DE2449189C3 - Acid bath for the galvanic deposition of shiny tin, lead or tin coatings - Google Patents
Acid bath for the galvanic deposition of shiny tin, lead or tin coatingsInfo
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-R.-N,-R.-N,
2020th
hat, worin bedeutet: R, eine unverzweigte oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppe, R2 eine verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische, alicyclische oder aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlen-Stoffatomen, die gegebenenfalls durch Hydroxy-Gruppen substituiert ist und worin das Kohlenstoffgrundgerüst an einer oder mehreren Stellen durch Heteroatome aus der Gruppe Stickstoff und Sauerstoff unterbrochen sein kann, R3 Wasserstoff oder eine unverzweigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische, alicyclische oder aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch Hydroxy-Gruppen substituiert sein kann und in der das Kohlenstoffgrundgerüst an einer oder mehreren Stellen durch Heteroatome aus der Gruppe Stickstoff und Sauerstoff unterbrochen sein kann, oder R2 und R3 zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, eine gegebenenfalls substituierte cyclische Gruppe mit 5 bis 7 Ringgliedern aus Stickstoff- und Kohlenstoffatomen, wobei mindestens eines der Stickstoffatome ein sekundäres oder tertiäres Stickstoffatom ist und beliebige vorhandene Substituenten die gleiche Struktur wie oben für R2 angegeben haben, oder eine quaternisierte Gruppe davon. has, in which means: R, an unbranched or branched hydrocarbon group, R 2 is a branched or unbranched, saturated or unsaturated aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon group with 1 to 20 carbon atoms, which is optionally substituted by hydroxyl groups and in which the carbon skeleton is one or more positions can be interrupted by heteroatoms from the group nitrogen and oxygen, R 3 is hydrogen or a straight or branched, saturated or unsaturated aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon group with 1 to 20 carbon atoms, which can optionally be substituted by hydroxyl groups and in which the carbon backbone can be interrupted at one or more points by heteroatoms from the group consisting of nitrogen and oxygen, or R 2 and R 3 together with the nitrogen atom to which they are attached form an optionally substituted cyclic group with 5 to 7 Ring members of nitrogen and carbon atoms, at least one of the nitrogen atoms being a secondary or tertiary nitrogen atom and any substituents present having the same structure as given above for R 2 , or a quaternized group thereof.
3. Saures Bad nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Phenol um ein 2-Dimethylaminomethyl-4,6-dimethylphenol handelt3. Acid bath according to claim 1 and / or 2, characterized in that it is the phenol is a 2-dimethylaminomethyl-4,6-dimethylphenol
4. Saures Bad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der oberflächenaktiven Verbindung um ein Alkylenoxid-Addukt handelt4. Acid bath according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that it the surface-active compound is an alkylene oxide adduct
5. Saures Bad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylenoxid-Addukt die allgemeine Formel hat5. Acid bath according to claim 4, characterized in that the alkylene oxide adduct is the general Formula has
/■/ ■
N-XN-X
(C2H4O)1H(C 2 H 4 O) 1 H.
worin bedeutet: Ri eine — gegebenenfalls Hydroxylgruppen enthaltende — unverzweigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische oder alicyclische Gruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, in welcher das Kohlenstoffgrundgerüst gegebenenfalls durch ein oder mehrere Heteroatome aus der Gruppe Stickstoff und Sauerstoff unterbrochen sein kann, oder eine — gegebenenfalls Hydroxylgruppen enthaltende — mono- oder poly-substituierte Arylalkylgruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, in welcher das Kohlenstoffgrundgerüst gegebenenfalls durch ein oder mehrere Heteroatome aus der Gruppe Stickstoff und Sauerstoff ersetzt sein kann, q eine ganze Zahl von 2 bis 40 und X eine R1 -Gruppe oder (C2H4O)4H, worin R, und q die oben angegebenen Bedeutungen haben.in which: Ri denotes a straight or branched, saturated or unsaturated aliphatic or alicyclic group with 6 to 24 carbon atoms, in which the carbon skeleton can optionally be interrupted by one or more heteroatoms from the group nitrogen and oxygen, or a - Mono- or poly-substituted arylalkyl groups optionally containing hydroxyl groups and having 8 to 24 carbon atoms, in which the carbon skeleton can optionally be replaced by one or more heteroatoms from the group consisting of nitrogen and oxygen, q is an integer from 2 to 40 and X is R 1 -Group or (C 2 H 4 O) 4 H, in which R, and q have the meanings given above.
6. Saures Bad nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es pro 1000 g 0,5 bis 50 g Phenol oder sein Alkylenoxid-Addukt und 5 bis 30 g Formaldehyd enthält.6. Acid bath according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that it contains 0.5 to 50 g of phenol or its alkylene oxide adduct and 5 to 30 g of formaldehyde per 1000 g.
Die Erfindung betrifft ein saures Bad zur galvanihen Abscheidung glänzender Zinn-Blei- oder Zinnjerzüge, das mindestens ein in den 2-, 4- und 6-Posionen substituiertes Phenol oder ein Alkylenoxidddukt davon und gegebenenfalls einen Aldehyd id/oder eine oberflächenaktive Verbindung gelöst lthält.The invention relates to an acid bath for the galvanic deposition of shiny tin-lead or tin layers, the at least one phenol substituted in the 2-, 4- and 6-positions or an alkylene oxide product dissolved therefrom and optionally an aldehyde id / or a surface-active compound l holds.
