DE2213458A1

DE2213458A1 - Saures Zink-Elektroplattierbad und Verwendung desselben

Info

Publication number: DE2213458A1
Application number: DE19722213458
Authority: DE
Inventors: Arthur Fred Eric West Bromwich Staffordshire Riley (Großbritannien)
Original assignee: M. & T. Cruickshanks Ltd., Birmingham (Großbritannien)
Priority date: 1971-03-23
Filing date: 1972-03-20
Publication date: 1972-11-02
Also published as: GB1327303A

Description

B.trittt> Saures Zink-Elektroulattierbad und Verwendung desselben

Die Erfindung betrifft ein saures Zink-Elektroplattierbad, welches aus einer sauren wäßrigen Lösung mindestens eines Zinksalzes und eines Netzmittels in Form eines Salzes einer alkylsubstituierten Diphenyloxidsulfonsäure mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest besteht und zusätzlich eine aromatische Carbonyl- oder Carboxylverbindung enthält.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform enthält ein Elektroplattierbad gemäß der Erfindung als Netzmittel das Salz einer Disulfonsäure der folgenden Formel;

-O-

worin X für einen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen stehte Ein besonders bevorzugtes Beispiel derartiger Fetzmittel besteht aus einem Salz einer Disulfonsäure der Formel:

-2-

209845/1083

2213A58

ο -

Ein-Elektroplattierbad gemäß der Erfindung enthält, jeweils pro Liter Lösung, zweckmäßigerweise 0,1 bis 20g Netzmittel bzw. oberflächenaktives Mittel und 0,1 bis 20 g aromatische Carbonyl- oder Carboxylverbindung. Als Zinksalz enthält ein Elektroplattierbad gemäß der Erfindung zweckmäßigerweise Zinksulfat, Zinkchlorid, Zinkacetat und/oder Zinkfluorborat. Vorzugsweise enthält ein Elektroplattierbad gemäß der Erfindung zusätzlich noch ein Ammoniumsalz und/oder eine weitere zur Bildung löslicher Zinksalzkomplexe fähige Verbindung, letztere zweckmäßigerweise in einer Menge von 2 bis 30 g/l Lösung. Vorzugsweise besitzt ein Elektroplattierbad gemäß der Erfindung einen pH-Wert von 2,5 bis 5ι5·

Ein besonders bevorzugtes Elektroplattierbad gemäß der Erfindung enthält, jeweils pro Liter Lösung, zusammen mit Z^ bis 150 g Zinkchlorid 50 bis 250 g Ammoniumchlorid.

Bei Verwendung eines Elektroplattierbads gemäß der Erfindung zum Verzinken von Formkörpern werden die zu verzinkenden Formkörper in ein Elektroplattierbad des beschriebenen Typs eingetaucht, worauf durch das Bad ein Strom fließen gelassen wird.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Ein Formkörper wurde in ein Elektroplattierbad der folgenden Zusammensetzung:

-3-209845/106 3

Zinksulfat, Septahydrat 200 g/l

Ammoniumsulfat 20 g/l Benzoesäure 8 g/l

Benzalaceton 0,8 g/l

Dinatriumdodecyldiphenyloxiddisulfonat 10 g/l

Lösungsmittel: Wasser

eingetaucht. Das Elektroplattierbad besaß einen pH-Wert von 4,5 und wurde während des Verzinkens auf einer Temperatur von 15° bis 30⁰C gehalten»

Das Bad lieferte bei Stromdichten von 1 bis 5 A/dm helle bis glänzende Zinküberzüge mit gutem Streuvermögen. Wenn die zu verzinkenden Formkörper oder das Elektroplattierbad bewegt werden, sollte man aus praktischen Gesichtspunkten bei weit höheren Stromdichten arbeiten.

Beispiel 2

Ein Formkörper wurde in einem Elektroplattierbad der folgenden Zusammensetzung:

Zinkchlorid " 100 g/l

Ammoniumchlorid 150 g/l Benzoesäure 6 g/l

Benzaldehyd 0,3 g/l

Dinatriumdodecyldiphenyloxiddisulfonat 8,0 g/l

Lösungsmitteil Wasser

elektroplattiert. Das Elektroplattieren erfolgte unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen, jedoch mit der Ausnahme, daß das Elektroplattierbad im vorliegenden Falle einen pH-Wert von Zf,7 aufwies·

