DE2544729A1 - 1-HYDROXY PROPENE (2,3) SULPHONIC ACID (3) COMPOUNDS AND THE METHOD FOR THEIR MANUFACTURE - Google Patents
1-HYDROXY PROPENE (2,3) SULPHONIC ACID (3) COMPOUNDS AND THE METHOD FOR THEIR MANUFACTUREInfo
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Description
Unser Zeichen: O. Z. 31 599 WB/Be 6700 Ludwigshafen, 2.IO.I975Our reference: O. Z. 31 599 WB / Be 6700 Ludwigshafen, October 2, 1975
1-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsäure-(?)-Verbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung1-Hydroxy-propen- (2,3) -sulfonic acid - (?) - compounds and Process for their manufacture
Die Erfindung "betrifft die neue 1-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsäure-(3) und ihre Metallsalze sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention "relates to the new 1-hydroxy-propen- (2,3) -sulfonic acid- (3) and their metal salts and a method for their Manufacturing.
Es ist aus Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band ΐβ, Seite 571 bekannt, daß man 1-Hydroxypropansulfonsäure durch Umsetzung von Allylalkohol mit Kaliumhydrogensulfit in Gegenwart von tert.-Butylperbenzoat in Form des Kaliumsalzes oder durch Umsetzung von Acrolein und Natriumhydrogensulfit und Hydrieren des gebildeten Alkalisalzes des Sulfopropanals erhält.It is from Ulimann's Encyclopedia of Technical Chemistry, Volume ΐβ, Page 571 known that 1-hydroxypropanesulfonic acid can be reacted of allyl alcohol with potassium hydrogen sulfite in the presence of tert-butyl perbenzoate in the form of the potassium salt or by Implementation of acrolein and sodium hydrogen sulfite and hydrogenation of the alkali metal salt formed of sulfopropanal is obtained.
1-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsäure-(3) und ihre Salze wurden bisher noch nicht beschrieben.1-Hydroxy-propen- (2,3) -sulfonic acid- (3) and its salts have been used so far not yet described.
Es wurden nun die neuen 1-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsäureverbindungen der FormelThere were now the new 1-hydroxy-propen- (2,3) sulfonic acid compounds the formula
CH0 - CH = CH - S - R I, OH 0CH 0 - CH = CH - S - RI, OH 0
worin R eine Hydroxylgruppe oder den Rest -OY und Y das Äquivalent eines Metallatoms bedeuten, gefunden.where R is a hydroxyl group or the radical -OY and Y is the equivalent of a metal atom mean found.
Es wurde weiterhin gefunden, daß man 1-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsäureverbindungen der FormelIt has also been found that 1-hydroxy-propene (2,3) sulfonic acid compounds the formula
CH0 - CH = CH - S - R1 Ia, ι 2 ι,CH 0 - CH = CH - S - R 1 Ia, ι 2 ι,
OH 0OH 0
499/74 „ -2-499/74 "-2-
709816/1187709816/1187
/ - O.Z. 31 599/ - O.Z. 31 599
worin R eine Hydroxylgruppe oder den Rest -OZ und Z ein Alkaliatom oder das Äquivalent eines Erdalkaliatoms bedeuten, vorteilhaft erhält, wenn man Chlorpropansulfonsäureverbindungen der Formelwhere R is a hydroxyl group or the radical -OZ and Z is an alkali atom or the equivalent of an alkaline earth atom, advantageously obtained when chloropropanesulfonic acid compounds are used formula
CH0 - CH - CH0 - S - R2 II, Cl Cl 0CH 0 - CH - CH 0 - S - R 2 II, Cl Cl 0
2
worin R eine Hydroxylgruppe oder ein Chloratom oder den Rest -OZ und Z ein Alkaliatom oder das Äquivalent eines Erdalkaliatoms
bedeuten, mit Alkalihydroxid und/oder Erdalkalihydroxid bei einer Temperatur von 100 bis l6o°C zu l-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonaten
der Formel2
where R is a hydroxyl group or a chlorine atom or the radical -OZ and Z is an alkali atom or the equivalent of an alkaline earth atom, with alkali hydroxide and / or alkaline earth hydroxide at a temperature of 100 to 160 ° C to give l-hydroxy-propen (2,3) sulfonates of the formula
CH0 - CH = CH - S - OZ III, OH 0CH 0 - CH = CH - S - OZ III, OH 0
worin Z die vorgenannte Bedeutung hat, umsetzt und in einem zweiten Schritt die Stoffe III mit sauren Verbindungen zur l-Hydroxy-propen-(2,j5)-sulfonsäure-(j5) der Formelwherein Z has the aforementioned meaning, and in a second step the substances III with acidic compounds for 1-Hydroxy-propen- (2, j5) -sulfonic acid- (j5) of the formula
CH0 - CH - CH - S - OH IV, OH 0CH 0 - CH - CH - S - OH IV, OH 0
umsetzt.implements.
