DE1191652B

DE1191652B - Saures galvanisches Nickelbad

Info

Publication number: DE1191652B
Application number: DED41559A
Authority: DE
Inventors: Dr Wolf-Dieter Willmund; Dr Wennemar Strauss
Original assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Current assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Priority date: 1963-05-15
Filing date: 1963-05-15
Publication date: 1965-04-22
Also published as: GB998370A; US3314868A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C23b

Deutsche Kl.: 48 a - 5/08

1191 652
D 41559 VI b/48 a
15. Mai 1963
22. April 1965

Es ist bereits bekannt, Umsetzungsprodukte von heterocyclischen Stickstoffbasen vom aromatischen Typ mit Sultonen als Einebnungsmittel in galvanischen Nickelbädern zu verwenden. Diese Produkte stellen nach ihrem chemischen Aufbau innere Salze von Aminoalkansulfonsäuren, sogenannte Sulfobetaine dar. Der Einebnungseffekt dieser Produkte ist durchaus befriedigend. Sie unterliegen aber unter gewissen Bedingungen der Zersetzung, durch die der Einebnungseffekt beeinträchtigt werden kann.

Es wurde nun gefunden, daß organische Einebnungsmittel der allgemeinen Formel

Ri 4

R2

R₃-X

in der

eine ein- oder mehrkernige heterocyclische Stickstoffbase vom aromatischen Typ, wie z. B. Pyridin, Picolin, Lutidin, Kollidin, Äthylpyridin, Chinolin, Isochinoün, Chinaldin, Lepidin, Acridin, Phenanthridin u. dgl., R, Ri, R-2 die Substituenten CH₃, C₂H₅ oder einen anderen Alkylsubstituenten, der gegebenenfalls auch wegfallen kann, und R₃ einen gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbrochenen und/oder substituierten Alkylenrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen sowie X einen sauren Schwefelsäure- oder Phosphorsäureesterrest bedeutet, den oben aufgeführten Nachteil nicht aufweisen. Weiterhin können die Einebnungsmittel nach der Erfindung 2 oder mehr Stickstoffatome im Ring der heterocyclischen Stickstoffbase enthalten, wie z. B. Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Phthalazin, Chinazolin, Chinoxalin, Phenazin u. a., wobei der saure Alkansäureesterrest ( —R₃-X~) auch an mehreren Ringstickstoffatomen vorhanden sein kann. Die mit den erfindungsgemäßen Produkten angesetzten Bäder können extrem hohen Badbelastungen ausgesetzt werden, ohne daß störende Zersetzungsprodukte entstehen. Darüber hinaus zeigen sich die erfindungsgemäßen Mittel hinsichtlich der Einebnung und Einebnungstiefenstreuung den bisher bekannten Produkte deutlich überlegen.

Produkte der angeführten allgemeinen Formel, welche sich durch sehr gute Beständigkeit und Einebnungswirkung in sauren galvanischen Nickelbädern auszeichnen, sind z. B. Pyridinium-(methylsulfat), Saures galvanisches Nickelbad

Anmelder:

Dehydag Deutsche Hydrierwerke G. m. b. H.,

Düsseldorf, Henkelstr. 67

Als Erfinder benannt:

Dr. Wolf-Dieter Willmund,

Dr. Wennemar Strauss, Düsseldorf-Holthausen

Pyridinium-(äthylsulfat-2),Pyridinium-(hexylsulfat-6), Pyridinium-(decylsulfat-10), Pyridinium-(dodecylsulfat-12), Pyridinium-(3,6-dioxaoctylsulfat-8), Pyridinium-(2-hydroxypropylsulfat-3), Pyridinium-(3-hydroxypropylsulfat-2), γ-Picolinium-(äthylsulfat-2), Chinolinium-(äthylsulfat-2). Die den genannten Sulfaten entsprechenden Phosphorsäureester haben eine ähnliche Wirkung im sauren Nickelbad.

Die Anwendungskonzentrationen für die erfindungsgemäßen Mittel liegen zwischen 0,05 und 3 g/l, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 g/l Badflüssigkeit. Die anwendbaren Stromdichten liegen im Bereich von 0,1 bis 9 A/dm² bei einer Badbetriebstemperatur von etwa 50 bis 6O⁰C.

Neben den erfindungsgemäßen Einebnungsmitteln werden den galvanischen Nickelbädern übliche Grundglanzmittel, wie Benzol-m-disulfonsäure, Diaryldisulfimide. Sulfonamide u. dgl. zugesetzt.

Für das in den Beispielen angegebene Herstellungsverfahren der verwendeten Verbindungen wird kein Schutz begehrt.

