DE1935821C - - Google Patents
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Description
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- diese einen ungewöhnlich hohen Arbeitsaufwand bei kennzeichnet, daß als Salze der Metalle der der Badführung sowie bei der Vor- und Nachbehand-Nebengruppen V und VI des Periodensystems lung, der dem der Hochleistungsnickelbäder entsprich; Vanadate und/oder Molybdate verwendet werden. 35 und den Arbeitsprozeß erheblich verteuert.3. The method according to claim 1, characterized in that it involves an unusually high amount of work indicates that, as salts of the metals, those of the bath management and of the pre- and post-treatment subgroups V and VI of the periodic table, which corresponds to that of the high-performance nickel baths; Vanadates and / or molybdates can be used. 35 and makes the work process considerably more expensive.
So enthalten bekanntgewordene (deutsche Aus-Thus, known (German excerpts)
legeschrift 1 150 255) cyanidfreie. alkalische Zinklegend 1 150 255) cyanide-free. alkaline zinc
bäder neben bekannten Glanzmitteln, wie Gelatinebaths in addition to well-known brighteners such as gelatine
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur und Aldehyden (Benzaldehyd, Vanillin, Heliotropin. Herstellung eines Glanzzusatzes für wäßrige alkalische, 40 Anisaldehyd), Verbindungen der Metalle, die der Vl. cyanidfreie Zinkbäder zum galvanischen Abscheiden und VlI. Nebengruppe des Periodensystems der FIehochglänzender Zinküberzüge. mente angehören. Sowohl die nach der Lehre derThe invention relates to a method for and aldehydes (benzaldehyde, vanillin, heliotropin. Production of a gloss additive for aqueous alkaline, 40 anisaldehyde), compounds of the metals, which the Vl. cyanide-free zinc baths for galvanic deposition and VI. Subgroup of the periodic table of the FI Zinc coatings. to belong to. Both according to the doctrine of the
In der betrieblichen Praxis kommen Glanzzink- vorveröffentlichten Patentschriften den Bädern zubäder der verschiedensten Art zur Anwendung, die zusetzende Gelatine als auch einige der als Badje nach ihrer Zusammensetzung in die nachstehenden 45 zusätze empfohlenen Aldehyde sind in stark alka-Gruppen eingeordnet werden können: lisrhem Medium wenig beständig. Diese BadtypenIn operational practice, bright zinc - previously published patents - are added to the baths of the most varied kind of application, the adding gelatine as well as some of the as Badje Aldehydes recommended according to their composition in the following 45 additives are in strongly alka groups can be classified as: lisrhemum medium not very resistant. These types of baths
a) stark alkalisch, cyanidisch, ko:.;uen sich in der Bct.iebspraxis daher nicht durch-a) strongly alkaline, cyanidic, ko:.
b) stark alkalisch, cyanidfrei, setzen.b) strongly alkaline, free of cyanide, set.
c) schwach alkalisch, pyrophosphathaltig, o ^m die ^abscheidung der bekanntgewordenenc) weakly alkaline, contains pyrophosphate, o ^ m the ^ separation of the known
d) schwach sauer 5° Batler zu verbessern, bediente man sich zusatzlichd) To improve slightly acidic 5 ° Batler, one made additional use
e) stark sauer ' komplexbildender Substanzen, wie beispielsweisee) strongly acidic 'complexing substances, such as
Triäthanolamin, Polyäthylenimin, Äthylendiamin-Triethanolamine, polyethyleneimine, ethylenediamine
Von diesen spielten die stark alkalischen cyanid- tctraacetat, Triisopropanolamin, Dimethylamin sowie haltigen und die stark sauren Badtypen bis vor Polyaminen (z. B. Diäthylentriamin, Triäthylenkurzcm wegen ihrer Stabilität und einfachen Hand- 55 tctramin, Pcntaäthylenhexamin oder des Hexahabui j eine dominierende Rolle. Beide Bäder weisen methylentetramins). Einerseits läßt sich durch Verjcdoch mehrere, besonders beim industriellen Einsatz, wcndung solcher Zusätze zwar eine höhere Elektrolytschwerwiegende Nachteile auf, von denen für die Stabilität erreichen, gleich/eilig wird jedoch die Abcyanidischen Bilder unter anderem die folgenden zu wasserbehandlung erheblich erschwert, da die obennenr.cn sind: 60 genannten Polyamine sowohl Zink als auch andereOf these, the strongly alkaline cyanide tctraacetate, triisopropanolamine, and dimethylamine played as well containing and the strongly acidic bath types up to polyamines (e.g. diethylenetriamine, triethyleneshortcm because of their stability and easy hand- 55 tramin, p-cntaethylene hexamine or hexahabui j a dominant role. Both baths have methylene tetramine). On the one hand, can be through Verjcdoch several, especially in industrial use, of such additives are more important for the electrolyte Disadvantages on, one of which to achieve stability, will be the same / hasty, however, the Abcyanidischen Pictures, including the following, make water treatment much more difficult because the above denomination cn are: 60 named polyamines both zinc and others
Starke Toxizilät Metalle auch bei pH-Werten, die sonst zur AusfällungStrong toxicity metals even at pH values that would otherwise lead to precipitation
kostspielige Abwasserbehandlung. dcr β«««1«η Metallverbindungen ausreichen, in komexpensive wastewater treatment. dcr β «« «1« η metal compounds are sufficient, in com
plexer Bindung in Lösung halten.Keep plexer bond in solution.
