DE1496919C3 - Aqueous galvanic nickel bath - Google Patents
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Description
N-CH2-C=CHN-CH 2 -C = CH
worin R eine Hydroxyalkylgruppe und a eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, aufweistwherein R is a hydroxyalkyl group and a is an integer from 1 to 4, has
2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Glanzbildner in einer Menge von 0,005 g/l bis 0,10 g/l vorliegt2. Bath according to claim 1, characterized in that the primary brightener in an amount of 0.005 g / L to 0.10 g / L is present
3. Bad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen sekundären Hilfsglanzbildner enthält3. Bath according to claim 1 or 2, characterized in that there is also a secondary Contains auxiliary brighteners
4. Bad nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß es zusätzlich ein anionisches Netzmittel enthält4. Bath according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it is also an anionic Contains wetting agents
Die Erfindung betrifft ein wäßriges galvanisches Nickelbad, das ein lösliches Nickelsalz, einen sekundären Glanzbildner und als primären Glanzbildner ein am Heterozyklus substituiertes N-Propargylpyridiniumhalogenid enthältThe invention relates to an aqueous galvanic nickel bath containing a soluble nickel salt, a secondary one Brightener and, as the primary brightener, an N-propargylpyridinium halide substituted on the heterocycle contains
Ein derartiges Bad ist aus der DE-AS 10 66 068 bekannt Als sekundäre Glanzbildner werden in diesem bekannten Bad Sulfoxyverbindungen verwendet, wie z. B. Benzolsulfonamid und Napthalintrisulfonsäure. Die als primäre Glanzbildner verwendeten N-Propargylpyridiniumhalogenide können an den Kohlenstoffatomen des Pyridinkerns Methyl- und Äthylgruppen und/oder Halogenatome und/oder Sulfonsäuregruppen enthalten.Such a bath is known from DE-AS 10 66 068. As secondary brighteners are used in this known bath sulfoxy compounds used, such as. B. benzenesulfonamide and naphthalenetrisulfonic acid. the N-propargylpyridinium halides used as primary brighteners can on the carbon atoms of the pyridine nucleus methyl and ethyl groups and / or Contain halogen atoms and / or sulfonic acid groups.
Demgegenüber wurde gefunden, daß solche N-Propargylpyridiniumhalogenid besonders wertvolle Glanzbildner sind, die an den Kohlenstoffatomen des Pyridinkerns eine oder mehrere Hydroxyalkylgruppen aufweisen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich solche Verbindungen verhältnismäßig leicht herstellen IasseaIn contrast, it was found that such N-propargylpyridinium halide are particularly valuable brighteners that are attached to the carbon atoms of the Pyridine nucleus have one or more hydroxyalkyl groups. Another advantage is that making such connections with relative ease Iassea
Demgemäß betrifft die Erfindung also ein wäßriges galvanisches Bad der eingangs näher bezeichneten Art welches dadurch gekennzeichnet ist daß das N-Propargylpyridiniumhalogenid ein Kation der StrukturAccordingly, the invention relates to an aqueous galvanic bath of the type specified in the introduction which is characterized in that the N-propargylpyridinium halide is a cation of the structure
(R)0 (R) 0
N-CH2-C =N-CH 2 -C =
worin R eine Hydroxyalkylgruppe und a eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, aufweistwherein R is a hydroxyalkyl group and a is an integer from 1 to 4, has
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-4 beschrieben.Advantageous further developments of the invention are described in claims 2-4.
