Електроліт для анодної фінішної обробки олов’яних покриттів

Електроліт для анодної фінішної обробки олов'яних покриттів, який містить гідроксид лужного металу, який відрізняється тим, що він додатково містить силікат натрію і поліетиленгліколь при наступному співвідношенні компонентів, г/л гідроксид натрію 10-20 силікат натрію ЗО - 90 поліетиленгліколь 1- 2 вода решта Винахід відноситься до галузі гальванотехніки, зокрема, до електролітів для фінішної обробки поверхні білої жерсті, що використовується для виготовлення консервної тари Відомий електроліт для фінішної обробки лудженої жерсті, утримуючий 26,2г/л біхромату натрію, в якому луджену жерсть хроматують протягом с при катодній густині струму 500А/М і температурі 40°С [Кацер Й М , Илалова Р X , Гуляева Г С , Парамонов В А , Сафин Г Г Оптимизация процесса хроматирования электролитически луженой жести // Сталь-1984-№П _С 73-75 ] Відомий також електроліт, що містить (г/л) 20 - 25 біхромату лужного металу, 5 - 1 0 ацетата лужного металу, 4,5 - 5,5 хромового анпдрида, в якому білу жерсть хроматують при катодній густині струму 550 - 950 А/М протягом 1 - 2с [п СССР № 639461, МКИ* С 25 D 11/38, «Электролит для катодного хроматирования», Яргон Ф , Эйленс Й , Машке Э , БИ№ 47, публ 26 12 78] Відомий стандартний розчин для хімічної обробки олов'яних покриттів, утримуючий 80 100г/л біхромату натрію або калію [ГОСТ 9 305 84] До недоліків таких електролітів для оксидування поверхні білої жерсті відносяться забруднення навколишнього середовища високо токсичними сполуками хрому при нанесенні і експлуатації покриттів Відомий електроліт для фосфатування лудженої жерсті [п США № 5498300, МПК6 С23С 22/10, С23С 22/23, «Состав и способ обработки поверхности электролитически луженой жести», Tomoyaky А , публ 12 03 96], що містить (г/л) 4 8 РО43, 0,1 - 5 хелатоутворюючого компонента (Н2Р2О7, Na4P4O7) і 0,1 -1 ІОНІВ олова при рН = 2 4,5 Недоліками даного електроліту є складний склад і висока тривалість обробки (10с), перешкоджаюча її включенню в технологічний цикл високопродуктивного агрегату Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, до винаходу, що пропонується, є електроліт для анодування олова [Левин А И , Простаков М Е , Кочергин В П О толщине пассивных пленок на олове // ЖПХ - 1960 - Т 33, № 3 - С 2102 - 2108], утримуючий 5 - 10г/л гідроксиду натрію, в якому обробляють поверхню Sn при анодній густині струму JA = 200 - 500А/м2 протягом 2 - Зс при 18 - 20°С До недоліків прототипу потрібно віднести низьку захисну здатність сформованих плівок, що зумовлена їх високою пористістю У основу винаходу поставлена задача удосконалення електроліту для швидкісного анодування поверхні луджених виробів, що не містить сполук хрому, шляхом введення в лужний розчин для фінішної обробки плівкоутворюючої і змочувальної речовин, що дозволяє забезпечити підвищення корозійної СТІЙКОСТІ отриманого покриття Поставлена задача вирішується тим, що відомий електроліт, який включає гідроксид натрію згідно з винаходом додатково містить силікат натрію і поліетиленгліколь НО - [ - СН2СН2О - ]ns О 49220 - Н при наступному співвідношенні компонентів, г/л гідроксид натрію 10-20, силікат натрію ЗО - 90, поліетиленгліколь 1 - 2, вода решта Процес анодування здійснюють при температурі 20 - 25°С протягом 1 - 2с при густині струму 500 - 800А/М2 Електроліт готують розчиненням у воді гідроксиду натрію і потім додають силікат натрію та поліетиленгліколь При порівняльних випробуваннях оцінювали захисні властивості плівок, отриманих при анодуванні олов'яних зразків, і адгезійні властивості лакових покриттів цих зразків (лак на основі фенолоформальдепдних смол, що застосовується для покриття консервної тари з лудженої