Gliinz/.iisiilze für solche Bäder sind beispielsweise in Auch die kombinierte Verwendung von KetonenGliinz / .iisiilze for such baths are for example in the combined use of ketones
der deutschen Auslegeschrift i 133'.'58 beschrieben. 65 und Polyaminen als Glanzhiklner ist bereits vor-Im falle der stiirk sauren Zinkhi'dcr gellen die Uli- geschlagen worden. Die gemeinsame Verwendungof the German Auslegeschrift i 133 '.' 58 described. 65 and polyamines as gloss hikers is already before-Im If the strongly acidic zinc hides yell, the Uli have been beaten. The common use
genügende Sireufühitikeil und der mangelnde Glanz dieser Substanzen für alkalische Zinkbäder ist bei-Sufficient syrup and the lack of gloss of these substances for alkaline zinc baths are both
:ils nachteilig, spielsweise in den britischen Patentschriften I 091 171,: ils disadvantageous, for example in British patents I 091 171,
1091172 enthalten. Die in diesen Vorveröffentlichungen als Badzusätze empfohlenen Glanzbildner sollen auch im Bereich höherer Stromdichte gut glänzende Zinkniederschläge ergeben, jedoch ist die Beständigkeit dieser Ketone noch geringer als die der bereits genannten Aldehyde, was nach kurzer Betriebszeit der Bäder zu starkem Abfall des Glanzes und zu einer wesentlichen Verringerung der anwendbaren Stromdichte führt. Für alle bereits genannten Badtypen und GlanzbilJner-Zusammensetzungen ist jedoch die im Vergleich zu den cyanidischen Zinkbädern stark abfallende Stromausbeutekurve bei abnehmender Stromdichte charakteristisch.1091172 included. The ones in these prior publications Brighteners recommended as bath additives should also work well in the area of higher current densities shiny zinc precipitates result, but the stability of these ketones is even lower than that of the Aldehydes already mentioned, which after a short period of operation of the baths lead to a sharp drop in gloss and leads to a substantial reduction in the applicable current density. For all of the above Bath types and gloss-balancer compositions, however, are the same as compared to the cyanidic zinc baths strongly decreasing current yield curve with decreasing current density characteristic.
In Erkenntnis der aufgezeigten Mängel bekannter alkalischer Zinkbäder haben sich die Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines Glanzzusatzes für alkalische cyanidfreie Zinkbäder zu entwickeln, cas die den vorbekannten Bädern anhaftenden Mängel nicht aufweist.In recognition of the identified shortcomings of known alkaline zinc baths, the inventors have the The task is to provide a method for producing a brightener for alkaline cyanide-free zinc baths to develop, cas does not have the deficiencies inherent in the previously known baths.