Die Umsetzung kann im Falle der Verwendung von 1,2-Dichlorpropansulfonsäurechlorid und Natriumhydroxid durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden:In the case of using 1,2-dichloropropanesulfonic acid chloride, the reaction can be carried out and sodium hydroxide can be represented by the following formulas:
709816/1187709816/1187
O.Z. 31 599O.Z. 31 599
?°2C1 -3 NaCl? ° 2 C1 -3 NaCl
CH0-CH-CH0 + 4 NaOH -4 CH0-CH=CH-SO^NaCH 0 -CH-CH 0 + 4 NaOH -4 CH 0 -CH = CH-SO ^ Na
t C t C· O TT λ ! C. J?t C t C · O TT λ! C. J?
Cl Cl ~ n2u OHCl Cl ~ n 2 u OH
+HCl -NaCl+ HCl -NaCl
CH2-CH=CH2-SO3H OHCH 2 -CH = CH 2 -SO 3 H OH
Im Hinblick auf den Stand der Technik liefert das Verfahren nach der Erfindung auf einfache und wirtschaftliche Weise, ausgehend von leicht zugänglichen Ausgangsstoffen, die neuen l-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsäureverbindungen in guter Ausbeute und Reinheit, Es war überraschend, daß sowohl bei der Verseifung wie auch bei Herstellung der Säure der Stoff III und der Stoff IV in hoher Ausbeute erhalten werden und die Bildung von Nebenprodukten, z.B. Monohydroxy-monochlorpropansulfonsaure Salze bzw. l-Monochlor-3-propenylsulfonsäurechlorid, l-Monochlor-3-propenylsulfonsaure Salze, 2-Monochlor-l-propenylsulfonsäurechlorid bzw. entsprechende sulfonsaure Salze, gesättigte Kondensationsprodukte, z.B. mit Ätherbrücken, mit mehreren Chlor- und/oder Hydroxygruppen und entsprechend auch ungesättigte Kondensationsprodukte mit ein oder mit mehreren Doppelbindungen oder Dreifachbindungen, in wesentlichem Maße vermieden wird. Die Ausgangschlorpropansulfonsäureverbindung kann durch Umsetzung von 1,2-Dichlorpropan mit Schwefeldioxid und Chlor zu Chlorpropansulfonsäurechloriden und gegebenenfalls in einem zweiten Schritt durch Hydrolyse der erhaltenen Chloride mit Wasser bei erhöhter Temperatur zu Chlorpropansulfonsäuren hergestellt werden. Es ist von größerem technischen Interesse, das bei der Synthese von Propylenoxid nach dem Chlorhydrinverfahren als Nebenprodukt anfallende 1,2-Dichlorpropan auf diese wirtschaftliche Weise zu verwerten.In view of the state of the art, the method according to the invention provides a simple and economical starting point of easily accessible starting materials, the new l-hydroxy-propen- (2,3) -sulfonic acid compounds in good yield and purity. It was surprising that both in the saponification and in the preparation of the acid, the substance III and the substance IV can be obtained in high yield and the formation of by-products, e.g. monohydroxy-monochloropropanesulfonic acid salts or l-monochloro-3-propenylsulphonic acid chloride, l-monochloro-3-propenylsulphonic acid Salts, 2-monochloro-l-propenylsulfonic acid chloride or corresponding sulfonic acid salts, saturated condensation products, e.g. with ether bridges, with several chlorine and / or hydroxyl groups and accordingly also unsaturated condensation products with one or more double bonds or triple bonds, is avoided to a significant extent. The starting chloropropanesulfonic acid compound can by reacting 1,2-dichloropropane with sulfur dioxide and chlorine to form chloropropanesulfonic acid chlorides and optionally in a second step by hydrolysis of the chlorides obtained with water at elevated temperature to chloropropanesulfonic acids. It's from of greater technical interest, that obtained as a by-product in the synthesis of propylene oxide by the chlorohydrin process To utilize 1,2-dichloropropane in this economical way.
