Электролит меднения

 

ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕНИЯ, включающий сульфат меди, серную кислоту и одно-, двухи трехатомный спирт, отличающийся тем, что, с целью повьшения его рассеивающей и кроющей способности, он дополнительно содержит метол или глицин, гидрохинон или амидол, сульфаминовую кислоту и четвертичную соль аммония еледукщей,формулы: R2R« N ceM « R-N Q cr гле CgHjj R-CH-jiCgH ; C HjCHji. R - при следующем соотношении компонентов , г/л: Сульфат меди 50-250 Серная кислота 50-200 СП Одно-, двухи трехатомный спирт 5-100 Метол или глицил . 0,1-5 Гидрохинон или амидол , О,1-5 Сульфаминовая кислотаО,1-5 Четвертичная соль со аммония указанной NU формулы0,1-5 00 0) 00

СООЗ 008ЕТСНИХ

OOONVOOI

РЕСПУБЛИН

ПЮ (11), у) С 25 0 3/38

ГОСУДАРСТНЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

50-200

5-100 СО, 1-5

О, 1-5

К AS ÒÎOAIOÎOOOI СВИСТОВ\ЬСТВТ

Ю (21) 3451073/22-02 (22) 08.06.82 (46) 30.05.84. Бюл. В 20 (72) О.А. Неделяев, Г,В. Одабашян, Б.Я. Ерышев, Д.Ф. Кутепов, К.М. Тютина, Г.А. Селиванова, Е.И. Несмелов и М.Е. Зуев (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им.Д.И.Менделеева, Художественный фонд СССР и

Экспериментальный производственный комбинат монументапьной.и декоратив- . ной скульптуры (53)621.357. 69:669.3(088.8) (56) 1. Ямпольский А.М. Меднение и никелирование. М.-Л., Машгиз, 1961, с. 19.

2. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу, Лениздат, Л., 1975, с. 219.

3. Авторское свидетельство СССР

N9 244057, кл. С 25 D 3/38, 1967. (54)(57) ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕНИЯ, включа-. ющий сульфат меди, серную кислоту и одно-, двух- и трехатомный спирт, отличающийся тем, что, с целью повышения его рассеивающей и кроющей способности, он дополнительно содержит метол или глицин, гидрохинон или амидол, сульфаминовую кислоту и четвертичную соль аммония следующей формулы: (ЦС Н О"М)СС ОКО(а -А QO) СГ . I I

ГЬЕ R.- CH j. СЕН,У, I

R - С Н» С2 Н Се Н> С нф н 2 2 12 83 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфат меди 50-250

Серная кислота

Одно-, двух- и трехатомный спирт

Метол или глицил .

Гидрохинон или амидол О, 1-5

Сульфаминовая кислота О, 1-5

Четвертичная соль аммония указанной формулы

1094868

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано при создании предметов прикладного искусства и в музейной практике при изготовлении копий уникаль- 5 ных экспонатов.

Известен состав для наращивания слоя меди на стекло, покрытое слоем серебра, содержащий медный купорос, серную кислоту и сегнетову соль P).

Недостатком данного состава является то, что он не позволяет получать слой медного осадка хорошего качества и толщиной более 0,5-1 мм.

Известен также состав электролита для электроосаждения меди с улучшенной рассеивающей способностью, содержащий сульфат меди, сернокислый аммоний, лимоннокислый аммоний и формалин C2) 20

Однако уровень значений рассеивающей и кроющей способностей такого состава электролита все-таки недоста-. точно высок, что не позволяет получить качественного, с равномерным заращива-25 кием рельефа сложной формы осадка при получении гальванокопий с предметов прикладного искусства (факсимильных копий).

Наиболее близок к предлагаемому З0 по технической сущности и достигаемому эффекту электролит, содержащий сульфат меди, серную кислоту, спирт, например этиловый, сахарин и винную кислоту 31. 35

Однако известный электролит не обеспечивает необходимого уровня значений рассеивающей и,кроющей способ-,. ности при получении факсимильных копий. 40

Цель изобретения — повьдпение рассеивающей и кроющей способности электролита меднения для получения гальванопластических изделий.