Die als Glanzbildner in galvanischen Nickeibädern brauchbaren Zusätze werden im allgemeinen aufgrund ihrer überwiegenden Funktion in zwei Klassen eingeteilt Primäre Glanzbildner sind Materialien, die in sehr geringer oder verhältnismäßig geringer Konzentration, im typischen Fall 0,002 bis 0,2 g/L verwendet werden und die selbst eine sichtbare Glanzwirkung ausüben können oder nicht Diese primären Glanzbildner, welche bei alleiniger Verwendung eine gewisse Glanzwirkung zeigen können, haben im allgemeinen auch nachteilige Nebenwirkungen, wie verminderte Stromausbeute, schlechte Abscheidungsfarbe, Sprödigkeit der Abscheidung und Abblättern und sehr enge Bereiche der Glanzabscheidung. Sekundäre Glanzbildner sind Materialien, die gewöhnlich in Kombination mit primären Glanzbildnern verwendet werden, jedoch in beträchtlich höherer Konzentration als die primären Glanzbildner, im typischen Fall 1 g/l bis 30 g/L Diese Materialien können selbst eine gewisse Glanzwirkung oder Kornverfeinerung ergeben, die Abscheidungen sind jedoch gewöhnlich nicht spiegelblank und die Geschwindigkeit der Glänzung ist im allgemeinen unzureichend.The additives which can be used as brighteners in galvanic nickel baths are generally due to Their predominant function is divided into two classes Primary brighteners are materials that are in very low or relatively low concentration, typically 0.002 to 0.2 g / L can be used and who may or may not have a visible gloss effect themselves. These primary brighteners, which, when used alone, can show a certain gloss effect, generally have also disadvantageous side effects such as reduced current efficiency, poor deposit color, brittleness deposition and flaking and very narrow areas of gloss deposition. Secondary brighteners are materials that are commonly used in combination with primary brighteners, but in considerably higher concentration than the primary brighteners, typically 1 g / L to 30 g / L these Materials themselves can produce a certain gloss effect or grain refinement, the deposits however, are usually not mirror-finish and the speed of glossing is generally insufficient.
Im idealen Fall ist es bei Kombination von primären und sekundären Glanzbildner mit richtig gewählter und verträglicher Natur möglich, rasch über einen weiten Bereich der Stromdichte duktile, eingeebnete Abscheidungen zu erzielen.In the ideal case, it is a combination of primary and secondary brighteners with correctly selected and Compatible nature possible, quickly ductile, leveled deposits over a wide range of current density to achieve.
Beispiele für Gruppen R in den erfindungsgemäß verwendeten primären Glanzbildner sind HydroxymethyL /3-Hydroxyäthyl und y-HydroxypropyLExamples of groups R in the primary brightener used according to the invention are hydroxymethyl / 3-hydroxyethyl and γ-hydroxypropyl
Typische Verbindungen dieser Klasse sind die jo folgenden:Typical compounds of this class are the following:
Primäre GlanzbildnerPrimary brighteners
A. 2-/?-Hydroxyäthyl-N-propargylpyridiniumbromidA. 2 - /? - Hydroxyethyl-N-propargylpyridinium bromide
B. 2-y-Hydroxypropyl-N-propargylpyridiniumbromid ίB. 2-y-hydroxypropyl-N-propargylpyridinium bromide ί
C. 3-Hydroxymethyl-N-propargylpyridiniumbromid !C. 3-Hydroxymethyl-N-propargylpyridinium bromide!
D. 2,4,6-Trihydroxymethyl-N-propargylpyridinium- i bromid ;D. 2,4,6-trihydroxymethyl-N-propargylpyridinium- i bromide;
