Блескообразующая добавка "форстан" в сернокислые электролиты для нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе и способ ее получения

Блескообразующая добавка "форстан" в сернокислые электролиты для нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе и способ ее получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гальваностегии , в частности к электролитическому осаждению покрытий оловом и сплавами на его основе, и может быть использовано в приборостроении- , радиои 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 ическое неионогенное ПАВ 0,015-0,12, эганоламин 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<зим С 25 О 3/32, 3/56, 3/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4607100/02 (22) 18,11,88 (46) 07.12.91. Бюл. N 45 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. cD. Э, Дзержинского и

Институт общей и неорганической химии.

АН УССР (72) В.ИЛавриненко, Л.В.Рысакова, B.Ï,Ïeдан, И,И.Тюляев, В.А,Быков и В.И.Лаврен. ть=-в (53) 621.357.7:669.675(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1102822, кл. С 25 D 3/32, 1982.

Авторское свидетельство СССР . ¹ 682581, кл, С 25 D 3/32, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Й 1293243, кл. С 25 D 3/60, 1985, (54) БЛ E СКООБ РАЗУЮЩАЯ ДОБАВКА лФОРСТАНл В СЕРНОКИСЛЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ОЛОВОМ И СПЛАВАМИ НА ЕГО ОСНОВЕ И

СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ (57) 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 про мышленности. Цель изобретения расширение интервала рабочей плотности тока и стабилизация блескообразующей способности добавки. Блескообразующая добавка, включающая формальдегид, ацетон и/или его гомологи (метилэтилкетон, Изобретение относится к гальваностегии, в частности к составу блескообразующей добавки в сернокислые электролиты для осаждения покрытий оловом и сплавами на его основе, и может быть использовано в лм, Ц л„1 6, 6604 A 1 и/или ацетилацетон, и/или ацетоуксусный эфир) в сернокислой среде и алифатическое неионогенное ПАВ, содержит этаноламин общей формулы И(СН2СН2ОН)пНз-п, где n—

1 — 3, и сульфаминовую кислоту при следую-, щем соотношении компонентов, моль: формальдегид 1 — 4; ацетон и/или его гомологи

0,75 — 1,25; серная кислота 0,1 — 3, алифа.-ическое неионогенное ПАВ 0,015-0,12, этаноламин общей формулы N(CHgCHy0H)n Нз-п, где n = 1 — 3, и сульфаминовую кислоту

0,01-0,3. Введение в процесс синтеза блескообразующей добавки — сульфаминовой кислоты и этаноламинов общей формулы

И(СН2СНрОН)пНз-п, где n = 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 — 9ФС в течение 60 — 120 мин с последующим добавлением алифатического неионогенного ПАВ и N(CHzCHz0H)>Ha-п, где n = 1-3. Введение в процессе синтеза блескообразующей добавки сул ьфаминовой кислоты и этаноламинов общей формулы

N(CHzCHz0H) Ha-п, где n = 1 — 3, повышает; О дисперсионную устойчивость добавки в те-, О" ченйе длительного времени хранения до О

1,5 лет. Введение блескообразующей до-, ( бавки в электролит для осаждения олова и ф, его сплавов расширяет диапазон рабочих ллотноетод до 6,05 — 20 д/дтт . 2 е.л. ф-лы, ), 3 табл. приборостроении, рад о- и электронной промышленности.

Цель изобретения — расширение интервала рабочей плотности тока и стабилиза1696604

20 ция блескообразующей способности добавки, Блескообразующая добавка содержит следующие компоненты, 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 общей формулы й(СН2СН2ОН) Нз-л, где и =1 — 3 0,15 — 1,2

Сульфаминовая кислота 0,01 — 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 алифэтического неионогенного ПАВ и этаноламина.

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

Блескообразующую добавку синтезируют 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 формэлина, добавляют затем сульфаминовую и серную кислоты, после чего постепенно, небольшими порциям!л добавляют ацетон и/или его гомологи.

Пр@ этом, за счет экэотермической реакции происходит саморазогрев массы. Путем охлаждения температуру реакционной массы поддерживают в интервале 25-90 С.

По окончании дозировэния перемешивают .реакционную массу в течение 20 мин при

56 С, затем вводят рассчитанное количестве алифатического неионогенного ПАВ (!лмтанола ДС вЂ” 10, оксанола КД вЂ” 6, и Π— 18, АЛМ вЂ” 10 или лх аналогов) и этаноламин (моно-, дитриэтаноламин или их смесь), пере мешивают для завершения реакции еще

30 мин и после охлаждения расфасовывают

*готовую блескообразующую добавку в гер метично закрываемые емкости, Соотношение формальдегида и кетонэ (ацетон и/или метилэтилкетон и/или ацетоуксусной эфир и/или ацетил-ацетон) выбирают иэ расчета частичного или полногс

55 алкилирования.а -углеродных атомов кетона, т,е. 1 — 4 моль формальдегида на 1 моль катона (или их смеси), причем наилучшими блескообразующими свойствами обладает продукт конденсации 2,5 моль формальдегидэ 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 дббавки резко уменьшается, расход более

0,3 моль нерационален.

При введении меньших 0,15 моль количество оксиэтилировэнных аминов общей формулы N(CH2CH20H)nHg- где n = 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 элифатического неионогенного ПАВ до 0,015—

0,12 моль, В качестве алифатического неионогенного ПАВ могут быть использованы промышленно,доступные синтанол ДС-10, оксанолы КД вЂ” 8 и 0-18, AflM-10, а также алифатические эксиэтилировэнные амины, например синтамид — 5.