Die so gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Anwendung eines Verfahrens zur Hersk'lung eines Glanzzusatzes für alkalische Zinkbäder, die Zinksalze. Alkalihydroxide und weitere bekannte glanzbildende Zusätze enthalten, gelöst, in dessen Verlauf ein Gemisch, bestehend aus einem oder mehreren Polyaminen, einem oder mehreren Salzen der Nebengruppen V und VI des Periodensystems und einer oder meh.jien schwefelhaltigen aliphatischen, aromatischen oder aromatisch-heterocyclischen Verbindungen, die leicht Schwefel abspalten, bei etwa 2fT C in Wasser zur Reaktion ge'iracht wird, das so entstandene Reaktionsprodukt bei etwa 70 C in Wasser einer Nachreaktion unterworfen wird und schließlich die Reaktion bei allmählichem Abkühlen auf etwa 20° C unter Zugabe von Formaldehyd und Ätznatron beendet wird.The object thus posed is achieved according to the invention through the use of a method for the development a gloss additive for alkaline zinc baths, the zinc salts. Alkali hydroxides and other known ones Contain gloss-forming additives, dissolved, in the course of which a mixture consisting of one or more Polyamines, one or more salts of subgroups V and VI of the periodic table and one or more sulfur-containing aliphatic, aromatic or aromatic-heterocyclic compounds, which easily split off sulfur, is caused to react at about 2 ° C. in water resulting reaction product is subjected to a post-reaction at about 70 C in water and finally the reaction with gradual cooling to about 20 ° C with the addition of formaldehyde and Caustic soda is terminated.
Als srhwefelabspaltende Verbindungen können beispielsweise die folgenden Substanzen Verwendung finden:The following substances, for example, can be used as sulfur-releasing compounds Find:
Mercapto-Thiazolin,Mercapto-thiazoline,
Mercapto-Pyridin,Mercapto pyridine,
Thioharnstoff und seine Derivate,Thiourea and its derivatives,
Di-Thiocarhaminsäure und ihre Derivate.Di-thiocarhamic acid and its derivatives.
Thioacetamid,Thioacetamide,
Thiocarbanilid.Thiocarbanilide.
festgestellt, daß bedingt durch den verringerten Gehalt des ernndungsgemäßen Zinkbades an Komplexbildnern auch das komplexgebundene Zink bei einer Verdünnung von über 1:100 ausfällt und ein Restgehalt an gelöstem Zink von weniger als 3 mg/1 erreichbar ist.found that due to the reduced content of complexing agents in the zinc bath according to the specification also the complex-bound zinc in one Dilution of over 1: 100 precipitates and a residual content of dissolved zinc of less than 3 mg / l can be achieved.
Ein weiterer Vorteil des Glanzzusatze: nach der Erfindung ergibt sich durch den gegenüber dem bekannten Stand der Technik, wie er beispielsweiseAnother advantage of the gloss additives: according to the invention results from the compared to the known State of the art, for example
ίο durch die Beispiele der deutschen Auslegeschrift 1 150 255 beschrieben ist, erheblich verringerten Anteil . von Schwermetallsalzen im Zinkbad, der eine wesentlich erhöhte Korrosionsbeständigkeit der abgeschiedenen Zinküberzüge zur Folge hat.ίο through the examples of the German explanatory document 1 150 255 is described, significantly reduced proportion . of heavy metal salts in the zinc bath, which significantly increases the corrosion resistance of the deposited Zinc coatings result.