Die heute für die galvanische Herstellung von berzügen aus Zinn und Zinn-Blei-Legierungen angeendeten Verfahren liefern matte oder halbmatte, Dröse oder halbkristalline überzüge mit einer gengen Korrosionsbeständigkeit. In den französischen atentschriften 70 26 464 und 71 19 911 ist ein galvanisches Verfahren beschrieben, das mit einem Bad arbeitet, das als Hauptbestandteile (a) ein Phenolderivat, (b) einen Aldehyd und (c) ein Emulgiermittel enthält, das aus einem Alkylenoxid-Addukt besteht, und zu korrosionsbeständigen, glänzenden Oberflächenüberzügen führt. Die Bedeutung dieses Verfahrens wird jedoch gemindert durch die Tatsache, daß zur Herstellung von hochglänzenden Oberflächen eine verhältnismäßig niedrige Metallionenkonzentration und eine verhältnismäßig niedrige Stromdichte in dem Bad aufrechterhalten werden müssen, was zu einer niedrigen Abscheidungsgeschwindigkeit und einer niedrigen Produktionskapazität führt. Eine hoheThe ones used today for the galvanic production of coatings made of tin and tin-lead alloys Processes deliver matt or semi-matt, drained or semi-crystalline coatings with enough Corrosion resistance. In the French patent specifications 70 26 464 and 71 19 911 is a galvanic Described process that works with a bath, the main constituents (a) a phenol derivative, (b) an aldehyde and (c) an emulsifying agent which consists of an alkylene oxide adduct, and leads to corrosion-resistant, shiny surface coatings. The importance of this procedure however, it is diminished by the fact that it is used for the production of high-gloss surfaces a relatively low metal ion concentration and a relatively low current density must be maintained in the bath, resulting in a low deposition rate and low production capacity. A high
^bscheidungsgeschwindigkeit ist in kontinuierlichen Verfahren besonders wichtig. Wegen der Neigung des Bades zum Schäumen ist es schwierig, dadurch eine schnellere Abscheidung zu erzielen, daß man den Metallionentransport durch Rühren des Bades oder durch Durchleiten eines Gases oder durch Bewegen der Kathode erleichtert.The rate of deposition is particularly important in continuous processes. Because of the slope of the Bath for foaming it is difficult to achieve faster deposition by the Metal ion transport by stirring the bath or by passing a gas through it or by agitation the cathode relieved.
Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile der bisher angewendeten galvanischen Verfahren dadurch vermieden werden können, daß man dem Bad bei der galvanischen Herstellung von überzügen aus Zinn-Blei oder Zinn aus einem sauren Bad ein bestimmtes Phenol oder Alkylenoxid-Addukt davon zusetzt.It has now been found that the disadvantages of the galvanic processes used up to now are thereby avoided can be that the bath in the galvanic production of tin-lead coatings or tin from an acid bath adds a certain phenol or alkylene oxide adduct thereof.
Gegenstand der Erfindung ist ein saures Bad zur galvanischen Abscheidung glänzender Zinn-Blei- oder Zinniiberzüge, das mindestens ein in den 2-, 4- und 6-Positionen substituiertes Phenol oder ein Alkylenoxid-Addukt davon und gegebenenfalls einen Aldehyd und/oder eine oberflächenaktive Verbindung gelöst enthält und das dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens einer der Substituenten des Phenols ein sekundäres, tertiäres oder quaternäres Stickstoffatom enthält.The invention relates to an acidic bath for the galvanic deposition of shiny tin-lead or Tin coatings containing at least one phenol substituted in the 2-, 4- and 6-positions or an alkylene oxide adduct dissolved therefrom and optionally an aldehyde and / or a surface-active compound contains and which is characterized in that at least one of the substituents of the phenol contains secondary, tertiary or quaternary nitrogen atom.
Wenn ein solches Phenol als Glanzbildner verwendet wird, erhält man hochglänzende überzüge mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit und einer guten Lötbarkeit. Das erfindungsgemäße saure Bad ist beständig gegen oxydative Zersetzung, es ist nichtschäumend und erlaubt außerdem die Anwendung hoher Stromdichten und hoher Metallionenkonzentrationen. Dadurch kann die Produktionskapazität stark erhöht werden, ohne daß die Gefahr der Beeinträchtigung der Qualität der überzüge besteht. Auf Grund der Tatsache, daß die Phenole auch oberflächenaktive Eigenschaften aufweisen, werden sie zusammen mit irgendeiner auf den Spitzen der Metalloberflächen vorhandenen Tensidkomponente adsorbiert, so daß die Metallablagerung auf den Spitzen des Überzugs vergleichsweise verzögert und in den Tälern beschleunigt wird, was einen Nivellierungseffekt mit sich bringt. Bei der Durchführung der Galvanisierung ohne Zugabe von Phenol erhält man einen grobkörnigen matten überzug.If such a phenol is used as a brightener, high-gloss coatings are obtained high corrosion resistance and good solderability. The acidic bath according to the invention is stable against oxidative decomposition, it is non-foaming and can also be used high current densities and high metal ion concentrations. This can increase the production capacity can be greatly increased without the risk of impairing the quality of the coatings. on Due to the fact that the phenols also have surface-active properties, they are taken together adsorbed with any surfactant component present on the tips of the metal surfaces, so that the metal deposition is comparatively retarded on the peaks of the coating and in the valleys is accelerated, which brings about a leveling effect. When performing the electroplating without the addition of phenol, a coarse-grained matt coating is obtained.
