HU180324B

HU180324B - Process for the electrochemical preparation of bright tin deposits

Info

Publication number: HU180324B
Application number: HU808048A
Authority: HU
Inventors: Kazimierz Madry; Zbigniew Dolecki; Andrzej Kotarski; Maria Drygas; Jacek Kokosinski; Zygmunt Kuzma; Bohdan Cheminski; Jan Przyuski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1983-02-28
Also published as: GB2039958A; FR2446332B1; FR2446332A1; ATA11080A; RO78066A; CS221956B2; NL8000185A; AT365661B; BE881124A; GB2039958B; PL212740A1; US4333802A; DE3000734A1; YU680A; PL120216B1; DD148648A5

Description

(57) KIVONAT

A találmány tárgya eljárás fényes ón-bevonatok elektrokémiai előállítására 5-40 g/1 ón(ll)-szulfátot és 50-300 g/1 kénsavat, továbbá szerves oldószert, felületaktív anyagot és redukálószert tartalmazó galvanizáló fürdőben, oly módon, hogy az ón(II)-szulfátot és kénsavat tartalmazó elegyhez annak 20-35 súlyrésznyi mennyiségére számítva 1 súlyrész menynyiségben olyan adalékot adnak, amely metanolos vagy etanolos oldatban 14-30 súly% nemionos felületaktív anyagból, előnyösen valamely etoxilezett alkil-fenol- i ból, 10-20 súly% aromás alkohol rdukálószerből, előnyösen dihidroxl-benzolból vagy naftolból, 0,5-5 súly%, egy vagy több fenílcsoportot tartalmazó, előnyösen 9-17 szénatomos telítetlen karbonilvegyületből, 1-10 súly%, természetes zsírok metanolos vagy etanolos átészterezésével kapott anyagból, valamint adott esetben legfeljebb 8 suly% mennyiségben valamely telítetlen sav 4-9 szénatomos észteréből és/vagy legfeljebb 15 súly%, étercsoportot tartalmazó 4-8 szénatomos alifás vegyületből áll, és az így kapott galvánfürdőben 15-30 °C hőmérsékleten és 50-500 A/m^a áramsűrűséggel végrehajtják az elektrokémiai bevonást.

Az új eljárással előállított ón-bevonatok fényesek, homogének, jól forraszthatók, és korrózív közeg tartós behatásának is ellenállnak.

-1180.324

A találmány tárgya eljárás fényes ón-bevonatok előállítására elektrokémiai utón, kénsavas oldatok alkalmazásával.

Az alaphoz jól tapadó, igen jól forrasztható és korrózióval szemben igen ellenálló fényes ón-bevonatokat az elektrónikában, például ólomból készített diódáknál, tranzisztoroknál, integrált áramköröknél alkalmazzák.

Azok a fémből vagy más, az áramot vezető anyagból készített tárgyak, melyek felületén szulfátos galvanizálófürdő alkalmazásával alakítottak ki ón-bevonatot, osak az iparban alkalmazhatók, mivel az igy létrehozott bevonat gyakran durvakristályos és csak lazán kötődik az alaphoz. Az ilyen bevonatok felhasználhatóságának javítása érdekében a galvanizálófürcLőkhöz különböző adalékokat adnak. A 5 755 096. és 5 634 212. számú Amerikai Egyesült Államokbeli szabadalmi leírások szerint felületaktív anyagokat adnak a galvanizálófürdőhöz, melyek a Katód jobb nedvesítése révén az alaphoz jobban tapadó bevonatok előállítását teszi lehetővé. A 5 082 157. számú Amerikai Egyesült Á.llamok-beli és az 1 952 218. számú NSZK szabadalmi lel rácsokban ismertetett módszerekkel a galvanizálási folyamat is eredményesebben hajtható végre, mert például a hidrokinon vagy a (i-naftol adalékanyagként való alkalmazása elősegíti az Sn^* ionok Sn²**^- ionokká oxidálódását. Adalékanyagként alkalmaznak szerves vegyületeket is, leggyakrabban alkoholokat, melyek a vízben csak korlátozottan oldódó anyagok oldatainak homogenitását fokozzák. Előnyös hatású adalékanyagok még a Ref. Zurn.

Chlm. HL, 350 /1970/ irodalmi helyen ismertetett kolloidter-2180.324 mészetü anyagok, például a zselatin és az áosenyv is.