Als Ausgangsstoffe kommen l^-Dichlor^-propansulfonsäure, seine Alkali- und Erdalkalisalze, zweckmäßig das Natrium- oder Calciumsalz, sowie l,2-Dichlor-3-propansulfonsäurechlorid in Betracht. Sie werden mit dem Alkalihydroxid, vorzugsweise Kaliumhydroxid und insbesondere Natriumhydroxid und/oder Erdalkalihydroxid,As starting materials come l ^ -Dichlor ^ -propanesulfonic acid, his Alkali and alkaline earth salts, expediently the sodium or calcium salt, and l, 2-dichloro-3-propanesulfonic acid chloride into consideration. They are with the alkali hydroxide, preferably potassium hydroxide and especially sodium hydroxide and / or alkaline earth hydroxide,
709816/1187 *709816/1187 *
- # - α. ζ. 31 599- # - α. ζ. 31 599
vorzugsweise Calcium- oder Bariumhydroxid, in stöchiometrischer Menge oder im Überschuß, vorzugsweise in einem Verhältnis von 4 bis 4,5 Mol Alkalihydroxid oder 2 bis 2,5 Mol Erdalkalihydroxid je Mol 1,2-Dichlorpropansulfonsäureverbindung umgesetzt« Die Umsetzung wird bei einer Temperatur von 100 bis l6o°C, vorzugsweise von 105 bis l40°C, drucklos oder unter Druck, diskontinuierlich oder vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt. In der Regel wird man den Ausgangsstoff in Gegenwart von Wasser, vorteilhaft in einer Menge von ΊβΟ bis 300 Gewichtsprozent, bezogen auf die Chlorpropansulfonsaureverbindung II, umsetzen, zweckmäßig unter Verwendung von 40-bis 10-gewichtsprozentigen, wäßrigen Alkali- bzw» Erdalkalilaugen, insbesondere entsprechender Natronlauge.preferably calcium or barium hydroxide, in stoichiometric Amount or in excess, preferably in a ratio of 4 to 4.5 moles of alkali metal hydroxide or 2 to 2.5 moles of alkaline earth metal hydroxide converted per mole of 1,2-dichloropropanesulfonic acid compound «The implementation is at a temperature of 100 to 160 ° C, preferably from 105 to 140 ° C, without pressure or under pressure, discontinuously or preferably carried out continuously. As a rule, the starting material is advantageous in the presence of water in an amount of ΊβΟ to 300 percent by weight, based to the Chlorpropansulfonsaureverbindungen II, to implement, appropriate using 40 to 10 percent strength by weight, aqueous alkali or alkaline earth solutions, in particular corresponding Caustic soda.
Man kann die Reaktion wie folgt durchführen: Ein Gemisch von Ausgangsstoff II und Alkalilauge wird während 2 bis 6 Stunden bei der Reaktionstemperatur gehalten, dann wird der Endstoff in üblicher Weise, z.B, durch Eindampfen der Lösung und Umkristallisation des Rückstands aus einem geeigneten Lösungsmittel, Z0B0 Formamid oder Dimethylformamid, aus dem Reaktionsgemisch isoliert.The reaction can be carried out as follows: A mixture of starting material II and alkali lye is kept at the reaction temperature for 2 to 6 hours 0 B 0 formamide or dimethylformamide, isolated from the reaction mixture.
Aus dem vorgenannten l-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonat-(3) III erhält man durch Umsetzung mit sauren Verbindungen in stöchiometrischer Menge oder im Überschuß, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 1,3* insbesondere von 1 bis 1,05 Äquivalenten sauren Verbindungen je Mol Stoff III l-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsäure-(3). Die Umsetzung wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 10 bis 50, vorzugsweise von 15 bis 250C, drucklos oder unter Druck, kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt„ Es können als saure Verbindung anorganische oder organische Säuren mit einem pH-Wert von unterhalb 1,6 verwendet werden. Anstelle einbasischer Säuren können auch äquivalente Mengen mehrbasischer Säuren zur Anwendung gelangen. Beispielsweise sind folgende Säuren geeignet; Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff, Jodwasserstoff, Perchlorsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure; saure Ionenaustauscher! oder entsprechende Gemische. Die Säuren können in konzentrierter Form, im Gemisch miteinander und/oder mit einem Lösungsmittel, insbesondere Wasser, angewendet werden. Bevorzugt ist eine Umsetzung in wäßrigemFrom the aforementioned l-hydroxy-propen- (2,3) -sulfonate- (3) III is obtained by reaction with acidic compounds in a stoichiometric amount or in excess, preferably in an amount from 1 to 1.3 *, in particular from 1 to 1.05 equivalents of acidic compounds per mole of substance III l-hydroxy-propen- (2,3) -sulfonic acid- (3). The reaction is generally carried out at a temperature of from 10 to 50, preferably from 15 to 25 ° C., without pressure or under pressure, continuously or batchwise be used. Instead of monobasic acids, it is also possible to use equivalent amounts of polybasic acids. For example, the following acids are suitable; Hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, perchloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid; acidic ion exchangers! or corresponding mixtures. The acids can be used in concentrated form, as a mixture with one another and / or with a solvent, in particular water. An aqueous reaction is preferred
709816/1187 _5_709816/1187 _ 5 _
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
- 9 - OoZ. 31 599- 9 - OoZ. 31 599
Medium, zweckmäßig in Gegenwart von 15 Ms 40 Mol Wasser je Mol Ausgangsstoff II bzw. III„Medium, expediently in the presence of 15 Ms 40 mol of water per mol Starting material II or III "
Besonders bevorzugte saure Verbindungen sind Mineralsäuren wie Salzsäure, zweckmäßig in Gestalt von 10 bis 35-gewichtsprozentigen, wäßrigen Lösungen»Particularly preferred acidic compounds are mineral acids such as hydrochloric acid, expediently in the form of 10 to 35 percent by weight, aqueous solutions »
Die Umsetzung kann wie folgt durchgeführt werden: Ein Gemisch von Ausgangsstoff III und Wasser wird kontinuierlich bei der Reaktionstemperatur über einen mit dem Austauscher gefüllten Säulenreaktor geleitet. Entsprechend kann man das vorgenannte Gemisch zusammen mit dem Austauscher oder einer der vorgenannten Säuren auch diskontinuierlich während 120 bis 150 Minuten bei der Reaktionstemperatur halten» Aus dem kontinuierlichen Austrag bzw. dem Reaktionsgemisch der diskontinuierlichen Umsetzung wird der Endstoff in üblicher Weise, z„Bo durch Eindampfen, isoliert. The reaction can be carried out as follows: A mixture of starting material III and water is passed continuously at the reaction temperature through a column reactor filled with the exchanger. Accordingly, it can be the aforementioned mixture together with the exchanger, or one of the aforementioned acids also discontinuously during 120 to 150 minutes at the reaction temperature "From keep the continuous discharge or the reaction mixture of batchwise reaction, the end product in a conventional manner, for" B o by Evaporation, isolated.
