ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИНКОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C25D3/22 C25C1/16 

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к электролитическому цинкованию.

Известен широко применяемый в промышленности аммиакатный электролит цинкования состава, г/л: сульфат цинка 80 100; хлорид аммония 160 200; клей столярный 1 2 /Гальванотехника: справ. изд. Ажогин Ф.Ф, Беленький М.А. Галль И.Е. и др. М. Металлургия, 1987, 736 с./
Однако используемые в данном электролите концентрации соли цинка обусловливают высокий массоунос его соединений с покрываемыми деталями.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электролит цинкования следующего состава, г/л:
Соль цинка 30 120
Хлорид аммония 150 250
Борная кислота 20 30
Неионогенное ПАВ 5 10,5
Соль ароматической кислоты 7 10,5
1-(2-Окси-1-нафтилиден)амино-5-нафталинсульфокислоты натриевая соль - 0,35 0,9 [1]
Однако высокая концентрация солей цинка в данном электролите обусловливает высокий их массоунос с покрываемыми деталями. Снизить массоунос солей цинка возможно, уменьшая их концентрацию в электролите. Однако при снижении концентрации соединений цинка невозможно получить компактных гальванических покрытий.

Задачей изобретения является снижение массоуноса соединений цинка с покрываемыми деталями.

Поставленная задача достигается тем, что в известный электролит цинкования, содержащий сульфат цинка семиводный и хлорид аммония, дополнительно вводят поливиниламиномасляную кислоту и продукт конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида при следующем соотношении компонентов, г/л:
Цинка сульфат семиводный 25-40
Аммония хлорид 140-160
Полвиниламиномасляная кислота 0,4-1,0
Продукт конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида - 0,002-0,004
Электролиз проводят при 18-30^oC, аноды цинковые. Величина pH электролита 6,8-7,2. Катодная плотность тока 0,1-2,5 А/дм². Введение в электролит в качестве добавок продукта конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида совместно с поливиниламиномасляной кислотой позволяет снизить массоунос соединений цинка в 1,7 2,8 раза.

Это обусловлено тем, что предлагаемые добавки обеспечивают перезарядку и агрегативную устойчивость коллоидных частиц гидроксида цинка, присутствующих в электролите и участвующих в формировании покрытия, что в свою очередь позволяет снизить концентрацию соли цинка в электролите до 25-40 г/л (в пересчете на металл 5,6 9,0 г/л), а следовательно, и массоунос соединений цинка с деталями, обеспечивая функциональные свойства покрытия.

Для приготовления электролита используют соли марки "ч".

Продукт конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида получают, смешивая тиомочевину, 37%-ный раствор формальдегида и полиэтиленполиамин (при молярном их соотношении 1:5:1 соответственно) и нагревая реакционную смесь при 50^oC в течение 4 ч. Величина pH реакционной смеси 7,5 8,0.

Электролит цинкования готовят на водопроводной воде.

Пример 1. Для приготовления электролита в 0,7 л воды при 70-80^oC и перемешивании растворяют 140 г хлорида аммония. В нагретый раствор небольшими порциями при перемешивании вводят 25 г сульфата цинка семиводного. После его растворения электролит охлаждают до комнатной температуры и вводят предварительно растворенные в небольшом объеме воды (0,05 л) добавки: 0,4 г поливиниламиномасляной кислоты и 0,002 г продукта конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида. Затем объем доводят до 1 л.

Величину pH электролита доводят 25%-ным раствором аммиака или 50%-ным раствором гидроксида натрия до 6,8 и проводят электролиз при катодной плотности тока 0,1 1,5 А/дм².

Пример 2. Для приготовления 1 л электролита берут 160 г хлорида аммония, 40 г сульфата цинка семиводного, 1,0 г поливиниламиномасляной кислоты и 0,004 г продукта конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида. Методика приготовления электролита аналогична описанной в примере 1.

Величину pH электролита доводят до 7,2 и электролиз ведут при катодной плотности тока 0,1 2,5 А/дм².

Электролит стабилен в работе и после пропускания 80 А ч/л количества электричества его необходимо корректировать продуктом конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида и поливиниламиномасляной кислотой в количестве равном половине рецептурного. Сульфатом цинка и хлоридом аммония электролит корректируется на основании его химического анализа.

Примеры составов предлагаемого электролита, прототипа и их характеристики приведены в таблице. Примеры даны на предельные и запредельные значения компонентов.

Граничные концентрации компонентов электролита определены экспериментально. За пределами граничных концентраций (составы электролитов I и V) осадки цинка получаются матовые, неравномерные, кажущиеся (состав I) или полублестящие, с питтингом (состав V).

Сравнение составов и эксплуатационных характеристик предлагаемого электролита и прототипа позволяет сделать следующее заключение: массоунос соединений цинка с покрываемыми деталями в предлагаемом электролите в 1,7 - 2,8 раз меньше, чем в электролите прототипа.

Использование: в гальванотехнике, электролитическом цинковании. Для снижения массоуноса соединений цинка с покрываемыми деталями электролит цинкования содержит 25-40 г/л сульфата цинка семиводного, 140-160 г/л хлорида аммония, 0,002-0,004 г/л продукта конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида и 0,4-1,0 г/л поливиниламиномасляной кислоты. 1 табл.

Электролит цинкования, содержащий семиводный сульфат цинка, хлорид аммония, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поливиниламиномасляную кислоту и продукт конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида при следующем соотношении компонентов, г/л:
Сульфат цинка семиводный 25 40
Хлорид аммония 140 160
Поливиниламиномасляная кислота 0,4 1,0
Продукт конденсации полиэтиленполиамина, тиомочевины и формальдегида - 0,002 0,004л