DE1496917A1 - Electrolytic baths and processes for the production of galvanic coatings - Google Patents

Electrolytic baths and processes for the production of galvanic coatings

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DE1496917A1
DE1496917A1 DE19651496917 DE1496917A DE1496917A1 DE 1496917 A1 DE1496917 A1 DE 1496917A1 DE 19651496917 DE19651496917 DE 19651496917 DE 1496917 A DE1496917 A DE 1496917A DE 1496917 A1 DE1496917 A1 DE 1496917A1
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Mo St Louis
Langguth Robert P
Irani Riyad Rida
Haynes Richard Th
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung galvanischer überzüge* vorzugsweise auf Metallen und neuen elektrolytischen Bädern« welche für diese Zweoke geeignet sind. Insbesondere betrifft die Erfindung neutrale oder alkalische Elektrolytbäder, die keine Cyanide enthalten.The present invention relates to the production of electroplated coatings * preferably on metals and new ones electrolytic baths which are suitable for this purpose are. In particular, the invention relates to neutral or alkaline electrolyte baths which do not contain cyanides.

Verfahren für die Herstellung galvanischer Metallüberzüge aus cyanalkalischen Lösungen sind seit langem bekannt. Diese Elektrolytbäder bestehen aus wäßrigen alkalischen Lösungen von Metallcyanlden. Man erhält häufig, was von den einzelnen Metallionen .oder den verwendeten Metalloberflächen abhängig ist, verhältnismäßig stumpfe und glanzlose überzüge oder . auch überzüge von ungleicher Dicke.Processes for the production of electroplated metal coatings from cyanalkaline solutions have been known for a long time. These Electrolyte baths consist of aqueous alkaline solutions of metal cyanides. One often receives something from the individual Metal ions. Or the metal surfaces used is, relatively dull and lackluster coatings or. also coatings of unequal thickness.

Ein weiterer großer Nachteil dieser Elektrolytbäder besteht besonders darin, daß sie sehr giftig sind. Dies wirkt sich beispielsweise aus, wenn durch den SplUgang ein HineintragenAnother major disadvantage of these electrolyte baths is that they are very toxic. This affects for example, if a carry-in through the rinsing

- 2 -909821/0890- 2 -909821/0890

MONSANTO COMPANYMONSANTO COMPANY

05161 " U96917· 05161 "U96917 ·

des Elektrolyten in das Abwasser erfolgt oder wenn duroh unsachgemäße Handhabung des Bades, wie z.B. bei irrtümlicher Zugabe von Säure Blausäure entsteht.of the electrolyte in the sewage or if duroh improper handling of the bath, e.g. the accidental addition of acid creates hydrogen cyanide.

In der US-Patentschrift 2 195 ^09 ist bereits vorgeschlagen worden, duroh Hinzufügung von Alkylderivaten organischer Sulfonsäuren, insbesondere des Benzols oder auch des Naphthalins, zu galvanische Metallcyanide enthaltenden Bädern die Nachteile der stumpfen überzüge und der ungleichen Dicke zu vermeiden.It has already been suggested in US Pat. No. 2,195,09 been, by adding alkyl derivatives of organic sulfonic acids, especially benzene or naphthalene, to avoid the disadvantages of dull coatings and the uneven thickness of baths containing galvanic metal cyanides.

Die vorliegende Erfindung löst nun die Aufgabe, darüber hinaus die weiteren Naohtelle der Oiftigkelt, welche den bekannten Elektrolytbädern auf Basis von Metalloyaniden anhaften, zu vermeiden.The present invention now solves the problem, in addition, the further Naohtelle of the Oiftigkelt, which the known Electrolyte baths based on metal alloyanides should not adhere.

Die neuen Elektrolytbäder zur Hersteilung galvanischer überzüge sind dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Komplexverbindung enthalten aus einem zweiwertigen Metaliion und einem organischen Liganden' der allgemeinen FormelThe new electrolyte baths for the production of galvanic coatings are characterized in that they contain a complex compound of a divalent metal ion and an organic ligand 'of the general formula

MO. P, ? · ? OM P-C-P^MO. P,? ·? OM P-C-P ^

MOMO

wobei X einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und M = Wasserstoff oder ein Alkalimetallion bedeuten.where X is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms and M = hydrogen or an alkali metal ion.

909821/0890909821/0890

U96917U96917

MONSAWO COWAKY DMONSAWO COWAKY D

Als Alkalimetall kommen Natrium» Kalium» Lithium in Betracht. Im Sinne der Erfindung «oll jedooh unter Alkalimetall auoh da· Kation de· Ammonium· oder de· Alkanolamine wie Trialkanol· amin verstanden werden.. Für die Praxis haben si oh wegen der leichten Zugängllohkelt insbesondere das Tetrakalium- oder Tetranatriumeais bewährt.Sodium »potassium» lithium come into consideration as the alkali metal. For the purposes of the invention, however, alkali metal should also be used the cation de ammonium or de alkanolamines such as trialkanol amine .. For practice they have especially the tetrapotassium or because of the easy accessibility Tetrasodium ais proven.