Указанная цель достигается тем, что в электролит меднения, включаю-. щий сульфат меди, серную кислоту и одно-, двух- или трех-атомный спирт, дополнительно содержит метол или глицин, гидрохинон или амидол, сульфами- 5р новую кислоту и четвертичную с ь аммония следующей формулы: Rй > или Н вЂ”

I гь.а R-СН5 С2Н5 °

R — CH> С2Н5, С6Н5 СН, fl

R -C 2Hg5 — С 2 Н55 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфат меди 50-250

Серная кислота 50-200

Спирт одно-, двух- или трехатомный 5-100

Метол или гли0, 1-5

О, 1-5

Полученным электролитом производят наращивание меди на .каучуковую форму с рельефным изображением "Покорение

Парижа, 1813 r". (Федор Толстой).

Режим наращивания меди: температура

20 С, плотность тока 0,2 A/äì, без перемешивания.

Пример 3 ° Аналогично примеру

1 загружают 1000 мл воды, 3,0 г амидола 0,1 r метола, 1,5 r сульфаминовой кислоты, 250 r сульфата меди, 200 г серной кислоты, 10,0 г пропицин

Гидрохинон ил6 амидол О, 1-5

Сульфаминовая кислота

Четвертичная соль аммония, указанной формулы О, 1-5

Процесс меднения проводят при 20250С и плотности тока 0,2-1,0 А/дм без перемешивания °

Пример 1. В смеситель заливают 1000 мл воды, включают мешалку и последовательно загружают 5,0 г гидрохинона, 5,0 r метанола, 0,1 г сульфаминовой кислоты, 100 r сульфата меди, 50 r серной кислоты, 50 г глицерина и 0,2 г четвертичной аммонийной соли следующего строения: ((СН )

NC(g Н ))С1 . После растворения всех введенных компонентов полученный электролит продолжают перемешивать в течение 1Q мин. Затем производят вызревание электролита в течение 23 ч, заполняют гальваническую ванну и производят наращивание меди на каучуковой форме рельефного изображения "Освобождение Амстердама, 18t3 год" Федора Толстого. Режим работы: температура 20 С, плотность тока 0,5 А/дм.

Пример 2. ° Аналогично примеру 1 загружают 1000 мл воды, 4,0 r амидола, 2,0 r глицина, 0,5 г сульфаминовой кислоты, 200 r сульфата меди, 150 г серной кислоты, 5,0 г этиленгликоля, 0,1 г четвертичной аммонийной соли ((С Н ) МС„д Н д С1

Э 1094 ленгликоля, О 8 г четвертичной аммонийной соли ((СН ) (С Н СН ) ЙС@ Нф 1 °

Полученным электролитом произво дят наращивание меди на каучуковую форму с Рельефом медали Мировой 5 посредник", принадлежащей Льву Николаевичу Толстому. Режим наращивания меди: температура 26 С, плотность тока 0,8 А/дм, без перемешивания.

Пример 4. Аналогично при- 10 меру 1 загружают 1000 мл воды, 0,5 г амидола, 0,8 r метола,, 2,,0 г сульфаминовой кислоты, 50,0 г сульфата меди, 150 г серной кислоты, 80 г этанола, .1,0 Г четвертичной аммонийной 15 соли, (С Нд) (С Н5СН ) НС,ш Н з1 С1.

Полученным электролитом производят наращивание меди на каучуковую форму с рельефом медали, посвященной

150-летию Л.Н. Толстого; Режим нара- 20 щивания меди температура 20 С, плотность тока 0,8 A/äì, без перемешивания.