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-Zf-

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß saure Zink-Elektroplattierbäder gemäß der Erfindung zweckmäßigerweise bei pH-Werten von 2,3 bis 5,5 benutzt werden sollten, da bei zu niedrigem pH-Wert die beim Elektroplattieren verwendete Zinkanode' auch ohne Stromfluß -in Lösung geht und bei zu hohem pH-Wert basische Zinksalze ausfallen·

Die in den beiden Beispielen verwendeten Elektroplattierbäder können anstatt Zinksulfat und Zinkchlorid auch andere Zinksalze, wie Zinkfluorborat und Zinkacetat, sowie gegebenenfalls mehr als ein Zinksalz enthalten» Bei dem in den Elektroplattierbädern der beiden Beispiele verwendeten Netzmittel handelte es sich um das Dinatriumsalz der Dodecyldiphenyloxiddisulfonsäure der Formel:

0 -

Anstelle dieses Netzmittels können auch andere Diphenyloxidsulfonsäuresalze in Elektroplattierbädern gemäß der Erfindung verwendet werden« Beispiele hierfür sind Sulfonsäuresalze der Formeln:

oder

und insbesondere der Formell

0 -,

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worin X jeweils für einen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen steht« Der Kohlenwasserstoffrest jedes der angegebenen substituierten Diphenyloxidsulfonsäuresalze kann gerad- und verzweigtkettig sein«

Wie bereits erwähnt, lassen sich mit Elektroplattierbädern gemäß der Erfindung die besten Ergebnisse erzielen, wenn sie pro Liter Lösung 0,1 bis 20 g eines Netzmittels des geschilderten Typs enthalten.

Es dürfte selbstverständlich sein, daß das Kation des Diphenyloxidsulfonsäuresalzes mit dem Anion des (der) verwendeten Zinksalze(s) verträglich sein muß, damit nicht das Anion des (der) verwendeten Zinksalze(s) durch das Kation des Diphenyloxidsulfonsäuresalzes ausgefällt wird· Geeignete Kationen des Sulfonsäuresalzes sind Natrium, Kalium, Ammonium, Zink und Magnesium·

Der Zusatz mindestens einer aromatischen Carbonyl- und/oder Carboxylverbindung zu einem Elektroplattierbad gemäß der Erfindung ist unumgänglich, wenn der zu verzinkende Formkörper einen hervorragenden und glänzenden Zinküberzug erhalten soll* Als aromatische Carbonyl- und/oder Carboxylverbindungen können aromatische Carbonsäuren, Aldehyde, Ketone oder Carbonsäureester, wie Benzalaceton, Benzaldehyd, Benzoesäure, Zimtaldehyd, Salicylsäure, Vanillin, Anisaldehyd, Piperonal, p-Methylacetophenon, Benzophenon, Benzoylessigsäureäthylester und Acetophenon, eingesetzt werden·

Wie ebenfalls bereits erwähnt, enthalten Elektroplattierbäder gemäß der Erfindung vorzugsweise 0,1 bis 20 g/l Lösung an diesen Verbindungen. Erforderlichenfalls können diese Verbindungen in den Elektroplattierbädern dadurch besser dispergiert werden, daß sie zuvor in Lösungsmitteln, wie Äthanol, Dioxan, Methylcellosolve, Äthyloellosolve und/oder Triäthylenglykolmonoäthyläther, gelöst und in Form der Lösung zugesetzt

Der Zusatz eines Ammoniumsalzes, wie Ammoniumchlorid oder Ammoniumsulfat, zu Elektroplattierbädern gemäß der Erfindung dient dazu, über eine Komplexbildung die Konzentration an freien Zinkionen im Elektroplattierbad zu verringern und hierdurch den auf dem in dem betreffenden Elektroplattierbad zu verzinkenden Formkörper gebildeten Zinküberzug zu verbessern» Selbstverständlich erreicht man in bestimmten Fällen auch ohne Zusatz eines Ammoniumsalzes (zu dem Elektroplattierbad) zufriedenstellende Ergebnisse; andererseits kann man auch andere Komplexbildner als Ammoniumsalze (zu dem Elektroplattierbad) zusetzen. Beispiele für geeignete andere Komplexbildner sind Zitronensäure, Apfelsäure, Natriumglycerophosphat, Triäthanolamin, Äthylendiamin und Äthylendiamintetraessigsäure. Je nach der Zinkionenkonzentration des Elektroplattierbades können diesem pro Liter Lösung vorzugsweise 2 bis 30 g eines oder mehrerer dieser Komplexbildner zugesetzt werden* Wenn als Komplexbildner ein Ammoniumsalz verwendet wird, hängt dessen Menge vorzugsweise ebenfalls von der Konzentration des Zinksalzes im Elektroplattierbad ab» Wenn beispielsweise in einem Elektroplattierbad gemäß der Erfindung als Komplexbildner Ammoniumchlorid zusammen mit Zinkchlorid (als Zinksalz) verwendet wird und dessen Konzentration 25 bis 150 g/l Lösung beträgt, soll das Ammoniumchlorid dem Elektroplattierbad vorzugsweise in einer Menge von 50 g/l Lösung (bei der angegebenen Zinkchlorid-Mindestkonzentration) bis 250 g/l Lösung (bei der angegebenen Zinkchlorid-Höchstkonzentration) zugesetzt werden· Weiterhin sollte bei Verwendung eines oder mehrerer Ammoniumsalze (s) als Komplexbildner das bzw· die Anion(en) des bzw· der Ammoniumsalze(s) dem bzw· den Anion(en) des bzw· der im Elektroplattierbad verwendeten Zinksalze(s) entsprechen, um auf diese Weise die Konzentration an freien Zinkionen im Elektroplattierbad infolge der gemeinsamen Ionenwirkung noch weiter zu erniedrigen·