Als zweiwertige Metallionen in der verwendeten Komplexverbindung kommen zweokmäßigerweise zweiwertige Ionen der übergängemetalle» vorzugsweise ein Metallion aus der Gruppe Kupfer» Elsen» Nickel» Zink und Kadmium in Betraoht. Die Wahl des Metallion· ist insbesondere abhängig von der Art des Überzuges» der erwünscht ist.The divalent metal ions in the complex compound used are divalent ions of the transition metals »preferably a metal ion from the group of copper» Elsen »Nickel» Zinc and Cadmium in consideration. The choice of the Metal ion depends in particular on the type of coating that is desired.

Die Menge des Komplexe· in den neuen Elektrolytbädern zur * Herstellung galvanischer Überzüge kann in beträchtlichem Umfang schwanken und 1st abhängig von der jeweiligen Löslichkeit. Im allgemeinen finden eolohe Mengen des Komplexes Anwendung» dafi etwa 1 bis 5 Gew.jf, berechnet als Metallion und bezogen auf das Gesamtbad» darin enthalten sind. Die verwendete Menge 1st im übrigen auoh von dem^jrerwendeten Metallkation in der Komplexverbindung abhängig. Vorzugsweise -kommen bei Sisenionen und Kupferionen etwa 1 bis 5 Gew.Jf, bei Nlokellonen 1,5 bis 3 Gew.£» bei Zinkionen 2 bis 5 Qew.J* und bei Kadmium 1 bis 4 Oew.jf in Frage.The amount of complex in the new electrolyte baths for * The production of electroplated coatings can vary considerably and is dependent on the particular solubility. In general, large quantities of the complex are found Use about 1 to 5 percent by weight, calculated as metal ion and in relation to the total bath »are contained therein. The amount used is also the same as that used Metal cation in the complex compound dependent. Preferably about 1 to 5 Gew.Jf, come with iron ions and copper ions Nlocellons 1.5 to 3% by weight for zinc ions 2 to 5% by weight and in the case of cadmium 1 to 4 Oew.jf.

909821/0890 \ - * -909821/0890 \ - * -

Die Elektrolytbäder werden im allgemeinen in einem pH-Bereich von 6 bis 11,5 angewandt. Der pH-Bereioh ist in gewissem Umfang abhängig von der Art des zweiwertigen Metallkations in der Kompltxverbindung und weiterhin auoh davon« ob die Komplexverbindung in Fora des Alkallsalzes oder der freien Säure verwendet wird. Sohliefllich ist dabei auoh nooh das Substrat zu berücksichtigen, auf das das Metallkation niedergeschlagen wird.The electrolyte baths are generally in a pH range from 6 to 11.5 applied. The pH range depends to a certain extent on the type of divalent metal cation in the complete connection and continue to do so the complex compound in the form of the alkali salt or the free acid is used. Basically it is auoh nooh to consider the substrate onto which the metal cation is deposited.

So kommt bei Komplexverbindungen mit Kupferionen vorzugsweise ein pH-Bereich von 6 bis 10 in Betracht. Enthält das Elektrolytbad einen Kupferkomplex zun überziehen von Stahl, so wird vorzugsweise ein pH-Bereioh von 7 bis 7,5 verwendet. Erfolgt der Niederschlag stattdessen auf Aluminium, so kommt ein pH-Bereich von 7 bis 10 in Betracht.In the case of complex compounds with copper ions, a pH range of 6 to 10 is preferred. Contains the electrolyte bath to be coated with a copper complex Steel, a pH range of 7 to 7.5 is preferably used. If the precipitation takes place on aluminum instead, a pH range from 7 to 10 comes into consideration.

Enthält das Elektrolytbad Eisenionen in der Komplexverbindung, so arbeitet man vorzugsweise in einem pH-Bereich von 7 bis .9* Sollen die Eisenionen auf Zink niedergeschlagen werden, so hat sich ein pH-Bereich von 8 bis 9 am geeignetesten erwiesen, während für einen Niederschlag des Eisens auf Messing vorzugsweise ein pH-Bereich von 7 bis 8 verwendet wird.If the electrolyte bath contains iron ions in the complex compound, it is preferable to work in a pH range from 7 to .9 * Should the iron ions be deposited on zinc a pH range of 8 to 9 has proven to be most suitable, while for iron precipitation a pH range of 7 to 8 is preferably used on brass.

