀液的工作温度为35℃。使用本电镀液进行电镀时，给予阴极电流密度为2a/dm2。
实施例6
本实施例碱性无氰镀镉除杂剂按重量份包括如下成分：1份柠檬酸铵和5份酒石酸钠和3份酒石酸钾钠组成的混合物。
本实施例的含有碱性无氰镀镉除杂剂的电镀液按浓度计包括如下组分：40g/l硫酸镉、50g/l氢氧化钾、30g/l柠檬酸、6g/l硫酸铈，120g/lhedp和10g/l除杂剂；其中hedp为络合剂；
本实施例的电镀液的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备各成分的水溶液：使用少量去离子水分别溶解硫酸镉、氢氧化钾、柠檬酸、硫酸铈、络合剂、除杂剂制得各自的水溶液；
(2)将各成分的水溶液按顺序进行混合：先均匀混合柠檬酸溶液与络合剂溶液，然后向其中加入硫酸镉溶液，待均匀混合后，再向其中加入氢氧化钾溶液和硫酸铈溶液，最后加入除杂剂溶液；
(3)定容：待将步骤(2)所得溶液均匀混合并静置后，使用去离子水进行定容，即制得所述电镀液。
本实施例的电镀液的使用要求：
本实施例的电镀液的工作ph值为10，使用ph计测试，如果电镀液的ph值变动较大，使用缓冲液如氢氧化钾或稀硝酸，调节电镀液至工作ph值。电镀液的工作温度为35℃。使用本电镀液进行电镀时，给予阴极电流密度为2a/dm2。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。