PL102427B1 - A bath for electrochemical cadmium plating with lustre - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kapiel do elektrochemicznego osadzania powlok kadmowych z kapieli kwasnych. Kapiel ta przeznaczona jest do wytwarzania powlok blyszczacych o duzej wglebnosci, w urzadzeniach stacjonarnych i obrotowych.

Znane kapiele kwasne do elektrochemicznego osadzania kadmu, oparte sa przewaznie na siarczanie kadmowym z dodatkiem zwiazków buforujacych, zwiekszajacych przewodnosc kapieli i rozpuszczalnosc anod, lub z nadmiarem wolnych kwasów mineralnych. Oprócz siarczanu kadmu, kwasów i soli nieorganicznych do kapieli kadmowych dodaje sie celem poprawy jakosci osadzanych powlok, specjalne dodatki takie jak: klej, pepton, zelatyna, fenol, krezol, tiomocznik oraz jonowe i niejonowe srodki powierzchniowo czynne. Kapiele te nie znajduja szerokiego zastosowania w praktyce wskutek otrzymywania jakosciowo gorszych powlok kadmowych w stosunku do powlok uzyskiwanych z kapieli cyjankowych i aminochlorkowych. Elektrolity kwasne równiez nie nadaja sie do pokrywania skomplikowanych detali ze wzgledu na mala wglebnosc i ograniczony zakres gestosci pradu od 1-2 A/dm2.

W zwiazku z powyzszym zaistniala koniecznosc opracowania kapieli malo toksycznej, która winna charakteryzowac sie duza wglebnoscia i stabilnoscia skladników w czasie pracy oraz pozwalac na prace w szerokim zakresie pradu katodowego, a powloki z nich otrzymywane winny charakteryzowac sie chropowatoscia TÓwna lub nizsza od chropowatosci podloza. Cel ten udalo sie osiagnac i otrzymano kapiel spelniajaca wyzej wymienione warunki.

Kapiel wedlug wynalazku stanowiaca wodny roztwór soli kadmu i kwasu siarkowego lub/i fluoroborowego o wartosci pH 0,5—2,5 zawiera ponadto specjalnie dobrany zestaw organicznych substancji blaskotwórczych i wygladzajacych.

Istota wynalazku polega na tym, ze do kwasnej kapieli kadmowej wprowadza sie jednoczesnie co najmniej dwa podstawowe rodzaje substancji wyblyszczajacych. W sklad grupy pierwszej wchodza produkty reakcji sulfopochodnych aminobenzenu i/lub aminonaftalenu czy aminoantracenu z formaldehydem o wzorze przedstawionym ponizej, w którym n wynosi 2 do 20, Me-jest wodorem lub kationem tworzacym rozpuszczalna w wodzie sól.2 102 427 N-CH2- S03Me I 2 S03Me n Zwiazki te dodawane do kapieli kadmowych w ilosci 0,1—10 g/l wykazuja znacznie lepsze wlasnosci blaskotwórcze niz produkty reakcji zwiazków naftalenosulfonowych z formaldehydem.

Grupa druga zawiera rozpuszczalne w wodzie produkty reakcji kondensatorów tiomocznikowo-formaldehydowych z siarczynem i/lub kwasnym siarczynem i/lub podsiarczynem metalu alkalicznego i/lub rongalitem w ilosci 0,01 g — 10 g/l. • Dla przykladu podaje sie jeden z wariantów syntezyjej grupy zwiazków: 1/ H2N-C-NH2 + HCHO - S 2/ H2N-C-NHCH2OH "Hg°> S 3/ nH0H-C-N=CH0 ' 2 n 2 S 4/ / i 2 -N-CH2- c—s NHCH20H nHCHO nMeHSO- HoN0 - NHCH0 2 || 2 S OH 2 II 2 S -N-CH2- C=S NH2 n ^_ »- ¦""^^ -N-CH2- 1 c = s N-HCH2OH n —i -HpO =-> 1 -N-CH9- NHC V- S03Me n gdzie: Me -jest metalem, n — liczba 2 do 20 Wspólne synergetyczne dzialanie substancji wyblyszczajacych umozliwia uzyskanie blyszczacych powlok kadmowych o duzej plastycznosci i gestosci pradowych stosowanych obecnie dla cyjankowych kapieli do galwanicznego kadmowania. Mozna stosowac gestosci zawarte miedzy 0,05 i 5 A/dm2, ustalajac je praktycznie, na przyklad w komórce Hulla. Jako dodatki uzupelniajace w/w substancje wyblyszczajace w kapieli galwanicznej mozna stosowac znane zwiazki jak (zelatyna, pepton, jonowe i niejonowe srodki powierzchniowo-czynne itp.102 427 3 Szeroki zakres polysku umozliwia stosowanie tej kapieli do kadmowania wyrobów ze stali, miedzi, brazu, zeliwa o duzych powierzchniach i stosunkowo skomplikowanych ksztaltach.