Der strukturelle Aufbau dieses Reaktionsproduktes ist im einzelnen noch nicht bekannt, es würde jedoch durch Vergleichsversuche bewiesen, daß die Zugabe der Einzelkomponenten ohne Vorreaktion zu den Zinkbädern nicht die gewünschten Resultate hinsichtlich der Glanzbildung und Glanztiefenstreuung ergaben. Die erzielten Ergebnisse lassen den Schluß zu, daß es sich bei dem vorgenannten Reaktionsprodukt um einen Metallsulfidaminokomplex handelt, der sich nur bei Einhaltung der bereits beschriebenen Reaktionsbedingungen bildet. Bereits geringe Abweichungen in der Reaktionstemperatur oder der Konzentration der Einzelkomponenten haben Änderungen im Reaktionsablauf zur Folge, die insbesondere die Beständigkeit des Endproduktes in stark alkalischen cyanidfreien Zinkbädern ungünstig beeinflussen. Die nachstehend aufgeführten Beispiele für cyanidfreie alkalische Zinkbäder erläutern die Zusammensetzung und die praktische Verwendung des erfindungsgemäßen Reaktionsproduktes:The structural design of this reaction product is not yet known in detail, but it would proved by comparative tests that the addition of the individual components to the Zinc baths do not produce the desired results in terms of gloss formation and gloss depth scattering revealed. The results obtained allow the conclusion that the aforementioned reaction product is a metal sulfide amino complex, which is only formed when the reaction conditions already described are observed. Even minor deviations in the reaction temperature or the concentration of the individual components have changes in the course of the reaction result in particular the resistance of the end product in strong have an unfavorable effect on alkaline, cyanide-free zinc baths. The examples below for cyanide-free alkaline zinc baths explain the composition and practical use of the reaction product according to the invention:
3535
50,0 g'l Zinkchlorid, 230,0 g'I Natriumhydroxid, 1,0 g 1 Vanillin, 20 ml/1 Reaktionsprodukt, hergestellt aus:50.0 g'l zinc chloride, 230.0 g'I sodium hydroxide, 1.0 g 1 vanillin, 20 ml / 1 reaction product, made from:
2,0 g Tetraäthylenpentamin, 0,1 g Ammoniummolybdat, 0,1 g Natriumdimethyl-dithiocarbamat, 0,5 g Formaldehyd 40" ..ig.2.0 g tetraethylene pentamine, 0.1 g ammonium molybdate, 0.1 g sodium dimethyl dithiocarbamate, 0.5 g formaldehyde 40 ".
0,5 g Natriumhydroxid,0.5 g sodium hydroxide,
Rest Wasser.Rest water.
4040
4545
Als Salze der Metalle, die den Nebengruppen V und VI des Periodensystems angehören, finden erfindungsgemäß bevorzugt Vanadate und Molybdate Veiwendung. Um die verbessernde Wirkung des Badzusptzes in einem alkalischen cyanidfreien Zinkbad zu erzielen, ist jedoch die Einhaltung der nachfolgend beschriebenen Herstellungsbedingungen erforderlich. Die genannten Komponenten des Reaktionsgemisches deren Mengenverhältnisse in den nachstehend aufgeführten Beispielen enthalten sind, werden in Wasser aufgenommen und nach innigem Vermischen durch Zugabe von etwa 80° C heißem Wasser einer Nachreaktion unterworfen, die unter allmählichem Abkühlen durch Zugabe von Formaldehyd und erforderlichcnfalls Natriumhydroxyd so gesteuert wird, daß ein wasserlösliches Endprodukt einsieht.According to the invention, the salts of the metals belonging to subgroups V and VI of the periodic table are found preferably use of vanadates and molybdates. To the improving effect of the bath additive Achieving this in an alkaline, cyanide-free zinc bath is, however, compliance with the following manufacturing conditions described are required. The stated components of the reaction mixture the proportions of which are contained in the examples listed below are in water added and after thorough mixing by adding about 80 ° C hot water a post-reaction subjected to gradual cooling by adding formaldehyde and if necessary Sodium hydroxide is controlled so that a water soluble end product looks.
Al", besonders vorteilhaft erweist sich der verringerte Gehalt an Komplexbildnern bei einem erfindungspemäß angesetzten Glanzzinkbad gegenüber den durch die Vorveröffcntlichungen bekanntgewordenen Stand der Technik.Al ", the reduced one proves to be particularly advantageous Content of complexing agents in an according to the invention set bright zinc bath compared to the ones made known by the previous publications State of the art.
So wurde im Rahmen von ReihenuntersuchungenSo was in the context of screening
3O1OgZl Zinkoxid, 200,0 g/l Natriumhydroxid, 1,0 g 1 Vanillin, 20 ml/1 Reaktionsprodukt, hergestellt aus:3O 1 OgZl zinc oxide, 200.0 g / l sodium hydroxide, 1.0 g 1 vanillin, 20 ml / 1 reaction product, made from:
4,0 g Pentaäthylenhexamin, 0,2 g Thioharnstoff,4.0 g pentaethylene hexamine, 0.2 g thiourea,
1,0 g Mercapto-Thiazolin,1.0 g mercapto-thiazoline,
0,1 g Natriumdiäthyl-dithiocarbamat.0.1 g of sodium diethyl dithiocarbamate.
