Щелочной электролит цинкования

) ЩЕЛОЧНОЙ ЭЛЕКТРОЛИТ АН во покрыт Однако сильнотокв произвоной очистдов бол с точк перспектив электролиистые илилектроли ены цианистыхелочные нециаэлектролиты.н щелочнойкоторый с цственных осад ения зам ляются щ о актич цинкатныеИзвест цинкования чения кач о в ся пол с нь в соде Изобретение относится к области получения цинковых покрытий и может быть использовано в автомобильной, приборостроительнои , машиностроительной и других промышленностях с целью придания декоративного вида деталям и их защиты от коррозии.В настоящее время наиболее распр странены цианистые электролиты, так как они имеют высокие технологичес;- кие характеристики и высокое качест ну получающихся из них е эти электролиты являютсяичными и их применениестве требует тщательи сточных вод от цианимической технологии АН Литовской СС жит органическую добавку в видепродукта реакции эпихлоргидринас полимерным производным пиперидина, например й -метилпиперазит.ном (продуктом реакции формалина сф пиперазином ) 1 аДобавление продукта реакции =Мметилпиперазина с эпихлоргидрином кщелочному электролиту цинкованияв количестве не менее 2 г/л оказывает положительное влияние на качество получающихся цинковых покрытийв диапазоне плотности тока 1-6 А/дм,Однако при плотности тока 0-1 А/дмполучаются черные мажущиеся покрытия, а при плотности тока выше6 А/дм - блестящие, хрупкие покрытияс питтингом. ески при цинковании сложноанных деталей, а также ив барабанах всегда имевдеталей где плотность0,5 А/дм следовательно751176 из такого электролита они не будутпокрываться,При совместном применении продух"та с 0,1 г/л анисового альдегида получаются блестящие покрытия в диапазоне плотности тока от О до более,.чем 8 А/дм, Однако, при работе в ячейке Хулла уже вторая пластина, покрытая в той же порций электролита,имела черное покрытие при плотностях 1 Ейтока от 0 до, например, 1 А/дм .На третьей власихине наблюдался ужепригар покрытия при токах более6 А/дм , что свидетельствовало о не-,.2обходимости корректировки электролита органической добавкой продуктомреакции,Таким образом недостатком этогоэлектролита является сравнительно уз-кий диапазон рабочей плотности тока,а также большой расход добавки, обус"ловленный необходимостью частых корректировок электролита,Наиболее близким по достигаемомурезультату к предлагаемому являетсяизвестный щелочной электролит цинкования, содержащий 7 г/л соединенияцинка (в пересчете на цинк металлический) , 75 г/л едкого натра и до 30бавки , обеспечивающие получение высококачественных блестящих покрытийв широком интервале плотности тока (0,5 - 8,6 А/дм ),в качестве ко 2,торь 1 х используется ароматический альдегид в сочетании с полимером в виде продукта реакции меламина с формальдегидом, алифатическим амином иэпихлоргидрином 121,Однако и этот электролит не обеспечивает получения качественных покрытий при плотностях тока, меньших0,5 А/дм . Кроме того, нет данныхоб устойчивости органических добавокв электролите,и степени их расходования в процессе электролиза.Расход добавки является очень важным эксплуатационным показателям электролита и качества получающегосяпокрытия : чем больше расход добавки, тем чаще нужно корректировать 50электролит, чем больше расход добав-)ки, тем больше ее включается в покрытие, что приводит к снижению его коррозионной стойкости и физико-механических свойств. Кроме того, увеличе- Ииие расхода добавок снижает экономические показателн, процесса цинкования. 4При цинковании сложнопрофилированных деталей практически применяюятся средние плотности тока 2-4 А/дм Однако всегда имеются труднодоступные участки, де плотности тока менее 0,5 А/дм , И если применять укаэанные выше электролиты-аналоги, то бу" дут получаться темные, мажущиеся покрытия в этих местах деталей. Гальваникам хорошо известно, что наибольшую трудность доставляет получение качественных покрытий именно в труд" нодоступных местах деталей.