Электролит цинкования

 

Изобретение относится к нанесению гальванических цинковых покрытий и может быть использовано в машиностроении , приборостроении, радиотехнической , электронной и других отраслях промьшшенности. Цель изобретения - расширение диапазона рабочей плотности тока. Электролит цинкования содержит , г/л: соединение цинка (в пересчете на металлический цинк)8-25, гидроксид щелочного металла 80-200, ароматический альдегид 0,01-0,2, поли-N,Ы-диметил-Н,N-диаллиламмо нийхлорид 1-20. Использование шапи-Ы,К-диметил-Н,К-диаллиламмоннйхлорида в качестве полимерной добавки позволяет расширить диапазон рабочей плотности тока до 0,2-7 А/дм. Рассеивающая способность электролита до 57% (ячейка Хулла), выход по току 90-100%. 2 табл. С/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 4 С 25 D 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4114256/31-02 (22) 05. 09.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"UHHHTMAIII " и Институт нефтехимического синтеза им, А.В.Топчиева (72) М.П. Криворучко, Д, А. Топчиев, В.А, Кабанов, А.В.Рябченков, В.B.Коржавина и A.Â.Êóäðèíà (53) 621.357:669.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 663762 кл. С 25 П 3/22, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 836232, кл. С 25 D 3/22, 1977. (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИНКОВАНИЯ (57) Изобретение относится к нанесению гальванических цинковых покрытий

Л0„„1425258 А 1 и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности, Цель изобретения расширение диапазона рабочей плотности тока. Электролит цинкования содержит, г/л: соединение цинка (в пересчете на металлический цинк)8-25, гидроксид щелочного металла 80-200, ароматический альдегид 0,01-0,2, поли-N,N äèìåòèë-N,N-диаллиламмонийхлорид 1-20. Использование поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида в качестве полимерной добавки позволяет расширить диапазон рабочей плотности тока до 0,2-7 A/äì . Рассеивающая способность электролита до 57K (ячейка Хулла), выход по току 90 †10.

2 табл, :425258

Изобретение относится к области нанесения гальванических покрьггий, в частности цинковых, и может быть использована в отраслях машиностроения, а также в приборостроении, раДИОТЕХНИЧЕСКОй, ЭЛЕКТРОННОЙ И ДРУГИ1. отраслях промьппленности.

Цель изобретения - распгирение диапазона рабочей плотности така. 10

Электролит цинкования содержит соединение цинка, гидроксид щелочного металла, ароматический альдегид,. в качестве полимерно: азотсодержащей

|добавки — поли-N, N-ди метил-N, N-диал- 15 лиламмонийхлорид общей формулы:

< сн — сн — (;н-а „СН2 СН, >< cP

СН СН где 11 = 12-3000, при следующем соотношении компонентов,)»

:r /ë:

Соединение цинка (в расчете на металлический цинк) 8-25

Гидрсксид щелочного металла 80-200

Ароматический альдеl ид 0 01-0,2

Пали-N,, N-диметил-N „))-диаллиламмо нийхл орид указанной общей формулы 1,0- 0.,0

Применение укаэанной полимерной добавки обеспечивает высокую поляризацию при злектроосаждении цинка, 40 что способствует получению мелкокрис таллич еских, с в етль)х, б есп ористых покрытий при цинкава)ик очень сложных па профилю деталей. Наличие в

М5 молекуле пот)имера четвертичных атомов азота, не способных к пратонизации, определяет улучшеннь)е техноло- гические свойства предлож"-..ííîãî электролита.

Кроме ТОГО, ДОстатачес высока» молекулярная масса 110)1имс:ра и вы акая плотность положнтель:,ых зарядов на полимерной цепи с-буслсвливают эф-фективное асаждение и yp,аление из

Э)»ЕКТРОЛИ Г. . ) яДРСОК11СНЬ)У Са 1ЕИ И других примесей, способствуя также ч»ЛУ-,-ШЕ))НСЧ) ОЧИСТ) Е C Гст)НЫХ ВОД )IРН эксплуатации электролита в производственных условиях.