Die primären Glanzbildner der vorliegenden Erfin- j dung können in Konzentrationen von 0,005 g/l bis 0,10 g/l verwendet werden, wobei die besondere j gewählte Konzentration von den besonderen Arten und j der Konzentration der verwendeten sekundären Glanzbildner und sekundären Hilfsglanzbildner und auch von | solchen Merkmalen, wie der Konzentration an Nickel- ; sulfat Nickelchlorid und Borsäure, den Betriebsbedin- j gungen bezüglich Temperatur und Bewegungsgrad, dem gewünschten Ausmaß an Glanz, Glänzgeschwindigkeit und Einebnung und der Polierung des Grundmetalles abhängt Insbesondere werden 0,01 g/l bis 0,05 g/l verwendetThe primary brighteners of the present invention can be used in concentrations from 0.005 g / l to 0.10 g / l can be used, whereby the particular j selected concentration depends on the particular species and j the concentration of the secondary brighteners and secondary auxiliary brighteners used and also of | such characteristics as the concentration of nickel; sulphate nickel chloride and boric acid, the operating conditions with regard to temperature and degree of movement, the desired degree of gloss, gloss speed and leveling and the polishing of the base metal In particular, 0.01 g / L to 0.05 g / L is used
Sekundäre Glanzbildner (die im typischen Fall in j einer Menge von 1 g/l bis 75 g/L vorzugsweise 1 g/l bis 20 g/l vorliegen), die in Kombination mit den primären Glanzbildnern brauchbar sind, sind im allgemeinen aromatische Sulfonate, Sulfonamide oder Sulfimide, zu denen solche substituierte aromatische Verbindungen gehören können, wie 13,Q-Napthalintrisulfonat Natrium- oder Kaliumsalze von Saccharin, Natrium- oder Kaliumsalze von o-Sulfobenzaldehyd, Benzolsulfonamid, Benzolmonosulfonat und dergleichen. Ein bevorzugter sekundärer Glanzbildner zur Verwendung in Vernickelungsbädern vom Typ mit hohem Chlorgehalt kann ein Natrium- oder Kaliumsalz von sulfoniertem Dibenzothiophendioxyd sein, das durch Sulfonieren von Diphenyl mit rauchender Schwefelsäure (20% Oleum) für etwa 2 st, Isolieren des Reaktionsproduktes undSecondary brighteners (which are typically in an amount from 1 g / l to 75 g / l, preferably 1 g / l to 20 g / l), which in combination with the primary Brighteners that are useful are generally aromatic sulfonates, sulfonamides, or sulfimides, too which may include such substituted aromatic compounds, such as 13, Q-naphthalene trisulfonate sodium or potassium salts of saccharin, sodium or potassium salts of o-sulfobenzaldehyde, benzenesulfonamide, Benzene monosulfonate and the like. A preferred secondary brightener for use in Nickel plating baths of the high chlorine type can contain a sodium or potassium salt of sulfonated Dibenzothiophene dioxide, which is obtained by sulfonating diphenyl with fuming sulfuric acid (20% oleum) for about 2 st, isolating the reaction product and
Neutralisieren hergestellt ist Es wird angenommen, daß das überwiegende Reaktionsprodukt die Verbindung ist, die 3 Sulfonsäuregruppen enthält, zusammen mit etwas mono- und disubstituierten Komponenten. Die sekundären Glanzbildner zeichnen sich im allgemeinen dadurch aus, daß sie mindestens eine Sulfongruppe oder Sulfonsäuregruppe an ein Kernkohlenstoffatom eines homocyclischen aromatischen Rings gebunden enthalten. Neutralization is established.It is believed that the predominant reaction product is the compound which contains 3 sulfonic acid groups, along with some mono- and disubstituted components. The secondary Brighteners are generally characterized in that they have at least one sulfone group or Sulfonic acid group bonded to a core carbon atom of a homocyclic aromatic ring.
Sekundäre Hilfsglanzbildner, wie Natrium-2-propen-1-sulfonat, Natrium-3-chlor-2-buten-l-sulfonat, gemischte Isomere von Natrium-2-buten-2-hydroxy-l-sulfonat und Natrium-2-buten-l-hydroxy-2-sulfonat, hergestellt durch Umsetzung von Butadienmonoxid mit Natriumsulfit, oder Phenylpropiolamid, können in Verbindung mit dem sekundären Glanzbildner oder den sekundären Glanzbildnern verwendet werden.Secondary auxiliary brighteners, such as sodium 2-propene-1-sulfonate, Sodium 3-chloro-2-butene-1-sulfonate, mixed isomers of sodium 2-butene-2-hydroxy-1-sulfonate and sodium 2-butene-1-hydroxy-2-sulfonate made by reacting butadiene monoxide with Sodium sulfite, or phenylpropiolamide, can be used in conjunction with the secondary brightener or the secondary brighteners can be used.