жерсті [1 Производство и применение металлической тары / Под ред Я Ю Локшина -М Пищевая промышленность, 1980 - 224 с 2 Лакокрасочные материалы для зашиты металлической консервной тары / В В Жебровский, А Д Еселев, А П Лысенкова, ГА Цыба - М Химия, 1987 - 1 1 2 с ] Захисну здатність анодних плівок випробовували в розчині, що містить 20г/л гідроксиду натрію (реєстрація кривих самоактива ці і) Критерієм СТІЙКОСТІ при випробуваннях був час активації заздалегідь анодованого електрода, що визначалося екстраполяцією вертикальної ДІЛЬНИЦІ кривої самоактивацм на вісь абсцис [1 Головко Д А , Беляновская Е А Самоактивация оловянного электрода, модифицированного анодной обработкой в щелочном растворе // Вопр химии и хим технологии -1999 - № 1 -С 8 4 - 8 7 2 Головко Д А , Беляновская Е А , Данилов Ф И Анодирование металлических покрытий как способ повышения их защитной способности // ФІЗІКОхімічна механіка матеріалів - 2000 - № 1 _ С 307-310] При випробуваннях в сіркувмісних середовищах критерієм руйнування плівки було виділення сірчастих сполук олова на поверхні зразків Слабо кислий розчин сульфіду натрію готували за способом ЦНДІ Чорної Металургії До киплячого розчину оцтової кислоти доданий 52,6г/л Na2S з розрахунку 20мл/л (1л розчини СНзСООН) Потім В отриманому агресивному середовищі обробляли неоксидовании олов'яний зразок, площа якого рівна що випробовується, і анодно оброблені електроди протягом 60с Тести проводили в 31,2г/л СНзСООН (м'який режим) згідно [Виткин А И Производство электролитически луженой жести - М Металлургия, 1959 -309 с ] і 124,8г/л СНзСООН (жорсткий режим) Атмосферу дюксиду сірки створювали шляхом взаємодії розчинів тіосульфату натрію і сірчаної кислоти Дюксид сірки генерували шляхом змішення розчинів 1,6г/л ЫагЗгОз і 4,9г/л H2SO4 (м'який режим, рекомендований в [Виткин А И , Галкин Д П , Берлин Б И Основы теории и технология производства белой жести - М Металлургия, 1978 - 392 с]) і 16г/л Na2S2O3 і 49г/л H2SO4 (жорсткий режим) Після змішення компонентів розчину камеру герметизували і проводили випробування протягом 24 годин СТІЙКІСТЬ лакофарбових покриттів оцінювали на основі результатів випробувань зразків протягом 1 години в киплячих модельних середовищах (Питна вода і водний розчин Зг/л хлориду натрію) по ГОСТ 5981 - 88 Перед випробуванням олов'яні зразки анодували в лужних електролітах і наносили лак Контроль СТІЙКОСТІ отриманого багатошарового покриття проводили через 6 годин після нанесення Результати випробувань плівок, сформованих на олов'яних зразках при анодній обробці в лужних електролітах, представлені в таблиці У прикладах 9, 10 і 11 (прототип) покриття, що утворилися, нестійкі в розчині гідроксиду натрію, практично не інгібують утворення сірчастих сполук олова, а лак на основі фенолоформальдепдних смол відшаровується при обробці в киплячих модельних середовищах Захисні властивості анодних плівок, отриманих в лужних силікатних електролітах, що містять ЗО - 90г/л силікату натрію (приклади 1 - 6, 8), на порядок перевершують прототип Введення в лужний електроліт анодування поліетиленгліколя (приклади 1 і 3), інгібуючого розчинення сформованого покриття, дозволяє збільшити час активації в порівнянні з розчином, що не містить змочувальної речовини (приклад 8) Підвищення концентрації силікату натрію від 90 (приклад 6) до 120г/л (приклад 7) не приводить до істотного поліпшення інгібуючої дії плівок Поверхневі покриття, які сформовані в розчинах (приклади 1 - 6), що пропонуються, інгібують виділення сірчастих сполук олова при випробуваннях в сіркувмісних середовищах як в традиційних (м'яких), так і в більш жорстких умовах на відміну від прототипу Адгезія лака на основі фенолоформальдепдних смол на