Суспензия для электрофоретического осаждения медных и бронзовых покрытий

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) С 25 0 13/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения толщины покрытий и интенсификации процесса, она дополнительно содержит поливиниловый спирт, латекс полиуретана и моноалкилАениловый эАир полизтиленгликоля, а в качестве минеральной кислоты— борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Порошок меди или бронзы 20-80

Поливиниловый

2-3

О, 1-1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ (21) 3351515/22-02 (22) 27. 10.8 1 46) 15. » .83. Вюл. )) 42 (72) N.З.Натансон, Н.В.Власюк

:и И).Ф.Дейнега (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.B.Äóìàíñêîãî (53) 537.363(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 443115, кл. С 25 0 13/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 63997 1, кл. С .25 0 13/02, 1972.

3. Авторское, свидетельство СССР

В 930972, кл. С 25 0 3/38, 1980. (54) (57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРО ьОРЕ.ТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЕДН1 1Х И БРОНЗОВЫХ ПОКРЫТИЙ, содержащая порошок меди или бронзы, минеральную кислоту спирт

Борн ая кислота

Ионо алкилАениловый эАир полиэтиленгликоля 0,001-0,003

Латекс полиуретана 20-30

Вода Остальное

0 001-0,003

Ф 10544

Изобретение относится к электроАо- ретическому осаждению медных и брон-. зовых покрытий большой толщины, которые могут использоваться в качест-: ве матрицы при получении композиционных армированных материалов.

Известен электролит для.получения медных покрытий, содержащий соль меди, полимер и ацетон s качестве растворителя Ц .

Известен также электролит, содержащий комплекс металла с соляно-кислым триэтаноламином, поливиниловый спирт, борную кислоту и воду (2) .

Однако известные сцособы не обеспечивают получения покрытий большой толоммы (000-000 ммм). Кроме того, процесс осаждения покрытий из известных составов является малопроизводительным и в состав покрытий вхо- 2О дит полимер, т.е. покрытие не обладает свойстваьж. чистого металла.

Наиболее близкой к предлагагемой, является суспензия для электрофоре- . тическога осаждения медных или 25 бронзовых покрытий, содержащая по-. рошок меди или бронзы, фосйорномолибденовую кислоту и воду 3(.

Однако данный .состав также не позволяет получать покрытия большой толщины и имеет низкую, скорость осаждения.

Цель изобретения - повышение толщины получаемых покрытий и интенсификация процесса.

Указанная цель достигается тем, что суспензия для электрофоретического осаждения медных .и бронзовых покрытий, содержащая порошок меди или бронзы, минеральную кислоту .и воду, дополнительно содержит поливи40 ииловый спирт, латекс полиуретана, и моновлкилфениловый эфир полиэтиленгликоля, а в качестве минеральной кислоты - борную кислоту. при сле дующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок меди или бронзы 20-80

Поливиниловый спирт 2"3

Борная кислота 5О

„Моноалкилфенило1 вый эфир полиэтиленгликоля

Латекс полиуретана. " 20-30 55

Вода Остальное

Ворная кислота и поливинилавый спирт образуют комплексное соеди" нение поливинилборат, который является переносчиком осаждаемых частиц металла на подложку, моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля ( г

ОП-7)- зто поверхностно-активное вещество, которое интенсифицирует процесс осаждения. Моноалкилфенило-, вый эфир полиэтнленгликоля значительно лучше других известных ПАВ способствует осаждению меди и бронзы, и при использовании в качестве

ПАВ других известных веществ- выход осадка значительно меньше, чем при использовании в качестве llAB

ОП-7.

Латекс полиуретана играет роль связующего..

При этом в суспензии латекс поли" уретана взаимодействует с поливиниловым спиртом и борной кислотой, образуя соединение, обладающее высокой удельной электропроводностью. В результате этого образуется система в которой порошок металла ГАВ ОП-7 обладает;вйсокой электропроводностью, характерной для металлических систем, и полимерная часть суспензии, благо,царя специфическому взаимодействию латекса полиуретана с поливиниловым спиртом и борной кислотой также обладает высокой электропроводностью.

Таким образом, за счет наличия в суспензии поливинилового спирта и борной кислоты в сочетании с латексом полиуретана создается суспензия, обладающая высокой электропроводностью, Это приводит к тому, что осаждаемое. покрытие обладает также высокой электропроводностью, Таким образом, являясь электропроводящей системой, получаемое покры- . тие на препятствует осаждению новых слоев покрытия, что обуславливает получение .электрофоретических осадков большой толщины, которые могут быть использованы как матрицы для создания армированных композиционных материалов. При этом покрытие чисто металлическое, так роль полимера сводится только к повышению адгезии кокрытия с подложкой.