Az ezeknek az adalékanyagoknak az alkalmazásával kapott ón-bevonatok azonban.bár jobban tapadnak az alaphoz, matt feltiletüek és különböző érdességüek, és ezzól összefüggésben roszszul forrászthatók és a korrózióval szembeni ellenállásuk «sekély.

Fényes ón-bevonatok előállítása céljából más adalékanyagokat adnak a galvanizálófürdőhöz. Ilyenek például a 971 778. számú NSZK és a 443 429 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban ismertetett természetes eredetű anyagok, úgymint cellulózszármazékok és fakátrány-extraktumok. Szamos más, a bevonatok fényességét javító adalékkal is kísérleteztek, mint például pollefcoxil vegyületekkel, aromás anlnokkal, amidokkal, szulfonszármazékokkal és feniláz színezékekkel /1 089 479 és 3 585 114. számú Amerikai Egyesült Államok-beli, 2 095 575 számú francia és 1 956 144. számú NSZK szabadalmi leírások/, de ezekkel nem sikerült elérni a kivánt hatást, az alkalmazásukkal előállított bevonatok fénytelenek és színes foltok vannak rajtuk. Emellett az igy előállított bevonatok forrászt hatósága rossz és könnyen korrodeálódnak. Megállapítható tehát, hogy bizonyos fényességjavító adalékok külön-külön alkalmazva hatástalanok az ón-bevonatok minőségének javítására.

Fényességet javító adalékként az ismertetetteken kivül kísérleteztek furfurál éa krotonaldehid reakoiótermékének alkalmazásával formaldehid és valamilyen felületaktív anyag jelenlétében /2 122 263. számú NSZK nyllvánosságrahozatali irat/ valamint hexán-2,5-áion és öttagú heterociklusos aldehidek vagy hattagú homoclklusos vagy kondenzált aldehidek reakciótermékeinek felhasználásával felületaktív anyag és akrilsav jelenlétében /2 231 9θ8. számú NSZK nyilvánosaágrahozatali irat/. A leírások szerint ezekkel az adalékokkal fényes és jól tapadó ónbevonatokat lehet előállítani, egyik leírás sem tesz azonban említést arról, hogy a kapott bevonatok jól forraszthatók és korrózióállók lennenek.

Felismertük, hogy bizonyos adalékanyagok megfelelő arányban alkalmazva szinergetifcus hatásúak és alkalmazásukkal fényes, jól tapadó, kiváló korrózióállóságu ónbevonatok állíthatók elő, amelyek jó tulajdonságaikat hosszabb ideig erősen korrozlv környezetben tartva is megőrzik.

A találmányunk szerinti eljárás lényege az, hogy az ón-bevonatokat elektrokémiai utón visszük fel 5-40 g/1 ón-szulfátot és 50-300 g/1 kénsavat, továbbá szerves oldószert, felületaktív anyagot ós redukálószert tartalmazó fürdőben.

A találmány értelmében úgy járunk el, hogy az ón-szulfátot és a kénsavat tartalmazó elegyhez annak 20-35 sulyrész mennyiségére számítva 1 sulyrész mennyiségben olyan adalékot adunk, amely metanolos vagy etanolos oldatban 14-30 suly% nemionos felületaktív anyagból, előnyösen valamely etoxilezett alkil-fenolból, 10-20 suly% aromás alkohol redukálóazerből, előnyösen dihidroxi-benzolból vagy naftolból, 0,5-5 suly%, egy vagy több fenilcsoportot tartalmazó, előnyösen 9-17 szénatomos telítetlen karbonilvegyületből, 1-10 suly%, természetes zsírok metanolos vagy etanolos átészterezésével kapott anyagból, valamint adott esetben legfeljebb 8 suly% mennyiségben valamely telítetlen sav 4-9 szénatomos észteréből és/vagy legfeljebb 15 suly%, óterosoportot tartalmazó 4-8 szénatomos alifás vegyületből Ali, ós az Így kapott galvánfürdőben 15-50 °0 hőmérsékleten éa 501

-3180324 , .aiíj’iu.’iiséggol végrehajtjuk az elektrokémiai bevonást.

