[发明专利]一种甲基磺酸亚锡稳定溶液制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锡化工领域,具体涉及一种稳定的甲基磺酸亚锡溶液的制备方法。

背景技术

甲基磺酸亚锡是重要的化工原料，主要用于半导体、线路板、连接器、线材、镀锡钢板等，广泛应用于电子元器件的镀锡工艺。与硫酸亚锡镀液体系相比，MSA镀锡体系不但在酸性、中性及碱性溶液中稳定，电镀过程中不产生晶须；与氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氢氰酸和硅氟物电镀相比，甲基磺酸亚锡具有溶液无毒、腐蚀性低、镀层光亮、可焊性好，废水处理简单等特点，是当前世界各国致力于推广使用的绿色环保电镀体系。

目前制甲基磺酸亚锡溶液的方法的报道较多，但都存在未从根本上解决甲基磺酸亚锡溶液易氧化变色，产生沉淀的问题。如专利文献CN101748425 A公开了一种利用电解法制备甲基磺酸亚锡的方法，其中电解阴、阳电极中至少阳极为固体锡， 阳极和阴极间以离子交换膜相隔, 电解液为甲基磺酸水溶液，较化学合成法, 具有工艺简单, 反应易控制, 反应速度快, 生产周期短, 较氯化亚锡法所得产品杂质含量少, 不需另行分离和提纯, 后处理简单, 通过控制电解液的浓度及固体纯度, 一步就可直接得到所需纯度、浓度的甲基磺酸亚锡水溶液。但甲基磺酸为30～70%时，因酸度过高离子膜寿命极短；电解前未添加合适的稳定剂，导致甲基磺酸溶液极易氧化变色从而产生沉淀；由于没在阴极酸中加入合适的电镀添加剂，会产生大量海绵锡，锡直收率低，阴极片因海绵锡的作用导电性变差，电耗高，因此生产成本高，产品质量差。专利文献CN102719845 A 公开了一种无氢电解制备甲基磺酸亚锡的方法，涉及工业电解合成甲基磺酸锡制造领域，通过电解法一步直接制备甲基磺酸亚锡溶液，其中电解液为甲基磺酸溶液，电极阴极为气体扩散电极，电极阳极为固态锡，阴极与阳极间以隔膜隔开，控制电解液温度为0～60℃，将电流密度设置为10～800A/m²，电解至阳极电解液中游离甲基硫酸含量为0.1～10g/L 时结束电解，将阳极电解液经过过滤和浓缩，从而制备不同浓度的甲基磺酸亚锡溶液，本发明适宜在常温、常压下进行，一步直接得到高纯度的甲基磺酸锡水溶液，具有工艺简单、无需分离、产品纯度高、能耗和成本低的特点。但该方法仍然存在未加入合适的稳定剂，产品存在容易氧化变色、沉淀等缺点。

因此，上述现有制备甲基磺酸亚锡的方法所存在的问题有待于研究新的制备方法得以解决，从而促进甲基磺酸亚锡的工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲基磺酸亚锡稳定溶液制备方法，它可克服现有制备方法生产的甲基磺酸亚锡产品容易氧化变色，产生浑浊沉淀，影响产品使用，制备和使用过程中锡直收率低等问题，具有制备工艺简单，成本低，环境友好等优点。

实现本发明上述目的采取的技术方案是：用精锡制成阴、阳极片，甲基磺酸中加入稳定剂配成阳极液，甲基磺酸中加入电镀添加剂配成阴极液，阴、阳极液间用阴离子隔膜隔开，以通入直流电的电溶法制备出粗甲基磺酸亚锡溶液，该溶液在惰性气体保护下经真空浓缩获得稳定的甲基磺酸亚锡溶液；所述稳定剂为酚类、抗坏血酸或酒石酸；所述电镀添加剂为酚磺酸、乳胶、明胶、甲酚、芦荟素、甲苯基酸或β-萘酚。

浓度为5～30wt%的甲基磺酸加入浓度0.5～5wt‰的稳定剂配制成阳极液；浓度为5～30wt%的甲基磺酸加入浓度0.5～5wt‰的电镀添加剂配成阴极液。

电溶法制备粗甲基磺酸亚锡溶液所采用的槽电压1～5V，电流密度为20～300A/m2。 

粗甲基磺酸亚锡溶液真空浓缩的真空度≥0.05MPa。

电溶至阳极液中游离甲基磺酸含量为1～3.7wt%时结束电溶，反应时间为20～48h，然后进入后续的在惰性气体的保护下转料、过滤及真空浓缩工序，且真空浓缩温度≤80℃。

在真空浓缩升温前用氮气进行置换，浓缩完成后加氮气破真空进行保护，真空浓缩的蒸汽压力≤0.55 MPa。

本发明的具体工艺步骤为：

1、装槽。将浇铸好的阳极片和阴极片分别放入电溶槽阴极框和阳极框内。

2、配液。用甲基磺酸和工艺水配成5～30wt%浓度的酸，添加0.5～5wt‰的稳定剂，放入到阳极电溶槽中。用甲基磺酸和工艺水配成5～30wt%浓度的酸，添加0.5～5wt‰的电镀添加剂，放入到阴极电溶槽中。

3、通电。控制槽电压1～5V，电流密度为20～300A/m²，电溶至阳极液中游离甲基磺酸含量为1%～3.7wt% 时结束电溶，反应时间20～48h左右。