Aus der freien Säure, zweckmäßig in Gestalt der wäßrigen Lösung, können durch Umsetzung mit Metallverbindungen, z.B. mit Metallhydroxiden, Metalloxiden oder Metallsalzen wie Chloriden oder Nitraten, die entsprechenden Metallsalze hergestellt werden. Zweckmäßig verwendet man schon das Reaktionsgemisch der Herstellung der freien Säure, trennt den rohen Endstoff durch Filtration ab und versetzt ihn mit der Metallverbindung und zweckmäßig 15 bis 35 Mol Wasser je Mol Endstoff IV. Bevorzugte Metallsalze der Endstoffe IV sind solche der Metalle der Gruppen Ia, Ha, lib, VIIIb des Periodischen Systems (D'Ans-Lax, Taschenbuch für Chemiker und Physiker (Springer, Berlin, 1967), Band 1, Seite 63); insbesondere das Nickel-, Kobalt-, Cadmium-, Zink-, Quecksilber-, Natrium-, Kalium- oder Magnesiumsalz.From the free acid, expediently in the form of the aqueous solution, by reaction with metal compounds, e.g. with metal hydroxides, Metal oxides or metal salts such as chlorides or nitrates, the corresponding metal salts are produced. The reaction mixture for the preparation of the free acid is expediently used and the crude end product is separated off by filtration off and mixed it with the metal compound and expediently 15 to 35 moles of water per mole of end product IV. Preferred metal salts of the end products IV are those of the metals of groups Ia, Ha, lib, VIIIb of the Periodic Table (D'Ans-Lax, Taschenbuch für Chemist and physicist (Springer, Berlin, 1967), volume 1, page 63); in particular the nickel, cobalt, cadmium, zinc, mercury, sodium, potassium or magnesium salt.
Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren neuen Verbindungen I bzw. Ia sind wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln, Weichmachern, Lösungsmitteln, Lederfettungsmitteln, Waschmitteln, Schmierölen, Kunstharzen, Gleitmitteln. Sie sind Hilfsmittel in der Galvanotechnik und Ausgangsstoffe für die Herstellung solcher Hilfsmittel.The novel compounds which can be prepared by the process of the invention I and Ia are valuable starting materials for the production of pesticides, plasticizers, solvents, Leather greasing agents, detergents, lubricating oils, synthetic resins, lubricants. They are aids in electroplating and starting materials for the production of such auxiliaries.
7 0 9 8 16 /,.1 18 7 ~6~7 0 9 8 16 /,. 1 18 7 ~ 6 ~
- 4 - OoZ. 31 599- 4 - OoZ. 31 599
Sie sind insbesondere Glanzbildner für galvanotechnische Bäder, vorzugsweise Nickelbäderβ Es war bisher schon bekannt, wäßrigen sauren Nickelbädern zur Verringerung der Korngrößen und Steigerung des Glanzes, der Einebnung, der Helligkeit und Elastizität des Nickelniederschlages auf den galvanisierten Werkstücken Benzol-, Naphthalinsulfonate, Saccharin, p-Toluolsulfonylamid (Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 7, Seite 832) zuzusetzen. Außerdem wurden auch bereits schon ungesättigte Verbindungen wie Allylalkohol, Butindiol, Allylharnstoff, Acrylsäure, Arylsulfamide, Arylsulfimide und ungesättigte Amine als Glanzzusätze beschrieben, die zwar ein feineres Korn des Nickelniederschlages ergeben, jedoch eine Versprödung und Dunkelfärbung, besonders an Stellen geringer Stromdichten, nicht verhindern können» Gesättigte aliphatische Carbonsäuren erweisen sich hingegen bei Verwendung als Glanzzusatz bekanntlich als wirkungslos. Im Unterschied zu diesen bekannten Verbindungen wird eine wesentliche Verbesserung hinsichtlich Glanz, Helligkeit und Farbe der abgeschiedenen Metallschicht, hoher Härte, großer Duktilität, Unempfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen durch Fremdmetalle, der Anwendungsbreite, der Einebnung, Verminderung der Flecken- und Streifenbildung, Narbigkeit und Sprödigkeit der Nickeloberflächen, Verhinderung der Porenbildung erzielt, wenn man den galvanischen Nickelbädern die Endstoffe I zusetzt« Bevorzugt sind Mengen von 0,05 bis 2, insbesondere von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkeit des galvanischen Bades„ Weitere Vorteile der Verwendung der Endstoffe I in galvanotechnischen Bädern sind die verminderte Narbenbildung auf der Unterseite der behandelten Werkstücke, die Unterdrückung einer Wasserstoffentwicklung, die zu solcher Narbenbildung führt, eine wirkungsvollere Vernickelung bei geringen und bei sehr hohen Stromdichten, bei extrem hohen Nickelchlorldkonzentrationen, und eine gleichmäßigere Nickelabscheidung bei Werkstücken unregelmäßiger Oberfläche und daraus