' λ tataink során megállapítottuk, hogy a csupán ón/II/- id.útot, kénsovob, szerves oldószerként metanolt vagy etanolt, nemionoo felületaktív szert, valamint redukálószerként aromás alkoholt tartalmazó galvanizáló fürdők alkalmazásával durva szürke ón-bevonatok állíthatók elő. Ha a galvanizáló fürdőhöz egy vagy több árucsoportot tartalmazó telítetlen karbonilvegyületet Is adunk, akkor ugyan sima felületű ón-bevonatot adunk, ez a bevonat azonban fénytelen, matt. Ha pedig a fürdőhöz természetes zsírok átészterezésével kapott anyagot adunk é3 kiegészítésképpen még valamely telítetlen sav-észterét és/ vagy valamely, éter csoportot tartalmazó vegyületet Is adagolunk, akkor fényes bevonatot nyerünk, amely azonban fehéresen vagy sárgás-barnásán elszlneződött, és ez az elszíneződés közvetett módon, a forraszthatóság romlásában fejti ki hatásét. Fényes, homogén, jól forrasztható és korrózióálló bevonatot csak akkor kapunk, ha mindkét tipusu adalékot hozzáadjuk a fürdőhöz; a legjobb hatást akkor érjük el, ha mindkét, adott esetben felhasználandó adalékot is a fürdőbe keverjük. A találmányunk szerinti fürdő komponensei tehát együtt alkalmazva szinergetikus hatásúak.

A találmány szerinti eljárásban az áramkihasználás 95 % felett van; a kapott bevonatok csillogó fényüek és hosszabb ideig erősen kor r óz iv közegben tartva is megőrzik kitűnő forraszthat óságukat.

A találmány szerinti megoldást következő példákkal szemléltetjük a korlátozás szándéka nélkül.

1. példa g technikai minőségű faggyút felmelegltünk és 2 óra hosszat keverjük kénsav jelenlétében. A kapott anyagot desztilláljuk, a 70 és 120°C közötti forráspontu frakciót összegyűjtjük, 1 g-ját összekeverjük 2 g metil-akriláttal és 0,5 g benzál-acetofenonnal. Ezt a keveréket feloldjuk 50 g metanolban 25 g felületaktív anyag /mólonként 4-12 etoxicsoportot tartalmazó etoxilezett nonil-fenolok elegye/ és 10 g pirokatechol hozzáadásával, és a kapott oldatot hozzáadjuk egy 5 g/1 ón-/II/-szulfátot és 10 g/1 kénsavat tartalmazó galvanizálófürdőhöz, a fürdő 50 sulyrésznyi mennyiségére számítva 1 sulyréaz menynyiségben. A fürdőben rézlemezt galvanizálunk 20 °0 hőmérsékletén 500 A/m^l áramsürüséggel. Homogén, fényes ón-bevonatot kapunk.

2. példa g repceolaját felmelegltünk és 1 óra hosszat keverjük 50 g etanollal kénsav jelenléteben. A kapott anyagot desztilláljuk és összegyűjtjük azt a frakciót, melynek forráspontja 75 és 110 °C között van. Az összegyűjtött frakció 5 g-ját összekeverjük 12 g etil-formaidéhid-acetállal és 4 g dibenzilldén-acetonnal. A keveréket feloldjuk 100 g etanolban és 50 g uokafenol N-8 felületaktív anyagot /mólonként 8 etoxicsoportot tartalmazó etoxilezett nonll-fenol/, valamint 25 g hidrokinont adunk hozzá. Az igy kapott oldatot 15 g/1 ón/II/-szulfátot és .

500 g/1 kénsavat tartalmazó galvanizálófürdőhöz adjuk az oldat 20 sulyrésznyi mennyiségére számítva 1 súlyrész mennyiségben. Ezután ferronlkkel-kobalt ötvözetből készített lemezt galvanizálunk 15 °0 hőmérsékleten 100 A/b‘ áramsürüséggel. Homogén, fé-4180.324 nyes ón-bevonatot kapunk.