Получение указанной полимерной добавки заключается в радикальной палимеризации К,М-диметил-Г1,М-диал,пиламонийхлорида. В зависимости от условий попимеразации молекулярная масса полимера может меняться в широких пределах,, в к-.)åcòÿe добавки используется полимер с мал,массой

2000-480000,, Полимеры с меньшей молекулярной массо;-1 не эффективны„ если моле.".ór)ÿpíàÿ масса гьп»е 500000„ то свойства цинковых покрытий ухудшаются, Данный полимер представляет собой белый гигрсскспичньп1 порошок, xoporno раствсримь)й в воде, неплавкий, нелетучий, малзтаксичный (ПДК B воде

0,,5 г/л). Такс))калсгические характеристики полимера таковы, чта позволяют его использовать в пищевой (рафинация растительных масел) г) меди.,— цинской (очистка ан кбистиксв) промьшленности, а т а ;кr)ж е для очистки питьевой и сточной всдь, Даннь)й полимер являстся термически»l хими -;ески стабилr»ib»1 продуктам в широком интервале рН (О> 5-13, 5), 80 ные растворы полимера устсйчигзь) и когут храниться боле=. Года без измене).ий ега структуpbI, Высокая раствopl:масть полимера )3 всдньгх ще.1ачных раствсрах (не выса— ливается из водных растворов, содержащих щелочи более 200 г/л) позволяет использовать цинкатные растворы с высокой концентрацией щелочи, ионов цинка и полимерной добавки.

Для пригстовле)п1я цинкатного электролита в качестве щелочей могут использоваться едкое кали и едкий натр, а в, качестве соединений цинка — окись цинка„ сернокислый, хларистый, уксусНОкислый цинк и друГие„ „ èнка и едкий натр предпачтигельнее как с

:=-кс1»а)аческих соображений, так и .тачки зр енl я у, р сщсвия Бзаи."4сзаме няемссти цианис TLY и бесцианисть х электролитов, Количество целочи и соединения цинка в электролите ДОлж-Io быть дсста-;очным для образования ц))пк;-. : Иых ко)п1лексных ионов.:p с le сгс, должна сбеспечизат): устойчивость раство .=-сключение пассивации анодов в процессc эксплуатащ..и электролита, 0;..тимальная кснцентра ция со единений и-)нкc 1 0 — э Г/ 1 (B и ар есч ет е lга 1п)нк

-,= . а;лический) .„пгелсчи 120--1бО г/л

4 способности рассчитывают по методу

Начинова и Кудрявцева.

Стабильность электролита проверяют сравнением результатов, полученных в свежеприготовленном электролите и в том же электролите после длительного хранения (30 сут).

В результате испытаний установлено (табл. 2), что предложенный электролит цинкования с использование; IIQли-N N-диметил-N N-диаллиламмонийхлорида позволяет получать мелкокристаллические, плотные, однородные по внешнему виду покрытия в более широком диапазоне плотностей тока 0,27 A/äì2 (известный электролит работает в диапазоне 0,2-4 А/дм ) . Кроме того, предлагаемый электролит цинкования не затрудняет очистку сточных вод.

Простота синтеза данного полимерного соединения, а также низкая с Роимость и доступность предлагаемой добавки позволяют использовать предлагаемый электролит в широком промышленном масштабе. Наиболее эффективна замена цианистых электролитов цинкования при цинковании в барабана мелких, но сложных по профилю деталей на автоматических установках.

Электролит цинкования, содержащий соединение цинка, гидроксид щелочного металла, ароматический альдегид и азотосодержащую полимерную добавку, отличающийся тем, 10 что, с целью расширения диапазона рабочей плотности тока, он в качестве азотосодержащей полимерной добавки содержит поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорид общей формулы

142525 но, исходя из конкретных технологических задач, могут быть использованы и любые другие соотношения в пределах, укаэанных выше.

Концентрация полимерной добавки в электролите 1-20 г/л . Если концентрация добавки меньше 1 г/л, то снижается эффект ее воздействия на процесс электроосаждения покрытий, если 10 концентрация добавки больше 20 г/л, то это нецелесообразно, так как возрастает стоимость электролита, Дпя улучшения внешнего вида покрытий в электролит вводят известные 15 блескообразователи класса ароматических альдегидов (3-метокси-4-оксибензальдегид, 2-гидроксибензальдегид;

З-гидрокси-4-метоксибензальдегид., 3,5-диметокси-4-оксибензальдегид), 20

Наряду с ароматическими альдегидами могут использоваться их бисульфитные производные, что является общеизвестным в гальванотехнике.

