DE2204171B2

DE2204171B2 - Galvanisches nickelbad zur abscheidung seidenmatter nickelueberzuege

Info

Publication number: DE2204171B2
Application number: DE19722204171
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Chem. Dr. 5650 Solingen; Strauß Wennemar Dipl.-Chem. Dr. 4000 Düsseldorf Immel
Original assignee: Dr. W. Kampschulte & Cie, 5650 Solingen
Priority date: 1972-01-29
Filing date: 1972-01-29
Publication date: 1976-07-22
Also published as: BE794695A; FR2169404A1; GB1376552A; DE2204171A1; AT317625B; FR2169404B1; US3865702A

Description

Die Erfindung betrifft ein galvanisches Nickelbad zur Abscheidung seidenmatter Nickelüberzüge mit einem Gehalt an Grundglanzmitteln und Polyalkylenoxidaddukten. Die Erzeugung von Produkten, deren Oberfläche durch galvanische Abscheidung seidenmatter Nickelüberzüge blendfrei ist, wird in immer stärkerem Maße von Abnehmern in verschiedensten technischen Bereichen gefordert. Ein seidenmatter Nickelüberzug zeichnet sich durch einen samtartigen Glanz und verminderter Reflektivität im Vergleich zu hochglänzenden, stark reflektierenden Nickelüberzügen aus.

Es ist bekannt, solche seidenmatten Überzüge durch mechanische Behandlung der Produktoberfläche entweder vor dem Aufbringen des Überzuges oder nach der Abscheidung eines glänzenden, stark reflektierenden Überzuges durch Mattierung herzustellen. Den verschiedenen bekannten Nachteilen dieser Herstellungsverfahren ist dadurch begegnet worden, daß galvanische Nickelbäder entwickelt worden sind, welche direkt aus dem Bad heraus die Abscheidung seidenmatter Überzüge ermöglichen. Hierbei unterscheidet man solche Nickelbäder, denen badunlösliche Pulverpartikein zugesetzt sind, welche in den sonst glatten Nickelüberzug eingeschlossen werden und dadurch eine rauhe, samtartige Oberfläche erzeugen, von solchen Nickelbädern, welche organische Zusätze enthalten, die zu einer mattglänzenden Abscheidung von Nickel mit verminderter Reflektivität führen.

Bei den zuletzt beschriebenen galvanischen Nickelbädern ist die Zugabe von nichtionogenen Alkylenoxidaddukten zu galvanischen Nickelbädern üblicher Zusammensetzung mit einem Gehalt an Grundglanzmitteln bekannt. Hierbei enthält das Bad solche substituierte oder unsubstituierte Äthylenoxid- oder Propylenoxid- bzw. Äthylenoxid- Propylenoxid-Addukte in einer Konzentration von 5 — 100 mg/1, welche bei einer Temperatur von 40 — 75° C eine feindisperse Emulsion im Badelektrolyten bilden. Zu diesen Anlagerungsverbindungen zählen z. B. die hochmolekularen Polyäthylenoxide, Polypropylenoxide, Mischaddukte aus Äthyienoxid und Propylenoxid, Anlagerungsprodukte von Äthylenoxid, Propylenoxid bzw. Äthylenoxid und Propylenoxid in beliebiger Reihenfolge an ein- und mehrwertige, gesättigte und ungesättigte, geradkettige und verzweigtkettige, aliphatische, zykloaliphatische, aromatische und heterozyklische Alkohole. Mercaptane, Aldehyde, Ketone, Acetale, Amine, Karbonsäuren, Karbonsäureamide und Phenole.

Weiter ist die Zusammensetzung der üblichen Nickelbäder bekannt, welche aus Nickelsalzen, wie Nickel-Chlorid, -Sulfat, -Fluorborat oder -Sulfamat bestehen und üblicherweise einen Puffer, wie Borsäure enthalten. Ein vielfach verwendetes Bad ist das sogenannte Wattsche Bad mit Nickelchlorid, Nickelsulfat und Borsäure.

Als nachteilig hat sich bei den bekannten galvanischen Nickelbädern zur direkten Abscheidung seidenmatter Überzüge der beschriebenen Art herausgestellt, daß einmal die Gefahr besteht, daß der Satinbiidner beim Betrieb mit Luft aufschwimmt und daß darüber hinaus bei profilierten und stark konturierten Werkstükken in bestimmten Stromdichtebereichen keine gleich mäßigen Abscheidungen erhältlich sind. Da die mit dem Nickelüberzug zu versehenden Teile meist profiliert sind und aus diesem Grund auch extrem niedrige Stromdichten während des Galvanisierens auftreten, stellt die dann erhaltene Ungleichmäßigkeit der Abscheidung einen schwerwiegenden Nachteil dar. Vor allem werden bei niedrigen Stromdichten mit den bekannten Bädern dunkle bis schwarze Niederschläge abgeschieden, die manchmal nur als Punkte erscheinen, manchmal auch ganze Bereiche überdecken. Es handelt sich hier insbesondere um den Stromdichtebereich unter 1 A/dm².