Beispiel 1

Versetzt man ein Nickelbad vom Watts-Typ mit 2 g/l o-Toluoldisulfonimid als Grundglanzmittel, 0,5 g/l Natriumdodecylsulfat als Netzmittel und 0,25 g/l Pyridinium-(äthylsulfat-2) als Einebnungsmittel, so werden bei einer Badtemperatur von 50 bis 60° C im Stromdichtebereich von 0,5 bis 9 A/dm² hochglänzende, stark eingeebnete Nickelniederschläge von guter Duktilität erhalten. Nach Badbelastungen bis zu 1000 Ah/1 sind störende Zersetzungsprodukte in den Bädern nicht nachweisbar.

Das erfindungsgemäße Einebnungsmittel kann auf folgendem Wege hergestellt werden. Man läßt 85,7 g

509 540/313

Pyridin bei 75 bis 80°C innerhalb von 20 Minuten zu 268 g Äthylenchlorhydrin tropfen; dann wird unter Rückfluß aufgeheizt, wobei die Temperatur im Laufe von weiteren 20 Minuten auf maximal 150⁰C ansteigt. Bei dieser Temperatur wird 30 Minuten lang nachgerührt, auf 40⁰C abgekühlt und der Überschuß an Äthylenchlorhydrin im Vakuum abdestilliert. Der feste bräunliche Rückstand wird in 150 ml Aceton suspendiert und abgesaugt, wobei 159,5 g Hydroxyäthylpyridiniumchlorid erhalten werden. Dieses wird in 600 ml Chloroform suspendiert, und unter kräftigem Rühren werden bei 0 bis 5° C 128 g Chlorsulfonsäure, gelöst in 100 ml Chloroform, innerhalb von 75 Minuten zutropfen gelassen. Hiernach wird im Laufe von 60 Minuten auf 40⁰C erwärmt, 1 Stunde nachgerührt, zum Austreiben des gebildeten Chlorwasserstoffs 2 Stunden lang Stickstoff hindurchgeleitet und weitere 2 Stunden bei 35 bis 40° C nachgerührt. Die aus der Suspension erhaltene Festsubstanz wird zunächst mit Chloroform, dann mit Methanol und schließlich mit Aceton gewaschen und ergibt nach dem Trocknen 193 g (95% der Theorie) Pyridinium-(äthylsulfat-2).

Beispiel 2

Ersetzt man in dem im Beispiel 1 genannten Nickelbad das Einebnungsmittel durch die gleiche Menge Pyridinium-(decylsulfat-lO), so wird eine gleich gute Einebnungswirkung, sogar bis in den Stromdichtebereich von 0,1 A/dm² erzielt.

Beispiel 3

Werden in einem Nickelbad vom Watts-Typ 3 g/l N-(Benzol-sulfonyl)-benzoylamid als Grundglanzmittel, 0,5 g/l Natriumdodecylsulfat als Netzmittel und 0,2 g/l Pyridinium-(äthylphosphat-2) als Einebnungsmittel gelöst, so liefert das Bad bei einer Betriebstemperatur von 50 bis 60⁰C im Stromdichtebereich von 0,25 bis 7 A/dm² hochglänzende, duktile, gut eingeebnete Nickelniederschläge.

Ersetzt man in dem genannten Nickelbad das Pyridinium-(äthylphosphat-2) durch die gleiche Menge y-Picolinium-(äthylsulfat-2) als Einebnungsmittel, so werden Nickelüberzüge gleich guter Qualität erhalten.

Beispiel 4

Versetzt man ein Nickelbad vom Watts-Typ mit 1,5 g/l N-(BenzolsulfonyI)-acetamid als Grundglanzmittel, 0,5 g/l Natriumdodecylsulfat als Netzmittel und 0,3 g/l Pyridinium-(3,6-dioxaoctylsuIfat-8) als Einebnungsmittel, so werden bei einer Badtemperatur von 50 bis 60⁰C im Stromdichtebereich von 0,5 bis A/dm² hochglänzende, duktile und stark eingeebnete

ίο Nickelniederschläge erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Saures galvanisches Nickelbad üblicher Zusammensetzung mit einem Gehalt an Glanz- und Netzmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß es als Einebnungsmittel Verbindungen der allgemeinen Formel

+- N

R₃-

R₂

enthält, in der

eine ein- oder mehrkernige heterocyclische Stickstoffbase vom aromatischen Typ, R, Ri, R₂ Alkylsubstituenten, die gegebenenfalls auch wegfallen können, R3 einen gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbrochenen und/oder substituierten Alkylenrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und X einen sauren Schwefelsäure- oder Phosphorsäureesterrest darstellen.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Einebnungsmittel mit zwei und mehr Stickstoffatomen im Ring der heterocyclischen Stickstoffbase enthält und der Alkansäureesterrest auch an mehrere Ringstickstoffatome gebunden sein kann.

3. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Pyridiniumalkansulfate oder-phosphate enthält.

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