resultierender unterschiedlicher Stromdichten«, Eine Arbeitsweise mit höheren Badkonzentrationen an anderen anorganischen und organischen Stoffen, die gegenüber Nickel bevorzugt niedergeschlagen werden und üblicherweise zu Fleckenbildung und Glanzverminderung führen, ist ohne diese Schwierigkeiten ebenfalls unter Verwendung der Endstoffe I möglich.They are particularly brighteners for electroplating baths, preferably nickel baths β It has hitherto been known aqueous acidic nickel baths of reducing the grain sizes and increase the gloss, the leveling, the brightness and elasticity of the nickel precipitate to the galvanized workpieces benzene, naphthalene, saccharin, p -Toluenesulfonylamide (Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume 7, Page 832) to be added. In addition, unsaturated compounds such as allyl alcohol, butynediol, allyl urea, acrylic acid, arylsulfamides, arylsulfimides and unsaturated amines have already been described as brightening additives, which, although they result in a finer grain of the nickel deposit, cannot prevent embrittlement and darkening, especially in places with low current densities »Saturated aliphatic carboxylic acids, on the other hand, are known to be ineffective when used as a gloss additive. In contrast to these known compounds, there is a significant improvement in terms of gloss, brightness and color of the deposited metal layer, high hardness, great ductility, insensitivity to contamination by foreign metals, application range, leveling, reduction of the formation of spots and streaks, graininess and brittleness of the nickel surfaces Prevention of pore formation is achieved by adding the end products I to the galvanic nickel baths. Amounts of 0.05 to 2, in particular 0.1 to 1 percent by weight, based on the total weight of the liquid in the galvanic bath, are preferred End materials I in electroplating baths are the reduced scarring on the underside of the treated workpieces, the suppression of hydrogen development that leads to such scarring, more effective nickel plating with low and very high current densities, with extremely high nickel chloride centrations, and a more even nickel deposition in workpieces with irregular surfaces and the resulting different current densities. A method of working with higher bath concentrations of other inorganic and organic substances, which are deposited preferentially over nickel and usually lead to staining and a reduction in gloss, is also used without these difficulties of the end products I possible.
709816/1187 -7-709816/1187 -7-
- 1 - O.Z. 31 599- 1 - OZ 31 599
Vorzugsweise verwendet man die freien Sulfonsäuren IV und ihr Nickel-, Kobalt-, Natrium-, Kalium- oder Magnesiumsalz. Die Endstoffe I können für sich allein oder auch zusammen mit anderen Nickelglanzbildnern wie Acetylenverbindungen, z.B. Butindiol, oder Pyridiniumverbindungen, Z0B0 Chinaldiniumbromid, in den Nickelbädern eingesetzt werden« Bei Mitverwendung bisher bekannter Glanzbildner wie der Arylsulfamide und Arylsulfimide, Arylsulfosäuren ist ein synergistischer Effekt durch Erhöhung der Glanzwirkung bei Vermeidung der bei alleiniger Verwendung dieser Verbindungen feststellbaren Nachteile wie Fleckenbildung, Narbigkeit und Sprödigkeit der Nickeloberflächen zu beobachten« Auch ein gemeinsamer Einsatz mit Netzmitteln wie den Natriumalkylsulfaten, z.B. Laurylsulfat, dem Natriumsalz des Schwefelsäurehalbesters von Laurylalkoholglykoläther, Natriumsalzen von Sulfobernsteinsaureestern, z.B. dem Dihexylester, kann sich bei Anwesenheit von öligen Verunreinigungen als vorteilhaft auswirken, indem eine Fett- bzw. Schaumnarbenbildung hierdurch verhindert wird.The free sulfonic acids IV and their nickel, cobalt, sodium, potassium or magnesium salt are preferably used. The end products I can be used alone or together with other nickel brighteners such as acetylene compounds, e.g. butynediol, or pyridinium compounds, Z 0 B 0 quinaldinium bromide, in the nickel baths. If brighteners known to date such as arylsulfamides and arylsulfimides, arylsulfonic acids are also used, there is a synergistic effect by increasing the gloss effect while avoiding the disadvantages such as staining, graininess and brittleness of the nickel surfaces, which can be observed when these compounds are used alone the dihexyl ester, can have an advantageous effect in the presence of oily impurities by preventing the formation of grease or foam scars.