Aus der DT-AS 16 21058 ist ein Zusatz von Polyalkylenoxiden zu Nickelbädern zur Abscheidung satinglänzender Nickelüberzüge bekannt. Ferner ist der Zusatz von Phosphorsäureestern zu Nickelbädern aus der US-PS 3084 111 bekannt. Nachteilig ist bei den bekannten Bädern, daß ein feiner, gleichmäßiger Seidenglanzeffekt über einen großen Stromdichtebereich nicht erzielbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein galvanisches Nickelbad zur Abscheidung seidenmatter Nickelüberzüge zu schaffen, das auch bei niedrigen Stromdichten die Erzeugung einwandfreier gleichmäßiger Überzüge gewährleistet und mit dem die Abscheidung dunkler Niederschläge auf den zu galvanisierenden Teilen vermieden wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das galvanische Nickelbad als Polyalkylenoxidaddukte anionaktive primäre und/oder sekundäre Phosphorsäureester von aus Äthylenoxid und/oder Propylenoxid und/oder Butylenoxid herstellbaren Polyalkylenoxidaddukten oder deren Salze enthält. Mit der Erfindung wird gelehrt, daß anionaktive primäre und sekundäre Phosphorsäureester von Polyalkylenoxidaddukten, die auf bekanntem Reaktionsweg aus Polyalkylenoxidaddukten und P₂O₅ herstellbar sind, bei der Zugabe von Grundglanzmittel enthaltenden Nickelbädern, insbesondere vom Watt-Typ, bei der Galvanisierung zu seidenmatten Nickelniederschlägen führen. Unter Polyalkylenoxidaddukten, die zur Umsetzung mit P2O5 gemeint sind, verstehen sich Anlagerungsverbindungen von Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und/oder Mischungen dieser Alkylenoxide in beliebiger Reihenfolge an im Hinblick auf reaktionsfähigen Wasserstoff bi- bzw. polyfunktionelle niedermolekulare organische

Verbindungen, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Äthylendiamin u. a. m.

Vorzugsweise enthält das galvanische Nickelbad der Erfindung die Phosphorsäureester in einer Konzentration von 20 bis 80 mg/L Mit dem erfindungsgemäßen galvanischen Nickeibad ist die Erzeugung von Seidenglanz auf Teilen in Form eines gleichmäßigen Überzugs auch in niedrigen und niedrigsten Stromdichtebereichen ermöglicht Schwarze Abscheidungen treten nicht auf, so daß vor allem bei stark profilierten und konturieaen Stücken, die mit einem Oberzug zu versehen sind, Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht sind.

Aus der Vielfältigkeit der für die Erzeugung von Seidenglanz im Nickelbad einsetzbaren Phosphorsäureester sei das nachfolgende Beispiel gewählt:

Einem Nickelbad vom Watt-Typ, welches als Grundglanzmittel 1 g/l Saccharin enthält, werden 40 rog/1 eines Gemisches aus primären und sekundären Phosphorsäureestern zugesetzt, welches durch Umsetzung des Adduktes aus 30 Mol Propylenoxid und 30 Mol Äthylenoxid an Propylenglykol mit P2O5 im molaren Verhältnis (Mittel zu P2O5) von 24:1 als hochviskose, höhermolekulare Flüssigkeit erhalten wurde. Bei Galvanisierungen im Bereich von 0,5 — 5 A/dm² bei 6O⁰C Badtemperatur wurden auf poliertem Messing seidenmatte Nickelabscheidungen höchster Gleichmäßigkeit erhalten. Bei Schichtdicken von 10 μιη betrug die Rauhtiefe des Nickels 0,25 μπι.

Die Bäder der Erfindung können zur Abscheidung von seidenmatten Nickelüberzügen auf verschiedenen Grundmaterialien verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Galvanisches Nickelbad zur Abscheidung seidenmatter Nickelüberzüge mit einem Gehalt an Grundglanzmitteln und Polyalkylenoxidaddukten, dadurch gekennzeichnet, daß es als Polyalkylenoxidaddukte anionaktive primäre und/ oder sekundäre Phosphorsäureester von aus Äthylenoxid und/oder Propylenoxid und/oder Butyleno- _!O xid herstellbaren Polyalkylenoxidaddukten oder deren Salze enthält.

2. Galvanisches Nickelbad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorsäureester im Bad in einer Konzentration von 20 — 80 mg/1 enthalten sind.

3. Galvanisches Nickelbad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad 40 mg/1 eines Gemisches aus primären und sekundären Phosphorsäureestern enthält, welches durch Umsetzung des Adduktes aus 30 Mol Propylenoxid und 30 Mol Äthylenoxid an Propylenglykol mit P2O5 im molaren Verhältnis von 2,5:1 als hochviskose, höher molekulare Flüssigkeit erhalten wird.

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