Bei Verwendung eines Niokelkomplexes der oben beschriebenen Art beträgt der pH-Bereioh vorzugsweise 8 bis 10,5, insbesondere 8 bis 9* Dieser pH-Bereioh ist bei Nickel besondersWhen using a Niokel complex of the one described above Type the pH range is preferably 8 to 10.5, in particular 8 to 9 * This pH range is special in the case of nickel vorteilhaft, wenn dieses auf Zink« Messing oder Stahl nieder-advantageous if this is based on zinc, brass or steel

<~, 909821/0890<~, 909821/0890

geschlagen wird.is beaten.

■ - 5 -■ - 5 -

MONSANTO COMPANYMONSANTO COMPANY

ο 3161 H969T7ο 3161 H969T7

-5 --5 -

Enthält die Komplexverbindung Zinkionen« so kommt ein pH-Bereich von 7#5 bis 11,5, insbesondere 7,5 bis 8,5, In Betracht. Letzterer 1st dann besonders vorteilhaft, wenn Zink auf Stahl oder Messing niedergeschlagen wird.If the complex compound contains zinc ions «comes in pH range from 7 # 5 to 11.5, especially 7.5 to 8.5, into consideration. The latter is then particularly advantageous, when zinc is deposited on steel or brass.

Verwendet man einen Komplex, der Kadmiumionen enthält, so ist es zweckmäßig, einen pH-Bereioh von 8 bis 10, vorzugsweise 8 bis zu verwenden. Diese pH-Berelohe sind besonders günstig zum Aufbringen von Kadmiumüberzügen auf Stahl oder Aluminium.If a complex is used which contains cadmium ions, it is expedient to use a pH range of 8 to 10, preferably 8 to 9 . These pH Berelohe are particularly useful for applying cadmium coatings to steel or aluminum.

Es wurde weiterhin gefunden, daß es vorteilhaft «ein kann, wenn die ElektrolytbKder den organischen Liganden der Komplexverbindung im Überschuß enthalten.. Demgemäß kann das Molverhältnis von divalentem Metallion : organJ.-schein Liganden etwa im Bereich von IjI bis etwa 1:2 liegen. Ein größerer Überschuß bringt im allgemeinen keine Vorteile. Wenn das Molverhältni· oberhalb 1 t 1 liegt, Ut im allgemeinen ein Überschuß an Liganden vorhanden. Die Menge des Überschusses, welche zweokmäßigerweise verwendet wird, hängt von dem einzelnen Metallion im Elektrolytbad und von dem Substrat bzw. dem Orundmetall ab, auf welchem die divalenten Metallionen niedergeschlagen werden. Finden Bäder mit Kupfer als Metallionen Anwendung, so kommt ein Molverhältnis von Kupferlon ι organischem Liganden vonIt has also been found that it can be advantageous if the electrolyte binders contain the organic ligands of the complex compound in excess. Accordingly, the molar ratio of divalent metal ion: organJ.-apparent ligands can be in the range from about 1: 2 to about 1: 2 lie. A larger excess generally has no advantages. When the molar ratio is above 1 t 1, Ut generally an excess of ligands is present. The amount of excess that will be used appropriately depends on the individual metal ion in the electrolyte bath and on the substrate or orundum metal on which the divalent metal ions are precipitated. Find Baths with copper as metal ions are used, a molar ratio of copper ions to organic ligands comes from

- 6 909821/0890- 6 909821/0890

D 3161 -wvor/D 3161 -wvor /

1 1 1 bis 1 t 2, vorzugsweise ein Verhältnis von 1 t 1,5 bis 1 : 1,25 in Betracht.1 1 1 to 1 t 2, preferably a ratio of 1 t 1.5 up to 1: 1.25 possible.

Im Falle von Eisenionen beträgt dieser vorzugsweise Bereloh. 1 : 1 bis 1 1 1,25· Werden Komplexverbindungen verwendet, die Nickelionen enthalten, so kommt ein Molverhältnis Metallion 1 organischer Ligand von ItI bis 1 1 2,2, vorzugsweise 1 1 1,4 bis 1 1 2 in Betracht. Bei Zink- und Kadmiumionen liegt der entsprechende Bereich zweokmäfiigerwelse «wischen 1 t 1 bis 1 1 2, vorzugsweise 1 1 1,25 bis 1 ι 1»?.In the case of iron ions, this is preferably Bereloh. 1: 1 to 1 1 1.25 · If complex compounds are used which contain nickel ions, a molar ratio of metal ion to organic ligand of ItI to 1 1 2.2, preferably 1 1 1.4 to 1 1 2 comes into consideration. With zinc and cadmium ions of the corresponding region is zweokmäfiigerwelse "wipe 1 t 1 1 to 1 2, preferably 1 1 1 1.25 to 1 ι» ?.

