Водный электролит никелирования Советский патент 1980 года по МПК C25D3/14 

Изобретение относится к электроли тическому осаждению металлических : покрытий и, в частности к области электролитического никелирования. Известны электролиты блестящего выравнивающего никелирования, содержащие сульфат никеля, хлорид ник ля, борную кислоту, формальдегид, сульфосалициловую; кислоту и ацетиле новый или этиленовый диод 1 или сульфат никеля, хлорид никеля, борную кислоту, ацетиленовый диол и эт леновый диол совместно 2l| . Эти эл тролиты обеспечивают хорошее выравнивание , но получаемые из них никелевые покрытия имеют повьвиенные величины.; хрупкости и внутренних напряжений . Кроме того, осаждение никеля ведется при плотностях, тока, н превышающих 10 А/дм. Наиболее близким к предлагаемому является электролит для получения блестящих выровненных покрытий, содержащий сульфат и хлорид никеля, борную кислоту, сахарин, стиролсуль фанат натрия ;i продукт реакции бутиндиола с гидрокси - или аминозаме щенными алифатическими карбоновыми кислотг№1и. Этот электролит позволяе получать блестящие выравненные и сравнительно пластичные никелевые покрытия: в широком интервале плотностей тока 1зЗ . Однако получаеглые покрытия недостаточно эластичны и имеют сравнительно высокие внутренние напряжения. Цель изобретения - повышение эластичности покрытий и снижение внутренних напряжений. Цель достигается тем, что в качестве производного бутиндиола он содержит метилен-бис -(окси-1-бутин 2-ол-4), а в качестве натриевой соли сульфановой кислоты аллилсульфонат натрия при следующет соотношении компонентов; Хлорид никеля, г 150-200 Сульфат никеля, г 80-90 Борная кислота, г 40-45 Сахарин, г1,5-2,0 Аллнлсульфона т натрия, ьит7-10 Метилен- бис - (окси 1-бутин-2-ОЛ-4), мл1,0-2,5 Вода, лДО. 1

Указанное отличие позволяет повысить эластичность покрытий и снизить внутренние напряжения.

Режим электролиза: катодная плотность тока 1-20 А/дм, температура и рН 3,5-4,5, процесс ведут в отсутствии перемешивания сжатым воздухом и при непрерывной фильтрации раствора.

Метилен-бис -(окси-1-бутин-2-ол-4 в электролите указанного состава значительно увеличивает эластичность и снижает внутренние напряжения получаемых блестящих никелевых покрытий при одновременном высоком выравинйании в более широком интервале катодных плотностей тока без применения перемешивания сжатым воздухом. В интервале катодных плотностей тока 1-20 А/дм при 60-1 из предлагаемого электролита осаждаются высокоэластичные никелевые покрытия с. блеском 85-90% и выравниванием 76-80%. Скорость осаждения блестящих выровненных никелевых покрытий из предлагаемого электролита составляет , мкм/мин: при 1А/дм . 0,2, при 2 , 5 А/дм 0 , 5, при 5 А/дм 1, при 10 А/дь1 2 и при 20 А/дм около 4, А впутренние напряжения покрытий толщиной 12 мкм от + 102 до -210 кг/см.

Количественное содержание этого компонента в составе электролита обус ловлено тем, что при концентрациях, меньших 1,0 мл/л снижается степень блеска и выравнивания покрытий, а при увеличении концентрации 72,5 мл/л возрастают внутренние напряжения и уменьшается эластичность покрытий.

Метилен- бис - (окси-1-бутин-2-ол-4( готовят следующим образом, В круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 12,01 г(0,4 г-моль) параформа, И,22 (0,2 г. моль) бутиндиола, 50 мл абсолютного диоксана и 0,5 мл концентрированной НСЕ и кипятят 3 ч. После охлаждения до 50-60°С в реакционную смесь постепенно добавляют 100 мл воды, постепенно нагревают до и поддерживают эту температуру при интенсивном перемешивании в течение 1 ч. После охлаждения до 18-2сРс экстрагируют этиловым эфиром. Эфирный слой удаляют, а к водному слою добавляют около 80 мл; воды, доводя до 1,3570. Получе но 200 мл раствора метил-бис -(окси-1-бутин-2-ол-4).

При обычной обработке из водного раствора выделено 20,21 г чистого прюдукта q темп, плавления 41-42 с.

Найдено, %: С 58,70, 58,44, Н 6,61, 6,92.

Вычислено,%: С 58,69, Н 6,52. Пример 1. Из электролита, содержащего NICEj6Hji,0 200 г/л, NiS047HaO 80 г/л, , 45 г/л, сахарин 2 г/л, аллилсульфонат натрия 7,5 мл/л, метилен-бис -(окси-1-бутин-2-ОЛ-4) 1,0 мл/л, при.рН 4, t 65°c без перемешивания электролита сжатым воздухом и с непрерывной его фильтрацией получены зеркально блестящие и выровненные никелевые покрытия, отличакмдиеся большей эластичностью и меньшими внутренними напряжениями по сравнению с известным. Выравнивание равно.76-78% во всем интервале плотностей тока от 1 до 20 А/ДМ7 а блеск 85-90%. Эластичность, выраженная через диаметр стержня, на которх начинается растрескивание покрытий в 20 мкм, осажденных при 1-10 А/дм-, соответствует 3 мкм. При более высоких плотностях тока от 10 до 20 А/дм 5-3 мм. Внутренние напряжения 12 мкм покрытий имеют такие величины, КГ/СМ1 при 2 А/дм . + 102;6 А/дм +80; 10 А/дм -во; 15 . Осаждаемые в этих условиях из предлагаемого электролита покрытия, не уступая по блеску и выравниванию, превосходят по величинам эластичности и внутренних напряжений осадки из известного электролита .

П р и м е р 2. Иэ электролита по дримеру 1, содержащего только 2,5мл/ метилен-Suc -(окси-1-бутин-2-ола-4) при тех же условиях электролиза Осаждаются зеркально блестящие, выравненные, малонапряженные и эластичные никелевые покрытия. При толщине 25 мкм выравнивание 78-80% во всем интервале 1-20 А/дм Блеск 8590%.. Эластичность покрытий, мм толщиной 20 мкм, при 1-8 А/дмЗ соответствует 3, 8-15 , 20А/дм 5. Внутренние напряжения 12 мкм никелевых -покрытий мг/см : при 2 А/дм -fllO; 6 А/дм +90,- 10 , 15 .

Пример 3. Для получения блестящих, выровненных, эластичных и малонапряженных никелевых покрытий процесс осуществляют в электролите состава ttiCtz-(iO 200 г/л, HiSO4-7H iO 80 г/л, г/л, сахарин 2 г/л, аллилсульфонат натрия 7,5 мл/л, метилен-бис -(окси-1-бутин-2-ол-4) 1,75 мл/л. Режим электролиза: рН 4, температура без перемешивания и при непрерывной фильтрации электролита. --В этих условиях в пределах 1-20 осаждаются зеркально блестящие и выровненные покрытия. Зависимость эластичности, выраженной через диаметр стержня, на котором начинается растрескивание 20 мкм покрытия, и внутренних напряжений 12мк никелевых осадков от плотности тока представлена в таблице. Для сравнени приведены также данные, полученные в известном электролите.