Цель изобретения - снижение расхода добавки и расширение. рабочего диапазона плотностей тока в сторону ниэ" ких значений,Это достигается тем, что предлагаемый электролит в отличие от известного в качестве полимерной добавки содержит продукт реакции 1 моль пиперазина с 0,5-2 моль формалина, 0,5- 2 моль эпихлоргидрина и О,Э,5 моль тиомочевины при следующем содержании компонентов, г/лСоединение цинка (впересчете на цинкметаллический) 7-15 Едкий натр 70-150 Ароматическийальдегид 0,01-0,1 Продукт реакциипиперазина с формалином, эпихлоргидрином и тиомо- чевиной Тиомочевина является известной добавкой к электролитам щелочного цинкования. Установлено, что введение 0,1 г/л тиомоцевииы и известный электролит 111, содержавший 2 г/л продукта реакции Я - метилпиперазина с эпихлоргидрином, устраняет черное покрытие при малых плотностях тока. Однако после цинкования последовательно трех пластин в той же самой порции электролита вновь наступают потемнения покрытия при малых плотностях тока, т.е. требуется корректировка электролита Добавками. При введении же тиомочевины в .реакционную смесь .при синтезе продукта реакции 11- метилпиперазина с эпихлоргидрином реакционная смесь оказалась значительно более эффективной. При добавлении такой реакционной смеси к электролиту в количестве 2 г/л получают светлые покрытия цинком во всем диапазоне751176 плотностей тока, реализуемом в ячейке Хулла.Кроме того, не происходит ухудшения вида покрытия после цинкования 10-15 пластин в той же порции электролита без корректировки.Для приготовления электролита должен применяться чистый едкий катр. Источником цинка могут служить его соли хлористый, сернокислый, уксус О нокислый цинк или окись цинка с мар-. кой чистоты не ниже чда. Полимерная добавка готовится из технических формалина, эпихлоргидрина, пиперазина. и тиомочевины марки ч.Они вводятся в электролит в виде бисульфитных соединений марок чдля улучшения их растворимости, что является общеизвестным в гальванотехнике.Для приготовления электролита растворяют в воде расчетное количество едкого натра, затем в горячий раствор при еремешивании вводят необходимое количество соли25 цинка или окиси цинка, Полученный раствор разбавляют водой до 1 л, а в него уже вводят добавки,Для приготовления полимерной добавки берут следующие вещества; пиперазин МНСН 4 МНСН 5,СН, формалин СНБО , который применяется в виде 373-ного раствора, эпихлоргидрин 20 Для получения блестящих покрытий в электролит наряду с реакционной смесью вводится ароматический альаегид. Ниже приводятся конкретные примеры получения блестящих покрытий.П р и м е р . В электролит УЗ из табл. 2 добавлено 0,01 г/л пиперонаСН СН СНС 1 и тоимочевина (МН ) С.22 35ОДля получения реакционной смеси иэ этих веществ применяют трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником 40 и термометром. В колбу заливают необходимое количество воды и в ней растворяют соответствующее количество пиперазина, Затем вводят при перемешиваиии 373-ный раствор фор в : 45 малина и медленно добавляют эпихлоргидрин, Так как реакция с эпихлоргидрином.экзотермична, его вливают с такой скоростью, чтобы температураоне поднималась выше 80 С, для этого требуется время от нескольких минут до 0,5-1 ч в зависимости от количества взятых реагентов . Затем заливают водный раствор тибмочевины. ТемпераФтура реакционной .смеси поднимается до кипения и при этой температуре смесь при перемешивании вы 1 держивают в течение 1 ч. Получает,ся прозрачный раствор слегка желтого цвета. Количество реагентов выбирается таким, чтобы получилсяраствор примерно 07.-ной концентрации в расчете на сухое вещество.В талб1 приведены конкретныепримеры получения ,полимерной добавки, при изготовлении 2 л смеси.Время введения эпихлоогидрила составляет 10-30 мин.Полученные реакционные смеси вво;дились в .щелочные электролиты цинкования различного состава, приведенные в табл. 2, где концентрации реак"ционных смесей даны в пересчете насухой остаток.В табл. 3 приводятся результатыиспытаний электролитов из табл 4на продолжительность их работы безкорректировки и внешний вид получаюч-:щихся покрытий,Испытания электролитов проводят вячейке Хулла емкостью 267 мл, токна ячейку составляет 2 А, воемяэлектролиза 10 мин. В качестве катодов применяют стальные полиро-.