Die erfindungsgemäßen Endstoffe I können so als Zusätze zweckmäßig für den Korrosionsschutz von Stahl, Messing, Zink, Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen und zur Erzielung von glänzenden, harten, sehr duktilen, einebnenden Nickelüberzügen für ζ.Β« Druckplatten, Schneide- und Prägewerkzeuge, Nickelfolien, Nickelbändern, Nickelrohren, Siebplatten, Automobilstoßstangen, Uhrzifferblättern, optischen Gegenständen, verwendet werden. Als Nickelbäder kommen in der Regel saure Elektrolyte, z.B. Glanznickelbäder und Halbglanznickelbäder wie das Watts-Bad, Nickelchlorid-Bad, Nickelfluoboratbad, Sulfamatbad, in Frage. Bevorzugt sind Watts-Bäder mit 250 bis 500 Gramm pro Liter Nickelsulfat, 30 bis 75 Gramm pro Liter Nickelchlorid, 20 bis βΟ Gramm pro Liter Borsäure. Die üblichen galvanotechnischen Bedingungen bei Nickelelektrolyten werden zweckmäßig eingehalten, vorzugsweise Temperaturen von 45 bis 650C, Stromdichten von 3 bis 100, vorteilhaft 4 bis 10 Amp/dm , Warenbewegung von 4 bis 6 ra/min, pH von 2,5 bis 5*8, vorzugsweise 3*5 bis 4,5. Als Anoden kommen Gußanoden, Walznickelanoden, Elektrolytnickelanoden oder Nickelanoden, auch in Gestalt von pelletisieren Formkörpern, mit zweckmäßig einem Anodenbeutel, in Betracht. Bezüglich Einzel-The end products I according to the invention can be useful as additives for the corrosion protection of steel, brass, zinc, aluminum alloys and magnesium alloys and to achieve shiny, hard, very ductile, leveling nickel coatings for printing plates, cutting and embossing tools, nickel foils, nickel tapes , Nickel tubes, mesh plates, automobile bumpers, watch dials, optical items can be used. As a rule, the nickel baths are acidic electrolytes, for example bright nickel baths and semi-bright nickel baths such as the Watts bath, nickel chloride bath, nickel fluorate bath, sulfamate bath. Watts baths with 250 to 500 grams per liter of nickel sulfate, 30 to 75 grams per liter of nickel chloride, 20 to βΟ grams per liter of boric acid are preferred. The usual electroplating conditions for nickel electrolytes are expediently adhered to, preferably temperatures from 45 to 65 ° C., current densities from 3 to 100, advantageously 4 to 10 Amp / dm, goods movement from 4 to 6 ra / min, pH from 2.5 to 5 * 8, preferably 3 * 5 to 4.5. Cast anodes, rolled nickel anodes, electrolyte nickel anodes or nickel anodes, also in the form of pelletized shaped bodies, with an anode bag, may be considered as anodes. Regarding single
709818/1187 -8-709818/1187 -8-
■· i - O.Zo 31 599 ■ · i - O.Zo 31 599
heiten der Herstellung der Bäder, der Durchführung der elektrolytischen Metal!abscheidung, Technik der Elektroplattierung und Vor- und Nachbehandlung der Werkstücke wird auf Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band T, Seiten 791 bis 848 sowie Ergänzungsband, Seiten 433 bis 436, und Dettner, Handbuch der Galvanotechnik (Hanser, München 1966), insbesondere Band II, Seiten 87 bis l4l, verwiesen«The details of the production of the baths, the implementation of the electrolytic metal deposition, the technique of electroplating and the pre- and post-treatment of the workpieces can be found in Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry, Volume T, pages 791 to 848 and supplementary volume, pages 433 to 436, and Dettner, Handbuch der Galvanotechnik (Hanser, Munich 1966), especially Volume II, pages 87 to 14l, referenced "
Die in den folgenden Beispielen aufgeführten Teile bedeuten Gewichtsteile ο Sie verhalten sich zu den Volumenteilen wie Kilogramm zu Liter»The parts listed in the following examples are parts by weight ο They relate to parts by volume as Kilograms to Liters »
