Электролит блестящего цинкования

(5)5 С САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 6 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт химии Литовской Академиинаук(ЯО), Научно-исследовательский институт по технологии машиностроения акционерного общества. Бухарест (ВО)(56) Авторское свидетельство СССРМ 515838, кл, С 25 О 3/22. 1976.Патент США М 4251331,кл, С 25 О 3/22, 1981,Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к нанесению цинковых покрытий, и может быть использовано в автомобильной, радиотехнической, электронной промышленности,Для осаждения цинковых покрытий используются различные электролиты, среди которых как в СССР, так и в промышленно развитых странах широкое распространение получили слабокислые электролиты блестящего цинкования. Достоинством этих электролитов является высокая скорость осаждения, хорошая кроющая и рассеивающая способности электролита, исключительный блеск и микровыравненность цинковых покрытий, осажденных из этого электролита. Эти свойства электролитов во многом определяются блескообразующей композицией, в состав которой входит несколько компонентов. как правило неионогенное ПАВ, карбоксильное, карбонильное соединение и др, Характерная особенность этих электролитов заключается в том, что концентрация блескообразующей композиции составляет 10-15 г/л, что значительно выше, чем у цианистых и щелочных нециа 54) ЭЛ Е КТРОЛ ИТ БЛ ЕСТЯ ЩЕ ГО ЦИ Н КОВАНИЯ(57) Использование: защита от коррозии деталей автомобильной, радиотехнической, электронной промышленности, Состав электролита цинкования, г/л; соль цинка 30 - 200, хлорид натрия 100 - 200, борная кислота 10-40, неионогенное ПАВ 5.-25, карбоксильное соединение 1-10,карбонильное соединение 0,05 - 1,0, аминоуксусная кислота 0,5 - 10,0, глутаминовая кислота или ее производное или и смесь. 2 табл,нистых электролитов. Друтим отличием слабокислых электролитов блестящего цинкования является то, что осаждаемоецинковое покрытие содержит большое количество ингредиентов. в частности углерода, количество которого составляет 0,95%(1. Высокая концентрация углерода в покрытии, как и других примесей. являетсянежелательным явлением в гальванэтехнике. за исключением тех случаев, когда покрытие легируется для придания осадкукаких-либо специфических свойств,Так, повышение концентрацииглеродав покрытии приводит к повышению твердости покрытия,Следуеттакже отметить, что большинство эксплуатирующихся в Советском Союзеэлектролитов слабокислого цинкования,как, например. ДХТИ(Днепропетров-,ский химико-технологический институт).В СХИ(Ворошиловградский сел ьскохозя йственный институт). Ликонда 2 пЯЙ. ЛимедаСЦ, Лимеда ОЦ (Институт химии и химической технологии, Вильнюс) и др, имеют ссвоем составе хлорид аммония и рес,ко хлорид калия (электролит Лимеда НЦ), Это от 1770458носится также к процессам иностранных фирм - Эксцелюкс(Шеринг, ФРГ), Кенлевел П (фирма ЗМ, США) и т,д, Более того, там, согласно 2, где описаны 20 процессов блестящего цинкования - во всех рецептурах в качестве проводящей соли используют хлорид аммония или калия, Учитывая дефицитность этих солей, весьма актуальной является разработка электролита блестящего цинкования на основе хлорида натрия - дешевого недефицитного материала.Задачей предлагаемого технического решения является - разработка электролита блестящего цинкования на основе хлорида натрия, позволяющего осаждать блестящие мягкие цинковые покрытия в широком диапазоне плотностей тока,Электролит цинкования разрабатывался совместно с электрохимиками Республики Румыния, перед которыми была поставлена задача аналогичная и поэтому работа выполнялась в рамках двустороннего сотрудничества стран по теме У.3,1.4 "Исследование и разработка электролита слабокислого блестящего цинкования, не содержащего солей аммония и с уменьшенной концентрацией солей калия", Что касается солей аммония, то их применение в настоящее время проблематично, т.к. предельно допустимая концентрация в водоемах (ПДК) для иона аммония (ЙН 4 ) составляет 2 мг/л, для С = 300 мг/л, К+ = =50 мг/л и Ка = 120 мг/л 3),Применение хлорида натрия в традиционных электролитах цинкования взамен хлорида аммония или калия приводит к сужению диапазона плотностей тока, при которых осаждаются блестящие покрытия 4, Поэтому задачей предлагаемого совместно с Республикой Румыния технического решения была разработка слабокислого электролита блестящего цинкования, позволяющего осаждать покрытия в широком диапазоне плотностей тока.Известен электролит блестящего цинкования 5), содержащий соль цинка, хлорид аммония, неионогенное ПАВ, карбоксильное и карбонильное соединения, а также М-пиколиноксид 5), Из этого электролита осаждаются блестящие цинковые покрытия в широком диапазоне плотностей тока, но электролит содержит в своем составе ионы аммония, а в состав цинкового покрытия входит большое количество углерода 0,8- 0,9, и покрытия являются относительно твердыми, достигая 100 кГ/см и более,Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является электролит цинкования б), содержащий соль цинка,соль щелочного металла, борную кислоту,неионогенное ПАВ, карбоксильное и карбонильное соединения, а также аминокислотуи ее соль, Из этого электролита осаждаются5 блестящие цинковые покрытия при плотностях тока от 0 до 18 А/дм (в ячейке Хулла2объемом 267 мл),Недостатком данного электролита является то, что цинковое покрытие, осажденное10 из этого раствора, является относительнотвердым, достигая при 2 А/дм 116 кг/см .