Die erfindungsgemäßen Phenole sind dadurch charakterisiert, daß mindestens einer der Substituenten mindestens ein sekundäres, tertiäres oder quaternäres Stickstoffatom enthält. Repräsentative Beispiele für solche Substituenten sind solche der allgemeinen FormelThe phenols according to the invention are characterized by that at least one of the substituents is at least one secondary, tertiary or quaternary Contains nitrogen atom. Representative examples of such substituents are those of the general ones formula
5050
R1-NR 1 -N
an das sie gebunden sind, eine gegebenenfalls substituierte, cyclische Gruppe mit 5 bis 7 Ringgliedern, bestehend aus Stickstoff und Kohlenstoffatomen, wobejs mindestens eines der Stickstoffatome ein sekundäres oder tertiäres Stickstoffatom ist, und die Substituenten, falls vorhanden, die gleiche Struktur wie oben für R2 angegeben haben oder eine quaternisierte Gruppe davon.to which they are attached form an optionally substituted cyclic group having 5 to 7 ring members, consisting of nitrogen and carbon atoms, s least wobej one of the nitrogen atoms of a secondary or tertiary nitrogen atom, and the substituents, if present, the same structure as described above for R 2 or a quaternized group thereof.
Spezifische Beispiele für bevorzugte Gruppen sind folgende:Specific examples of preferred groups are as follows:
5555
worin bedeutet: R1 eine unverzweigte oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppe, R2 eine unverzweigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische, alicyclische oder aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch Hydroxygruppen substituiert sein kann und in der das Kohlenstoffgrundgerüst an einer oder mehreren Stellen durch Heteroatome, wie Stickstoff oder Sauerstoff, unterbrochen sein kann, R3 Wasserstoff oder eine Gruppe mit der gleichen Struktur wie R, oder R2 und R3 zusammen mit dem Stickstoffatom,wherein: R 1 denotes an unbranched or branched hydrocarbon group, R 2 denotes a straight or branched, saturated or unsaturated aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon group with 1 to 20 carbon atoms, which can optionally be substituted by hydroxyl groups and in which the carbon skeleton is in one or more places can be interrupted by heteroatoms such as nitrogen or oxygen, R 3 is hydrogen or a group with the same structure as R, or R 2 and R 3 together with the nitrogen atom,
-CH2-N-CH 2 -N
-CH,-CH,
•N• N
-CH2-N-CH 2 -N
CH3 CH 3
C2H5 C 2 H 5
CH,CH,
CH,CH,
CH1 CH 1
— CH, — N- CH, - N
— CH, — N- CH, - N
C2H5 C 2 H 5
— CH, — N- CH, - N
C3H7 C 3 H 7
C2H4 — NC 2 H 4 - N
CH3 CH 3
CH3 CH 3
-C2H4-N-C 2 H 4 -N
C2H5 C 2 H 5
CH3 CH 3
-QH6-N-QH 6 -N
CH3 CH 3
-CH2-N-CH 2 -N
CH2-CH,CH 2 -CH,
CH2-CH2 CH 2 -CH 2
N-CH5 N-CH 5
AH5 AH 5
-C3H11-N-C 3 H 11 -N
CH3 CH 3
CH2-CHCH 2 -CH
-CH2-N-CH 2 -N
N-C2H4-NNC 2 H 4 -N
CH2-CH2 CH 2 -CH 2
QH4OHQH 4 OH
— CH, — N- CH, - N
C2H4OHC 2 H 4 OH
CH3 CH 3
— CH, — N- CH, - N
C2H4OHC 2 H 4 OH
C2H4OC2H4OHC 2 H 4 OC 2 H 4 OH
-CH2-N-CH 2 -N
CH3 CH 3
C2H4OC2H4OHC 2 H 4 OC 2 H 4 OH
-CH2-N-CH 2 -N
C2H4OC2H4OHC 2 H 4 OC 2 H 4 OH
CH3 CH 3
CH,CH,
-CH2-N-C2H4-N-CH 2 -NC 2 H 4 -N
CH3
.— CH2- Ν — C2H4- NCH 3
.— CH 2 - Ν - C 2 H 4 - N
CH3 CH 3
CH3 CH 3
C2H4OHC 2 H 4 OH
QH5
CH2-N- C2H4 — NQH 5
CH 2 -N- C 2 H 4 -N
C2H4OC2H4OH
CH3
-CH7-N-HCC 2 H 4 OC 2 H 4 OH CH 3
-CH 7 -N-HC
CH2-CH2 CH 2 -CH 2
CH,CH,
CH2-CH2 CH 2 -CH 2
oder quaternisierte Substituenten davon. Als Quaternisierungsmittel werden in erster Linie Verbindungen mit den folgenden Formeln verwendetor quaternized substituents thereof. As a quaternizing agent compounds with the following formulas are primarily used
R — Cl, (RO)2SO2,R - Cl, (RO) 2 SO 2 ,
RO(X)nCH2- CH — CH2Cl
OHRO (X) n CH 2 - CH - CH 2 Cl
OH
worin R eine unverzweigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, X von Alkylenoxid abgeleitete Gruppen, z. B. solche der Formelwherein R is a straight or branched, saturated or unsaturated, aromatic or aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, X groups derived from alkylene oxide, e.g. B. such the formula
— CH2 — CH2 — O, — CH2 — CH2 — O,- CH 2 - CH 2 - O, - CH 2 - CH 2 - O,
CH3 CH 3
— CH2 — CH2 — O, — CH — CH — O,
CH3 CH3 CH3 - CH 2 - CH 2 - O, - CH - CH - O,
CH 3 CH 3 CH 3
— CH2 — CH — O oder — CH — CH2 — O- CH 2 - CH - O or - CH - CH 2 - O
I II I
C2H5 C2H5 C 2 H 5 C 2 H 5
und η eine Zahl von O bis einschließlich 6 bedeutet. Besonders bevorzugte Quaternisierungsmittel sind Dimethylsulfat, Diäthylsulfat, Methylchlorid oder Äthylchlorid. Der quaternäre Stickstoff enthält daher als 4. Substituenten eine Gruppe der Formel — R oderand η is a number from 0 to 6 inclusive. Particularly preferred quaternizing agents are dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride or ethyl chloride. The quaternary nitrogen therefore contains a group of the formula --R or as the 4th substituent
R — OPC)nCH2 — CH — CH2 —
OHR - OPC) n CH 2 - CH - CH 2 -
OH
worin R, X und π die oben angegebenen Bedeutungen haben. Normalerweise handelt es sich bei dem Anion um Chlorid oder Alkylsulfat, dieses kann jedoch gewünschtenfalls beispielsweise durch Verwendung eineswherein R, X and π have the meanings given above. Usually it is the anion to chloride or alkyl sulfate, but this can if desired for example by using a
Anionenaustauschers durch andere Anionen, wie ζ. Β. Hydroxyl, Bromid, Acetat, Sulfat, Carbonat, Citrat oder Tartrat, ersetzt werden.Anion exchanger by other anions, such as ζ. Β. Hydroxyl, bromide, acetate, sulfate, carbonate, citrate or tartrate.