Übliche Bäder und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Glanznickel sind in »Principles of Electroplating and Electroforming«, Blum und Hogaboom, Seite 362 bis 381, revidierte 3. Auflage, 1949, McGraw-Hill Book Co, Ine, New York, und in »Modem Electroplating«, herausgegeben von A.G. Gray, The Electrochemical Society, 1953, Seite 299 bis 355, beschrieben. Die Kontroll- und Betriebsbedingungen, einschließlich Konzentration der Badbestandteile, pH, Temperatur, Kathodenstromdichte und dergleichen, dieser üblichen Bäder sind gewöhnlich auf die vorliegende Erfindung anwendbar. Praktisch enthalten alle Bäder zur galvanischen Abscheidung von Glanznikkei Nickelsulfat, ein Chlorid, gewöhnlich Nickelchlorid, ein Pufferungsmittel, gewöhnlich Borsäure, und ein Netzmittel. Zu solchen Bädern gehören die bekannten Watts-Bäder und die Bäder mit hohem Chloridgehalt. Andere Bäder können als Nickelquelle eine Kombination von Nickelfluoborat mit Nickelsulfat und Nickelchlorid oder eine Kombination von Nickelsulfamat und Nickelchlorid enthalten. Typische Bäder vom Watts-Typ und Bäder mit hohem Chloridgehalt sind in den Tabellen II und III angegeben.Usual baths and processes for the galvanic deposition of bright nickel are in »Principles of Electroplating and Electroforming «, Blum and Hogaboom, pages 362 to 381, revised 3rd edition, 1949, McGraw-Hill Book Co, Ine, New York, and in “Modem Electroplating «, edited by A.G. Gray, The Electrochemical Society (1953), 299-355, described. The control and operating conditions, including concentration of bath components, pH, Temperature, cathode current density and the like, of these conventional baths are usually on the present invention applicable. Practically all baths contain the galvanic deposition of glossy niches Nickel sulfate, a chloride, usually nickel chloride, a buffering agent, usually boric acid, and a Wetting agents. Such baths include the well-known Watts baths and the high chloride baths. Other baths can use a combination of nickel fluorate with nickel sulfate and nickel chloride as a source of nickel or contain a combination of nickel sulfamate and nickel chloride. Typical bathrooms from Watts-type and high chloride baths are given in Tables II and III.
Bäder vom Watts-TypWatts-type baths
NickelsulfatNickel sulfate
NickelchloridNickel chloride
BorsäureBoric acid
Temperaturtemperature
BewegenMove
200 g/l bis 400 g/l
30 g/l bis 75 g/l
30 g/l bis 50 g/l
38° C bis 65° C
mechanisch und/oder
Luft oder Pumpen der
Lösung und dergleichen
2,5 bis 4,5,
elektrometrisch200 g / l to 400 g / l
30 g / l to 75 g / l
30 g / l to 50 g / l
38 ° C to 65 ° C
mechanical and / or
Air or pumps the
Solution and the like
2.5 to 4.5,
electrometric
Bäder mit hohem ChloridgehaltBaths with high chloride content
NickelchloridNickel chloride
NickelsulfatNickel sulfate
BorsäureBoric acid
Temperaturtemperature
BewegenMove
150 g/l bis 300 g/l
40 g/l bis 150 g/l
30 g/l bis 50 g/l
38°Cbis65°C
mechanisch und/oder
Luft oder Pumpen der
Lösung
2,5 bis 4,5,
elektrometrisch150 g / l to 300 g / l
40 g / l to 150 g / l
30 g / l to 50 g / l
38 ° C to 65 ° C
mechanical and / or
Air or pumps the
solution
2.5 to 4.5,
electrometric
dünne Film unmittelbar an der Kathode an Kationen erschöpft wird. Dies wird zweckmäßigerweise durch Bewegen, beispielsweise durch Rühren mit Luft, Umpumpen der Lösung, Bewegen des Kathodenstabes und dergleichen, bewirkt.thin film is depleted of cations immediately at the cathode. This is expediently done by Moving, for example by stirring with air, pumping the solution around, moving the cathode rod and the like.
Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung. In jedem der Beispiele wurde ein wäßriges saures nickelhaltiges Bad mit den angegebenen Komponenten hergestellt. Die Abscheidung von Nickel wurde durchgeführt, indem elektrischer Strom durch einen elektrischen Stromkreis geschickt wurde, der eine Nickelanode und eine Blechkathode enthielt. Die Bäder wurden bewegt, gewöhnlich durch eine bewegte Kathode. In allen hier angegebenen Versuchen wurde Glanznickel erhalten.The following examples serve to explain the invention in more detail. In each of the examples there was a Aqueous acidic nickel-containing bath prepared with the specified components. The deposition of Nickel was carried out by passing electrical current through an electrical circuit, which contained a nickel anode and a sheet metal cathode. The baths were moved, usually by one moving cathode. Bright nickel was obtained in all of the experiments given here.
In den Beispielen 1 bis 4 wurde das folgende Standardbad als Grundlösung benutzt:In Examples 1 to 4, the following standard bath was used as the basic solution:
NickelsulfatNickel sulfate
NickelchloridNickel chloride
BorsäureBoric acid
300 g/l
60 g/l
45 g/l300 g / l
60 g / l
45 g / l
Die primären Glanzbildner sind in der früher angegebenen Tabelle I aufgeführtThe primary brighteners are listed in Table I given earlier
Sekundäre Glanzbildner, welche in den folgenden Beispielen verwendet werden, sind in Tabelle IV angegeben.Secondary brighteners used in the following examples are shown in Table IV specified.
