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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Р6 О 6604 А 1 САНИЕ ЙЗОБРЕТЕНКЯ АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВУ электронно иборостроении, радоомышленности. Изобре гии, в частн щей добав для осажде на его осноение инте стабилиз О СУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э, Дзержинского иИнститут общей и неорганической химииАН УССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1102822, кл. С 25 О 3/32, 1982.Авторское свидетельство СССР(54) БЛ Е С КОО Б РАЗУЮЩАЯ ДОБАВ КА"ФОРСТАН" В СЕРНОКИСЛЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ОЛОВОМ И СПЛАВАМИ НА ЕГО ОСНОВЕ ИСПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий оловом и сплавами на егооснове, и может быть использовано в приборостроении., радио- и электронной про мышленности. Цель изобретениярасширение интервала рабочей плотноститока и стабилизация блескообразующейспособности добавки. Блескообразующаядобавка, включающая формальдегид, ацетон и/или его гомологи (метилэтилкетон,ение относится к гальваностеости к составу блескообразуюи в сернокислые электролиты ия покрытий оловом и сплавамие, и может быть использовано в 5 И 5 С 25 О 3/32, 3/56, 3/60 и/или ацетилацетон, и/или ацетоуксусный эфир) в сернокислой среде и алифатическое неионогенное ПАВ, содержит этаноламин общей Формулы И(СН 2 СН 2 ОН)пНз-п, где и - 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 й(СН 2 СН 2 ОН) Нз-п, где и = 1 - 3, и сульфаминовую кислоту 0,01-0,3, Введение в процесс синтеза блескообразующей добавки - сульфаминовой кислоты и этаноламинов общей формулы И(СН 2 СН 20 Н)пНз-п, где и = 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 - 91 С в течение 60 - 120 мин с последующим добавлением алифатического неионогенного ПАВ и ЩСН 2 СН 2 ОН)Нз-п, где и = 1-3. Введение в процессе синтеза блескообразующей добавки сул ьфаминовой кислоты и этаноламинов общей формулы К(СН 2 СН 2 ОН)пНз-п, где и = 1 - 3, повышает, О дисперсионную устойчивость добавки в те-, О ченйе длительного времени хранения до . О1,5 лет. Введение блескообразующей до- , ( бавки в электролит для осаждения олова и ф, его сплавов расширяет диапазон рабочих лдотноетей до О,05-20 А/дм, 2 с,л. ф-пц,) 3 табл. Цель изобретения - равала рабочей плотности т10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ция блескообразующей способности добавки,Блескообразующая добавка содержитследующие компоненты, моль;Формальдегид 1-4Ацетон и/или его гомологи 0,75-1,25Серная кислота 0,1-3,0Алифатическое неионогенное ПАВ 0,015 - 0,12Этаноламин общей фор.мулы й(СН 2 СН 2 ОН)11 Нз-лгде и =1 - 3 0,15 - 1,2Сульфаминовая кислота 0,01 - 0,3Блескообразующую добавку получаютконденсацией формальдегидэ и кетона(ацетона и/или метилэтилкетона, и/илиацетилацетона, и/или ацетоуксусного эфира) в присутствии серной и сульфаминовойкислот при 25-90 С в течение 60-120 мин споследующей стабилизацией реакционноймассы добавлением алифэтического неионогенного ПАВ и этаноламина.Введение в блескообразующую добавку при ее синтезе (температура 25 - 90 С втечение 60-120 мин) сульфаминовой кислоты и этаноламинов позволяет получить продукты конденсации, обладающие высокойдисперсионной устойчивостью в сернокислой среде.Блескообразующую добавку синтезируют в реакторе, снабженном мешалкой, обратным холодильником и рубашкойохлаждения или подогрева, а также дозатором для введения кетона (смеси кетонов),Приготовление добавки осуществляютследующим образом,В реактор заливают 37-ный растворформалина, добавляют затем сульфаминовую и серную кислоты, после чего постепенно, небольшими порциями добавляютацетон и/или его гомологи,Прм этом, за счет экэотермической реакции происходит саморазогрев массы. Путем охлаждения температуру реакционноймассы поддерживают в интервале 25-90 С.По окончании дозировэния перемешивают.реакционную массу в течение 20 мин при56 С, затем вводят рассчитанное количестве алиФатического неионогенного ПАВ(Фемтенола ДС - 10, оксанола КД - 6, и 0 - 18,АЛМ - 10 или их аналогов) и этаноламин (моно-, дитриэтаноламин или их смесь), перемешивают для завершения реакции еще30 мин и после охлаждения расфасовываютготовую блескообразующую добавку в герметично закрываемые емкости,Соотношение формальдегида и кетона(ацетон и/или метилэтилкетон и/или ацетоуксусной эфир и/или ацетил-ацетон) выби.рэют из расчета частичного или полногс алкилирования.а -углеродных атомов кетона, т,е. 1 - 4 моль формальдегида на 1 молькетона (или их смеси), причем наилучшими блескообразующими свойствами обладает продукт конденсации 2,5 моль формальдегидэ с 1 моль кетона. Серную кислоту используют концентрированную (о = 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 М(СН 2 СН 20 Н)пНз- где и = 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, оксанолы КД - 8 и 0-18, АЛУ, э также алифатические эксиэтилировэнные амины, например синтамид - 5,Для формилирования водный формалин (37 С,) 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 О, = 5-20 А/дм2 2 соответственно составляет 0,04-0,55 г/л.Составы исследованных блескообразующих добавок представлены в табл, 1.,02 ,16 5 5 05 5 20 0 3 60 янзалаипослеэлес об ас ЗЬ 2 39 39 66 а тела 36 29 Хата Катон 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, 5Расширение диапазонов рабочей плотности тока достигается за счета расширения блескообразующей способности добавки, обусловленной способом ее получения. 10Примеры 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 электрическом блескомере БФ - 2 при толщине покрытия 12 мкм,При соблюдении режима электролиза в интервале О = 0,05 - 0,55 А/дм и О=5 - 20 А/дм электролитсохраняет рабо2тоспособность до 1450 л-ч/л и 860 л-ч/л соответственно. Таким образомприменение добавки позволяет получить блестящие покрытия оловом или его сплавами в интерваЛе О = 0,05 - 20 А/дм на детали особо 252сложной конфигурации.Важным свойством предлагаемой добавки является ее способность к длительному хранению 1,5 лет, что позволит организовать ее централизованное произ водство на химических предприятиях.Отсутствие в составе блескообразую щей добавки ароматических производных облегчает процесс нейтрализации сточныхвод гальванических производств,Формула изобретения 1. Блескообразующая добавка в серно- кислые 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, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения интервала рабочей плотности тока и обеспечения стабилизации блескообразующей способности добавки, она дополнительно содержит этаноламин общей формулы ИСН 2 СН 20 Н)7 Нз, где и = 1 - 3, и сульфаминовую кислоту при следующем соотношении компонентов, моль; формальдегид 1 - 4; ацетон и/или его гомо- логи 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 общейформулы й(СН 2 СН 20 Н)п Нз-п, где и = 1-3.