0,2 g Ammoniummolybdat, 0,4 g Formaldehyd 35"/<.ig, 0,5 g Natriumhydroxid,0.2 g ammonium molybdate, 0.4 g formaldehyde 35 "/ <. Ig, 0.5 g sodium hydroxide,
Rest Wasser.Rest water.
130,0 g/l Zinksulfat, kristallisiert, 250,0 g/l Natriumhydroxid, 0,4 g/l Piperonal, 0,4 g/1 Vanillin. 20 ml/1 Reaktionsprodukt, hergestellt aus:130.0 g / l zinc sulfate, crystallized, 250.0 g / l sodium hydroxide, 0.4 g / l piperonal, 0.4 g / l vanillin. 20 ml / 1 reaction product, made from:
2,0 B Telraüthylenpentamin. 1,0 g Thioharnstoff,
1,5 g Triäthylcntelramin.
1,0 g Thioacctnmid,2.0 B telraethylene pentamine. 1.0 g thiourea,
1.5 g of triethylamine.
1.0 g thioacctnmide,
5 '65 '6
04 g Ammoniumvanadat, O.^gMorpholinodithiocarbaminsaures04 g ammonium vanadate, O. ^ g morpholinodithiocarbamic acid
0,5 g Formaldehyd 35°/oig, Natrium,0.5 g formaldehyde 35%, sodium,
0,5 g Natriumhydroxid, . 0,15 g Arnrnoniummolybdat,0.5 g sodium hydroxide,. 0.15 g ammonium molybdate,
Rest Wasser. 0,2 g Formaldehyd 35°/oig,Rest water. 0.2 g formaldehyde 35%,
Beispiel 4 5 0,4 g Thioharnstoff,Example 4 5 0.4 g thiourea,
v Rest Wasser. v rest water.
30,0 g/l Zinkoxid, 180,0 g/l Natriumhydroxid, 0,5 g/1
Vanillin, 20 ml/1 Reaktionsprodukt, hergeste'It aus: Jeweilige Arbeitsbedingungen:30.0 g / l zinc oxide, 180.0 g / l sodium hydroxide, 0.5 g / l
Vanillin, 20 ml / 1 reaction product, made from: Respective working conditions:
Temperatur 10 bis 30 ' CTemperature 10 to 30 ° C
2,0 g Triäthylentetramin, 10 Stromdichte 0,5 ibs 4 A/dm2 2.0 g of triethylenetetramine, 10 current density 0.5 ibs 4 A / dm 2
0,2 g Ammoniuinrnolybdal, Expositionszeit 10 bis 20 Minuten0.2 g ammonium molybdal, exposure time 10 to 20 minutes
0,5 g 4-Mercapiopyridin,0.5 g of 4-mercapiopyridine,
0,5 g Formaldehyd 35°/oig, " Die in den Beispielen angegebenen Mengen des je-0.5 g formaldehyde 35%, "The amounts given in the examples of each
0,5 g Natriumhydroxid, weils unter Beachtung der angegebenen Mengen-0.5 g sodium hydroxide, because taking into account the specified quantities
Rest Wasser. 15 Verhältnisse hergestellten Reaktionsprodukte werdenRest water. 15 ratios produced reaction products
Beispiel 5 den Zinkbädern, die die in den Beispielen genanntenExample 5 the zinc baths which are those mentioned in the examples
Menpen Zinkverbindungen und Ätznatron enthalten,Menpen contain zinc compounds and caustic soda,
g 1 Zinksulfat, 230 g/l Natriumhydroxid, 0,5 φ zugefügt. Unter den gleichfr'·; angegebenen Arbeits-Heliotropin, 20 ml/1 Reaktionsprodukt, hergestellt bedingungen wurden bei einer mit cyanidischen Zinkaus: 20 bädern weitgehend übereinstimmenden Stromausbeute 2,0 g Tetraäthylenpentamin, und Metallverteilung brillant glänzende Zinknieder-0,6 g Thiazolinthiol, schlage erhalten.1 g zinc sulfate, 230 g / l sodium hydroxide, 0.5 φ added. Among the same fr '·; specified working heliotropin, 20 ml / 1 reaction product, prepared conditions were obtained with a current yield largely identical to that of cyanide zinc from: 20 baths, 2.0 g of tetraethylene pentamine, and metal distribution brilliantly shiny zinc low-0.6 g of thiazoline thiol.
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