Количественное содержание компонентов обусловлено условиями использования получаемых покрытий в ка:честве матриц армированных матери алов.

Так, при содержании порошка металла ?О и ) 80% покрытия не обладают

3 1054454 4 необходимыми свойствами и по евой- < Сущность методики определения ад ствам приближаются к известным пок-, гении состоит в следующем..На покрЫр рытиям. тие -режущим:инструментом наносится

Остальные компоненты ванны — о" - на расстоянии 1-2 мм взаимно перлнмарная часть — находятся, н лря- . g ланднхулярнна слон ((налраан). н на-. мом соответствии с концентрацией,внсимости от того, отстает ли покдисперсной фазы суспензии порошка !рытие по краям надрезов, определяетметалла, т.е. концентрация полнме- : ся сила адгезии покрытия к подложке„ ров (дисперсной среди) находится в. 8 предлагаемом изббретении сила прямом соответствии с концентрацией iр сцепления покрытия с подложкой. раггдисперсной фазы (порошка меди или на 1 бйллу, т.е. самая высокая. .бронзы Полученные данные приведены в

Суспензию готовят следующим об- таблице .. разом. Как видно из приведенных дан™.

Смешивают растворы поливинило- . 15 . ных, еуспензия по изобретению позвого спирта и борной кислоты. К воляет получать покрытия толщиной; смеси приливают зрячий раствор мо- до 800 мкм, тогда как по известноноалкилфенилового эфира полиэтилен- му способу. максимальная толщина покгликоля, после чего добавляют:ла- . рытня не превышает 70 мкм прн одинатекс полиуретана.. Тщательно пере- . 20 .коном времени осаждения, тах как позмешивают, прибавляют дисперсный . воляет увеличить толщину покрьггия по: порошок меди или бронзы, переме- сравнению с известными в 10-14 pas,. шнвают опять и доводят. водой до нуж- - интенсифицировать процесс полученого объема. Осажцение проводят элей- ния покрытия в .6-20 раз и соответтрофоретическим методом. Покрытия . >> ственио снизить энергоемкость пропосле осаждения подвергают,термооб- цесса. Основным преимуществом предработке., лагаемого состава является то, чтд Режим осаждения: плотность тока получаемая толщина покрытия поэво -2 - см -2 М/cM р время осаждения 3 мнн. ляет исйользовать его для создания; "

Режим термообработки: темпера- армированных композиционных материтура 120-180 С; время 30 rrrrrr. алов, а не только как электропрдво-, о . 30

Пример. Покрытия наносят на вящие покрытия. Так, н4примерр нане. образцы из черного металла при раз- ся на металлическую сетку покрытие, личном содержании компонентов ñóñ- в основном состоящее из порошка мепензии, содержание которых приведе-. Ди или бронзы, слокив в столбик сетно в таблице. М кн с нанесенными покрытиями и.,подПокрытия осажцают при плотности ;. вергнув их горячему прессовайию, тока 1 н 2. мА/см 3 мин, после чего . можно-получить композиционный армиподвергают термообработке при 180 С рованный материал.

30 мин. Адгезню покрытия к подложке Указанные преимущества предла™ замеряем методом решетчатых надре- 40 гаемого изобретения позволяют использов по установценному ГОСТУ 5140-65 ;зовать его в различных отраслях пропо . пятибально1. системе, т.е. чем вы- мышленностир в частности, в тяжелом ше адгезия покрытия к подложке, тем . машиностроенйи прн получении компоннже балл. I балл соответствует са- зиционных материапов и в легкой

Э мой высокой адгезии, 5 баллов — низ- 45 промышленности для получения декоракая, плохая адгезня к подложке. тинных покрытий.

1054454 елл осаяденая ,А/ а поярытвй ад теявя, Ввеаний балл вил

ИВС Н В1

» оливка, МЙИ

0t0aI . 21 Ло 1002 1

1S,. 0,001 27 То мэ

200

200

0,001 30

2,0 O 1 - 20 0,001 30

400

° 1 2,S 0 5 .50

0,002 25

50 0,002 25

600

0,003 20

800

00 0,003 20 - !700

0,003 20 -"-, 1 1

35 13 90

300

90 6,003 20

3 ° 5 1,3

300

Составитель Л.Казакова

Техред М.Гергель Корректор А.Ференц

Редактор Н.Горват

Заказ 9044/35 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1,5 0,07 15

I o S 0,07

2оО Оо1 29

2 ° S 0,5 30 I O 60

3,0 1,0 . «

Состав ваялм

--И

Влес тявее меляокрис телл11 чесяое

То яе