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Galvanisches Nickelbad
Die Erfindung betrifft galvanische Nickelbäder, die sich zur Abscheidung von korrosionsbeständigen, zähharten, halbglänzenden bis glänzenden Nickelniederschlägen eignen.
Es ist bekannt, dass man auf einer Metallfläche durch galvanische Abscheidung von Nickel einen den Ausgleich von Unebenheiten in der Grundmetallfläche bewirkenden Halbglanz-oder Glanzniederschlag erhält, wenn man saure Nickelbäder einsetzt, die als Einebnungsmittel"bezeichnete Verbindungen enthalten. Als solche Einebnungsmittel sind Alkinverbindungen, z. B. Alkinoxyalkylamide, Alkindiole Alkinoldiäthyloxylate und auch Cumarin bekannt. Es ist ferner bekannt, dass eine verstärkte Einebnung und ein gleichmässigerer Glanz erhalten werden können, wenn man diese Einebnungsmittel in Verbindung mit einem Trihalogenaldehyd oder dessen Acetal oder Hemiacetal als zweite zusammenwirkende Verbindung einsetzt.
Diese bekannten Halbglanz- oder Glanznickelbadtypen, denen Einebnungsmittel der genannten Art hinzugefügt werden, zeigen nach dem derzeitigen Stand der Technik einige Mängel.
Diese Mängel bestehen darin, dass bei Zugabe von Alkindio1, wie 1, 4-Butindiol, oder auch von Alkinoldiäthyloxylat zu einem Watt'schen Nickelbad, insbesondere bei einer Badtemperatur über 52 C und insbesondere bei höheren kathodischen Stromdichten, wie 8 Amp/dm2, mattstreifige Nickelüberzüge abgeschieden werden. Bei Zugabe von Cumarin zu Nickelbädern werden insbesondere bei Temperaturen über 56 C matte Überzüge im niedrigen Stromdichtebereich erzielt, und bei Verwendung von z. B.
Alkindiolen und Cumarin zusammen als Einebnungsmittel bei Nickelbädern werden allgemein uneinheitliche Ergebnisse hinsichtlich des Halbglanzes oder Glanzes der Nickelüberzüge erzielt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisherigen Nachteile solcher Einebnungsmittel enthaltenden Nickelbäder auszuschalten.
Dies wird erreicht mit einem galvanischen Nickelbad in Form einer wässerigen sauren Lösung eines Nickelionen liefernden Materials mit einem Gehalt an Alkinverbindungen und/oder Cumarin als Einebnungsmittel und einer zweiten damit zusammenwirkenden Verbindung, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass als zweite Verbindung Adipinsäure oder deren Salze vorhanden sind.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch eine Zugabe von Adipinsäure, insbesondere in einer Menge von 0, 1 bis 10 g/l, vorzugsweise 2 g/l, ein einheitlicher Halbglanz über einen sehr weiten Stromdichtebereich erzielt werden kann. Darüber hinaus wurde eine einheitlichere Glanzbildung bei Steigerung der Konzentration an Einebnungsmitteln erreicht.
Die erfindungsgemässen Zusätze können sowohl einem sauren Nickelbad des Watt'schen Typs als auch sonstigen bekannten Bädern in Art des Chlorid-, Sulfat-, Sulfat-Chlorid-, Fluoborat- oder Sulfamat-Bades und Kombinationen derselben zugegeben werden. Das Sulfatbad ist vorzuziehen, weil dieses weniger Zersetzungseigenschaften zeigt als die sonstigen Nickelbadtypen.
Um die bei der galvanischen Abscheidung vielfach auftretende Porenbildung zu verringern, kann ausserdem ein geeignetes Netzmittel, wie Natriumlaurylsulfat, dem Nickelbad hinzugefügt werden.
Das erfindungsgemässe galvanische Nickelbad ermöglicht eine nicht zu erwartende Verbesserung der Einebnungsmittel enthaltenden Nickelbäder, die sich dahingehend auswirkt, dass die Beständigkeit der Bäder um 50% bis 300%, je nach Einsatz der verschiedenen Einebnungsmittel, gesteigert ist. Unter "Beständigkeit" der Nickelbäder ist die Ampèrestundenbelastung pro Liter Nickelbad bis zu dem Zeitpunkt der Regenerierung des Nickelbades zu verstehen, wobei als "Regenerierung" die in Fachkreisen bekannte und übliche Reinigung mittels aktiver Kohle mit oder auch ohne Mitverwendung von Oxydationsmitteln, wie Kaliumpermanganat, verstanden wird.
Die erfindungsgemässen Nickelbäder können sowohl mit Luft als auch mit Warenbewegung betrieben werden. In Nickelbädern, die mit Luft betrieben werden, sollen zweckmässig keine stark schäumenden Netzmittel verwendet werden ; vielmehr eignen sich zu diesem Zweck vorzugsweise schwach schäumende Netzmittel, wie Äthylhexylsulfat-Na-Salz. Ferner sollten die erfindungsgemässen Nickelbäder keine
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schutzwert der aus den erfindungsgemässen Nickelbädern abgeschiedenen Nickelüberzüge beträchtlch herabgesetzt wird, selbst dann, wenn diese Stoffe in Mengen von weniger als 50 mg/l Badflüssigkeit vorhanden sind.