3. példa g disznózsírt felmelegitünk és 3 óra hosszat keverjük 100 g metanollal foszforsav jelenlétében. A kapott anyagot desztilláljuk, éa összegyűjtjük azt a frakciót, melynek forráspontja 50 és 100 °C közé esik. Ennek a frakoiónak 3 g-ját öszszekeverjük 8 g propionaldehid-metilaoetállal, 5 g butil-akriláttal és 1 g oinnaminaldehiddel. & keveréket feloldjuk 50 g metanolban es hozzáadunk 15 g renex 690 felületaktív szert /mólonként 6 etoxlcaoportot tartalmazó etolixezett nonil-fenol/ éa 20 g hidrokinont. Az igy kapott oldatot 40 g/1 ón/II/-szulfótot és I50 g/1 kénsavat tartalmazó galvanizálófürdőhöz adjuk a fürdő 25 sulyrésznyi mennyiségére számítva 1 sulyrész mennyiségben. A fürdőben armco-ötvözetböl készített lemezt galvanizálunk 30 °C hőmérsékleten, 500 A/m* áramaürüséggel. Homogén, fényes ón-bevonatot kapunk.

4. példa g technikai minőségű faggyút felmeleg ltunk és 1 óra hosszat keverjük 80 g etanollal kénsav jelenlétében. A kapott anyagot desztilláljuk, és összegyűjtjük azt a frakciót, melynek forráspontja 80 éa 110°G között van. Ennek a frakciónak 2 g-ját összekeverjük 3 g i-propil-éterrel és 1 g benzilidénacetonnal. Az elegyet feloldjuk 100 g etanolban és hozzáadunk 35 g alfenol felületaktív szert /mólonként 4-12 etoxlcaoportot tartalmazó etoxilezett nonil-fenolok elegye/ és 15 g i-naftolt. Az igy kapott oldatot 20 g/1 ón/II/-szulfátot és 50 g/1 kénsavat tartalmazó galvanizálofürdőhöz adjuk a fürdő 35 sulyréaznyi mennyiségére számítva 1 sulyrész mennyiségben. A fürdőben vaslemezt galvanizálunk 18 °0 hőmérsékleten'50 A/n¹ áramsürüséggel. Homogén, fényes ón-bevonatot kapunk.

5. példa g szójaolajat felmelegitünk és 2 óra hosszat keverjük 100 g metanollal kénsav jelenlétében. A kapott anyagot desztilláljuk és összegyűjtjük azt a frakciót, melynek forráspontja 90 es 120°0 között van. Ennek a frakoiónak 10 g-ját összekeverjük 8 g metll-akriláttal, 5 g etiléterrel és 1 g henzál-acetofenonnal. A kapott elegyet feloldjuk 40 g metanolban és hozzáadunk 30 g rokafenol N-8 felületaktív anyagot /mólonként 8 etoxicaoportotλ tartalmazó etoxilezett nonil-fenol/ és 15 g plrokatecholt. Az igy kapott oldatot 15 g/1 ón/II/-szulfátot és 180 g/1 kénsavat tartalmazó galvanizálofürdőhöz adjuk a fürdő 30 sulyrésznyi mennyiségére számított 1 sulyrész mennyiségben.

A fürdőben nikkel lemezt galvanizálunk 20 C hőmérsékleten 350 A/n* áramsürüséggel. Homogén, fényes ón-bevonatot kapunk.

Claims

Szabadalmi Igénypont

Eljárás fényes ón-bevonatok elektrokémiai előállítására

5-40 g/1 ón/II/-szulfátot és 50-300 g/1 kénsavat, továbbá szerves oldószert, felületaktív anyagot és redukálószert tartalmazó galvanizáló fürdőben, azzal jellemezve, hogy az 6n/II/-szűlfátot és kénsavat tartalmazó elegyhez annak 20-35 sulyrésznyi

-5180.324 mennyiségére számítva 1 sulyrész mennyiségben olyan adalékot adunk. amely metanolos vagy etanolos oldatban 14-30 suly% nemionos felületaktív anyagból, előnyösen valamely etoxilezett alkiifenolból, 10-20 suly% aromás alkohol redukálóazerből, előnyösen dihidroxi-benzolból vagy naftolból, 0,5-5 suly%, egy vagy több fenilosoportot tartalmazó, előnyösen 9-17 szénatomoa telítetlen karbonilvegyületből, 1-10 auly%, természetes zsírok metanolos vagy etanolos átészterezésével kapott anyagból, valamint adott esetben legfeljebb Θ auly% mennyiségben valamely telítetlen sav

4-9 szénatomos észteréből és/vágy legfeljebb 15 suly%, éterosoportot tartalmazó 4—8 szénatomoa alifás vegyületből áll, éa az igy kapott galvánfürdőben 15-30 °C hőmérsékleten éa 50-500 A/·* áramaürüséggel végrehajtjuk az elektrokémiai bevonást·