Die Blektrolytbäder können auf verschiedenem Wege hergestellt werden* Dies ist abhängig von der einzelnen Art des Liganden'und dem gewUnechten galvanischen Überzug, insbesondere der Art des zweiwertigen Metallions, welche die Komplexverbindung enthält. Obgleich in vielen Fälle,η die Komplexverbindung vorher hergestellt wurde, hat siqh gezeigt, daß man auch die einzelnen Komponenten in-Wasser unter Bildung des Komplexes lösen kann. Dabei ist es vorteilhaft, zunäohst den organischen Liganden in Wasser zu lösen und danach das Metall, gewöhnlich in Form eines wasserlöslichen Metallsalzes, hinzuzufügen und sohllefilioh das Alkalimetall ebenfalls üblicherweise in Form eines wasserlöslichen Salsea zuzusetzen.The lead electrolyte baths can be produced in different ways * This depends on the individual type of Ligands' and the desired galvanic coating, in particular the type of divalent metal ion which the Contains complex compound. Although in many cases, η the Complex compound was previously prepared, siqh has shown that you can also the individual components in-water can dissolve to form the complex. It is advantageous to first add the organic ligands in water Dissolve and then add the metal, usually in the form of a water-soluble metal salt, and sohllefilioh that Alkali metal also usually added in the form of a water-soluble salsea.

-7-909821/0890-7-909821 / 0890

MONSANTO COMPANY . 1/,QCQnMONSANTO COMPANY. 1 /, QCQn

D 3161 . I H y b y 1D 3161. I H y b y 1

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Es hat eich als besonders vorteilhaft erwiesen, zunächst den Liganden in Form der Säure oder des Alkalisalzes zu lösen. Zu der so erhaltenen Lösung werden dann zweiwertige Metallsalze und Alkalimetallsalze hinzugefügt« welche nicht oxydierende Anlonen enthalten. Hierfür kommen Sulfat-, Chlorid-, Phosphat-, Zitrat-, Karbonat- oder Acetatanionen in Frage. Ganz besonders geeignet sind thermisch zersetzbare Karbonate oder Acetate.It has proven to be particularly beneficial, initially to dissolve the ligand in the form of the acid or the alkali salt. The solution obtained in this way then becomes divalent Metal salts and alkali metal salts added, which contain non-oxidizing anions. Sulphate, Chloride, phosphate, citrate, carbonate or acetate anions in question. Thermally decomposable carbonates or acetates are very particularly suitable.

Im Falle der Herstellung von Komplexverbindungen, die Kupferionen enthalten, ist es zweckmäßig, den organischen Liganden in der Säureform zu verwenden und Kupferkarbonat sowie Alkalimetallkarbonat hinzuzufügen. Bei dieser Arbeitsweise entweicht Kohlendioxyd aus der Lösung, welche dann · frei von zusätzlichen Anlonen ist, so daß die Notwendigkeit, den pH-Wert hinsichtlich vorhandener Fremdionen zu regulieren, entfällt.In the case of the production of complex compounds that contain copper ions, it is appropriate to add the organic ligand in the acid form to use and copper carbonate and alkali metal carbonate. In this mode of operation, carbon dioxide escapes from the solution, which is then free of additional anions, so that there is no need to regulate the pH with regard to any foreign ions present.

Im Falle der bevorzugten Verwendung von 1-Hydroxy-äthan-1,1-diphosphonsäure werden diese zunächst in Wasser gelöst und die gewünsohte Menge des zweiwertigen Metallkarbonats hinzugefügt. Die so erhaltene Lösung wird dann neutralisiert oder auf den gewünschten pH-Wert unter Hinzufügen von Alkalikarbonat eingestellt.In the case of the preferred use of 1-hydroxy-ethane-1,1-diphosphonic acid these are first dissolved in water and the desired amount of divalent metal carbonate added. The solution thus obtained is then neutralized or adjusted to the desired pH with addition set of alkali carbonate.

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Ö 3I6I ι η ^ υ <7 ι /Ö 3I6I ι η ^ υ <7 ι /

Aus Elektrolytbädern der oben beschriebenen Art, insbesondere mit Komplexverbindungen, die als Metallionen Kupfer, Eisen, Nickel, Zink oder Kadmium enthalten, können . diese auf als Kathode gesohalteten Substraten galvanisch niedergeschlagen werden. Als solche kommen insbesondere Stahl, Aluminium, Messing, Zink und Ähnliche in Betracht.From electrolyte baths of the type described above, especially with complex compounds that act as metal ions May contain copper, iron, nickel, zinc or cadmium. this galvanically on substrates held as cathodes get knocked down. Steel, aluminum, brass, zinc and the like are particularly suitable as such.

