Электролит цинкования

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ -СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n)910861 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280780 (21) 2965432/22-02

1511 М. Ка.з с присоединением заявки Но (23).П и итет

С 252 3/22

Государствеиимй комитет

СССР ио делам иэобретеиий и открытий

Р ор

Опубликовано 070382. Бюллетень Йо9 (331 УДК 621. 357. 7:

:669.58 (088.8) Дата опубликования описания 07 ° 03.82 (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт и химической технологии АН Литовской ССР (71) Заявитель (54 ) ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИНКОВАНИЧ динение. и алкилсульфаты или продукт конденсации нафталин-сульфоновой кислоты и формалина (23

Недостатком данного электролита является узкий интервал рабочих: плотностей тока, llpM которых можно получить блестящие цинковые покрытия, поскольку электролит эксплуатируется при плотности тока 3 A/дм, максимальная плотность тока при интенсивном перемешивании электролита составляет 5 A/äì .

Цель изобретения - расширение диапазона рабочей плотности тока.

15 укаэанная цель достигается тем, что электролит цинкования, содержащий соль цинка, хлорид аммония .илн щелочного металла, буферирующий агент, блоксополимер окиси этилена

20 н пропилена и карбонильиое! соединение, дополнительно содержит блок- сополимер окиси этилена n и пропилена в на основе аэотсодержащих веществ Общей формулы (caMuo)„, (е,н,о) „, -CHz N (,Нц О) „„(б,Н О) ное из группы, включающей 2-бензтиазол-2,4-цинитрофенилсульфид, 2Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий, в частности цинковых, и может быть использовано в радиотехнике и приборостроении.

Известен электролит цинкования, содержащий соль цинка, хлористый аммоний, ароматическое карбонильное соединение, неионогенное поверхностно-активное соединение и блескооб. разующую добавку !1).

Электролит работает при катодной плотности тока 1-5 .A/äì1, однако для многих процессов данный интервал плотности тока бывает. недостаточен.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электролит цинковання, содержащий соль цинка, например хлористый или сернокислый цинк, хлорид аммония, буферирующий агент, блоксополимер окиси этилена и пропилена, карбонильное сое(б йН ц 0) и, (б P4 () ) 51 1

Ы-Щ (брХцО)л,(б3Нй О)ntg

Г где n„, п 1, иа,й4,ю„,mg, g,щ =5"40 н производное бензтиазола, выбран-, С.С.Якобсон, П.-P.Ï.Äîáðîâîëüñêèñ и Р.П.По

910861

100-250

2-40

О, 1-15,0 бензтиазолилбензоат и 2-бензтиазолтиол при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль цинка 20-150

Хлорид аммония или щелочного металла .5

Буферирующий агент

Блоксополимер оки" си этилена и пропилена 0,5-20,0

Карбонильное .соединение 0,05-1,0

Блоксополимер окиси этилена и пропилена на основе азотсодержащих веществ )5

Производное бензтиазола, выбранное из группы, включающей

2-бензтиазол-2,4динитрофенилсульфид, 2-бензтиазолилбензоат и 2-бензтиазолил 0,001-0,1

Из электролита такого состава получают блестящие цинковые покры-. тия в ячейке Хулла при плотностях тока 0,1-20,0 А/дм, что позволяет достичь максимальной плотности тока в рабочей ванне до 6 .А/дм, обеспечивая, максимальную скорость осаждения 1,5 мкм/мин без перемешивания, В качестве соли цинка в электролит можно вводить сульфат цинка, хлорид цинка или ацетат цинка.

Солями щелочного металла могут быть хлорид натрия или калия.

Буферирующими агентами служат борная, лимонная или бензойная кислоты.

Среди блоксополимеров окиси этилена и пропилена в электролит могут 40 быть введены различного рода полимеры с молекулярным весом (М) в пре-. делах 1000-8000, где содержание оки-, си этилена колеблется в количествах

10-80% 45 ,10 — 80%.

Примерами блоксополимеров могут служить гидропол 200 — блоксополимер окиси этилена и пропилена, М=

1000, .80В окиси этилена; проксоноль

ЦЛ-1 — блоксополимер окиси этилена и пропилена, М=3670, 40% окиси этилена; проксоноль ЦЛ-3 — статический блоксополимер окиси этилена и пропилена, М=3670, 40% окиси этилеHBi проксоноль 168 — блоксополимер окиси этилена и пропилена, М=8000, 8 Ъ окиси этилена; проксоноль 305 блоксополимер окиси этилена и пропилена, М=6000, 50% окиси этилена; лапрол 1200-10 — блоксополимер окиси этилена и пропилена, M=1200, 10% окиси этилена, Из карбонильных соединений могут применяться бензин, бензальацетон. п-метаксибензальацетон, и пэтил- 65 бензальацетон п бензальацетон

2,4-диоксибензальацетон.