Пример 5. Аналогично примеру

1 загружают 1000 мл воды, 3,5 г гид- 25 рохииона, 0,9 г глицина, 4,0 r сульфаминовой кислоты, 80,0 г сульфата меди, 130 r серной кислоты, 100 г пропилового спирта и 2,0 г четвертич— 30 ной аммонийной соли С, Н --И у С1, I

Полученным электролИтом производят наращивание меди на каучуковую форму с рельефным изображением фамиль-. ного герба Л.Н. Толстого. Режим меди температура 25ОС, плотность тока

0,5 А/дм, без перемешивания.

Пример 6. Аналогично примеру .. 1 загружают 100 мл воды, 2,0.г гидрохинона, 2,5 г глицина, 5,0 r суль40 фаииновой кислоты, 160,0 r сульфата, Показатели

Меднение по примерам

Равномерный слой меди через ,30 мин на поверхности рельефной формы

Интенсивное нарастание дендритов на краях пробелов медного слоя и на выступах рельефа

Образование дендритов на выступах рельефной поверхности еднение по известному способу

Образование Отсутствует слой затягивающего меди со значитель,слоя меди . ными пробелами величиной 0,5-50 мм

868 4 меди, 100,0 г серной кислоты, 15,0 r бутанола, 4,0 r четвертичной аммоний4 ной соли 1СаН СН -Ю< - С1.

Полученным электролитом производят наращивание меди на каучуковую форму с рельефным изображением именной печати Л.Н. Толстого. Режим наращивания меди: температура 20 С, плотность тока 0,8 А/дм ", без перемешивания.

Пример 7, Аналогично примеру

1 загружают 1000 ип воды, 0,1 r гидрохинона, 3,0 г метала, 5,0 г сульфа. миновой кислоты, 230 .г сульфата .меди, 70,0 г серной кислоты, 35,0 r изобутилового спирта, 3,0 г четвертич-, ной. аммонийной соли ((СН ) НС а Н ДС1.

Полученным электролитом производят наращивание меди на каучуковую форму с рельефным изображением "Первый шаг

Александра sa пределы России, 1813"

Федора Толстого. Режим наращивания меди аналогичен примеру 1.

Пример 8. Аналогично примеру 1 загружают 1000 мл воды, 3,8 г. амидола, 4,0 г глицина, 3,0 r сульфаминовой кислоты, 240,0 г сульфата меди, 180,0 г серной кислоты, 60,0 r изопропилового спирта, 5,0 г четвертичной аммонийной соли строения С НзСН -Ы / С1.

Полученным электролитом производят наращивание меди на каучуковую форму с рельефным изображением изразца ХУ века "Кентавр". Режим нара( щивания меди аналогичен примеру 3.

Полученные по примерам .1-8 результаты меднения приведены в таблице.

1: 2. 3 4 . 5 6 7 8

Нарастающий слой меди ровный, беэ дендритов на всем рельефе изображения

1094868

Продолжение таблицы

Меднение по примерам

2 3 4 5

1Показатели

Меднение по известному способу

Внешний вид медного осадка при толщине 1 мм

Пробелы, зарастание бугристое с рыхлым осадком меди красно-коричневого цвета

Осадок меди пятни- Сплошной ровный слой меди стый, со значитель- с единичными (0 1 0 3 мм ф ными наростами разви-..рическими наростами в местах тых дендритов, токоподвода к форме коричневого цвета

То же при толщине слоя 2 мм

То же, при толщине На поверхности медслоя 3 5 мм ного слоя рыхлый темно-коричневый осадок, осыпающийся при прикосновении

На просвет видны мелкие отверстия в углублениях рельефа

Сплошность слоя меди

Рассеивающая способность,Ж, при плотности тока, А/дм

28,0

0,25

28,2

0,50

28,8

1,00

Кроющая способность1 зарастание формы, Ж, при толщине осадка меди, мм

0,5

0,1

1,5

Факсимильное соответствие оригиналу

92

Фактура имеет потерю тонких деталей рельефа.