Die Abscheidung der Metallionen unter Anwendung elektrischen Stroms kann bei Badtemperaturen etwas oberhalb des Gefrierpunktes bis kurz unterhalb des Siedepunktes des Elektrolytbades erfolgen. Es hat sioh als zweokmSßig erwiesen, vorzugsweise das Bad in einem Temperaturbereich von 50 - 70° zu halten. Die Stromdichte, die benötigt wird, ist in erheblichem Umfang abhängig von dem aufzubringenden Metallion und der Badtemperatur. Weiterhin ist wesentlich, Qb das ■ Elektrolytbad bei Stromdurchgang bewegt wird. Gewöhnlich liegt die Stromdichte in dem Bereich von 0,1 bis J3 A/dm pro Elektrodenoberfläche. Wird das Elektrolytbad nicht bewegt, so werden zweokmäeigerweise Stromdichten von 0,5 bis 16 A/dm pro Elektrodenoberfläche verwendet.The deposition of the metal ions using an electric current can take place at bath temperatures a little above the freezing point to just below the boiling point of the electrolyte bath. It has proven to be two-way, preferably the bath in a temperature range of 50-70 ° to keep. The current density that is required depends to a considerable extent on the metal ion to be applied and the bath temperature. It is also essential that the electrolyte bath is moved when the current passes through. Usually the current density is in the range 0.1 to J3 A / dm per electrode surface. The electrolyte bath won't moved, then current densities of 0.5 up to 16 A / dm per electrode surface used.

Im einzelnen kommt für Kupferbäder eine Stromdichte von 0,1 bis 13 A/dm2 in Betracht. Wird das Elektrolytbad nicht bewegt, liegt die bevorzugte Stromdichte zwischen 2 und 6 A/dm . In einem bewegten Bad beträgt die Stromdichte vorzugsweise 0,5 bis 13 A/dm .In particular, a current density of 0.1 to 13 A / dm 2 is possible for copper baths. If the electrolyte bath is not moved, the preferred current density is between 2 and 6 A / dm. In a moving bath, the current density is preferably 0.5 to 13 A / dm.

90 98 2 1 /089090 98 2 1/0890

Für die entsprechenden Nickelbäder kommt ebenfalle eine Stromdichte von 0,1 bis 53 A/dm in Betracht. Bei nioht bewegten Bildern betrügt diese vorzugsweise 0,5 bis 16 A/dm , in bewegten Bädern 0,5 bis 5 A/dm ,There is also one for the corresponding nickel baths Current density from 0.1 to 53 A / dm into consideration. At nioht In moving pictures this is preferably 0.5 to 16 A / dm, in moving pools 0.5 to 5 A / dm,

Im Falle von Zinkbädern beträgt die Stromdichte zweokmäßigerweise 0,1 bis 5 A/dm , vorzugsweise bei unbewegten Bädern 0,5 bis 2,5 A/dm2, bei bewegten Bädern 0,5 bis 5 A/dm2.In the case of zinc baths, the current density is zweokmäßigerweise 0.1 to 5 A / dm, preferably at stationary baths from 0.5 to 2.5 A / dm 2, in moving baths from 0.5 to 5 A / dm 2.

Wenn es erwünscht ist, KadmiumUberzüge auf die oben beschriebene Weise herzustellen, so wird zweckmäßigerweise mit Stromdichten von 0,1 bis 5 A/dm , vorzugsweise bei nicht bewegten Bädern von 1 bis 4 A/dm und bei bewegten Bädern 0,5 bis 5 A/dm der Elektrodenoberfläohe gearbeitet.If it is desired to produce cadmium coatings in the manner described above, it is expedient to use Current densities from 0.1 to 5 A / dm, preferably from 1 to 4 A / dm for non-moving baths and for moving baths 0.5 to 5 A / dm of the electrode surface worked.

Die Zeit, die erforderlich ist, um die überzüge aufzubringen, variiert mit der angewandten Stromdichte im Elektrolytbad und ist weiterhin abhängig von der jeweils erwünschten Schichtdicke. Ganz allgemein gesehen ist bei einer gegebenen Dicke die erforderliche Zeit für die Erzeugung des Überzuges desto kürzer, je größer die verwendete Stromdichte ist*The time it takes to apply the coatings varies with the applied current density in the electrolyte bath and is furthermore dependent on the particular desired Layer thickness. Generally speaking, for a given thickness, this is the time required to produce the coating the shorter, the greater the current density used *

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Herstellung von galvanischen Überzügen besteht in der Herstellung von Kupfer- und NiokelüberzUgen auf den verschiedenenA preferred embodiment of the production of galvanic coatings according to the invention consists in producing copper and nickel coatings on the various

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U969.17U969.17

MONSANTO COMPANY DMONSANTO COMPANY D.