In einem mit Rückflußkühler versehenen Rührgefäß werden 520 Teile wäßrige Natronlauge (25 Gewichtsprozent) vorgelegt und auf 1000C aufgeheizt. Dann läßt man 100 Teile 1,2-Dichlorpropansulfochlorid langsam zulaufen und hält das Gemisch 6 Stunden bei 109°C unter Rückfluß bei einem pH-Wert von 9>5° Nun wird das Gemisch eingedampft und der Rückstand mit 200 Teilen Formamid umkristallisiert und vom ausgeschiedenen Natriumchlorid abfiltriert» Man erhält 69,5 Teile l-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsaures Natrium-(-3) (92 % der Theorie) mit einer Hydrierjodzahl (Bestimmung nach Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band J1 Seite 546) von 157»In a stirred vessel provided with reflux condenser 520 parts of aqueous sodium hydroxide solution (25 percent by weight) were charged and heated to 100 0 C. 100 parts of 1,2-dichloropropanesulfonyl chloride are then slowly run in and the mixture is kept under reflux for 6 hours at 109 ° C. at a pH of 9> 5 °. The mixture is then evaporated and the residue is recrystallized with 200 parts of formamide and the precipitated out Sodium chloride filtered off »69.5 parts of 1-hydroxy-propen (2,3) -sulphonic acid sodium - (- 3) (92 % of theory) with a hydrogenation iodine number (determined according to Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, Volume J 1 page) are obtained 546) of 157 »
50 Teile analog Beispiel 1 hergestelltes l-Hydroxy-propen-(2,3)-sulfonsaures Natrium-(3) werden in 75 Teilen Wasser gelöst, mit 32 Teilen Salzsäure angesäuert (36,5 Gewichtsprozent) und während 1 1/2 Stunden bei 22°C gehalten» Dann wird das Reaktionsgemisch bei 500C unter Vakuum im Rotationsverdampfer eingedampft, mit 120 Teilen Äthanol der Endstoff aufgenommen und vom ausgeschiedenen Natriumchlorid abgesaugt» Man erhält 40,3 Teile l-Hydrpxypropen-(2,3)-sulfonsäure-(3) (93,5 % der Theorie)_ mit einer Säurezahl von 409 und einer Hydrier jodzahl von 183»50 parts of sodium (3) l-hydroxy-propen- (2,3) -sulphonic acid prepared analogously to Example 1 are dissolved in 75 parts of water, acidified with 32 parts of hydrochloric acid (36.5 percent by weight) and added for 1 1/2 hours "held 22 ° C then the reaction mixture at 50 0 C under vacuum evaporated in a rotary evaporator, taken up with 120 parts of ethanol, and the end product is filtered off with suction from the precipitated sodium chloride" is obtained 40.3 parts of l-Hydrpxypropen- (2,3) -sulfonsäure- (3) (93.5 % of theory) _ with an acid number of 409 and a hydrogen iodine number of 183 »
709816/1187709816/1187
-9--9-
25U72925U729
• f - ο.ζ. 51 599 • f - ο.ζ. 51 599
. Λί.. Λί.
Analog Beispiel 1 wird die Umsetzung mit 258 Teilen 1,2-Dichlorpropansulfochlorid und Ij56 Teilen Calciumhydroxid, das in 406 Teilen Wasser suspendiert ist, während 5 Stunden bei 1500C in einem Druckrührapparat durchgeführt„ Nach Filtration der Reaktionslösung kühlt man das Gemisch auf eine Temperatur unterhalb von 1000C ab und dampft zur Trockne ein, wobei der Endstoff und Calciumchlorid als Rückstand verbleiben. Durch Umkristallisieren aus Alkohol erhält man 177 Teile (92,5 % der Theorie) l-Hydroxypropen-(2,5)-sulfonsaures Calcium mit einem Fp. von 0C (Zers„) und einer Hydrierjodzahl von l60„The reaction with 258 parts of 1,2-Dichlorpropansulfochlorid analogously to Example 1 and Ij56 parts of calcium hydroxide, suspended in 406 parts of water for 5 hours at 150 0 C in a Druckrührapparat performed "After filtration, the reaction solution cools the mixture to a temperature below from 100 0 C and evaporated to dryness to give the end product and calcium chloride remain as a residue. Recrystallization from alcohol gives 177 parts (92.5 % of theory) of l-hydroxypropene (2,5) sulfonic acid calcium with a melting point of 0 ° C. (decomposition) and a hydrogenation iodine number of 160 "
Zur Freisetzung der l=Hydroxypropen-(2,3)-sulfonsäure-(3) werden 100 Teile des nach Beispiel 3 gewonnenen Endstoffes in 150 Teilen Wasser gelöst und bei 220C im Verlaufe von einer Stunde mit 125 Teilen Schwefelsäure (25 Gewichtsprozent) umgesetzt. Dann filtriert man vom ausgeschiedenen Calciumsulfat ab und dampft das Reaktionsgemisch bei 500C im Rotationsverdampfer unter Vakuum ein. Man erhält 83,5 Teile (95 % der Theorie) 1-Hydroxypropen-(2,3)-sulfonsäure-(j5) mit einer Säurezahl von 403 und einer Hydriertodzahl von l8l„-Sulfonsäure- to release the Hydroxypropen- l = (2,3) (3) 100 parts of the end product obtained according to Example 3 are dissolved in 150 parts of water and at 22 0 C in the course of one hour with 125 parts of sulfuric acid (25 weight percent) implemented. Then the precipitated calcium sulfate is filtered off and the reaction mixture is evaporated at 50 ° C. in a rotary evaporator under vacuum. 83.5 parts (95 % of theory) of 1-hydroxypropene- (2,3) -sulfonic acid- (j5) with an acid number of 403 and a hydrogen death number of 18l are obtained.
