Электролит цинкования

Электролит цинкования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Республик

< 336232 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 13. 10. 77 (21) 2535294/22-02 с присоелинением заявки № (23) Приоритет (53)M. Кл.

С 25 0 3/22

Гааударотвеиимй комитет

СССР ро делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.06.81 Бюллетень ¹ 21 (53) УДК 621.357:

:669.58 (088. 8) Дата опубликования описания 17 06

А.В.Рябченков, И.П.Криворучко, . П.А.Гембицкий, А.И.Чмарин, В. и Ю.В.Конкин (72) Авторы изобретения ьев

Научно-производственное объеди машиностроения ЦН (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИНКОВАНИЯ .

Изобретение относится к осаждению металлических в частности цинковых, покрытий электрохимическим способом;

Известен электролит цинкования содержащий соль, цинка, едкий натр и полиэтиленимин (1j°.

Данный электролит обеспечивает получение мелкозернистых, полублестящих покрытий в широком диапазоне плотностей тока.

Недостатком электролита является быстрая пассивация анодов, что ухудшает стабильность состава электролита в процессе эксплуатации в производственных условиях. Устранить пассивацню удается при высоком содержании едкого натра; однако при этом полиэтиленимин высаливается из раствора.

Наиболее близким к изобретению по технической. сущности и достигаемому результату является электролит.

: цийкования, содержащий соль цинка, едкий натр и продукт конденсации . полиэтиленимина с кислородсодержапщм органическим соединением, выбранным из ряда ароматических альдеги-дов, например ванилин (2 ).

Данный электролит обеспечивает получение блестящих покрытий в ин- ° тервале катодной плотности тока

0,1-5 А/дм .

Использование сополимера полиэтиленимина с ароматическим альдеги" дом позволяет повысить содержание едкого натра в электролите, что способствует уменьшению пассивации анодов; Однако .и этот электролит обладает меньшей стабильностью по сравнению с цианистыми.

Цель изобретения — устранение пассивации анодов.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый электролит и качестве продукта конденсации полиэтиленимина с кислородсодержащим ррганическим соединением содержит. сополимер полиэтиленимина с акри3 .ловой кислотой при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соль цинка (в пересчете на металл)

Едкий натр

Сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой 1-20

Использование сополимера полиэтиленимина с акриловой кислотой исключает высаливание органической добавки из высококонцентрированного щелочного электролита, что способ ствует устранению пассивации анодов.

Снижение концентрации компонентов ниже предлагаемого уровня существенно снижает производительность процесса электролиза, увеличение их вьппе верхнего уровня приводит к ухуд шению стабильности электролита.

Синтез сополимера осуществляют следукпцим образом . 25 .-ный водный раствор полиэтиленимина (мол. вес, 4000- 10000) смешивают с 25Х-иым водным раствором акриловой кислоты в необходимой пропорции (молярное соотношение 4:1 соответствует 2,5— кратному избытку раствора полиэтилен имина), и после кратковременного перемешивания реакционную смесь нейтрализуют добавлением 25 ;ного водного раствора серной кислоты, Для достижения нейтральной реакции раст вора требуется 0,6 вес. ч. серной кислоты на 1 вес.ч. полиэтиленимина.

Нейтральную реакционную смесь для завершения сополимеризации нагревают до кипения при перемешивании

3-4 ч.

20-50

200-400

200 где п - степень полимеризации полимеризации полиэтиленийина, n=l00-250 х= 1/100 n-n.

Полученный сополимер, представляющий собой полимерную аминокислоту, может быть обезвожен, например, в вакууме при 50-60 С в каучукоподоб-. ный твердый полимер. Однако более удобно использование и хранение его в виде водного раствора, полученного в процессе синтеза по описанному способу. Установлено, что

Реакция протекает по следующей схеме:

-СН -СН2-МН-)„,"

„СН2=СНСООН

-СН -СН -Н-1.(-СН -СН -ИН-1

2 2 1.1 1 и 2..1и-м >

СН -СН -COOH

836232 4. такие растворы вполне стабильны при хранении в течение 1 года.

Описанным способом могут быть синтезированы сополимеры полиэтиленимина с акриловой кислотой при раз-. личном соотношении карбоксильных и аминных группировок (в пределах от 1:100 до 1:1) в зависимости от объемов взятых для реакции компо10 кентов. Растворимость сополимеров в водных растворах щелочи с повышением содержания карбоксильных групп возрастает.

Сополимер полиэтиленимина с акри15 ловой кислотой представляет собой вязкую прозрачную жидкость с различной интенсивностью окраски преимущественно желто-коричневых тонов.

Сополимер вводят в электролит

20 цинкования в виде 20-25 -ных водных растворов.

Для достижения эффекта блескообразования в электролиты, содержа- щие сополимер полиэтиленимина с акри25 ловой кислотой, могут быть введены известные блескообразователи, например: анисальдегидбисульфит, полиэпоксиамины, ароматические. альдегиды и другие соединения.

Примеры электролитов цинкования, содержащих сополимер полиэтиленими.на с акриловой кислотой:

1. В электролите состава, г/л:

Окись цинка (в пересчете на металл)

Едкий катр

Сополимер полиэтиленимина с 25 -ной акриловой кислотой 1 при температуре 20 С получены качеО ственные светлые осадки цинка в интервале плотности тока 0,2-2 А/дм с катодным выходом по току 95-100Х.