Zusätzlich zu Stickstoff enthaltenden Substituenten können die Phenole auch eine große Anzahl von anderen Substituenten, wie z. B. Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in dem Alkylrest, Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder alkoxylierte Hydroxyalkylgruppen, Halogenatome oder primäre Aminogruppen, enthalten. Spezifische Beispiele Tür geeignete Substituenten sind folgende:In addition to nitrogen-containing substituents, the phenols can also contain a large number of other substituents, such as e.g. B. hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl radical, hydroxyalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or alkoxylated hydroxyalkyl groups, halogen atoms or primary amino groups. Specific examples of suitable substituents are as follows:
"5"5
CH3 CH 3
— HC — CH2CH2CH2CH3,- HC - CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ,
CH3 CH 3
CH3
-CHCH1CH3. -C-CH3. -C8H1 CH 3
-CHCH 1 CH 3 . -C-CH 3 . -C 8 H 1
I " " ίI "" ί
CH3 CH3 CH 3 CH 3
— C9H11,. — OCH3. — OC2H5.- C 9 H 11,. - OCH 3 . - OC 2 H 5 .
CH3 CH 3
— OCH2CH2CH,. — O — HC- OCH 2 CH 2 CH ,. - O - HC
CH3 CH 3
— C2H4OH. — C2H4OC2H4OH.- C 2 H 4 OH. - C 2 H 4 OC 2 H 4 OH.
— C2H4OC2H4OC2H4OH. Cl.- C 2 H 4 OC 2 H 4 OC 2 H 4 OH. Cl.
— Br. — J und — NH2 - Br. - J and - NH 2
3535
4040
Außerdem können die phenolischen Hydroxygruppen durch eine oder mehrere, vorzugsweise 1 bis 5 von Alkylenoxid abgeleitete Einheiten substituiert sein. Unter solchen Alkylenoxiden sind diejenigen, die 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten, bevorzugt, insbesondere Äthylenoxid und Propylenoxid.In addition, the phenolic hydroxyl groups can be replaced by one or more, preferably 1 to 5 of Units derived from alkylene oxide may be substituted. Among such alkylene oxides are those 2 to Contain 4 carbon atoms, preferably, in particular ethylene oxide and propylene oxide.
Iti dem erfindongsgeniäßen Bad kann eine große Anzahl von Phenolen verwendet «erden. Beispiele für so geeignete Phenole, die geprüft worden and and, wie sich gezeigt hat, gute Eigenschaften aufweisen, and folgende:The inventive bathroom can make a big difference Number of phenols used «earth. Examples of so suitable phenols that have been tested and how has been shown to have good properties, and the following:
OHOH
T (CH3I2NH2C T (CH 3 I 2 NH 2 C -CqT -CqT CH2 CH 2
N(CH3I2 N (CH 3 I 2
CH2NCCH3I2 OHCH 2 NCCH 3 I 2 OH
CH2N(CH3I2 CH2N(CH3I, (CH3J2NH2C -f OV CH2N(CH3J2 CH 2 N (CH 3 I 2 CH 2 N (CH 3 I, (CH 3 J 2 NH 2 C -f O V CH 2 N (CH 3 J 2
CH,CH,
OHOH
H3C-Z0VCH2N(CH3I2 H 3 CZ 0 VCH 2 N (CH 3 I 2
CH3 CH 3
OHOH
CH3N(CH2I2 CH 3 N (CH 2 I 2
CH,CH,
CH2N(CH3), OHCH 2 N (CH 3 ), OH
VqVCH2N(CH3I2 VqVCH 2 N (CH 3 I 2
NCH3 NCH 3
H3C-ZnVCH2N CH2CH2 H 3 CZ n VCH 2 N CH 2 CH 2
CHCH
CH2CH2 CH 2 CH 2
OHOH
CH2CH2OHCH 2 CH 2 OH
CH3 CH 3
CH2CH2OHCH 2 CH 2 OH
OHOH
CH,CH,
Außer den Phenolen sollte das Bad auch einen Aldehyd und eine oberflächenaktive Verbindung, bei der es sich vorzugsweise um ein Alkylenoxid-Addukt handelt, das eine emulgierende Wirkung aufweist, enthalten. Geeignete Aldehyde sind aliphatische Aldehyde, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldchyd. N-Butyraldehyd, Isobutyralderiyd, N-Valcraldehyd, Isovaleraldehyd. N-Caproaldehyd, Glyoxal. C'rotonaldehyd und aromatische Aldehyde, wie Benzaldehyd und Zimtaldehyd. Die Menge des Aldehyds liegt in der Regel unterhalb 100 g 1000 g Bad.In addition to the phenols, the bath should also contain an aldehyde and a surface-active compound which is preferably an alkylene oxide adduct that has an emulsifying effect. Suitable aldehydes are aliphatic aldehydes, such as formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde. N-butyraldehyde, isobutyraldehyde, N-valcraldehyde, Isovaleraldehyde. N-caproaldehyde, glyoxal. C'rotonaldehyde and aromatic aldehydes such as benzaldehyde and cinnamaldehyde. The amount of aldehyde is usually below 100 g 1000 g bath.
