Нецианистый электролит блестящегоцинкования

 

о зиеп патен-,йо- те. ио ОПИС

ИЗОБРЕТЕН ИЯ 737508

Союз Советски к

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт, свнд-ву(22) Заявлено 01.06.77 (21) 2490637/22 pg с присоединением заявки ¹â€” (23) Прнпритет—

Опубликовано 30 р5 8р Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 03.06.80 (51)Ч, Кл.

С 25 т,э 3/22

Государственный комитет

СССР но делам иэавретеиий и открытий (53) УДК. 621.357..7:669.58 (088.8) С. С. Якобсон, P. P. Шармайтис, И-А.Л. Мотеюнас, А. В. Архипова и Л..С. Гринцявичене (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт химии и химической технологии АН Литовской CCP (7l) Заявитель (54) НЕБИАНИСТЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ БЛЕСТЯЩЕГО

ЛИНКОВАНИЯ

1 Изобретение относится к области гальвальностегии, в частности к получению блестящих цинковых покрытий из слабокислых электролитов, свободных от. ио- нов аммония.

Известно множество электролитов слабокислого цинкования, которые в качестве основных компонентов содержат соль цинка, чаще всего это хлористый цинк, хлористый аммоний, а также блескообразующие и выравнивающие добавки. то

Проблема сточных вод, возникающая изза присутствия большого количества хлористого аммония 150-250 г/л в ванне, возникла после нескольких случаев гибе15 ли большого количества рыбы. Поэтому в последние годы ведут работы по созданию слабокислого электролита, не содержащего солей аммония, что, естественно, улучшит экологию водоемов и уменьшит затраты по обезвреживанию сточных вод.

Известен электролит цинкования, содержащий хлористый цинк, хлористый

2 аммоний и блескообразующуто добавку, например бензальацетон 11.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату электролитом, не содержащем солей аммония, является слабокислый электролит цинкования, содержащий хлористый цинк, хлористый натрий, буферирующий агент, неионогеняое поверхностно-активное вещество, например блоксополимер оксиэтилена,и пропилена, карбоксильное и карбонильное соединения в виде альдегидов или кетонов и алкилсульфоната 2).

Покрытия, полученные из указанных выше электролитов, имеют высокие внутренние напряжения порядка 400500 кг/см2, что приводит к самопроизвольному растрескиванию при высоких толщинах.

Предложенный электролит блестящего цинкования отличается от известных тем, что, с целью получения блестящих цинковых покрытий в широком интервале плотностей тока и уменьшения в них внутрен3 73750 них напряжений, он допонительно содержик алкиларилсульфонат общей формулы

О (Ri} (®2) 9 или

15

-20

30

И R,=СВН12 — С1 Н31, n= — 20

В качестве карбоксильных соединений используют бензойчую, о-, м-, п40

-хлорбензойную, м-, п-оксибензойную, .

2,4-диоксибензойную,,салициловую, анисовую, терефталевую, изофталевую, коричную, галловую, ch -пиколиновую, никоти45 новую, фенилуксусную, феноксиуксусную кислоты или их натриевые соли, B качестве карбонильных соединений используют ацетофенон, бензил, бензальацетон, п-метоксибензальацетон, п»этилбензальацетон, о-, п хлорбензальацетон, 50 п-, м-оксибензальацетон, п-метоксибензальацетон, 3-метокси-4-оксибензальацетон, 2,4-диоксибензальацетон, 2-окси-З-метоксибензальацетон, 3,4-диоксибензальацетон.

Электролит блестящего цинкования, свободный от ионов аммония, готовят следующим образом.

В отдельной емкости при 30-40 С

50-250

1 0-90

О, 1-2,0 а2,--Π— С -Z- С вЂ” Π— К и в

О О (gO „„} (О31 гдето 1-4, Х "-1-4, 4 1-3, и я -алкил, арил, алкоксирадикалы, и добавку общей формулы:

В,-О-С -Х- С- О- а и в

О О гав х=(-ca

2у/7ф 2 2 е

ОН К СН3

-CZ- СН-, СН2

Г 1

СН - C — СН2 . У-С1, В1, З, К, .! в он н

-C =-С-, -С вЂ” -C- — С-CH

О QK О

-СН,-О-С Н вЂ” — CH- ñí-, -см-, 4 0

0H, Q - сн с н -с-; (-снон-)

- СВНЗН-, — С Нв-, — СН2-Ж-, n -= -O-S; m2 m =О,а й1 и %2=И, -CHy-, — С2К5 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль цинка 30-200

Соль щелочного металла и неорганической кислоты

Вуферирующий агент

Карбонильное соединение 0,05-2,0

Карбоксильное сое динение 0,5-10

Неоногенное ПАВ 1-20

Алкиларилсульфонат 0,2-10,0

Иобавка общей формулы

Процесс ведут при температуре 1830 С, рН-3-6, катодной плотности тоО, ка9у, 0,1-4,0 А/дм2 (без перемешива8 4 .

1 ния) иВ, -0,1-8,0 A/gM 2 (при движении катодной штанги).

B качестве алкиларилсульфонатов используют соединение, выбранное иэ группы, содержащей монобутилнафталинсульфонат натрия, дибутилнафталинсульфонат натрия, тетрапропиленбензолсульфонат натрия, 1,4-диалкилтетралинсульфонат натрия.

В качестве добавки используют соединение, выбранное из группы, содержащей аспарагиновую, цитрахоновую, 1,2-циклопропандикарбоновую, ацетилдикарбоновую, глиоксиловую, меэоксалевую, сА -кетоглутаровую, алломуциновую, адипиновую, итаконовую, меэаконовую, нафталевую, увитоновую, фталоновую, пилеминовую, себациновую кислоты, перекись бенэола и метиленовый диэфир бенэойной кислоты.

Кроме того, в качестве соли цинка используют сульфат, фторборат, ацетат и хлорид цинка. В качестве соли шелочного металла используют хлористый калий и натрий и сульфат калия.

В качестве буферирующего агента1 борную, лимонную и пировиноградную кислотьь В качестве поверхностно-активных веществ используют этоксилированные высшие спирты, фенолы, блоксополимеры окиси этилена и пропилена (мол. вес

400-3000) общих формул:

Р (С H„O) 0Н,где A=C Н -С H п=10-2.5, (").".

Компоненты и режим проведени

2 3 4 5 6

200 80 — 100

50 180-. "- -- 200 150

10 20 15 30

100

Хлористый цинк

Хлористый калий

Борная кислота

150

250

Октилфенол, оксиэтилированный

8М ОЭ

10 (16МОЭ) Иодецилбенэолсульфонат натрия

0,5

Анисовая кислота и-метоксибензальацетон

Пимелиновая кислота

Лимонная кислота

0,25

2,0

Иэооктиловый спирт, оксиэ т илир ованный

20М ОЭ .

1, 4-дипропилтетралин

0,2

Терефталевая кислота

Ацетофенон

Итаконовая кислота

0,5

Лауриловый спирт, оксилир ованн ый

1ОМ ОЭ

7,5

Монобутилнафталинсульфонат натрия

5,0

5,0

Бензойная кислота

2,4-диоксибенэальацетон

0,2

5 737508 6 растворяют расчетное количество хлори- сильное соединения и блескообразовада цинка, хлорида калия и буфер, напри- тель. мер борную кислоту. Важно, чтобы кон- Карбонильные соединения растворяют центрация ионов хлора была не ниже или в метаноле, или этаноле, или ацетоне, 120-140 г/л, что обеспечивает высокую после чего при перемешивании добавляют кроюшую способность. в электролит.

Карбоксильные соединения и блескообНеионогенное ПАВ, например нонил- разователь переводят предварительно в фенол, оксиэтилированный 12 молями натриевые соли, для чего вводят эквива(М) окиси этилена (ОЭ) и алкиларилсуль- 0 лентные количества едкого натра и затем фонат (монобутилбензолсульфонат натрия) добавляют в электролит. растворяют в отдельной порции воды и Примеры электролитов, режимы проведобавляют в электролит. Затем в элект- дения процесса и сравнительные данные ролит добавляют карбонильное, карбок- приведены в таблице.

737508, Продолжение таблицы

Компоненты и режим проведения

Концентрация

1,2-нафталиндикарбо-. новая кислота

0,5

Бпокополимер окиси этилена и пропилена (мол.вес. 1800) 10

Олеиннафталинсульфонат натрия

2,5 п-оксибензойная кислота

2,0

0,1 сХ Метоглутаровая

0,1

120

Сульфат цинка

2,5

2,5

0,05 и-хлорбепзальацетон

Увитовая кислота

1,0

7,5

5,0

0,05

0,5

1,5

5 (движение штанги) 2,5

2,0

3,5

5,5 (движение . штанги) 4,0

5,0

Кислотность, рН, 6,0

5 0

5,5

Температура, процесса,ОС

20

135,8 137,5

2-окси-3 метоксибензальацетон

Qeканилбензолсульфонат

Фенолуксусная кислота

Пол иэт иле нгл иколь (мол.вес. 3000) ,Оибутилнафталинсульфонат натрия и-бензольацетон

Ф-пиколиновая кислота

Муциновая кислота

Средняя катодная плОтнОсть тОка, A/дм

Внутреннее напряжение при 10 мкм слоя, кг/см 145,5

Степень блеска, % 65 68

Таким образом, покрытия, полученные из предложенного электролита, имеют степень блеска 65-70%, внутренние напряже-И ния 140-150 кГ/см, выравнивающий эффект достигает 65 % при катодной плот-. ности тока 2 A/èì2

141,2 140,3 118,6

65 68 68

Выход по току данного электролита мало зависит от плотности тока и находится в пределах 95-99%, что обеспечивает высокую скорбсть осаждения, равную

,),5-1,5 мкм/мин.

Данный электролит может быгь ис50-250

10-90

0,5-10

1-20

0,2-10,0 общей формулы

"С H -с-; ь б и

Ъ. О

9 737

I пбльзован во всех областях промышленности для защитной и защитно-декоративной отделки черных металлов.

Покрытия, полученные иэ электролита прототипа, имеют внутреннее напряжение порядка 400-500 кГ/см при толщине покрытия 25 5мкм,,приэтом наблюдается самопроизвольное растрескнвание.

Формула изобретения

1. Нецианистый электролит блестящего цинкования, содержащий соль цинка, соль щелочного металла и неорганической кислоты, буферирующий агент, ароматическое карбонильное и карбокеильное соеди» кения, неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ), о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью получения блестящих цинковых покрытий в широком интервале плотностей тока и уменьшения в них внутренних напряжений, он дополнительно содержит алкиларилсульфонат

R) или

О (Озяа)л или

1L В (soy(a) n или (®1Ь (L3) и..где и 1-4, x=1-4, У =1-3;

Р4 и Р алкил, арил, алкоксирадикалы, ---.и, добавку общей формулы;

A О с х с-0-R и и . а)

0 О где Х= (-CH ) -СŠ—. СБ - -С=С-, 2.0) 3

ОК Я СИЗ.

-СЕ-, ;Е-,, Ба 4 —,Е- 1З-; МС,З1, а К, ок

- с а е-, -е - - с-, - с-cR, — ñÍ -О-с-Н— и 1 i 1 и г1 а &% ,0 QK 0 — СИ-CH-, -сяО

ОН

508 10 (-СКОН !!! !-буйдой-, — СаКВ-, -СН1 СК л О-В; " г м = 0,4

31 В1. И «СКЗ- — С1Н5 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль цинка 30-200

Соль щелочного металла и неорганической кислоты

Буферируюший агент

Карбонильное соединение 0,05-2,0

Карбоксильное соединенйе

Неионогенное ПАВ

Алкиларилсульфонат

2о добавка обшей формулы а,-о- С -Х- С вЂ” О -В 0 1-2 0 и а.

0 0

2. Электролит по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве алкиларилсульфоната используют соединение, выбранное иэ группы, содержащей монобутилнафталинсульфонат натрия, дибутилнафталинсульфонат натрия, тетрапропиленбензолсульфонат натрия, 1,4-диалкилтетралинсульфонат натрия.

З,Электролит по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве добавки используют соединение, выбранное из группы, содержащей аспарагиновую, цитраконовую, 1,2-циклопропандикарбоновую, ацетилдикарбоиовую, глиоксиловую, мезоксалевую, Ю -кетоглутаровую, алло4О муциновую, адипиновую, итаконовую, ме-! эаконовую, муциновую, нафталевую, увитоновую, фталоновую, пимелиновую, себациновую кислоты, перекись бензола, метиленовый диэфир бензойной кислоты.

45 - Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США M 3909374, кл. 204-55, 1975.

2. Патент ФРГ ¹ 2346942, 5о кл. С 25Â 3/?2, 1973.

Составитель Г. Ногинская

Редактор Д. Павлова Техред Л. Теслюк Корректор Н. Стец

Заказ 2612/10 Тираж 698 Подписное

ЦНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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