олов'яних зразках, що анодовані в електроліті, що пропонується, значно перевершує прототип Після обробки у використаних модельних середовищах відбувається відшарування покриттів лаком, нанесених зразки, анодованих в розчині гідроксиду натрію (прототип) При випробуваннях олов'яних зразків, що анодовані в лужних силікатутримуючих розчинах, руйнування покриттів не відбувається Даний винахід може бути використаний для фінішної обробки лудженої жерсті на підприємствах чорної металурги, луджених виробів на підприємствах машинобудування, авто- і суднобудування 49220 2 ЗОВНІШНІЙ 3 10 60 "ел 1 Гідроксид натрію 20 Силікат натрію ЗО Полиетиленгли1 коль Діапазон аноду- 5 0 0 вання, JA, А/М 2 800 Час активації олов'яного електрода, анодованого при анодній густи- 540 ні струму JA = 500А/м протягом 2с, в 20г/л NaOH.c зо 5 10 90 6 20 60 7 20 90 8 20 120 "ел Таблиця Результати порівняльних випробувань захисних властивостей анодних плівок в агресивних середовищах Концентрація компонентів, г/л, і значення показників Компоненти і по11 казники 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (Прототип) 4 20 2 1 1 1 500800 500800 500800 500800 500800 500800 920 800 1500 740 1630 1640 9 20 10 5 зо зо 1 500- 500800 800 510 10 11 20 20 12 10 1 500800 200500 35 40 ВИГЛЯД СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО олов'яних зразків сірий сірий сірий сірий сірий сірий сірий сірий сірий сірий сірий до обробки блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блискучий чий чий чий чий чий чий чий чий чий чий ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД олов'яних зразків, анодованих при анодній густині струму JA = 500А/м2 протягом СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- темно2с, після обробки сірий сірий сірий сірий сірий сірий сірий сірий коричв слабо кислому блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- блиску- невий чий чий чий чий чий чий чий маювий розчині сульфіду чий натрію СНзСООН 1,0г/л Na2S (М'який режим) протягом 60 с ЗОВНІШНІЙ темнокоричневий маювий ВИГЛЯД олов'яних зразків, анодованих при анодній густині струму JA = 2 500А/м протягом СВІТЛО2с, після обробки сірий в слабо кислому блисрозчині сульфіду кучий натрію 124 8г/л СНзСООН 1,0г/л Na2S (М'який режим) протягом 60 с ЗОВНІШНІЙ темнокоричневий маювий темно- темно- темнокорич- корич- коричсірий невий невий невий блисмаюмаюмаюкучий вий вий вий СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий ВИГЛЯД олов'яних зразків, анодованих при анодній густині струму JA = 500А/м2 протягом 2с, після випаровувань в атмосфери 0,64кг/м3 SO2 (М'який режим) протягом 24 годин Світло- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛОсірий сірий сірий сірий блис- блис- блис- блискучий кучий кучий кучий СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий 49220 1 2 3 4 5 6 7 8 9 продовження таблиці 10 11 12 ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД олов'яних зразків, анодованих при анодній густині струму JA = 500А/м2 протягом 2с, після випаровувань в атмосфери 64кг/м3 SO2 (Жорсткий режим) протягом 24 годин Відшарування лакофарбового покриття на основі фенолоформальдепдних смол після випробувань протягом 1 години в КИПЛЯЧІЙ темно- темно- темнокоричн коричн коричсірий евий евий невий блисмаюмаюмаюкучий вий вий вий СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО- СВІТЛО сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий сірий блискучий Ні Ні Ні Ні Ні Ні Ні Ні Так Так Так НІ НІ НІ НІ НІ НІ НІ НІ Так Так Так ПИТНІЙ воді Відшарування лакофарбового покриття на основі фенолоформальдепдних смол після витребувань протягом 1 години в киплячому розчині Зг/л хлориду натрію ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71