Die oberflächenaktive Komponente besteht in erster Linie aus verschiedenen oberflächenaktiven Alkylenoxid-Addukten. Diese können nichtionischer, kaiionischer oder ampholytischer Natur sein. Beispiele für geeignete oberflächenaktive Alkylenoxidaddukte sind" Verbindungen der folgenden FormelThe surface-active component consists primarily of various surface-active alkylene oxide adducts. These can be nonionic, kaiionic or ampholytic in nature. Examples of suitable surface-active alkylene oxide adducts are "compounds of the following formula
RO(C2H4Ot1(C3H6O)112(C2H4OV1HRO (C 2 H 4 Ot 1 (C 3 H 6 O) 112 (C 2 H 4 OV 1 H
worin R eine unverzweigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, primäre oder sekundäre aliphatische oder alicyclische Gruppe mit 8 bis 26 Kohlenstoffatomen oder ein mono-, di- oder trialkyl-substituiertes Phenol mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen in dem Alkylrest, /I1, n2 und H3 jeweils Zahlen von 0 bis etwa 50 bedeuten, die so ausgewählt werden, daß die Summe M, + n, + n3 3 bis 50 beträgt und die Anzahl der Äthylenoxid-Einheiten etwa 10 bis etwa 100% der Gesamtanzahl der Alkylenoxid-Einheiten beträgt. Beispiele für organische Verbindungen, die zur Herstellung solcher Alkylenoxid-Addukte verwendet werden können, sind die primären Alkohole, wie Octanol, Decanol, Laurylalkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol. Eicosanol, Docosanol, unverzweigte oder verzweigte, primäre oder sekundäre Oxoalkohole, die nach dem Oxo-Verfahren hergestellt worden sind, mit 8 bis 26 Kohlenstoffatomen, Mono-, Di- oder Trialkylphenole, wie Octylphenol, Isooctylphenol. Nonylphenol, Dodecylphenol. Octadecylphenol, Dihexylphenol. Dioctylphenol, Dinonylphenol. Methyloctyl- phenol, Äthylnonylphenol, Tributylphenol, 3-Methyl-4,6-dibutylphenol. Mono- und Dibutylkresol und Nonylkresol.wherein R is a straight or branched, saturated or unsaturated, primary or secondary aliphatic or alicyclic group with 8 to 26 carbon atoms or a mono-, di- or trialkyl-substituted phenol with 6 to 24 carbon atoms in the alkyl radical, / I 1 , n 2 and H 3 are each numbers from 0 to about 50, which are selected so that the sum M, + n, + n 3 is 3 to 50 and the number of ethylene oxide units is about 10 to about 100% of the total number of alkylene oxide Units is. Examples of organic compounds which can be used to produce such alkylene oxide adducts are the primary alcohols, such as octanol, decanol, lauryl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol. Eicosanol, docosanol, unbranched or branched, primary or secondary oxo alcohols, which have been prepared by the oxo process, with 8 to 26 carbon atoms, mono-, di- or trialkylphenols, such as octylphenol, isooctylphenol. Nonylphenol, dodecylphenol. Octadecylphenol, dihexylphenol. Dioctyl phenol, dinonyl phenol. Methyloctylphenol , ethylnonylphenol, tributylphenol, 3-methyl-4,6-dibutylphenol. Mono- and dibutyl cresol and nonyl cresol.
Andere geeignete nichtionische oberflächenaktive Verbindungen sind solche der allgemeinen FormelOther suitable nonionic surface-active compounds are those of the general formula
H(OC2H4).,,-H (OC 2 H 4 ). ,, -
dukte von Aminen. Diese können durch die allgemeine Formel damcstellt werdenproducts of amines. These can be produced by the general formula
N-XN-X
(C2H4O)„H(C 2 H 4 O) "H.
worin R1 eine gegebenenfalls Hydroxy enthaltendewherein R 1 is an optionally containing hydroxyl
"ο unverzweigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische oder alicyclische Gruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, wobei das Kohlenstoffgrundgerüst gegebenenfalls durch ein oder mehrere Heteroatome aus der Gruppe Stickstoff und oder"ο unbranched or branched, saturated or unsaturated aliphatic or alicyclic group with 6 to 24 carbon atoms, the carbon skeleton optionally by one or more heteroatoms from the group nitrogen and or
'5 Sauerstoff unterbrochen sein kann, oder eine gegebenenfalls Hydroxy enthaltende mono- oder polysubstituiertc Arylalkyl-Gruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, in der das Kohlenstoffgrundgerüst gegebenenfalls durch ein oder mehrere Heteroatome aus der Gruppe Stickstoff und/oder Sauerstoff unterbrochen sein kann, q eine ganze Zahl von 2 bis 40 und X eine R,-Gruppe oder (C2H4O),H bedeutet, worin R1 und i/ die oben angegebenen Bedeutungen haben. Gewünschtcnfalls können bis zu 50% der von Äthylenoxid abgeleiteten Einheiten durch andere von Alkylenoxid abgeleitete Einheiten, wie z. B.'5 oxygen can be interrupted, or an optionally hydroxy-containing mono- or polysubstituted arylalkyl group with 8 to 24 carbon atoms, in which the carbon skeleton can optionally be interrupted by one or more heteroatoms from the group nitrogen and / or oxygen, q a whole A number from 2 to 40 and X denotes an R 1 group or (C 2 H 4 O), H, in which R 1 and i / have the meanings given above. If desired, up to 50% of the units derived from ethylene oxide can be replaced by other units derived from alkylene oxide, e.g. B.