Факсимильное соответствие неполное

1 6 7 8

Сплошной ровный слой меди на всей поверхности рельефа

Сплошной ровный слой меди с единичными сферическими наростами на кромках рельефа диаметром 0,3-0,8 мм в местах токоподвода

Слой меди плотный, без видимых дефектов

42 44 45 43 44 40 41 45

44 45 46 44 43 39 41 46

45 44 46 44 43 40 40 46!

Зарастание полное (на 100X)

ll It

Полное соответствие копии оригиналу, Утрат тонких деталей не отмечается.

1094868

BHHHGH Заказ 3537/15 Тираж 633 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4

Внутренние напряжения предлагаемого и известного электролитов близки и составляют 200-220 кг/см . По знаку внутренние напряжения сжимающие. 5

Четвертичные соли аммония - катамины (тетраалкил ммонийгалогениды), каталины (алкилпиридинийгалоГениды) производятся промышленностью и используются как катионоактивные ПАВ, дезин-1 фицирующие вещества, мягчители, дезодоранты, антистатики и т.д.

В примерах 1-4 и 7 использованы заводские катамийы (ТУ-6-01-816-75), а в примерах 5,6 и 8 — каталины, синтезированные в лаборатории действием а -хлоргексадекана или хлористого бензила на пиридин.

В качестве глицина используют 1— оксифениламиноуксусную кислоту (гли- >0 цин-фото).

Спирты н четвертичные соли аммония при их совместном внесении в электролит увеличивают смачиваемость поверхности токопроводящего слоя элек- 5 тролитом и тем самым способствуют осаждению меди на поверхности формы без пробелов. Кроме того, они повышают растворимость других органических соединений.в электролите. 30

Метол+глицин+сульфаминовая кислота. или амидол+гидрохинон+сульфаминовая кислота и т.д. существенно увеличивают рассеивающую способность предлагаемого электролита (на 20-257) по сравнению с известным т.е. способствуют равномерному осаждению меди на поверхности формы независимо от . сложности рельефа копируемой поверхности, 40

Рассеивающую способность предлагаемого и известного электролитов определяют экспериментально по методу щелевой ячейки.

За кроющую способность. принимают 45 процент зарастания формы слоем меди, который определяют путем вычисления площади нарушения сплошности проектируемых участков на экран. Экраном служит диапозитивная пластинка с чувствительностью эмульсионного слоя

025 ед. Места засвечивания при экспонировании контактным методом позволя;, ют рассчитать процент зарастания. Электролит обладает высокой стабильностью в процессе работы. Качество медных осадков не снижается после прохождения через электролит 2250 А ч/л. В процессе работы необходимо поддерживать постоянным объем электролита прибавлением дистиллированной воды.

При необходимости кислотность электролита можно легко корректировать обычным способом.

Органические добавки в процессе работы электролита не корректируются, а после потери ими своего действия их окисляют или адсорбируют активированным углем. После фильтрации электролита в него добавляют свежую порцию органических веществ в указанных количествах.

При погружении формы с токопро водящим слоем в электролит химическое осаждение меди не происходит.

Токопроводящий слой электролитом не смывается.

Для создания на поверхности каучуковой формы токопроводящего слоя ее обрабатывают медной пудрой. Медную пудру на поверхности формы наносят мягкой кисточкой.

Если электролит используется сразу же после приготовления, то качество первого медного осадка ниже, чем качество медного осадка полученного в электролите, выдержанном после приготовления не менее 3 ч.

Для стабилизации многокомпонентного состава электролита требуется некоторое время ° Оно связано с тем, что в электролит вводятся полуфункциональные органические соединения, которые образуют различные равновесные комплексы между компонентами электролита. Скорости этих процессов отличаются, поэтому требуется время для их формирования и стабилизации.

Технология изготовления копий музейных экспонатов .включает отжиг или термообработку изделия при сплавлении стеклоэмалей, при этом металл приобретает достаточную пластичность, что позволяет рихтовать, изгибать и склепывать его.