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Substraten» insbesondere Zink, Eisen, Stahl, Aluminium und ähnlichen Metallen. Bei dieser bevorzugten Arbeitsweise wird mit einer Stromdichte von 0,5 bis l6 A/dm der Elektrodenoberfläche in einem Elektrolytbad, welches zweiwertige Kupferionen und das Tetrakaliumsalz der 1-Hydroxy-Substrates »in particular zinc, iron, steel, aluminum and similar metals. In this preferred mode of operation, with a current density of 0.5 to 16 A / dm the Electrode surface in an electrolyte bath, which contains divalent copper ions and the tetrapotassium salt of the 1-hydroxy äthan-l,l-diphosphonsäure enthält, gearbeitet. Die Konzentration der Komplexverbindung in dem Elektrolytbad beträgt 1 bis 5.## berechnet als Metallion und bezogen auf das Gesamtbad. Die Temperatur liegt vorzugsweise zwischen 50° und 70°C. Im Falle der Erzeugung von KupferUberzUgen liegt der pH-Wert des Bades zwischen 7 und 10. Sollen NickelÜberzüge erzeugt werden, so ist ein pH-Bereich von 8 bis 10contains ethane-l, l-diphosphonic acid, worked. The concentration of the complex compound in the electrolyte bath is 1 to 5. ## calculated as metal ion and based on the Total bathroom. The temperature is preferably between 50 ° and 70 ° C. In the case of the production of copper coatings lies the pH of the bath is between 7 and 10. If nickel coatings are to be produced, a pH range of 8 to 10 is required

vorzuziehen. ·preferable. ·

Man erhält auf die oben beschriebene Weise überzüge von gleichmäßiger Dicke und mit einem guten Glanz. Die Schwierigkeiten, die durch die Giftigkeit der Cyanide im Betrieb und bei Abwasserfragen auftreten können, entfallen.Coatings of are obtained in the manner described above uniform thickness and with a good shine. The difficulties caused by the toxicity of the cyanides in operation and can arise in the case of wastewater issues, are not applicable.

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MONSANTO COMPANY · D 316I MONSANTO COMPANY D 316I

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Beispiel 1:Example 1:

5 v*reohi«d#ne Elektrolytbäder für die Herstellung galvanischer überzüge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden hergestellt durch Auflösen der nachstehend jeweils angegebenen Bestandteile und Mengen in Wasser.5 % pure electrolyte baths for the production of galvanic coatings according to the process according to the invention were produced by dissolving the components and amounts given below in water.

Elektrolytbad 1Electrolyte bath 1

BestandteileComponents 1-diphosphonsäure1-diphosphonic acid Gew. #Weight # KupferkarbonatCopper carbonate 3.133.13 KaiiumkarbonatPotassium carbonate Elektrolytbad 2Electrolyte bath 2 10.0110.01 1-Hydrory-äthan-1,1-hydrory-ethane-1, 7.OO7.OO Wasserwater -- 79.8679.86 BestandteileComponents 1-diphosphonsäure1-diphosphonic acid Ge w. #Ge w. # KaiiumkarbonatPotassium carbonate 12.9712.97 NickelkarbonatNickel carbonate Elektrolytbad 3Electrolyte bath 3 3-893-89 1-Hydroxy-äthan-l,1-hydroxy-ethane-l, 9.O69.O6 Wasserwater 74.O874.O8 BestandteileComponents 1-diphosphonsäure1-diphosphonic acid Gew. % Weight % KadmiumkarbonatCadmium carbonate 2.692.69 KaiiumkarbonatPotassium carbonate 6.146.14 1-Hydroxy-äthan-1,1-hydroxy-ethane-1, 4.334.33 Wasserwater 86.8486.84

9 0982 1/08909 0982 1/0890

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Elektrolytbad 4Electrolyte bath 4

Bestandteile Gew.Components wt. %%

Eisenchlorid 6.21Ferric chloride 6.21

Natriumkarbonat 7.57Sodium Carbonate 7.57

l-Hydroxy-äthan-l,1-diphosphonsäure 6.88l-Hydroxy-ethane-l, 1-diphosphonic acid 6.88

Wasser 79.34Water 79.34

Elektrolytbad 5Electrolyte bath 5

Bestandteile · Gew. % % Components · wt.

Zinkoxyd 2.18Zinc oxide 2.18

Kaiiumkarbonat 10.55Potassium carbonate 10.55

l-Hydroxy-äthan-l,1-diphosphonsäure 7.41l-Hydroxy-ethane-l, 1-diphosphonic acid 7.41

Wasser 79.86Water 79.86

Beispiel 2:Example 2:

5 verschiedene weitere Elektrolytbäder für die Herstellung galvanischer überzüge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden hergestellt, indem die nachstehend angegebenen Bestandteile und Mengen der einzelnen Komponenten in Wasser gelöst wurden. Dabei wurde zunächst die organische Phosphor· aäureverblndung in Wasser gelöst, danach das zweiwertige Metallsalz und schließlich zu der so erhaltenen Lösung das Alkalikarbonat hinzugefügt.5 different further electrolyte baths for the production of galvanic coatings according to the method according to the invention were prepared by adding the following ingredients and amounts of each component in water have been resolved. First the organic phosphoric acid compound was dissolved in water, then the divalent one Metal salt and finally the alkali carbonate added to the solution thus obtained.

