Электролит цинкования

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциалистическихРеспублик и 336232ффро делам изобретений и открытий(53) УД К 621.357 т :669.58 (088.8) Дата опубликования описания 17.06.81 А.В,Рябченков, И.П.Криворучко . П,А.Гембицкий, А.И.Чмарин, Ви Ю,В.Конкин 72) Авторы изобретени Заявитеаучно производственное объедиаявительмашиностроения ЦН(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЦИН АНИЯ Изобретение относится металлических в частности покрытий электрохимическимИзвестен электролит цин содержащий соль, цинка, ед и полиэтиленимин 11Данный электролит обес попучение мелкозернистых, стящих покрытий в широком не плотностей тока. о ков кий печивает полубле- диапазоНедостатком электролита быстрая пассивация анодов, шает стабильность состава лита в процессе эксплуатац изводственных условиях. Ус пассивацню удается при выс жанни едкого натра; однако явл т электроии в протранить оком содерпри этом я из растолиэтиленимин высаливает в обретению и достигая электролит; оль цинка, нденсации Наиболее близким к и по технической. сущности емому результату являет : ци 1 ткования, содержащий едкий натр и продукт ко 2ждению полиэтиленимина с кислородсодержаковых,щим органическим соединением, выбрансобом; ным из ряда ароматических альдеги- .ниядов, например ванилин 2 ,натр Данный электролит обеспечивает5получение блестящих покрытий в интервале катодной плотности тока0,1-5 А/дм.Использование сополимера полиэтиленимина с ароматическим альдеги"яется дом позволяет повысить содержаниеухуд- едкого натра в электролите, чтоспособствует уменьшению пассивациианодов; Однако и этот электролитобладает меньшей стабильностью посравнению с цианистыми.Цель изобретения - устранениепассивации анодов.Указанная цель достигается тем,что предлагаемый электролит и качестве продукта конденсации полиэтиленимина с кислородсодержащиморганическим соединением содержит.сополимер полиэтиленимина с акри3вовой кислотой при следующем соотношении компонентов, г/л:Соль цинка (в пересчете на металл)Едкий натрСополимер полиэтиленимина с акриловойкислотой 1-20Использование 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 25%-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 520200 где п - степень полимеризации полимеризации полиэтиленийина,и=100-250 х= 1/100 и-и.) 50Полученный сополимер, представляющий собой полимерную аминокислоту, может быть обезвожен, например, в вакууме при 50-60 оС 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 следующейсхеме:-СН -СН Г-СН 2-СН -ИН 2 2 1.г 1 2 й зим 1СН -Сн-СООН 836232 фтакие растворы вполне стабильныпри хранении в течение 1 года.Описанным способом могут быть синтезированы сополимеры полиэтиленимина с акриловой кислотой при различном соотношении карбоксильныхи аминных группировок (в пределахот 1:100 до 1:1) в зависимости отобъемов взятых для реакции компо 10 кентов. Растворимость сополимеровв водных растворах щелочи с повышением содержания карбоксильных группвозрастаетСополимер полиэтиленимина с акри 15 ловой кислотой представляет собой вязкую прозрачную жидкость с различнойинтенсивностью окраски преимущественно желто-коричневых тонов.Сополимер вводят в электролит20 цинкования в виде 20-25 -ных водных растворов.Для достижения эффекта блескообразования в электролиты, содержа-щие сополимер полиэтиленимина с акри 25 ловой кислотой, могут быть введеныизвестные блвскообразователи, например:анисадьдегидбисуль 4 ит, полиэпоксиамины, ароматические. альдегиды и другие соединения,30Примеры электролитов цинкования,содержащих сополимер полиэтиленими.на с акриловой кислотой:1. В электролите состава, г/л:Окись цинка (в пересчете на металл)Едкий катрСополимер полиэтиленимина с 25 -ной акриловой кислотой 1при температуре 20 С получены каче 0ственные светлые осадки цинка в интервале плотности тока 0,2-2 А/дмс катодным выходом по току 95-100 .2, В электролите состава, г/л:Хлористый цинк (в пересчете на.