Для формилирования водный формалин (37%) может быть заменен порошкообразным полимером — пэрэформом или полиоксиметиленом, 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 О» = 0,05-5 А/дм и 0» = 5-20 А/дм

2 2 соответственно составляет 0,04-0,55 r/ë.

Составы исследованных блескообразующих добавок представлены в табл, !.

1696604 облегчает процесс нейтрализации сточных вод гальванических производств, Формула изобретения

1. Блескообразующая добавка в сернокислые электролиты для нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе, содер-. жащая формальдегид и ацетон и/или его гомологи, серную кислоту и алифатическое неионогенное ПАВ, отличающаяся тем, что, с целью расширения интервала рабочей плотности тока и обеспечения стабилизации блескообразующей способности добавки, она дополнительно содержит этаноламин общей формулы N(CH2CH2OH)nH3-(t, где

n = 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 нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе путем конденсации формальдегида и ацетона и/или его гомологов в сернокислой среде,отл ича ю щийс я тем,что конденсацию ведут в присутствии сульфаминовой кислоты при 25 — 90 С в течение 60-120 мин с последующим добавлением алифатического, неионогенного ПАВ и этаноламина общей формулы 2(СН2СНгОН)ЗНз-и где и = 1-3.

Таблица! блескообразователь. (известили), >о>/л

Оориалик (372-н>а!

Раствор)

4>(кто н

4летилапетон

Серяке вколота

Сиятанол ДС-10 ипи AJN-10

Срльбаинновая кислота

71ояозтааоле>о>и

Днзтанолання

Трнзтввола>о>н

Дпотяость тока, Л/лиз

Степень блеска са ебевепрксотовленньа>

Олесеообразова>eaеи

Степень блеска после

8 иес. краиения блескообраэователя

Степень блеска после

18 иас. краяенил блескообразователя

2,5

0,3

0,4

О,25

2,5

О,З

0,4

0,25

2,5

О,З

0,4

0,25

2,5

O,3, 0,4

0,25

2 5

0,3

0 4

0 25

2>$

0,3

0,4

0,25

2,5 2,5 2,5

0,3 0,3 0 3

0,4 0,4 0 4

O,2S 0,25 0>25

2>5 2>5

0,3 0,3

0,4 0,4

0 25 0,25

2 ° 5 2,S

0,3 0,3

0>4 0>4

0,25 0>25

2,5 2,5

0,3 0,3

0,4 0,4

0,25 0>25

0,075 0,075 0>075 0 075 0>075 0>075 Р>075

0,075

O,025

0 !6

0,025

0>16

О,!2

0,12

0,025

0,16

0,12

0,12

О>025

0,16

0,12

0,12

0>025 0 025

O,t6 О,!6

0>t2 О,!2 .

0,025

О> 16

О !2

0>025

О !6

О,025 0,025 0,025

0 025

0 16

0>05 5

0,05 5

0,05 S

20

0 05 5

005 5

73 . 60

37 41

60 41

38 68

75

Добавка ве

pacTsop>o>a

34 54 42

52 39 64

35 54 42

54 46

50 39

Катаное 29

Катовое

Блескообразующие добавки используются для нанесения покрытий оловом и сплавами на его основе в сернокислых электролитах в интервале рабочих плотностей тока 0,05 — 20 А/дм при 18 — 45 С, 5

Расширение диапазонов рабочей плотности тока достигается за счета расширения блескообразующей способности добавки, обусловленной способом ее получения. 10

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 фото- 15 электрическом блескомере БФ вЂ” 2 при толщине покрытия 12 мкм.

При соблюдении режима электролиза в интервале DK = 0,05 — 0,55 А/дм и

Ок=5 — 20А/дм электролитсохраняет рабо- 20

2 тоспособность 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 О» = 0,05 — 20 А/дм на детали особо 25 г сложной конфигурации.

Важным свойством предлагаемой добавки является ее способность к длительному хранению 1,5 лет, что позволит организовать ее централизованное произ- 30 водство на химических предприятиях.

Отсутствие в составе блескообразую щей добавки ароматических производных

0,075 0,075 0>075 0,075 0,075 0,075 0,075

1696604 о

A Ф о л О с4 о О

С) ооо о чэсчм (((л л о л Ю л ai c

:) 4Э

С) оео СР . сч (((м

)Л -4 о

Oh л

co c) oo o

)л ю

Ю ооо сЧ о со

Ю л о о с 4

C) )/ оо Ю о о сч ((- (и) м м Ю ).О О о

Ю 4\

o . o а о ((" (м ьГ о с» о сч (II ИЪ о о о о nl (- ((ы

-4 (лл

Ц о х о а

Х О Ф

;м

4l )) ч — (л о о Г1 в

У г- (а

)) 1 л ) --) ) J I а ((с1

Ф Ю о . .о м с 4 .О ю

С О о (((II м сч, с4 л .о с, к о

Р м» (Q )Я

Ж и э ° о о о

-- о с1 о л

)Г) )х я)а сь

О

cd Х

М Р1

А ю и о х а )

Е о cr о х о

Ц

Э х

М о х х х а а

o o

)g ) Я Й и A ж

И о о х х а а

Э Я

v o

А

)Ж (б

1 :!3 х ))) д хм,m

Щ

Я Ц о Е

Д(аъ а»

)о х е о н и и и а

Р о о ю х и о Z

А Е

Х и Е о а ю о и х о х е

А

Н E

Я и о я х ж о э о

v o

v o

Г р, и

Е о х и

)Ц

& и ц о я х и )о а о х и