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Ί4969Τ7Ί4969Τ7

MONSANTO COMPANY ■ \ -D.3161 MONSANTO COMPANY ■ \ - D.3161

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ElektrolytbadElectrolyte bath 66th Gew.flWeight fl BestandteileComponents 5.125.12 KupferkarbonatCopper carbonate 10.0110.01 KaliumkarbonatPotassium carbonate 7.377.37 1-Hydroxy-butan-11-hydroxy-butane-1 ,1-diphosphonsäure, 1-diphosphonic acid 79.5079.50 Wasserwater ElektrolytbadElectrolyte bath 77th Ge w. #Ge w. # BestandteileComponents 3.883.88 NickelkarbonatNickel carbonate 12.9012.90 KaiiumkarbonatPotassium carbonate 9.559.55 1-Hydroxy-butan-l.1-hydroxy-butane-l. ,1-diphosphonsäure, 1-diphosphonic acid 73.6973.69 Wasserwater ElektrolytbadElectrolyte bath 88th Gew. % Weight % BestandteileComponents

Kadmiumkarb onat 2. .68Cadmium carbonate 2. .68

Kaliumkarbonat 6.14Potassium Carbonate 6.14

1-Hydroxy-butan-l,1-diphosphonsäure 4.541-Hydroxy-butane-1,1-diphosphonic acid 4.54

Wasser ' .86.64Water '.86.64

Elektrolytbad 9 Bestandteile Electrolyte bath 9 components

Eisenchlorid 6.22Ferric chloride 6.22

Natriumkarbonat 7·59Sodium Carbonate 7 59

1-Hydroxy-butan-l,1-diphosphonsäure 6.921-Hydroxy-butane-1,1-diphosphonic acid 6.92

Wasser 79.27Water 79.27

909821/0890909821/0890

- 14 -- 14 -

MONSANTO COMPANY D 3MONSANTO COMPANY D 3

- 14 -- 14 -

Elektrolytbad IOElectrolyte bath IO Bestandteile Qew.#Components Qew. #

Zinkoxyd 2.18Zinc oxide 2.18

Kaliumkarbonat 10.58Potassium Carbonate 10.58

l-Hydroxy-butan-l,l-dlpho3phonsäure 7·79l-Hydroxy-butane-l, l-dlphophonic acid 7 · 79

Wasser . 79-^5Water . 79- ^ 5

Beispiel 3tExample 3t

In eine Elektrolysierungszelle von 2,67 ml Inhalt, wie sie aus der amerikanischen Patentschrift 2 149 3^4 bekannt ist, wurden jeweils Bleche der in der nachstehenden Tabelle in der Spalte "Grundmetalle" angegebenen Art als Kathode geschaltet. Die bei der nachfolgenden Galvanisierung verwendeten Stromstärken, Badtemperaturen, Behandlungsdauer, Stromdichten und Badzusammensetzungen, die den unter der gleichen Nummer in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Elektrolytbädern entsprechen, sind ebenfalls in der folgenden Tabelle angegeben.In an electrolysis cell with a capacity of 2.67 ml, like them from the American patent specification 2 149 3 ^ 4 is known, In each case, sheets of the type indicated in the table below in the "Base metals" column were connected as the cathode. The current strengths, bath temperatures, treatment duration, current densities used in the subsequent electroplating and bath compositions similar to the electrolyte baths given in Examples 1 and 2 under the same number are also in the following table specified.

Die nach den einzelnen Behandlungen erhaltenen Bleche variier ten in der Dicke und im Glanz jeweils nach der Behandlungsdauer und Stromstärke. Sämtliche Bleche zeigten jedoch eine gleichmäßige Dicke der Schichten,und in vielen Fällen glänzten die verkupferten Bleche erheblich stärker als verkupferte Bleche, die in einem vergleichbaren Bad mit Kupfercyanid als Komplexverbindung erhalten wurden.The sheets obtained after the individual treatments vary in thickness and gloss depending on the duration of the treatment and amperage. However, all of the sheets showed a uniform thickness of the layers and in many cases were shiny The copper-plated sheets are considerably stronger than the copper-plated sheets that are in a comparable bath with copper cyanide were obtained as a complex compound.

