Электролит цинкования Советский патент 1982 года по МПК C25D3/22 

(54; ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИНКОВАНИЯ

Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий, в частности цинковых, и может быть использовано в радиотехнике и приборострое Известен электролит цинкования, содержащий соль цинка, хлористый аммоний, ароматическое карбонильное соединение, неионогенное поверхностно-активное соединение и блескооб. раэунхдую добавку Г1. Электролит работает при катодной плотности тока 1-5 Л/дм, однако для многих процессов данный интервал плотности тока бывает недостаточен. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электролит цинкования, содержащий соль цинка, например хлористый или сернокислый цинк, хлорид аммония, буферирующий агент, блокаополимер окиси этилена и пропиленаj карбонильное сое(егНцО)„,{С5НбО)т„ ((1гН40)„г(еэНвО)т, где п, ,n«,n«,ri,m,,m,«,, и производно4 бензти1зола, выбран-. ЪГ-С динение и алкилсульфаты или продукт конденсации нафталин-сульфоновой кислоты и. формалина 21. Недостатком данного электролита является узкий интервал рабочих : плотностей тока, при которых можно получить блестящие цинковые покрытия, поскольку электролит эксплуатируется при плотности тока 3 А/дм, максимальная плотность тока при интенсивном перег шивании электролита составляет 5 А/дм. Цель изобретения - расширение диапазона рабрчей плотности тока. Указанная цель достигается тем, что электролит цинкования, содержащий соль цинка, хлорид аммония .или щелочного металла, буферирукадий агент, блоксополимер оуиси этилена и пропилена и карбонильное соединение, дополнительно содержит блоксополимер окиси этилена п и пропилена m на основе азотсодержащих веществ Общей формулы .(1,НнО)«5(С5НвО)тз г-1Г (НиОЦ(СзНвО) группы, включающей 2-0ензтиазол-2,4- 1ИНИтроФенилсульфид, 2оензтиазолилбензоат и 2-бензтиазолтиол при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль цинка20-150

Хлорид аммония или

щелочного металла 100-250 Буферирующий агент 2-40 Блоксополимер окиси этилена и пропилена0,5-20,0 Карбонильное соединение 0,05-1,0 Блоксополимер окиси этилена и пропилена на основе азотсодержащих веществ 0,1-15,0 Производное бензтиазола, выбранное из группы, включающей 2-бензтиазол 2,4динитрофенилсульфид,

2-бензтиазолилбензоат и 2-бензтиазолил0,001-0,1

Из электролита такого состава получают блестящие цинковые покрытия в ячейке Хулла при плотностях тока 0,1-20,0 Л/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, хлрид цинка или ацетат цинка.

Солями щелочного металла могут быть хлорид натрия или калия.

Буферирующими агентами служат боная, лимонная или бензойная кислоты .

Среди блоксополимеров окиси этилена и пропилена в электролит могут быть введены различного .рода полимеры с молекулярным весом (My в пределах 1000-8000, где содержание окиси этилена колеблется в количествах 10-80%

,10 - 80%.

Примерами блоксополимеров могут служить гидропол 200 - блоксополимер окиси этилена и пропилена, М 1000, Д0% окиси этилена; проксоноль ЦЛ-1 - блоксополимер окиси этилена и пропилена, , 40% окиси этилена; проксоноль ЦЛ-З - статический блоксополимер окиси этилена и пропилена, , 40% окиси этилена; проксоноль 168 - блоксополимер окиси этилена и пропилена, , 8 % окиси этилена; проксоноль 305 блоксополимер окиси этилена и пропилена, , 50% окиси этилена; лапрол 1200-10 - блоксополимер окиси этилена и пропилена, , 10% окиси этилена.

Из карбонильных соединений могут применяться бензин, бензальацетрн, п-метоксибензальацетон, п -этил-:

бензальацетон, п-бензальацетон, 2,4-диоксибензальацетон.

Б качестве блоксополимеров окиси этилена (и) и пропилена (mj на основе азотсодержащих веществ используется соединение, выбранное из группы, содержащей блоксополимер окиси этилена (п) и окиси пропилена (т) на основе этилендиамина, где п 86, гп --66 М 7600; блоксополимер окиси этилена (п) и окиси пропилена (т) на основе этилендиамина, где п 80,«п 26, М-5000; блоксополимер окиси этилена п) и окиси пропилена (fn)Ha Основе этилДиамина, где ,m 160, м 16320; блоксополимер окиси этилен (nj ,и окиси пропилена (.т) на основе этилендиамина, где л 20,m 20, ,

Производные бёнзтиазола имеют следующие структурные формулы:

2-бензтиазол-2,4-динитрофенилсуль .N

е- -ебНз(к6г)г

2-бензтиазолтиолбензоат

NO

Ci6H4 C- -iil-cieHs r

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 бензтмазола - порошки от белого до бело-желтого цвета.

Электролит готовят следующим образом.

