SU836232A1 - Электролит цинковани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к осаждени металлических в частности цинковых покрытий электрохимическим способом Известен электролит цинковани , содержащий соль, цинка, едкий натр и полиэтиленимин р. Данный электролит обеспечивает получение Мелкозернистых, полублест щих покрытий в широком диапазоне плотностей тока. Недостатком электролита  вл етс  быстра  пассиваци  анодов, что ухудшает стабильность состава электролита в процессе эксплуатации в производственных услови х. Устранить пассивацию удаетс  при высоком содер жании едкого натра-, однако при этом полиэтиленимин высаливаетс  из раствора . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  электролит цийковани , содержащий соль цинка, едкий натр и продукт конденсации полиэтиленимина с кислородсодержащим органическим соединением, выбранным из р да ароматических альдеги- дов , например ванилин f2 1. . Данный электролит обеспечивает получение блест щих покрытий в ин- терваше катодной плотности тока 0,1-5 А/дм. Использование сополимёра полиэтиленимина с ароматическим альдегидом позвол ет повысить содержание едкого натра в электролите, что способствует уменьшению пассивации анодов.- Однако и этот электролит обладает меньшей стабильностью по сравнению с цианистыми. Цель изобретени  - устранение пассивации анодов. Указанна  цель;достигаетс  тем, что предлагаемый электролит в качестве продукта конденсации поли- этиленимина с кислородсодержащим органическим соединением содержит сополимер полиэтиленимина с акри- у

ловой кислотой при следзгющем соотношении компонентов, г/л: Соль цинка (в пересчете на металл) 20-50 Едкий натр200-400

Сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой1-20

Использование сополимера полиэтиленимина с акриловой кислотой исключает высаливание органической добавки из высококонцентрированного щелочного электролита, что спосоствует устранению пассивации анодов

Снижение концентрации Компонентов ниже предлагаемого уровн  существенно снижает производительность процесса электролиза, увеличение их выше верхнего уровн  приводит к ухушению стабильности электролита.

Синтез сополимера осуществл ют следующим образом: 25%-ный водный раствор полиэтиленимина (мол, вес. 4000-10000) смешивают с 25%-ным водным раствором акриловой кислоты в необходимой пропорции (мол рное соотношение 4:1 соответствует 2,5 кратному избытку раствора полиэтилеимина ) , и после кратковременного перемешивани  реакционную смесь нейтрализутот добавлением 25%-ного водного раствора серной кислоты. Дл достижени , нейтральной реакции раствора требуетс  0,6 вес. ч. серной кислоты на 1 вес.ч. полиэтиленимина Нейтральную реакционную смесь дп  завершени  сополимеризации нагревают до кипени  при перемепшвании 3-4 ч.

Реакци  протекает по следук цей схеме:.

r-CH,-CH,-NH-3,- СНг СНСООН , L-CH2-CH,,-N-Jx.CH,-CHj,-NH- , CHj -CHj-COOH

где п - степень полимеризации полимеризации полиэтиленимина, п 100-250; х 1/100 п-п. Полученный сополимер, представл нщий собой полимерную аминокислоту, может быть обезвожен, например, в вакууме при 50-60 С в каучукоподобный твердый полимер. Однако ёолеё удобно использование и хранение его в виде водного раствора, полученного в процессе синтеза по описанному способу. Установлено, что

такие растворы вполне стабильны при хранении в течение 1 года.

Описанным способом могут быть сийтезированы сополимеры полиэтиленимина с акриловой кислотой при различном соотношении карбоксильных и аминных группировок (в пределах от 1:100 до 1:1) в зависимости от объемов вз тых дл  реакции компонентов . Растворимость сополимеров в водных растворах щелочи с повышением содержани  карбоксильных групп возрастает.

Сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой представл ет собой в з . кую прозрачную жидкость с различной интенсивностью окраски преимущественно желто-коричневых тонов.

Сополимер ввод т в электролит

цинкавани  в виде 20-25%-ных водных растворов.

Дл  достижени  эффекта блескообразовани  в электролиты, содержащие сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой, могут быть введены

известные блескообразователи, например: анисштьдегидбисульфит, полиэпоксиамины , ароматические альдегиды и другие соединени .

гт

Примеры электролитов цинковани , содержапщх сополимер полиэтиленими .на с акриловой кислотой:

1.В электролите состава, г/л: Окись цинка (в пересчете на металл)20 Едкий натр 200 Сополимер полиэтиленимина с 25%-ной акри„ . ловой кислотой1

0„-О

при температуре 20 С получены качественные светлые осадки цинка в интервале плотности тока 0,2-2 А/дм с катодным выходом по току 95-100%.