Für die Qualität der abgeschiedenen Nickelüberzüge ist die Einstellung des pH-Wertes des sauren Nickelbades bedeutsam. Untersuchungen haben gezeigt, dass die besten Ergebnisse bei einem pH-Wert von 3, 5 bis 3, 9 erzielt werden, wobei jedoch Abweichungen von diesem speziellen pH-Bereich nach oben oder unten keineswegs zum Versagen der erfindungsgemässen Nickelbäder führen.
In den folgenden Beispielen sind Zusammensetzungen für erfindungsgemässe Nickelbäder angegeben, die verschiedene zusammenwirkende Zusätze enthalten.
Beispiel 1 :
EMI2.2
<tb>
<tb> NiS04. <SEP> 6 <SEP> H2O <SEP> ................................................... <SEP> 300 <SEP> g/l
<tb> Nice. <SEP> 6 <SEP> H20 <SEP> 30 <SEP> g/l <SEP>
<tb> H, <SEP> BO <SEP> 48 <SEP> g/l
<tb> pH-Wert <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> 58 C
<tb> Stromdichte <SEP> .................................................. <SEP> 8 <SEP> A/dm2
<tb> Zusatz <SEP> : <SEP>
<tb> 1,4-Butindiol <SEP> ................................................. <SEP> 0,32g/l
<tb> Adipinsäure <SEP> ................................................... <SEP> 2g/l
<tb>
Beispiel 2 : Grundbad gemäss Beispiel 1.
EMI2.3
<tb>
<tb>
Zusatz <SEP> : <SEP>
<tb> Cumarin <SEP> 0,08 <SEP> g/l
<tb> Adipinsäure <SEP> 2 <SEP> g/l
<tb>
Beispiel 3 : GrundbadgemässBeispiel1.
EMI2.4
<tb>
<tb>
Zusatz <SEP> :
<tb> Butindioldiäthyloxylat <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Adipinsäure <SEP> 2,-/l <SEP>
<tb>
Beispiel 4 : Grundbad gemäss Beispiel 1.
EMI2.5
<tb>
<tb>
Zusatz <SEP> : <SEP>
<tb> 1,4-Butindiol <SEP> ................................................. <SEP> 0,18g/l
<tb> Hexindiol................................................... <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Cumarin <SEP> 0,03 <SEP> g/l
<tb> Adipinsäure, <SEP> Natriumsalz <SEP> 2 <SEP> g/l
<tb>
Beispiel 5 : Grundbad gemäss Beispiel 1.
EMI2.6
<tb>
<tb>
Zusatz <SEP> : <SEP>
<tb> 1,4-Butindiol <SEP> ................................................. <SEP> 0,15g/l
<tb> Cumarin <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Butindioldiäthy10xylat........................................ <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Adipinsäure, <SEP> Kaliumsalz <SEP> 2 <SEP> g/l
<tb>
Beispiel 6 :
EMI2.7
<tb>
<tb> Nickelsulfamat <SEP> 330 <SEP> g/l
<tb> Nickelchlorid <SEP> ................................................. <SEP> 5g/l
<tb> pH-Wert <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> 600 <SEP> C
<tb> Stromdichte <SEP> ................................................... <SEP> 10 <SEP> A/dm2
<tb> Zusatz <SEP> : <SEP>
<tb> 1,4-Butindiol <SEP> ................................................. <SEP> 0,4g/l
<tb> Adipinsäure <SEP> 2 <SEP> g/l
<tb>
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Beispiel 7 :
EMI3.1
<tb>
<tb> Nickelfluoborat <SEP> 300 <SEP> g/l
<tb> Borsäure <SEP> 30 <SEP> g/l <SEP>
<tb> pH-Wert <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> 42 C
<tb> Stromdichte <SEP> 4 <SEP> A/dm2 <SEP>
<tb> Zusatz <SEP> : <SEP>
<tb> 1, <SEP> 4-Butindiol <SEP> 0, <SEP> 24 <SEP> g/1 <SEP>
<tb> Adipinsäure, <SEP> Nickelsalz....................................... <SEP> 2 <SEP> gil
<tb>
Mit den vorstehenden Bädern ergeben sich bei den angegebenen Konzentrationen und Stromdichten Abscheidungen von halbglänzenden bis glänzenden Nickelniederschlägen, die besonders korrosionsbeständig sind und zähharte Beschaffenheit aufweisen.
Die erfindungsgemässen Bäder lassen sich zur Vernickelung der üblicherweise behandelten Grundmetalle, wie Eisen, Stahl, Kupfer, Messing und Zink, einsetzen und überall dort mit Vorteil verwenden, wo neben gutem Aussehen besondere Korrosionsbeständigkeit gewünscht ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Galvanisches Nickelbad in Form einer wässerigen sauren Lösung eines Nickelionen liefernden Materials mit einem Gehalt an Alkinverbindungen und/oder Cumarin als Einebnungsmittel und einer zweiten damit zusammenwirkenden Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass es als zweite Verbindung Adipinsäure oder deren Salze enthält.