- В отдельной емкости при 50-60°С 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 существенно, чтобы концентрация ионов хлора быпа в количестве 120-170 г/л. Поверхностно-активные вещества (блоксополимеры ) растворяют в отдельной емкости и туда вводят карбонильное

соединение и производные бензтиазола, предварительно растворенные в этаноле. Затем полученную блескообразующую композицию при перемешивании вводят в электролит.

Приготовленный таким образом электролит позволяет получить блестящие цинковые покрытия при рН 4,06,0 (оптимальное значение рН 5,0-0,5 температуре IS-BO C, катодной плотности тока 0,1-6,0 А/дм, Полученные покрытия обладают степенью , достигающей 65-80% по отношению к серебряному зеркалу. Корректировка электролита после пропускания через электролит 3-4 А ч/л эпектричества.

Электролитом хорошо покрываются детали, изготовленные из малоуглеродистой, термробработанной и легированной стали, литья и чугуна. Высокая рассеивающая и кроющая способность позволяет покрызать сложнопрб.филированные детали.

Как видно из примерев, приведенных в таблице, введение в электролит

Соль цинка

Цинк хлористый Цинк сернокислый Ацетат цинка

Хлорид аммония или щелочн метсшла

Аммоний хлористый Натрий хлористый Калий .хлористый Буферирующий агент

Борная к-ислота Бензойная кислота Лимонная кислота

Блоксогюлимер окиси этиле и окиси пропилена

10% ОЭ,

слабокислого цинкования блоксополимеров окиси этилена и окиси пропилена на основе азотсодержащих веществ и производных бензтиазола позволяет существенно расширить диапазон плотностей тока (0,1-6,0 А/дм 7 , при которых получают блестящие цинковые покрытия. Оптимальная плотность тока для станционарных ванн 4-5А/дмЯ хотя можно получить блестящие покрытия и при более высоких (6 А/дм и

0 более низких (1-2 А/дм значениях плотности. Для барабанных ванн оптимальная плотность тока 1 А/дм, хотя возможна плотность 0,1-1,5 А/дм. Из электролита получаются цинковые

5 покрытия с очень высокой степенью блеска, достигающей 80 по серебряному зеркалу.

Достоинством электролита являет0ся также и то, что все добавки выпускаются промышленностью.

Экономический эффект составит 250,0 тыс. руб.

Составы электролита

80

60

20 200 - 150

100

200

25 250 . 150

150

120

30,0

20

40

2,0

15

18 20% ОЭ, 80% ОЭ, 40% ОЭ, 10% ОЭ, Карбонильное соединение Бензальацетон Бензин

п-Метоксибэнзальацетон 2,4-Диоксибензальацето

Влоксополимер окиси этилена (п) и пропилена (т) на основе азотдержащих веществ

, п 86,m 66 ,п 80, m 26 , п 20, M 16230,, Производные бенэтиазола

2-Бензтиазол-2,4-динитрофенилсульфид

2-Бензтиазолтиол

2-Беизтиазолтиолбензоат

Плотность катодного тока .оптимальная А/дм

РН

Температура электролита, С

Степень блеска, %

.

Рассеивающая-способность

Интервал плотностей тока (ячей Хуяла блестящих цинковых, покртий. А/дм 2.

Продолжение таблицы

20

15

10,0

15,0

-0,5

0,2

0,051,0

-0,1

0,4

0,1

15,0

10,0

5,0 0,5

Формула изобретения

,t4V4v 4V4W)m4

Ы-CHn-CHn-N.

l-VHjJVAM°4

где П V , Пд, Oij, п, tii,iTigi,rri,, и производное бензтиазола, выбранное из группы, включающей 2-бензтиазол2,4-динитрофенилсульфид, 2-бензтиа золтионолбензоат и 2-бензтиазолтиол при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль цинка20-150

Хлорид аммония или щелочного металла 100-250 Буферирующий агент 2-40 Блоксополимер окиси этилена и пропилена 0,5-20,0 Карбонильное соединение0,05-1,0 Влоксополимер окиси этилена С«) и пропилена l.m} на основе

азотсодержащих веществ0,1-15,0 Производное бензтиа- . зола, выбранное лз группы, включающей 2-бензтиазол-2,4динитрофенилсульфид, 2-бензтиазолтионолбензоат и 2-бензтиазолтиол 0,001-0,1 2. Электролит по п. 1, отли0чающийся тем, что в качестве блокеополимера окиси этилена (п) и пропилена (т) на основе азотсодержащих веществ он содержит вещество, выбранное из группы, включаю5щей блоксополимер окиси этилена (п) и окиси пропилена (i) на основе этилендиамнна, ,m 66, молекулярная масса 7600, блоксополимер окиси этилена (п) и окиси пропилена tm)

0 на основе этилендигшина, гдеп 80, , молекулярная масса 5000, блоксополимер окиси этилена (п) и окиси пропилена (т на основе.этилендиамина, ,, молекулярная мас5са 2040, блоксополимер окиси этилена In) и окиси пропилена на основе этилендисмина, где п 160, молекулярная масса 16320.Иctoчники информации,

принятые во внимание при экспертизе

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