ванные пластины из ст10, анодом являлся листовой цинк марки ЦО. Притаких условиях электролиза контролируемое распределение плотностейтока на катоде находится в пределах0,2-8 А/дм , На конце пластины с низ 2кими плотностями тока они могутдостигать сотых долей А/дма на2конце с большими - десятков А/дмКритерием удовлетворительной Работыэлектролита является получение каче"ственного покрытия на всей пластине,покоытой в ячейке Хулла. Такой широкий диапазон рабочих плотностей тока необходим, так как .практическипри цинковании деталей в гальванической ванне всегда встречаются участки деталей, находящихся при оченьмалых и очень больших плотностях тока.Как видно из даннных табл. 3 во всех случаях получаются матовые покрытия . Блеск покоытий наблюдаемый в некоторых случаях при высоких плотностях тока является нежелательным эффектом, так как при этом наблюдается питтинг .и хрупкость осадка.751176 8- получаювся более светлые осадки цинка;- рабочий диапазон плотностей тока расширен с 1-6 А/дм до 0-8 А/дм- расход добавки уменьшен в 3-5разКорректировка электролитов альде. гидами производится в основном после цинкования 5-ти пластин путем добавления 1/5 исходного количества альде. гида, Установлено, что корректировка электролитов реакционной смесью производится, как это следует из опыта 7 табл. 3, после цинкования 15 пластин путем добавления также 1/5 исходного количества реакционной смеси.Испытания показали, что предлагаемый щелочной электролит цинкования по своим технологическим характеристикам и качеству получаемых покрытий вполне Может заменить применяемые электро" )питы блестящего цианистого цинкования. Таблица 1 Количество, г/моль 11 Тля. Получено блестящее покрытие на всей пластине, покрытой в ячейке Хулла. После цинкования 4-х пластин потребовалась корректировка электролита 0,005 г/л пипероналя для восстановления начального блеска покрытия,П р и м е р 2. В электролит 95 из талб. 2 добавлено 0,1 г/л бензальдегида, Получается блестящее покрытие иа всей пластине. Зля восстановления )О начальной степени блеска необходимо добавление 0,02 г/г бензальдегида после цинкования каждых 5-ти пластин в той же порции электролита.П р и м е р 3. В электролит Ид из табл. 2 добавлено 0,05 г/л анисового альдегида. Получается блестящее покрытие на всей пластине. Для восстановления начальной степени блеска необходима корректировка электролита 0,01 г анисового альдегида после цинкования каждых 5-ти пластин.П р и м е р 4. В электролит Ф 9 иэ табл. 2 добавлено 0,025 г/л анисового альдегида. Получено блестящее покрытие на всей пластине. Корректировка электролита для восстановления начального покрытия необходима пчтем добавления 0,005 г/л анисового альдегида после цинкования кажЭО дых четырех пластин. Как следует из вышеприведенныхтаблиц и примеров, по сравнению спрототипом предлагаемый электролит Ззобладает следующими преимуществами; 10 12 7,3 7,3100 )10 75 75751176 1 О ЙИЮЛЯ; Жр юмов доба зоб ч, отл с целью и Формулаочной эл ижени тролит шя рабочека н сторо и оасши нени одеожашии с относте кии тр, аромати Услобные мажорное, серое е, сРеллае тенияцинкованияцинка. едкийдегид, и по я тем, чтосхода добавдиапазона Р 4 Я У 6 У,Я РР ф РЯ О РлесляУЬГ,Ргьг751176 Продукт реакции пипе"разина с Формалином,апихлоргидрином, итиомочевиной 1 О Составитель. Р. УхлйноваТехред А. Ач Корректор Н. Швыдкая Редактор Л. Письман Заказ 8789/32 Тираж 707 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, чл. Проектная,4 ну низких значений, он в качествеполимерной добавки содержит продуктреакции 1 моль пиперазина с 0,52 моль формалина, 0,5-2 моль эпихлоргидрина и 0,3"0,5 моль тиомочевины " .при следующем соотношении компонентов, г/л : 2Соединение цинка,(в пересчете нацинк металлический) 7-15Едкий натр 70-50Ароматический альдегид 0,0-0,1Источники информации,принятые во Внимание при экспертизе1. Патент США У 3803008кл. 204 - 55, 1976.2. Реферативный. журнал "Технология неорганических веществ" 11 9,1974, 9 Л, 249 П,