-CH2-CH-O-CH3 -CH 2 -CH-O-CH 3
CH-CH2-OCH-CH 2 -O
oderor
CH3 CH 3
— CH-CH-O —- CH-CH-O -
I II I
i Ii I
CH3 CH3 CH 3 CH 3
— CH — CH2 — O —
C1H,- CH - CH 2 - O -
C 1 H,
— CH2 — CH — O- CH 2 - CH - O
CH5 CH 5
OC2 _ 3OC 2 _ 3
,, - (C2H4O)n ,, - (C 2 H 4 O) n
worin in,, m2, m3 und mA jeweils Zahlen von 0 bis 100 bedeaten, die so ausgewählt werden, daß die Summe w, + m2 + m3 + !»4 eine Zahl von 15 bis 150 und »1 + W4. eine Zahl von 3 bis 120 bedeutet Beispiele für oberflächenaktive Verbindungen dieser Formel sind Blockmischpolymerisate voa Äthylenoxid und Propyienoxid auf der Basis von Propylenglykol, an das zuerst Propylenoxid bis zu einem Molekulargewicht von 1000 bis etwa 300Q und dann Äthylenoxid bis zu einem solchen Grade addiert worden ist, daß die Menge davon 5 bis 89% des Molgewichts der Verbindung ausmacht.where in ,, m 2 , m 3 and m A each denote numbers from 0 to 100, which are selected so that the sum w, + m 2 + m 3 +! »4 is a number from 15 to 150 and» 1 + W 4 . a number from 3 to 120 means Examples of surface-active compounds of this formula are block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide based on propylene glycol, to which first propylene oxide up to a molecular weight of 1000 to about 300% and then ethylene oxide up to such a degree has been added, that the amount thereof is 5 to 89% of the molecular weight of the compound.
Eine andere geeignete Klasse von oberflächenaktiven Verbindungen umfaßt die Aflcyienoxid-Ad- ersetzt sein. Die oben beschriebenen Amine können auch auf übliche Weise, beispielsweise mit Dimethylsulfat oder Methylchlorid, quaternisiert sein. Another suitable class of surface-active compounds comprises the alkylene oxide-Ad- substituted. The amines described above can also be quaternized in the usual way, for example with dimethyl sulfate or methyl chloride.
Die alkoxylierten Stickstoff enthaltenden oberflächenaktiven Verbindungen können hergestellt werden durch Alkoxylieren von Fettaminen der Formel j^The alkoxylated nitrogen-containing surface-active compounds can be prepared by alkoxylating fatty amines of the formula j ^
N-R1 HNR 1 H
oderor
N-HN-H
worin R1 die oben angegebenen Bedeutungen hatwherein R 1 has the meanings given above
Beispiele für geeignete Amine sind Octylamin, Dioctylamin, Dodecylamin, Cetylamin, Stearylamin. Oleylamin, Aminomethylmethyloctylphenol, Bis(aminomethyljoctylphenol, Aminomethylmethylnonylphenol, Bis(aminomethyl)nonylphenol und Bis(dihydroxyäthylaminomethyljnonylphenol. Examples of suitable amines are octylamine, dioctylamine, Dodecylamine, cetylamine, stearylamine. Oleylamine, aminomethylmethyloctylphenol, bis (aminomethyljoctylphenol, Aminomethylmethylnonylphenol, bis (aminomethyl) nonylphenol and bis (dihydroxyethylaminomethylonylphenol.
Die Metalle, die galvanisch abgeschieden werden sollen, sind in dem Bad in Form von Metallsalzen, wie Metallfluoboraten, vorhanden. Die Konzentration der Metalle kann innerhalb breiter Grenzen variieren, sie liegt jedoch in der Regel innerhalb des Bereiches von 5 bis 50 g/1000 g Bad. Zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit des Bades ist es auch von Vorteil, bestimmte Zusätze, wie z. B. Fluoborsäure, zuzugeben. Wenn es erwünscht ist, die Beständigkeit des Bades zu verbessern, können Antioxidationsmittel, wie Hydrochinon oder Brenzkatechin, zugegeben werden, wodurch insbesondere die Oxidation von Zinn(ll) zu Zinn(IV) verhindert wird. Außerdem ist es zweckmäßig, Borsäure mit einem stabilisierenden Effekt auf die Fluoborate in dem Bad sowie beliebige organische Lösungsmittel, vorzugsweise niedere Alkohole, wie Butanol, Propanol oder Äthanol, zuzugeben. Ein typisches erfindungsgemäßes galvanisches Bad kann die folgende ungefähre Zusammensetzung pro 1000 g Bad haben:The metals to be electrodeposited are present in the bath in the form of metal salts such as metal fluoroborates. The concentration of the metals can vary within wide limits, but it is generally within the range from 5 to 50 g / 1000 g bath. To improve the electrical conductivity of the bath, it is also advantageous to add certain additives, such as. B. fluoboric acid to add. If it is desired to improve the durability of the bath, antioxidants such as hydroquinone or catechol can be added, which in particular prevent the oxidation of tin (II) to tin (IV). It is also useful to add boric acid with a stabilizing effect on the fluoborates in the bath and any organic solvents, preferably lower alcohols such as butanol, propanol or ethanol. A typical electroplating bath according to the invention can have the following approximate composition per 1000 g bath:
10 bis 20 g Sn++ (in Form von Fluoborat),
5 bis 20 g Pb4+ (in Form von Fluoborat),
20 bis 80 g, vorzugsweise 35 bis 45 g Fluorwasserstoffsäure, 10 to 20 g Sn ++ (in the form of fluoborate),
5 to 20 g Pb 4+ (in the form of fluoborate),
20 to 80 g, preferably 35 to 45 g of hydrofluoric acid,
5 bis 30 g, vorzugsweise 20 bis 30 g Borsäure,
0,5 bis 50 g, vorzugsweise 1 bis 30 g eines oder mehrerer der erfindungsgemäßen Phenole,
5 bis 30 g, vorzugsweise 10 bis 20 g Formaldehyd, 0,2 bis 50 g eines oberflächenaktiven Alkylenoxid-Addukts
und Wasser zum Auffüllen auf 1000 g Bad.5 to 30 g, preferably 20 to 30 g boric acid,
0.5 to 50 g, preferably 1 to 30 g of one or more of the phenols according to the invention,
5 to 30 g, preferably 10 to 20 g of formaldehyde, 0.2 to 50 g of a surface-active alkylene oxide adduct and water to make up to 1000 g of bath.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following examples.