909821/0890909821/0890

- 15 -- 15 -

MONSANTO COMPANY DMONSANTO COMPANY D

Elektrolyt
bad
electrolyte
bath
Temperaturtemperature Zeit intime in
MinutenMinutes
PHPH Stromdichte
A/dm2
Current density
A / dm2
GrundmetallBase metal Überzugs
metall
Coating
metal
ΊΊ 2424 33 7.57.5 22 Stahlstole Kupfercopper CVJCVJ 4141 88th 8.28.2 11 Zinkzinc Nickelnickel 33 3737 55 7.67.6 0.50.5 Aluminiumaluminum Kadmiumcadmium 44th 2424 1010 7.17.1 2.52.5 MessingBrass Eiseniron 55 4141 1515th 7.87.8 22 Stahlstole Zinkzinc 66th 3737 33 7.37.3 11 Zinkzinc Kupfercopper 77th 2424 88th 8.18.1 0.50.5 Aluminiumaluminum Nickelnickel 88th 4141 55 8.28.2 2.52.5 MessingBrass Kadmiumcadmium 99 3737 1010 7.97.9 22 Zinkzinc Eiseniron iook 2424 1515th 7.27.2 11 Stahlstole Zinkzinc

909821 /0890909821/0890

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1.) Elektrolytbäder zur Herstellung galvanischer überzüge, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Komplexverbindung enthalten aus einem zweiwertigen Netallion und einem organischen Liganden der allgemeinen Formel1.) Electrolyte baths for the production of galvanic coatings, characterized in that they contain a complex compound of a divalent metal ion and an organic ligand of the general formula ί? ί P,ί? ί P, P - C - PP - C - P S t S t M(T OHM (T OH wobei X einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und M * Wasserstoff oder ein Alkalimetallion bedeuten.where X is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms and M * represent hydrogen or an alkali metal ion. 2.) Elektrolytbäder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komplexverbindung ein Metallion aus der Gruppe Kupfer, Eisen, Nickel, Zink, Kadmium enthält.2.) Electrolyte baths according to claim 1, characterized in that that the complex compound contains a metal ion from the group consisting of copper, iron, nickel, zinc, cadmium. 3.) Elektrolytbader gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komplexverbindung als organischen Liganden 1-Hydroxy-äthan-1,1-diphosphonsäure enthält.3.) electrolyte bath according to claim 1 and 2, characterized in that the complex compound as an organic Contains ligands 1-hydroxy-ethane-1,1-diphosphonic acid. - 17 - , 90 9821/08 90- 17 -, 90 9821/08 90 MONSANTO COMPANY . 'MONSANTO COMPANY. ' ρ 3161 · " * H96917ρ 3161 · "* H96917 - 17 -- 17 - 4.) Elektrolytbäder gemäß Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Überschuß des organischen Liganden, vorzugsweise in einem Molverhältnis Metallkation : organischer Ligand wie 1:1,1 bis 1:2.4.) electrolyte baths according to claim 1 to 3, characterized by an excess of the organic ligand, preferably in a molar ratio of metal cation: organic Ligand like 1: 1.1 to 1: 2. 5·) Verfahren zum Aufbringen galvanischer überzüge« dadurch gekennzeichnet, daß man ein Elektrolytbad verwendet, welches eine Komplexverbindung enthält aus einem zweiwertigen Metallion und einem organischen Liganden der allgemeinen Formel5) Process for applying galvanic coatings «thereby characterized in that an electrolyte bath is used, which contains a complex compound of a divalent metal ion and an organic ligand of general formula ΜΛ 0 X 0 ΜΛ 0 X 0 MQ >. η ι νMQ>. η ι ν P-C-P^P-C-P ^ Oh ^^omOh ^^ om wobei X einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und M = Wasserstoff oder ein Alkalimetallion bedeuten, und dessen pH-Wert im Bereioh von 6 - 11,5 liegt unter Anwendung einer Stromdichte von 0,1 -23 A/dm .where X is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms and M = hydrogen or an alkali metal ion, and its pH value in the range 6-11.5 is below Use a current density of 0.1-23 A / dm. 6.) Verfahren gemäß Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Komplexverbindung Xm Elektrolytbad Kupfer als Metall· ion enthält und auf einen pH-Bereich zwischen 7 und 10 eingestellt lstt 6.) A process according to claim 5 characterized in * that the complex compound contains Xm electrolytic copper as metal · ion and adjusted to a pH range of 7-10 lst t - 18 -- 18 - 909821/0890909821/0890 MONSANTO COMPANY ■ 1 A 9 6 9 1 7MONSANTO COMPANY ■ 1 A 9 6 9 1 7 D-J161 ■ 'D-J161 ■ ' - 18 -- 18 - 7.) Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnetj daß die Komplexverbindung im Elektrolytbad Nickel als Metallion enthält und auf einen pH-Bereich zwischen 8 und 10,5 eingestellt ist.7.) The method according to claim 5, characterized in that the complex compound in the electrolyte bath contains nickel as a metal ion and is set to a pH range between 8 and 10.5. 909821/0890909821/0890
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