гЦель изобретения - осаждение блестящихцинковых покрытий в широком диапазонеплотностей тока, обладающих уменьшенной15 твердостью,Указанная цель достигается тем, что визвестный электролит блестящего цинкования, содержащий соль цинка, хлорид натрия, борную кислоту, неионогенное ПАВ,20 карбоксильное и карбонильное соединения,аминоуксусную кислоту, вводят у-глутаминовую кислоту или ее производное общейформул ькСооНСООН-С-СН-СН2де й = -Н, -ОН, й = -Н, -СНз, при следую 30 щем содержании компонентов (г/л),Соль цинка 30-200Хлорид натрия 100-200Борная кислота 10-40Неионогенное ПАВ 5 - 25Карбоксильное соединение 1 - 1035 Карбонильное соединение 0,05-1,0Аминоуксусная кислота 0,5-10,0у-Глутаминовая кислотаили ее производное общейформулы 0,05 - 0,540й 1СООТГсоон-с-сн -д22или их смесь,В качестве соли цинка используют хлорид цинка и/или сульфат цинка, Неионогенными ПАВ могут быть: сополимер окисейэтилена и пропилена, например лапрол2402 Ц; оксиэтилированный высший спирт,например синтанол АЛМ, и/или оксиэти 50лированный высший фенол, напримервспомогательное вещество ОП - 10, В качестве карбонильных соединений применяют бензойную. салициловую илифенилуксусную кислоты, а из карбонильныхпроизводных - бензилиденацетон, фурфурилиденацетон или и-метоксибензилиденацетон.В качестве дополнительной добавки используют; у-глутаминовую кислотуили их смесь,Электролит готовят последовательным растворением хлорида натрия, борной кислоты и соли цинка в отдельной емкости. Затем добавляют ПАВ, приготовленный ранее в виде 20% раствора, После чего последовательно вводят аминоуксусную кислоту, карбоксильное соединение и аминопроизводное, Карбонильное соединение растворяют в этаноле (10% раствор) и вводят при непрерывном перемешивании в электролит, Из приготовленного таким образом электролита при рН = 5,0 - 6,2 осаждаются полностью блестящие цинковые покрытия при плотностях тока 0,1 - 5,0 А/дм (движе 2 ние катодной штан ги), Цин ковые покрытия обладают высокой степенью блеска - 80- 90по отношению к серебряному зеркалу, относительно мягки 65 - 80 кг/мм, Выход погтоку составляет 94 - 99при плотностях тока 5,0 - 0,1 А/дм". Корректировка производится по данным анализа - для основных солей и для добавок по количеству пропущенного электричества, Корректирование проводят после пропускания через раствор 3 - 4 А/л электролита. На основе проведенных исследований разработана советскорумынская добавка Лимеда ЛРЦ, состоящаяиз двух блескообразователей Лимеда ЛРЦ 1 и Лимеда ЛРЦ(ТУ 88 ЛитССР 67 - 88),5 производство которых освоено на Опытноэкспериментальной базе института. Электролит внедрен на Новополоцком заводе"Измеритель",В таблице приведен состав различных10 электролитов, параметры раствора и некоторые физико-механические свойства покрытий,Как видно из таблицы, введенные вэлектролит аминопроизводные позволяют15 получать блестящие цинковые покрытия вшироком диапазоне, отличающиеся умень.шенной твердостью,Достоинством электролита является то,что все добавки выпускаются промышлен 20 ностью СССР и Румынии, что позволило совместно изготовить блескообразующуюкомпозицию и внедрить электролит в производство,Формула изобретения25 Электролит блестящего цинкования. содержащий соль цинка, хлорид натрия, борную кислоту, неионогенное ПАВ,карбоксильное соединение, карбонильноесоединение, аминоуксусную кислоту, о т л и 30 ч а ю щ и й с я тем. что, с целью уменьшениятвердости цинковых покрытий, он дополнительно содержит )глутаминовую кислотуили ее производное общей формулы35йнссо-с-сн -сн2ЫНгде 81=-Н, -ОН: Кг =-Н, -СНз.40 или их смесь при следующем содеэжаниикомпонентов. г/л:соль цинка -хлорид натрия -борная кислота -неиногенное ПАВ -45 карбоксильноесоединение -карбонильноесоединение - 0,05 - 1,0;аминоуксусная кислота - 0,05-10,0:70 70 30 100 200 100 10 20030 20030 2,3,150 40 17025 10 10 15 10 5,0 5,0 5,0 10 3,5 1,0 0,1 0,1 0,25 0,05 1,0 5,0 5,0 0,5 10 2,5 в) у-окситаминов г) у-метилвая к Степень (по отнош еб яном у-метилг я кисло лутами слота блеска,ению к зе каСоль цинка а) хлорид цинка б) сульфат цинка Натрий хлористыйБорная кислота Неионогенное ПАВ а) Оксиэтилированный ионилфенол (ОП 10) б) Синтанол ОС в) Лапрол 2402 Ц Карбоксильное соединение а) Бензойная кислота б) Салициловая кислота в) Фенилуксуснаякислота Карбонильное соединение а) бензилиденацетон б)Фурфурилиденацетон в) и-метоксибензилиденацетон Аминоуксуснаякислота уГлутаминовая киста или ее производное выш указанной формуили их смесь а) у-глутаминовакислота б)у-оксиглутаминокислота Состав элект олитов10 1770458 Продолжение таблицы Компоненты (г/л и показатели)Состав элект олитов ЬЬ пп 1 прототип0,1-5,0 0,1-5,0 0,1-5,0 0.1-5,0 0,1 - 4,0 Диапазон плотностей тока,при которых осаждаются блестящие покрытия движение катодной штанги), А/дм Количество углерода в покрытии,Твердость, кг/см(толщина покрытия 10 мкм, плотность тока 2 А/дм, твердость устанавливалась при наг зке 20 Г)Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3718 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5