Блескообразующая добавка "форстан" в сернокислые электролиты для нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе и способ ее получения Советский патент 1991 года по МПК C25D3/32 C25D3/56 C25D3/60 

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к составу блескообразующей добавки в сернокислые электролиты для осаждения покрыт ий оловом и сплавами на его основе, и может быть использовано в

приборостроении, радио- и электронной промышленности.

Цель изобретения - расширение интервала рабочей плотности тока и стабилизация блескообразующей способности добавки.

Блескообразующая добавка содержит следующие компоненты, моль:

Формальдегид1-4

Ацетон и/или его гомологи 0,75-1,25

Серная кислота 0,1-3,0

Алифатическое неионогенноеПАВ0,015-0,12

Этаноламин общей фор-

мулы М(СН2СН2ОН)пНз-п,

где п 1-30,15-1,2

Сульфаминовая кислота0,01-0,3

Блескообразующую добавку получают конденсацией формальдегида и кетона (ацетона и/или метилэтилкетона, и/или ацетилацетона, и/или ацетоуксусного эфира) в присутствии серной и сульфаминовой кислот при 25-90°С в течение 60-120 мин с последующей стабилизацией реакционной массы добавлением алифатического неио- ногенного ПАВ и этаноламина.

Введение в блескообразующую добавку при ее синтезе (температура 25-90°С в течение 60-120 мин) сульфаминовой кисло- ты и этаноламинов позволяет получить продукты конденсации, обладающие высокой дисперсионной устойчивостью в сернокислой среде.

Блескообразующую добавку синтезиру- ют в реакторе, снабженном мешалкой, обратным холодильником и рубашкой охлаждения или подогрева, а также дозатором для введения кетона (смеси кетонов).

Приготовление добавки осуществляют следующим образом.

В реактор заливают 37%-ный раствор формалина, добавляют затем сульфамино- вую и серную кислоты, после чего постепенно, небольшими порциями добавляют ацетон и/или его гомологи.

При этом, за счет экзотермической реакции происходит саморазогрев массы. Путем охлаждения температуру реакционной массы поддерживают в интервале 25-90еС. По окончании дозирования перемешивают реакционную массу в течение 20 мин при 5©0С, затем вводят рассчитанное количестве алифатического неионогенного ПАВ (симтанола ДС-10, оксанола КД-6, и 0-18, АЛЭДЫО или их аналогов) и этаноламин (мо- но-, дитриэтаноламин или их смесь), перемешивают для завершения реакции еще З О мин и после охлаждения расфасовывают готовую блескообразующую добавку в метично закрываемые емкости.

Соотношение формальдегида и кетона (ацетон и/или метилэтилкетон и/или ацето- уксусной эфир и/или ацетил-ацетон) выбирают из расчета частичного или полного

алкилирования-а -углеродных атомов кетона, т.е. 1-4 моль формальдегида на 1 моль кетона (или их смеси), причем наилучшими блескообразующими свойствами обладает продукт конденсации 2,5 моль формальдегида с 1 моль кетона. Серную кислоту используют концентрированную (d 1,84) в количестве 0,1-3 моль на 1 моль кетона. При меньших количествах серной кислоты скорость реакции замедляется. Расходование более 3 моль серной кислоты нецелесообразно в связи с активизацией конденсационных процессов при хранении добавки.

Сульфаминовую кислоту вводят в оптимальном интервале 0,01-0,3 моль на 1 моль кетона. При снижении расхода менее 0.01 моль стабилизирующее действие добавки резко уменьшается, расход более 0,3 моль нерационален.

При введении меньших 0,15 моль количество оксиэтилированных аминов общей формулы М(СН2СН20Н)пНз-п, где п 1-3, стабилизирующий эффект снижается, при введении более 1,2 моль усиление стабилизирующего действия не наблюдается.

Синергическое действие продуктов конденсации сульфаминовой кислоты и этаноламинов позволяет значительно снизить содержание диссергирующего ПАВ и алифатического неионогенного ПАВ до 0,015- 0,12 моль.

В качестве алифатического неионогенного ПАВ могут быть использованы про- мышленно доступные синтанол ДС-10, оксанолы КД-8 и 0-18, АЛМ-10, а также алифатические эксиэтилированные амины, например синтамид-5

Для формилирования водный формалин (37%) может быть заменен порошкообразным полимером - параформом или полиок- симетиленом, которые в присутствии серной кислоты легко деполимеризуются с выделением активного формальдегида.

Проведение реакции конденсации в заданном температурном и временном режиме, а именно 25-90°С в течение 60-120 мин, в присутствии сульфаминовой кислоты с последующим введением этаноламинов позволяет оборвать поликонденсационную цель и, таким образом, стабилизировать молекулярную массу олигомера.