Niniejsze rozwiazania obejmuje wodna, kwasna kapiel, zawierajaca rozpuszczalne jony kadmu i stosowany w nadmiarze kwas siarkowy lub/i fluoroborowy, celem zwiekszenia przewodnosci i polaryzacji.

Kapiel wedlug wynalazku charakteryzuje sie wglebnoscia i zdolnoscia krycia odpowiadajaca kapielom cyjankowym do kadmowania oraz duza wydajnoscia katodowa. Scieki powstajace nie wymagaja specjalnej obróbki uzdatniania poniewaz nie zawieraja trwalych kompeksów kadmu. Mozna je bez obawy laczyc ze sciakami pochodzacymi z odtluszczania czy innych bezcyjankowych alkalicznych kapieli celem ich wzajemnej samoneutralizacji. • Kadmowanie wykonuje sie w przedziale temperatur od 10—50°C, korzystnie 20-35°C, zmieszaniem lub bez mieszania. Kapiel mozna mieszac sprezonym powietrzem, albo przez mechaniczny ruch szyny katodowej.

Mieszanie to umozliwia stosowanie wiekszych gestosci pradu na pokrywanych galwanicznie przedmiotach.

Ilosc kadmu obecna w kapieli nie jest decydujaca i moze wahac sie okolo 10-50 g/l.

Przyklad I.

CdS04-8/3H20 50 g/l H2S04 50g/l Produkt reakcji formaldehydu z kwasem 4-amino-benzenosulfonowym , 6g/l Produkt reakcji kondensatu tiomocznikowoformaldehydowego z kwasnym siarczynem sodowym (c.cz;500) 2 g/l Przykladu.

CdS04-8/3H20 80 g/l H2S04: 20 g/1 Produkt reakcjiformaldehydu / z kwasem 4-amino-naftaleno-4-sulfonowym 5 g/l Produkt reakcji kondensatu tiomocznikowoformaldehydowego z kwasnym siarczynem sodowym (c.cz;500) 3 g/l Przyklad III.

CdO 25 g/l H2S04 80 g/1 Produkt reakcji formaldehydu z kwasem 4-amino-benzenosulfonowym 2 g/l Oksyetylowanynonylofenol 1,5 g/L Produkt reakcji kondensatu tiomocznikowoformaldehydowego z formaldehydosulfoksylenu sodu (c.cz800) 2 g/l Przyklad IV.

CdO 30 g/l H2S04 100 g/1 Zelatyna 0,15 g/l Produkt reakcji formaldehydu z kwasem4-amino-naftaleno-4-sulfonowym 3 g/l Produkt reakcji kondensatu tiomocznikowo-formaldehydowego z formaldehydosulfoksylenu sodu (c.cz;800) 1,5 g/l Przyklad V. ¦ Cd(BF4)2 80 g/l HBF440% 60 ml Oksyetylowany alkoholtluszczowy 1 g/l Produkt reakcji formaldehydu z kwasem4-amino-benzenosulfonowym 5 g/l Produkt reakcji kondensatu tiomocznikowoformaldehydowego z kwasnym siarczynem sodowym c.cz:500 1 g/l Wszystkie próby przeprowadzano w komórce Hulla o poj 267 ml, przy uzyciu anody kadmowej i plytek stalowych, zeliwnych i miedzianych. W czasie elektrolizy przez komórke plynal prad o nastezeniu 1 A przez 15 minut w temperaturze 15-35°C. We wszystkich próbach otrzymano blyszczace szczelne powloki kadmowe w szerokim zakresie gestosci pradu. Roztwór podstawowy bez dodatków organicznych dawal ciemne, porowate i chropowate powloki.4 102 427

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Kapiel do elektrochemicznego kadmowania z polyskiem, stanowiaca wodny roztwór soli kadmu i kwasu siarkowego lub/i fluoroborowego, znamienna tym, ze zawiera produkty reakcji sulfopochodnycli aminobenzenu i/lub aminonaftalenu i/lub aminonatracenu z formaldehydem w ilosci 0,1-10 g/l oraz produkty reakcji kondensatów tiomocznikowo-formaldehydowych z siarczynem i/lub kwasnym siarczynem i/lub podsiarczynem metalu alkalicznego i/lub formaldehydosulfoksylenu sodu w ilosci 0,01-10 g/L. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl