ЭЛЕКТРОЛИТ БЛЕСТЯЩЕГО ЦИНКОВАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК C25D3/22 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности, к электролитическому нанесению цинковых блестящих покрытий, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для защиты металла от коррозии и обеспечения декоративного вида.

Известен электролит блестящего цинкования, содержащий оксид цинка, гидроксид натрия, трилонат железа, бензилникотиновую кислоту, сополимер диаллиндиметиламина и сернокислого ангидрида, сульфат натрия (А.С. СССР 1675395, С 25 D 3/22).

Известный электролит имеет недостаточную рассеивающую способность и использует дорогостоящие компоненты.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является известный электролит цинкования, содержащий оксид цинка или хлористый цинк, гидроксид натрия и полимерные органические добавки: полиалкиленгуанидин и полиалкиленбигуанидин со степенью поликонденсации 4-10 (А.С. СССР 785381, С 25 D 3/22).

Указанные электролиты обладают высокой рассеивающей способностью и обеспечивают получение светлых мелкокристаллических покрытий, но не позволяют получать блестящих осадков цинка. Кроме того, в присутствии полиалкиленгуанидина достигается низкий выход металла по току.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении качества получаемых цинковых покрытий. В результате чего обеспечивается получение блестящих покрытий цинка со степенью блеска 85-90% по отношению к серебряному зеркалу и повышение выхода металла по току до 65-75%.

Для решения технической задачи в электролите цинкования, включающем соединение цинка, гидроксид натрия и полиалкиленгуанидин (ПАГ), в качестве полиалкиленгуанидина используют полиалкиленгуанидин со степенью поликонденсации 15-60 при следующем соотношении компонентов, г/л:
Оксид цинка или хлористый цинк - 9-10
Гидроксид натрия - 58-72
Полиалкиленгуанидин со степенью поликонденсации n=15-60 - 0,5-2,0
В качестве ПАГ со степенью поликонденсации 15-60 используют политетраметиленгуанидин (ПТМГ), или полигексаметиленгуанидин, или полидекаметиленгуанидин (ПДМГ), или полидодекаметиленгуанидин (ПДДМГ), или их соли: хлорид, фосфат, ацетат, цитрат.

Процесс электролиза проводят при 20-30^oС и катодной плотности тока 0,5-7,5 А/дм².

В качестве полигуанидинов могут быть использованы полиалкиленгуанидины, представляющие собой светлые стеклообразные продукты, растворяющиеся в воде, спирте и ацетоне. Их получают поликонденсацией эквимолекулярных количеств алифатических α,ω-диаминов с хлоргидратом гуанидина. При этом продуктом является полиалкиленгуанидин общей формулы

где х = 4-12, а n = 15-60, А = Cl, PO₄, ацетат, цитрат.

Использование ПАГ со степенью полимеризации 15-60 обеспечивает получение блестящих цинковых покрытий за счет лучшей адсорбируемости более высокомолекулярного полимера, что способствует более эффективному ингибированию кристаллизации цинка. В табл.1 представлены результаты испытаний предлагаемого и известного электролитов.

Электролит готовят простым смешением компонентов.

Степень блеска цинковых покрытий, получаемых из предлагаемого электролита и электролита по прототипу, определяют в сравнении с блеском серебряного зеркала.

Рассеивающую способность определяют по методу Фильда. Из табл.1 следует, что предлагаемый электролит позволяет получать равномерные блестящие покрытия со степенью блеска 85-90% в диапазоне плотностей тока 0,5-7,5 А/дм² при выходе металла по току 65-75%. При этом предлагаемый электролит характеризуется высокой рассеивающей способностью 62-65%, что позволит наносить покрытия на детали сложной конфигурации.

Из табл. 1 видно, что предлагаемый электролит обеспечивает не только блестящие цинковые покрытия при низком содержании блескообразующей добавки (0,5-2 г/л), но и существенно повышает выход металла по току (75%) по сравнению с прототипом (48%), что увеличивает производительность процесса цинкования.

Заявленные соотношения выбраны в результате многочисленных экспериментов и являются оптимальными.

Примеры конкретного выполнения.

Электролит готовят следующим образом. Гидроксид натрия в количестве 7,2 г растворяют в 30 мл дистиллированной воды и в горячий раствор щелочи добавляют 1,24 г оксида цинка. После его растворения в электролит добавляют дистиллированную воду до объема 100 мл. Раствор тщательно перемешивают и фильтруют, а затем добавляют 0,1 г политетраметиленгуанидина фосфата.

Цинкованию подвергают образцы из стали Ст 3 размером 4х2 см при плотности тока 3,5 А/дм² и температуре 20^oС, предварительно химически обезжиренные, протравленные и промытые водой.

В результате электролиза в течение 30 мин обеспечиваются блестящие осадки цинка со степенью блеска 85% относительно серебряного зеркала и достигается выход металла по току 70%.

Остальные примеры заявленного состава, а также примеры составов, выходящих за заявленные соотношения, сведены в табл.2.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению цинковых блестящих покрытий, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для защиты металла от коррозии и обеспечения декоративного вида. В электролите цинкования в качестве полиалкиленгуанидина используют полиалкиленгуанидин со степенью поликонденсации n=15-60 при следующем соотношении компонентов, г/л: оксид цинка или хлористый цинк - 9-10; гидроксид натрия - 58-72; полиалкиленгуанидин - 0,5-2,0 со степенью поликонденсации n= 15-60. Изобретение обеспечивает получение блестящих покрытий цинка со степенью блеска 85-90% по отношению к серебряному зеркалу и повышает выход металла по току до 65-75%. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Электролит блестящего цинкования, включающий соединение цинка, гидроксид натрия и полиалкиленгуанидин, отличающийся тем, что в качестве полиалкиленгуанидина используют полиалкиленгуанидин со степенью поликонденсации 15-60 при следующем соотношении компонентов, г/л:
Оксид цинка или хлористый цинк - 9-10
Гидроксид натрия - 58-72
Полиалкиленгуанидин со степенью поликонденсации n=15-60 - 0,5-2
2. Электролит блестящего цинкования по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиалкиленгуанидина со степенью поликонденсации n=15-60 используют политетраметиленгуанидин основание, или политетраметиленгуанидин хлорид, или политетраметиленгуанидин фосфат, или политетраметиленгуанидин ацетат, или политетраметиленгуанидин цитрат. 3. Электролит блестящего цинкования по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиалкиленгуанидина со степенью поликонденсации n=15-60 используют полигексаметиленгуанидин основание, или полигексаметиленгуанидин хлорид, или полигексаметиленгуанидин фосфат, или полигексаметиленгуанидин ацетат, или полигексаметиленгуанидин цитрат. 4. Электролит блестящего цинкования по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиалкиленгуанидина со степенью поликонденсации n=15-60 используют полидекаметиленгуанидин основание, или полидекаметиленгуанидин хлорид, или полидекаметиленгуанидин фосфат, или полидекаметиленгуанидин ацетат, или полидекаметиленгуанидин цитрат. 5. Электролит блестящего цинкования по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиалкиленгуанидина со степенью поликонденсации n=15-60 используют полидодекаметиленгуанидин основание, или полидодекаметиленгуанидин хлорид, или полидодекаметиленгуанидин фосфат, или полидодекаметиленгуанидин ацетат, или полидодекаметиленгуанидин цитрат.