2. В электролите состава, г/л:

Хлористый цинк (в пересчете на.метайл) 50, Едкий натр 400

Сополимер полиэтиленимина с 50Х-.íîé акриловой кислотой . 20 при температуре 22 С получены качественные светлые осадки цинка в интервапе плотности тока 0,2-4 А/дм с катодным выходом по току 90-99 .

3. В электролите состава, г/л:

Сернокислый цинк (в пересчете на металл) 35 .. Едкий натр 300

836232 . 6

0;2-3 А/дм с катодным выходом по току 82-99Х.

Сополимер полиэтиленимина с 307-ной акриловой кислотой :10,5 при температуре 18оС получены светлые мелкокристаллические осадки цинка в интервале плотности тока

50

300

400

200

Едкий катр

10 5

20

Температура, ОС!

0,2-2 0,2-4

0,2-3

Катодный выход по току, Ж

95-100: 90-99

82-99

99-100 . 99-100

99-100

30

58

55

Структура осадка, внешний вид

Мелкозернистое. светлое покрытие, полублестящее, без питтинга

6-8 300-500

6-7

Окись цинка (в пересчете на металл) Хлористый цинк (в пересчете на металл) Сернокислый цинк (в пересчете на металл) Сополимер ПЭИ с акриловой кислотой

Интервал D< качественных покрытий, А/дм

Анодный выход по тоЖ

Стабильность работы без корректирования, сутки

Рассеивающая способность, Й при Д =1 А/дм

Толщина беспористого осадка, мкм

Электролит согласно изобретению бып опробован на установке барабанного типа в сравнении с .электролитом — прототипом.

Условия проведения процесса следукипие:

Экспертиментальные данные . no опробованию электролита цинкования приведены в табл.

Таблица 1

Объем электволи га цинкования, л .Загрузка изделий в барабане r

Токовая нагрузка на ванну, A

836232 8 виях в изобретенном электролите, состава, г/л: окись цинка 25, едкий натр 180, сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой 5, и в электролите — прототипе, состава, г/л: окись цинка 15, едкий натр 100, сополимер полиэтиленимина с ароматическим альдегидом (ванилином) в мольном отношении 1:0,5-5.

10 В результате проведения серии параллельных экспериментов (по 20 загрузок в каждом электролите) получены результаты, которые представлены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристики процессов цинкования

Результаты цинкования деталей в электроли гзх с добавками полизтилениминовых сополимеров предлагаемый электролит электролит — пр ототип

Напряжение на ванне, B В течение всех за- После второй нагрузок 1-1,5 грузки 8-10

В течение всей работы (20 загрузок) аноды находились в активном состоянии, покрыты легко смываемой пленкой

Состояние анодов

После второй загрузки аноды запассивированы: покрыты плотной (несмываемой) пленкой темно-синего..цвета

12-15

12-15 в течение всех загрузок

Скорость осаждения, мкм/ч первые три загрузки, в дальнеишем постепенно снизилась до

5-6

Содержание в электролите ионов цинка, г/л (в пересчете на О) после 20 загрузок

24,1

6,2

Поверхность загружаемых в барабан деталей, дм 5-7

Расчетная плотность тока, А/дм 1-1 2

Поверхность анодов (максимальная для данной конструкции ванны), дм 7

Температура комнатная, C 20-22

Время цинкования, мин 45

Цинкование деталей в барабане осуществляется при одних и тех же услоПолученные результаты указывают на то, что в условиях цинкования деталей в барабанах изобретенный электролит имеет явные преимущества перед известным, содержащем сополимер полиэтиленимина с ароматическим альдегидом. Основным преимуществом является возможность получейия стабильности состава и технологических параметров в процессе длительного электролиза, что устра;1яет необходимость частых и трудоемких корректировок электролита и упрощает его эксплуатацию.

Электролит по данному изобретению может быть использован для замены цианистых на предприятиях различных отраслей промышленности.

Использование электролита в про изводстве позволит повысить производительность и стабильность процесса электролиза, снизить расходы по технике безопасности. Экономический

9 . иффект составит 100 000 руб. при

)бъеме электролита 10 м).

Формула изобретения

Электролит цинкования,. содержадий соль цинка, едкий натр и продукт конденсапни полиэтиленимина с кислородсодержащим органическим соединением, отличающийся тем, что, с целью устранения пассивации анодов, он в качестве продукта конденсации полиэтиленимина с кислородсодержащим органическим сое36232 10 динением содержит сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой при сле. дующем соотношении компонентов, г/л:

Соль цинка (в пересчете на металл) 20-50

Едкий натр 200-400

Сополимер полиэтиленимина .с акриловой кислотой 1-20 о Источники информации принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N - 539096, кл. С 25 0 3/22, 1974.

2. Патент США Ф 3915815, кл. 204-55, 1975 (прототип).

Составитель М.1Цербакова

Редактор С,Титова Техред Т.Маточка. Корректор 10.Макаренко

Заказ 2846 17 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП .Патент, r. Ужгород. ул. Проектная, 4