Для приготовления электролита в 25

1/3 объема ванны растворяют необходимое количество щелочи и добавляют при температуре раствора 60-80 С при перемешивании соединение цинка, Полученный раствор цинката после охлажде- 30 ния разбавляют водо."; до расчетной концентрации компонентов. Полимерную добавку вводят в электролит в виде

10-25Х-ного раствора, ароматические альдегиды предварительно растворяют в горячей воде.

Составы опробованных электролитов приведены в табл. 1; результаты их испытаний — в табл,2.

Интервал плотности тока, в котором осаждаются качественные мелкокристаллические, без ухудшения структуры и "подгара" покрытия, определяют в ячейке Хулла (объем электролита

260 мл, ток 1 А, время 10 мин, по- 45 верхность углового катода 0,25 дм ).

Внешний вид покрытий оценивают визуально согласно требованиям ГОСТ

16-875-71.

Катодный выход металла по току 50 определяют с помощью медного кулонометра.

Формула изобретения

+-СН, — СН вЂ” С Н-СН2ф

1 и

СН2 СН2 pi сд Н3 НЗ

Для оценки рассеивающей способности используют кривые распределения цинка по толщине, полученные на медном угловом <атоде в той же ячейке

Хулла при средней плотности тока

0,5 и 2 А/дм . Величину рассеивающей где n = 12-3000, при следующем соотношении компонень5 тов, г/л:

Соединение цинка (в пересчете на цинк металлический) 1425258

80-200

0,01-0,2

1 — 20

Таблица 1

Содераание компонентов> /п, в составе млон ен ты

) г

1 2 3 4 5 б.1

Т В 9! 7 1О дкись цинка

1О !о

1 ! ористый нк

16

c рнокислыя нк

»о

35 50 одер ка ние

1 нка в несчете на талл 8

25 г4 8

24 8! г

2ОО

8О о 1ОО

80.

100 кий натр 801

100 150

Е кий калий

Верартровый в)зьдегнд

200 о,г о,!

0,05

Поли-N,К,ц нетнл-N,Hд)юаллнламчоонийхлорнд 0,8 1 2 5 5 7;5 10 1 5 20 (мв 5 тыс) (мв 5 тыс) (мв 5 тыс) (ма 5 тыс) (мв 50 тыс) (мн 50 тыс) (ив 50 тыс) (мв 200 тыс) (мв 20 тыс) (мв 20 тыс) 3 != М е т О к с и

4(-окснбенза) ьле г нд

0,1

2"Гндроксноензальде1 Ид

0,2

0,2

4 Метокси бензальдегид

0,0!

3 Гидрокси4-метокснбензальдегнд

0i1 0,1

3,5-Циметокси-4-оксибензвльле0,1

0,1 гид е с

l ре

Гидроксид щелочного металла

Ар омат ич ес кий ал ьдегид

П ол и-N, N-ди метил-N,N-диаллиламмонийхлорид указанной общей формулы (425258

Таблица 2

Техн кие

0,2-7 0,3-6 0,4-5

0,3-6 0,2-6 0,3- 7 0,2-7

0,3-2

0,2 6

0,2-7

Светлое гладкое полосчвтое

Светлое, Светлое, мгетко- мелкокрнстал- кристаллическое лическое

Светлов, мелкокрйсталлическое

Светлое, мелкоСветлое, малко» кристаллическое кристаллическое выход tt0 токуг

Х, при плотности тока, А/дмг;

0 5

100 99 99 100 98

100 99 99

2,0

95 98 98 94

75 89 80 72

94 96

74 78

4,0

75

51 56

33 37

40

57 55

36 35

52 54 58

2,0

37

"6 37

35 устойчив в течение 30 сут, подлостью сокракяет технологические параметры

Составитель P.Óõëèíîâà

Редактор Н.Гунько Техрер, М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Тираж 622

Заказ 4742/26

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35, Рау131ская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Интеграл плотности тока, в котором осаядавтся качественные металлопокрытия (ячейкв

Хулла),A/äè аиэувльная оценка качества покрытий толшггной 10 мкм (внешний нид н структура) в укаэанном дна» паэоне плотности тока

Рассеиваю- щая способность прн плотности тока, А/дмг:

0,5

Стабильность электролкта в пр9цес се длительного краненкя

Светлое, Светлое, гладкое мелкомелко- кристалкриствл- лмческое лкческое, беэ келСветлое, мелкокристаллическое при litt, 0,3 темный оттенок

Кетовое, мелкокрксталлическое при Д„

0,4 темный оттенок