метайл) 50,Едкий натр 400Сополимер полиэтиленимина с 5 ОХ-.ной акриловой кислотой . 20при температуре 22 С получены качественные светлые осадки цинка в интервапе плотности тока 0,2-4 А/дмс катодным выходом по току 90-993. В электролите состава, г/л:Сернокислый цинк (в пересчете на металл) 35836232 , 6 0;2-3 А/дм с катодным выходом по току 82-993. Сополимер полиэтиленимина с 307-ной акриловой кислотой :10,5 при температуре 18 оС получены светлые мелкокристаллические осадки цинка в интервале плотности тока ись цинка (в лереете на металл) Хлористыи цинк (вна металл) ресчете Сернокислый цинк пересчете на мет 2 Едкий н 0 0 ополи с=1 А/дм ассеи об ь,пр т ра осадка, вид Мелкозернистое. светлое покрытие, полублестящее, без питтинга нешни Толщина беспориосадка, мкм го 6 зобретению ке барабан- электролиасиостаннии300-50 ее Анодный выход по то- Ж Стабильность работыбез корректирования,сутки Электролит согл бып опробован на у о ного типа в сравне с том - прототипом.Условия проведения пр дукипие: Экспертиментальные данные .поопробованию электролита цинкованияприведены в табл,Таблица 1 Объем электролитцинкования, лЗагрузка изделийв барабан, гТоковая нагрузкана ванну, А836232 8виях в изобретенном электролите,состава, г/л: окись цинка 25, едкийнатр 180, сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой 5, и вэлектролите - 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 загрузокв каждом электролите) получены результаты, которые представлены втабл. 2. 15 Таблица 2 Характеристики процессов цинкования Результаты цинкования деталей в электролигзх с добавками полизтилениминовыхсополимеров предлагаемый электролит электролит - прототип Напряжение на ванне, В В течение всех за- После второй нагрузок 1-1,5 грузки 8-10 В течение всей работы (20 загрузок)аноды находилисьв активном состоянии, покрыты легкосмываемой пленкой Состояние анодов После второй загрузки аноды запассивированы: покрытыплотной (несмываемой)пленкой темно-синего.,цвета 12-15 12-15 в течениевсех загрузок Скорость осаждения,мкм/ч первые три загрузки,в дальнейшем посте- ,пенно снизилась до5-6 Содержание в электролите ионов цинка,г/л (в пересчетена О) после 20 загрузок 24,1 6,2 Поверхностьзагружаемых в барабан деталей, дм5-7Расчетная плотностьтока,А/дм 1-1,2Поверхность анодов (максимальная для данной конструкции ванны), дм 7Температура комнатоС 20-22Время цинкования, мин 45Цинкование деталей в барабане осу" ществляется 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;1 яет необходимость частых и трудоемких корректировок электролита и упрощает егоэксплуатацию.Электролит по данному изобретениюможет быть использован для заменыцианистых на предприятиях различныхотраслей промышленности. Использование электролита в производстве позволит повысить производительность и стабильность процесса электролиза, снизить расходы по технике безопасности. Экономический .)бъеме электролита 1 О и).Формула изобретенияЭлектролит цинкования,. содержадий соль цинка, едкий натр и продукт конденсапни полиэтиленимина с кислородсодержащим органическим соединением, отличающийся тем, что, с целью устранения пасси" вации анодов, он в качестве продукта конденсации полиэтиленимина с кислородсодержащим органическим сое 36232 10динением содержит сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой при следующем соотношении компонентов, г/л:Соль цинка (в пересчете на металл) 20-50Едкий натр 200-400Сополимер полиэтиленимина .с акриловой кислотой 1-201 О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 539096, кл. С 25 О 3/22, .1974.2. Патент США Ф 3915815,кл. 204-55, 1975 (прототип).Заказ 2846 17 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП .Патент , г. Ужгород. ул. Проектная, 4