Термодинамическая устойчивость электролита с блескообразующей добавкой Форстан, исходя из количества выпавшего осадка в процессе эксплуатации в интервале DK 0,05-5 А/дм2 и DK 5-20 А/дм2 соответственно составляет 0,04-0.55 г/л.

Составы исследованных блескообразу- ющих добавок представлены в табл 1

Блескообразующие добавки используются для нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе в сернокислых электролитах в интервале рабочих плотностей тока 0,05-20 А/дм2 при 18-45°С.

Расширение диапазонов рабочей плотности тока достигается за счета расширения блескообразующей способности добавки, обусловленной способом ее получения.

Примеры конкретного использования добавки в сернокислых электролитах на основе олова и его сплавов и результаты их испытаний приведены в табл. 2, 3.

Степень блеска определяют на фотоэлектрическом блескомере БФ-2 при толщине покрытия 12 мкм

При соблюдении режима электролиза в интервале DK 0,05-0,55 А/дм2 и Dk 5-20 А/дм электролит сохраняет работоспособность до 1450 л-ч/л и 860 л-ч/л соответственно. Таким образом, применение добавки позволяет получить блестящие покрытия оловом или его сплавами в интервале DK 0,05-20 А/дм на детали особо сложной конфигурации

Важным свойством предлагаемой добавки является ее способность к длительному хранению 1,5 лет, что позволит организовать ее централизованное производство на химических предприятиях.

Отсутствие в составе блескообразующей добавки ароматических производных

облегчает процесс нейтрализации сточных вод гальванических производств.

Формула изобретения 1. Блескообразующая добавка в сернокислые электролиты для нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе, содержащая формальдегид и ацетон и/или его гомологи, серную кислоту и алифатическое неионогенноеПАВ.отл ича ющаясятем.что,, с целью расширения интервала рабочей плотности тока и обеспечения стабилизации блескообразующей способности добавки, она дополнительно содержит этаноламин

общей формулы М(СН2СН20Н)пНз-п, где п 1-3, и сульфаминовую кислоту при следующем соотношении компонентов, моль: формальдегид 1-4; ацетон и/или его гомологи 0,75-1,25; серная кислота 0,1-3,0; алифатическое неионогенное ПАВ 0,015-0,12; этаноламин указанной общей формулы 0.15-1,2; сульфаминовая кислота 0,01-0,3,

2. Способ получения блескообразующей добавки в сернокислые электролиты для ьанесения покрытий оловом и сплавами на его основе путем конденсации формальдегида и ацетона и/или его гомологов в сернокислой среде, отличающийся тем, что конденсацию ведут в присутствии сульфаминовой кислоты при 25-906С в течение 60-120 мин с последующим добавлением алифатического неионогенного ПАВ и этаноламина общей формулы М(СН2СН20Н)пНз-п. где п 1-3.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий оловом и сплавами на его основе, и может быть использовано в приборостроении-, радио- и электронной промышленности. Цель изобретения - расширение интервала рабо°ей плотности тока и стабилизация блескообразующей способности добавки. Блескообразующая добавка, включающая формальдегид, ацетон и/или его гомологи (метилэтилкетон, и/или ацетилацетон, и/или ацетоуксусный эфир) в сернокислой среде и алифатическое неионогенчое ПАВ, содержит этаноламин общей Формулы М(СНаСН20Н)пНз-п, где п - 1-3, и сульфаминовую кислоту при следующем соотношении компонентов, моль: Формальдегид 1-4; ацетон и/или его гомологи 0,75-1,25; серная кислота 0,1-3, алифэ иче- ское неионогенное ПАВ 0,015-0,12, эгано- ламин общей формулы М(СНаСН20Н)п Нз-п, где п 1-3, и сульфаминовую кислоту 0,01-0,3. Введение в процесс синтеза блескообразующей добавки - сульфаминовой кислоты и этаноламинов общей формулы М(СН2СН20Н)пНз-п. где п 1-3. Способ получения блескообразующей добавки заключается в конденсации формальдегида и ацетона и/или его гомологов в сернокислой среде в присутствии сульфаминовой кислоты при 25-90°С в течение 60-120 мин с последующим добавлением алифатического неионогенного ПАВ и М(СН2СН20Н)пНз-п, где п 1-3. Введение в процессе синтеза блескообразующей добавки сульфаминовой кислоты и этаноламммов общей формулы М(СН2СН20Н)пНз-п. где п 1-3, повышает дисперсионную устойчивость добавки в течение длительного времени хранения до 1,5 лет. Введение блескообразующей добавки в электролит для осаждения олова и его сплавов расширяет диапазон рабочих плотностей до 0,05-20 А/дм2. 2 с.п. ф-лы, 3 табл. С ю о о о 4

Т а б л н ц « 1