Beispiele 1 bis 9Examples 1 to 9
In einer Hull-Zelle wurde eine Reihe von Bädern unter Verwendung von Festblechen aus Eisen geprüft. Als Grundbad wurde ein Bad mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung (jeweils pro 1000 g Bad) verwendet:In a Hull cell was a series of baths tested using fixed iron sheets. A bath with the following was used as the basic bath specified composition (each per 1000 g bath) is used:
10g Sn++ in Form von Zinn(II)-fiuoborat,10g Sn ++ in the form of tin (II) fluoroborate,
15 £ Pb+ + in Form von Bleifiuoborat,15 £ + Pb + in the form of Bleifiuoborat,
40 g HBF4,40 g HBF 4 ,
25 g H5BO3,25 g H 5 BO 3 ,
8 bis 32 g 2,4,6-substiertes Phenol (s. unten),8 to 32 g 2,4,6-substituted phenol (see below),
12 g Formaldehyd,12 g formaldehyde,
0,8 bis 45 g eines oberflächenaktiven Äthylenoxid-Addukts und0.8 to 45 g of a surface-active ethylene oxide adduct and
Rest Wasser.Rest water.
Bei den in den Bädern verwendeten Phenolen handelte es sich um eine der folgenden Verbindungen:The phenols used in the baths were one of the following:
3535
4040
OHOH
CH2N(CH3J2 CH 2 N (CH 3 J 2
CH2N(CH3J2 CH 2 N (CH 3 J 2
OHOH
4545
(Λ! so(Λ! So
CH2CH2 CH 2 CH 2
CH2CH2 CH 2 CH 2
NCH3 NCH 3
OHOH
\/ CH3SOJ
CH3 \ / CH 3 SOY
CH 3
(CH3I2NH2C "(ο J CH2N(CHa)2
CH3 (CH 3 I 2 NH 2 C "(ο J CH2N (CHa) 2
CH 3
OHOH
H3CH 3 C
CH2N(CH3J2 CH 2 N (CH 3 J 2
CH3 CH 3
8 Mol Äthyleaoxid pro Mol Oleylamin äüioxyiiert8 moles of ethyleaoxide per mole of oleylamine Äüüioxyiiert worden war (nachfolgend als Tensid I bezeichnet), oder(hereinafter referred to as surfactant I), or um ein Bis(aminomethyl)nonylphenol, das mit 9 Molto a bis (aminomethyl) nonylphenol, which with 9 mol
(B) Äthylenoxid äthoxytiert worden war (nachfolgend ate(B) Ethylene oxide had been ethoxytized (hereinafter ate
Die Anode bestand aus einer Legierung aus 6Θ Gewichtsprozent Zinn und 40 Gewichtsprozent Blei. Die Stromstärke betrug 1 A, und die Galvanisierungszeit betrag 20 Minuten. Während der Abscheidung 6s wurde das Bad mit einem Polyvinylchloridstab, der mit 120 Takten pro Minute etwa 1 cm vor der Kathode hin und her bewegt wurde, ständig gerührt Dabei (Q wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:The anode consisted of an alloy of 6Θ percent by weight tin and 40 percent by weight lead. The amperage was 1 A and the plating time was 20 minutes. During the deposition 6s the bath with a polyvinyl chloride rod, the at 120 cycles per minute about 1 cm in front of the cathode was moved back and forth, constantly stirred while doing (Q the following results were obtained:
Zu Vergleichszwecken wurde die Galvanisierung mit einem Bad der gleichen Zusammensetzung wie oben durchgefiihrl, das jedoch 16,0 g 2,4,6-Trimethylphenol pro 1000 g Bad und 60 g des Tensids I enthielt. Das Ergebnis war, daß lediglich bei einer Stromdichte von etwa 2,0 bis etwa 0,4 A/dm2 ein hoher Glanz erzielt werden konnte. Dies zeigt, daß die Stromdichte durch Zugabe der vorgenannten Phenole in vielen Fällen um über 200% erhöht werden kann, ohne daß die Qualität des Überzugs darunter leidet.For comparison purposes, electroplating was carried out with a bath of the same composition as above, but containing 16.0 g of 2,4,6-trimethylphenol per 1000 g of bath and 60 g of surfactant I. The result was that high gloss could be obtained only at a current density of about 2.0 to about 0.4 A / dm 2. This shows that the current density can in many cases be increased by more than 200% by adding the aforementioned phenols without the quality of the coating being adversely affected.