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Selbstverständlich können Elektroplattierbädern gemäß der Erfindung auch noch weitere übliche bekannte Zusätze einverleibt werden· Beispiele für derartige Zusätze sind Süßholzextrakt, Dextrin, Stärke, Saponin, Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Akaziengummi, Traganthgummi, Caraghenmoos und weitere Netzmittel, wie N-Octylsulfat oder Athylhexylsulfat· Ferner kann auch noch der Zusatz von Metallen, wie Molybdän oder Wolfram, in Mengen von 0,01 bis 0,15 g/l i& Form von Natriummolybdat oder Natriumwolframat von Vorteil sein.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die unter Verwendung von Elektroplattierbädern gemäß der Erfindung auf Formkörpern erzeugten Zinküberzüge ohne weiteres mit Phosphaten oder Chromaten behandelt werden können, um sie farblos zu machen oder um ihnen eine bläuliche, braune oder olive Färbung zu verleihen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Bildung bläulicher und farbloser Zinküberzüge durch Behandlung mit Chromaten eine starke Verbesserung des Glanzes (der betreffenden überzüge) gestattet.

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Claims

Patentansprüche

I^ Saures Zink-Elektroplattierbad, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer sauren wäßrigen Lösung mindestens eines Zinksalzes und eines Netzmittels in Form eines Salzes einer alkylsubstituierten Diphenyloxidsulfonsaure mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest besteht und zusätzlich eine aromatische Carbonyl- und/oder Carboxylverbindung enthält«

2· Elektroplattierbad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Netzmittel ein Salz einer Disulfonsäure der Formelt

worin X für einen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen steht, enthält·

3· Elektroplattierbad nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Netzmittel ein Salz einer Disulfonsäure der Formel:

-0 -

enthält.

-9-

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if. Elektroplattierbad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es das Netzmittel in einer Menge von 0,1 bis 20 g/l enthält.

5. Elektroplattierbad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die aromatische Carbonyl- oder Carboxylverbindung in einer Menge von 0,1 bis 20 g/l enthält·

6. Elektroplattierbad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zinksalz Zinksulfat, Zinkchlorid, Zinkacetat und/oder Zinkfluorborat enthält»

7· Elektroplattierbad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein Aramoniumsalz und/oder eine weitere, zur Bildung löslicher Zinksalzkomplexe fähige Verbindung enthalte

8· Elektroplattierbad nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß es ein oder mehrere Ammoniumsalz(e) mit entsprechende(m)η Anion(en) wie das (die) Zinksalz(e) enthält»

9. Elektroplattierbad nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß es die zur Bildung löslicher Zinksalzkomplexe fähige Verbindung in einer Menge von zwei bis 30 g/l enthält»

10» Elektroplattierbad nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 5ι dadurch gekennzeichnet, daß es 25 bis 150 g/l Zinkchlorid und, in Abhängigkeit von der Zinkchloridkonzentration, 5° bis 250 g/l Ammoniumchlorid enthält.

11. Elektroplattierbad nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert von 2,5 bis 3_f^> aufweist.

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12. Verwendung eines Elektroplattierbada nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zum Verzinken von Formkörpern, wobei die zu verzinkenden Formkörper in das .Elektroplattierbad eingetaucht werden und ein Strom durch das Elektroplattierbad fließen gelassen wird.

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