В качестве блоксополимеров окиси этилена (n) и пропилена () на основе азотсодержащих веществ используется соединение, выбранное из группы, содержащей блсксополимер окиси этилена (n) и окиси пропилена (rn) на основе этилендиамина, где п =86, =66, M=-7600; блоксополимер окиси этилена (n) и окиси пропилена (m) на основе этилендиамина, где п =80,m =26, M=.5000; блоксополимер окиси этилена(п) и окиси пропилена (п )на основе этиленднамина, где и =160,т =160, M=16320; блоксополимер окиси этилена (n),è окиси пропилена (rn) на основе этилендиамина, где и =20,m = 20, M=2040, Производные бензтиазола имеют следующие структурные формулы:

2-бензтиазол-2,4-динитрофенилсульфид

=N 6НЦ (- $ - БОНЭ (БО )Р )

2-бензтиазолтиол. б Н

4 /

2-бензтиазолтиолбензоат

)

СбНц, 0 $ Q с 6 5

Для приготовления электролита блестящего цинкования должны применяться реагенты квалификации "4", соли цинка, хлористый аммоний, соли щелочного металла, буферирующие добавки — порошки белого цвета. Блоксополимеры окиси этилена и пропилена, а также блоксополимеры окиси этилена и пропилена на основе азотсодержащих веществ представляют со-. бой вязкие вещества аморфного типа, карбонильные и карбоксильные соединения, производные бензтиазола — порошки от белого до бело-желтого цвета.

Электролит готовят следующим образом.

В отдельной емкости при 50-60ОС растворяют хлористый аммоний или хлористые калий или натрий при перемешивании добавляют соль цинка, чаще всего хлорид цинка, буферирующий агент, как правило борную кислоту.

Концентрация хлорида цинка находится в.,пределах 20-150 г/л, а хлорида аммония или калия натрия) — в пределах 100-250 г/л, при этом существечно, чтобы концентрация ионов хло- ра была в количестве 120-170 г/л.

Поверхностно-активные вещества (блок- сополимеры ) растворяют в отдельной емкости и туда вводят карбонильное

910861

Составы электролита

Компоненты и показатели контрольный образец, изве стный

4»

Соль цинка

60

Цинк хлористый

Цинк сернокислый

200

150

Ацетат цинка

100

200

25 250 . 150

Аммоний хлористый

Натрий хлористый

Калий .хлористый

150

120

Буферирующий агент

30,0

40

Борная кислота

Бензойная кислота

2,0

Лимонная кислота

10% ОЭ, M=2000 соединение и производные бензтиазола, предварительно растворенные в этаноле. Затем полученную блескообразующую композицию при перемешивании вводят в электролит.

Приготовленный таким образом 5 электролит позволяет получить блестящие цинковые покрытия при рН 4,06,0 (оптимальное значение рН 5,0-0,5), температуре 18-30 С, катодной плотности тока 0,1-6,0 A/äì4. Полученные покрытия обладают степенью блес- . ка, достигающей 65-80% по отношению к серебряному зеркалу. Корректиров. ка электролита после пропускания через электролит 3-4 A ч/л электричества.

Электролитом хорошо покрываются детали, изготовленные из малоугле" родистой, термообработанной и легированной стали, литья и чугуна. Высокая рассеивающая и кроющая способ- 20 ность позволяет покрывать сложнопро ;филированные детали.

Как видно из примеров, приведенных в таблице, взедение в электролит

Хлорид аммония или щелочного металла

Блоксополимер окиси этилена (03) и окиси пропилена слабокнслого цинковання блоксополнмеров окиси этилена и окиси проннлена на основе азотсодержащих веществ и производных бензтиазола позволяет существенно расширить диапазон плотностей тока (0,1-6,0 A/äì1), при ко-, торых получают блестящие цинковые покрытия. Оптимальная плотность тока для станционарных ванн 4-5 A/äll, хотя можно получить блестящие покрытия и при более высоких (6 А/дм ) и более низких (1-2 A/gtM4) значениях плотности. Для барабанных ванн оптимальная плотность тока 1 A/älë, хо- тя возможна плотность 0,1-1,6 А/дм .