Sekundäre GlanzbildnerSecondary brighteners
N. O-Benzoesäuresulfimid (Na-SaIz)N. O-Benzoic acid sulfimide (Na-Salz)
O. DibenzolsulfonamidO. Dibenzenesulfonamide
P. N,N'-Bis-(phenylsulfonyl)-4,4'-diphenyl-P. N, N'-bis (phenylsulfonyl) -4,4'-diphenyl-
disulfonamid
Q. sulfoniertes Dibenzthiophendioxid.disulfonamide
Q. sulfonated dibenzothiophene dioxide.
Sekundäre Hilfsglanzbildner, die in den folgenden Beispielen verwendet werden, sind in Tabelle V aufgeführt.Secondary auxiliary brighteners used in the following examples are shown in Table V. listed.
Sekundäre HilfsglanzbildnerSecondary auxiliary brighteners
R. Natrium-3-chlor-2-buten-1 -sulfonat
S. NatriumallylsulfonatR. Sodium 3-chloro-2-butene-1-sulfonate
S. Sodium allyl sulfonate
Die in den folgenden Beispielen verwendeten Netzmittel sind in Tabelle VI aufgeführtThe wetting agents used in the following examples are listed in Table VI
NetzmittelWetting agents
T. NatriumlaurylsulfatT. Sodium Lauryl Sulphate
U. Natriumdi-n-hexylsulfosuccinatU. Sodium di-n-hexyl sulfosuccinate
Beispiel
Nr.example
No.
Zusatzadditive
Menge
g/llot
g / l
Strom- Tempedichte raturCurrent temperature density
A/dm2 0CA / dm 2 0 C
Die besten Ergebnisse werden gewöhnlich erzielt, wenn man Maßnahmen trifft, um zu verhindern, daß derThe best results are usually achieved by taking steps to prevent the
6060
6060
Fortsetzungcontinuation
Beispiel
Nr.example
No.
Zusatzadditive
Mengelot
g/lg / l
Stromdichte Current density
A/dm2 A / dm 2
Temperatur temperature
6060
Die gemäß der Erfindung verwendeten primären Glanzbildner können dadurch hergestellt werden, daßThe primary brighteners used according to the invention can be prepared by that
man ein entsprechend substituiertes Pyridin mit einem Propargylhalogenid in an sich bekannter Weise umsetztan appropriately substituted pyridine is reacted with a propargyl halide in a manner known per se
Die Verbindung 2-y-Hydroxypropyl-N-propargylpyridiniumbromid kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden:The compound 2-γ-hydroxypropyl-N-propargylpyridinium bromide can be made, for example, as follows:
10 g 2-y-Hydroxypropylpyridin, 20 ml Propargylbromid und 25 ml Dimethylformamid werden bei Zimmertemperatur I6V2 st stehen gelassen, und dann werden 25 ml Aceton zugegeben. Der kristalline Niederschlag wird abfiltriert, mit Aceton gewaschen und an der Luft getrocknet Das Produkt wiegt 16,7 g (94% Ausbeute). Fp= 137bisl38°C.10 g of 2-γ-hydroxypropyl pyridine, 20 ml of propargyl bromide and 25 ml of dimethylformamide are left to stand at room temperature I6V2 st, and then are 25 ml of acetone were added. The crystalline precipitate is filtered off, washed with acetone and in the air dried The product weighs 16.7 g (94% yield). Mp = 137-138 ° C.
Die Anwesenheit einer Hydroxyalkylgruppe im Pyridinkern begünstigt anscheinend diese Reaktion, da entsprechende Verbindungen mit anderen Substituenten am Pyridinkern, wie z. B. mit Alkylgruppen, das Ausgangsmaterial für die erwähnte Reaktion weniger zugänglich machen.The presence of a hydroxyalkyl group in the pyridine nucleus appears to favor this reaction, since corresponding compounds with other substituents on the pyridine nucleus, such as. B. with alkyl groups, the Make starting material for the mentioned reaction less accessible.
Claims (1)
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Also Published As
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GB1138263A (en) | 1968-12-27 |
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