2.В электролите состава, г/л: Хлористый цинк (в пересчете на металл)50. Едкий натр 400 Сополимер полиэтиленимина с 50%-ной акриловой кислотой20

при температуре 22°С получены каче ственные светлые осадки цинка в интервале плотности тока 0,2-4 А/дм с катодным выходом по току 90-99%.

3.В электрол11те состава, г/л: Сернокислый цинк (в пересчете на металл) 35

Едкий натр300

5836232 .6

Сополимер полиэтилен-0,2-3 А/дм с катодным выходом по

имина с 30%-ной акри-. току 82-99%.

ловой кислотой10,5.

при температуре 18°С получены свет- Экспертиментальные данные по лые мелкокристаллические осадки цин- 5 опробованию электролита цинковани  ка в интервале плотности тока . приведены в табл. 1.

Т а б л к ц а 1

Окись цинка (в лересчете на металл)

Хлористый цинк (в пересчете на металл)

Сернокислый цинк (в пересчете на металл)

Едкий натр

Сополимер ПЭИ с акриловой кислотой

Температура, С

Интервал DJ, качественных покрытий, А/дм

Катодный выход по току, %

Анодный выход по току , %

Стабильность работы без корректировани , сутки

X

Рассеивающа  способно ЖприД А/дм 2.

Структура осадка, внешний вид

Толщина беспористого осадка, мкм

Электролит согласно изобретению бьш опробован на установке барабанного типа в сравнении с электролитом - прототипом.

УСЛОВИЯ проведени  процесса следующие:

20

50

0,2-4

0,2-3

82-99 90-99 99-100

99-100

60

30

15

58

55

62

Мелкозернистое. светлое покрьгтие , полублест щее, без питтинга

6-8

4-6

7-9

Объем электропила

5 . цинковани , л

Загруз;ка изделий

300-500 в барабан, г Токова  нагрузка 6-7 на ванну f А Поверхность загружаемых в барабан деталей, дм Расчетна  плотность тока,А/дм Поверхность анодов (максимальна  дл  данной кон 2. струкции ванны;, дм Температура комнатна , € Врем  цинковани , мин Цинкование деталей в барабане осуществл етс  при одних и тек же услоНапр жение на ванне, В В течение всех загрузок 1-1,5 Состо ние анодов

12-15 в течение

Скорость осаждени , мкм/ч всех загрузок

Содержание в электролите ионов цинка, г/л (в пересчете на 0) после 20 загрузок

Полученные результаты указывают на то, что в услови х цинковани  деталей в барабанах изобретенный электролит имеет  вные преимущества перед известным, содержащем сополимер полиэтиленимина с ароматическим альдегидом. Основным преимуществом йвл етс  возможность получени  стабильности состава и технологических параметров в процессе длительного электролиза, что устра:|  ет необходимость частых и трудоемких коррек83623 5 10 15

12-15

первые три загрузки, в дальнейшем посте- . пенно снизилась до 5-6

6,2

тировок электролита и упрощает его эксплуатацию.

Электролит по данному изобретению может быть использован дл  замены цианистых на предпри ти х различных отраслей промьшШенности,

Использование электролита в производстве позволит повысить производительность и стабильность процесса Электролиза, снизить расходы по тех )шке безопасности. Экономический В течение всей ра-После второй загрузботы (20 загрузок)ки аноды запассивианоды находилисьрованы: покрыты в активном состо -плотной (несмываемой) НИИ, покрыты легкопленкой темно-синего. смываемой пленкой.цвета шлама 8 ВИЯХ в изобретенном электролите, состава, г/л: окись цинка 25, едкий натр 180, сополимер полиэтиленимина с акриловой кислотой 5, и в электролите - прототипе состава, г/л: окись цинка 15, едкий натр 100, сополимер полиэтиленимина с ароматическим альдегидом (ванилином) в мольном отношении 1:0,5-5. в результате проведени  серии параллельных экспериментов (по 20 загрузок в каждом электролите) получены результаты , которые представлены в табл, 2, Таблица 2 После второй нагрузки 8-10

)ффект составит 100 000 руб. при )бъеме электролита Юн.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 539096, кл. С 25 D 3/22, 1974.

2.Патент США № 3915815, кл. 204-55, 1975 (прототип).