Из электролита получаются цинковые покрытия с очень высокой степенью блеска, достигающей 80% по серебряному зеркалу.

Достоинством электролита является также и то, что все добавки выпускаются промышленностью.

Экономический эффект составит

250,0 тыс. руб.

910861

80% ОЭ, M=8000

40% ОЭ, М=3670

15,0

10,0

0,5

10% ОЭ, М=1200

0,2

0„1

0,05

0,1

1,0

0,4 держащих веществ

0,1

15,0

10,0

0,5

5,0

О, 005

0f 001

0,02

0,1

2-Бензтиаэолтиол

0,01

0,5

2;0 (О, 1- 5,0

-1, 5) 3,0 6,0

4,0

5,0 5,0 5,0

20 20, 20

5,0 5,0

5,0 рН

20,0 20,0

20,0 81

70

58 68

21,3

19,3

20,7

15,3 27,8 20,2

0,1— - 0,115,0 20,0

0,120,0

О, 1- 1- 0,,180 0 12,0 20,0

Карбонильное соединение

Бенэальацетон

Бензин р -Метоксибрнэальацетон

2,4-Диоксибензальацетон

Блоксополимер окиси этилена() и пропилена (m) на основе аэотсоМ=7600, и =86, m =66

M=5000, и =80, m =26

М=2040, п =20, m 20

М=16230,п =160 m=160

Производные бенэтиазола

2-Бензтиазол-2,4-динитрофенилсульфид

2-Бенэтиазолтиолбенэоат

Плотность катодноео тока .оптимальная A/äì1

Температура электролита, аС

Степень блеска, %

Рассеивающая. способность

Интервал плотностей тока (ячейка

Хулла) блестящих цинковых,покрытий, A/дм

Гродолжение таблицы

910861

Формула изобретения

Составитель М.Щербакова

Редактор Л.Алексеенко Техред И.Гайду Корректор A. Ференц

Заказ 1052/7 Тираж 687 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. Электролит цинкования, содержащий соль цинка, хлорид аммония или щелочного металла, буферирующий агент, блоксополимер окиси этилена и пропилена и карбонильное соединение, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочей плотности тока, он дополнительно содержит блоксополимер окиси этилена () и пропилена (rn) на осно,ве азотсодержащих веществ общей формулы (|: Н О)„(< Н.„О) . (С, Н О) (О Н40) н-сн -сн -м 1Ю Х 0)n МЬ ))Ф (С Н О) (t, Ч О) „, где n|, n, ng, n+, т„,е,п), =5-40, и производное бензтиазола, выбранное из группы, включающей 2-бензтиазол- 20 . 2,4-динитрофенилсульфид, 2-бензтиа-золтионолбензоат и 2-бензтиазолтиол, при следующем соотношении компонентов г/л:

Соль цинка 20-150 25

Хлорид аммония или щелочного металла 100-250

Буферирукщий агент 2-40

Блоксополимер окиси

Ф этилена и пропилена 0,5-20,0

Карбонильное соединение 0,05-1,0

Блоксополимер окиси этилена (n) и пропилена (щ) на основе азотсодержащих веществ 0,1-15,0

Производное бензтиа-, эола, выбранное .из группы, включающей

2-бензтиазол-2,4динитрофенилсульфид, 2-бензтиазолтионолбензоат и 2-бензтиазолтиол 0,001-0,1

2. Электролит по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве блоксополимера окиси этилена (n) и пропилена (m) на основе азотсодержащих веществ он содержит вещество, выбранное иэ группы, включающей блоксополимер окиси этилена (n) и окиси пропилена (! на основе этилендиамийа, где п =Sá,m =66, молекулярная масса 7600, блоксополимер окиси этилена (n) и окиси пропилена (т) на основе этилендиамина, где и =80, m=26, молекулярная масса 5000, блоксополимер окиси этилена (n) и окиси пропилена (n)) иа основе.этилендиамина, где п =20, m =20, молекулярная масса 2040, блоксополимер окиси этилена (n) и окиси пропилена () на основе этилендиамииа, где и =160, m=160, молекулярная масса 16320..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 515838, кл. С 25 D 3/22, 1974.

1. Патент ФРГ 9 2346942, кл. С 25 П 3/22, опублик. 1973,