Beispiele 10 und 11Examples 10 and 11
Unter den gleichen Bedingungen wie in den obigen Beispielen wurde unter Verwendung eines Grundbades wie nachfolgend angegeben gearbeitet.Under the same conditions as in the above examples, a base bath was used worked as indicated below.
Beide Beispiele führten dazu, daß bei einer Stromdichte von >5,1 bis <0,l A/dm2 ein hoher Glanz erhalten wurde. Daraus geht hervor, daß eine Erhöhung des Zinn- unii Bleigehaltes des Eleklrolytbades auf etwa 20 g/1000 g Bad keinen meßbaren Effekt auf die Möglichkeit der Erzielung eines hohen Glanzes hat.Both examples resulted in a high gloss being obtained at a current density of> 5.1 to <0.1 A / dm 2. This shows that increasing the tin and lead content of the electrolyte bath to about 20 g / 1000 g bath has no measurable effect on the possibility of achieving a high gloss.
Beispiele 12 bis 15Examples 12-15
Um die Neigung zur Schaumbildung eines Bades vom vorgenannten Typ zu untersuchen, wurden die folgenden Versuche durchgeführt:In order to investigate the tendency to foam formation of a bath of the aforementioned type, the carried out the following tests:
Das Bad wurde in einer Menge von 300 ml in einen graduierten 2-1-Zylinder gegossen. Auf den Boden des graduierten Zylinders wurde mittels eines Rohres Stickstoff eingeleitet und 15 Minuten lang durch das Bad perlen gelassen. Die Schaumhöhe wurde regelmäßig gemessen. Nach 15 Minuten wurde die Stickstoffzugabe gestoppt, und der Schaum wurde zusammenfallen gelassen. Die Schaumhöhe wurde regelmäßig aufgezeichnet. Die getesteten Bäder wiesen die nachfolgend angegebenen Zusammensetzungen pro 1000 g Bad auf:The bath was poured into a 2-1 graduated cylinder in an amount of 300 ml. On the bottom of the graduated cylinder was bubbled in with nitrogen through a tube and bubbled through the Bath pearls left. The foam height was measured regularly. After 15 minutes, nitrogen was added stopped and the foam was collapsed. The foam height became regular recorded. The baths tested had the compositions shown below 1000 g bath on:
Zugabe pro llXX)g Bad Beispiel IO Beispiel 11Addition per llXX) g bath Example IO Example 11
Pb++ Pb ++
HBF4 HBF 4
H3BO3 H 3 BO 3
Phenolverbindung (C)Phenolic compound (C)
Tensid IISurfactant II
15
15
40
25
16
0,815th
15th
40
25th
16
0.8
Rest zu 1000 g BadRemainder to 1000 g bath
15 20 40 25 16 0.815 20 40 25 16 0.8
Rest zu 1000 e. BadRemainder to 1000 e. bath
Beispiel
12 13example
12 13
(als Zinn! 11)-fluoborat)
Pb++ (als Bleifluoborat)
Formaldehyd
Phenol C
2,4.6-Tri methylphenol (as tin! 11) -fluoborate)
Pb ++ (as lead fluorate)
formaldehyde
Phenol C
2,4,6-trimethylphenol
Tensid I
Tensid II
HBF4
BorsäureSurfactant I.
Surfactant II
HBF 4
Boric acid
1010
1515th
15
1615th
16
0.8
400.8
40
2525th
K)K)
15
1615th
16
2.0
402.0
40
1414th
1010
15
16 15th
16
0,8 -400.8 -40
2525th
1515th
1010
1515th
15
1615th
16
Verlest Lose
10
1510
15th
15
1615th
16
2.0 60'2.0 60 '
4040
2525th
4040
2525th
1I Wegen der geringen Löslichkeit \on Trimeth}!phenol muUu die Tensidmenge stark erhöht werden, um einen homogener hlektrolvten zu erhalten. 1 I Because of the low solubility \ on TriMeth}! Are phenol greatly increased Muuu the amount of surfactant to obtain a homogeneous hlektrolvten.
Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhaltenThe following results were obtained
Schaumvolumen in ml Einleitung von StickstoffFoam volume in ml Introduction of nitrogen
2 Min. 5 Mm. 10 Min.2 min. 5 mm. 10 min.
15 Mm.15 mm.
Gasstrom Nach dem Stoppen des Gasstroms gestopptGas flow After stopping the gas flow stopped
15SeJc I Min. 5Mm. 10 Min15SeJc I min. 5mm. 10 min
15 Min.15 minutes.
Beispiel 12 Beispiel 13 Beispiel 14 Beispiel 15 VergleichstestExample 12 Example 13 Example 14 Example 15 Comparison test
270270
310310
370370
3030th
5050
560560
680680
930930
4545
6060
10601060
11601160
16201620
14001400
15401540
19401940
Die Neigang zur Schaumbildung War bei der Vergleichstestprobe beträchtlich stärker als bei jedem der Bade; vom beschriebenen Typ. In den Beispieles !2 und 13 wurde eine besonders geringe Sehaumbfldungsneigung be obachtet wenn das Phenol mit äthoxyh'ertem Bisfaminomethyljnonylphenol kombiniert wurde.The tendency to foam formation was considerably greater in the comparative test sample than in any of the baths; of the type described. In Examples! 2 and 13, a particularly low tendency to view hemispheres was observed watch out if the phenol was combined with ethoxyhertem bisfaminomethyljnonylphenol.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7314211 | 1973-10-18 | ||
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2449189A1 DE2449189A1 (en) | 1975-04-24 |
DE2449189B2 DE2449189B2 (en) | 1976-04-15 |
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