Beispiele 5 bis 14 (Verwendung)Examples 5 to 14 (use)
Polierte Kupfer- und Messingbleche wurden bei Temperaturen von 600C a) mit (5 m/Minute) und b) ohne Badbewegung galvanisiert. Badzusammensetzung des verwendeten Watts-Elektrolyts:Polished copper and brass coupons were galvanized at temperatures of 60 0 C a) with (5 m / minute) and b) without agitation. Bath composition of the Watts electrolyte used:
Nickelsulfat 200 g/lNickel sulphate 200 g / l
709816/1187 ~10~709816/1187 ~ 10 ~
O.Z. 31 599O.Z. 31 599
Der pH-Wert im Watts-Bad beträgt 3*5 bis 4,5* es werden eine
Elektrolytnickelanode mit Anodenbeutel, eine Stromdichte von gleichzeitig 0,5 bis 12 Amp/dm2 (Hu
lysenzeit von 10 Minuten verwendet.The pH value in the Watts bath is 3 * 5 to 4.5 * an electrolyte nickel anode with anode bag, a current density of 0.5 to 12 Amp / dm 2 (Hu
lysis time of 10 minutes used.
gleichzeitig 0,5 bis 12 Amp/dm (Hullzelle) und eine Elektro-at the same time 0.5 to 12 Amp / dm (Hull cell) and an electrical
In den folgenden Beispielen werden Jeweils zu dem Grundelektrolyten folgende Zusätze hinzugefügt:In the following examples, each of the base electrolytes the following additions added:
709816/1187709816/1187
Beispiel example
Zusatzadditive
Menge g/lAmount g / l
BemerkungenRemarks
Natriumsalz vonSodium salt of
1-Hydroxy-propenyl-1-hydroxy-propenyl-
sulfonsäuresulfonic acid
BenzolsulfonamidBenzenesulfonamide
1,4-Di-(2-hydroxyäthoxy)-butin-2 1,4-di (2-hydroxyethoxy) butyne-2
hochglänzende Nickelschicht über einen
Stromdichtebereich von <Q^ A/dm2high-gloss nickel layer over a
Current density range of <Q ^ A / dm 2
7"12 A/dm7 "12 A / dm
Q^ A/dm
leichte nachfolgende Verchromung Q ^ A / dm
slight subsequent chrome plating
0,250.25
^(Ver-S gleich)^ (Compare-S equal)
Natriumsalz von Allylsulfonsäure Sodium salt of allylsulfonic acid
im gesamten Stromdichtebereich
verschleiertin the entire current density range
veiled
_» 7 Natriumsalz von Allyl·
cd (Ver- sulf onsäure
^ gleich)_ »7 Sodium salt of allyl · cd (sulfonic acid
^ same)
1010
glänzend im Stromdichtebereich vonL·O,5 bisshiny in the current density range from L · 0.5 to
>12 A/dm , aber geringerer Glanzj geringere Duktilitätj stark passiv gegen nachfolgende Verchromung > 12 A / dm, but lower glossj lower ductilityj strongly passive against subsequent chrome plating
Natriumsalz von 1-Hydroxy-propenyl-sulfonsäure 1-Hydroxy-propenyl-sulfonic acid sodium salt
glänzend im Stromdichtebereich von<C0,5 bis >12 A/dm2 shiny in the current density range from <C0.5 to> 12 A / dm 2
9
§ (Ver-
> gleich)9
§ (Ver
> same)
SaccharinSaccharin
Butin-2-diol-l,4Butyne-2-diol-1,4
PropargylalkoholPropargyl alcohol
2,5
0,252.5
0.25
0,050.05
glänzend in einem Stromdichtebereich vonshiny in a current density range of
1,5 A/dm2 bis 11 A/dm2 (leichte Schleier im niederen Stromdichtebereich)j sehr geringe
Duktilität und schwierige Verchrombarkeit1.5 A / dm 2 to 11 A / dm 2 (slight haze in the low current density range) j very low
Ductility and difficult chrome plating
VjJ VJIVjJ VJI
oooo
BemerkungenRemarks
im gesamten Stromdichtebereich dunkle Fleckendark spots throughout the current density range
propenylsulfonsäureNickel salt of 1-hydroxy
propenylsulfonic acid
> 12 A/dm2 shiny in
> 12 A / dm 2
CD
ca O12
CD
approx
sulfonsäure1,1-dihydroxy-propenyl-
sulfonic acid
>12 A/dm2 shiny in
> 12 A / dm 2
hydroxy-propenylsulfon-
säureSodium salt of 1,1-di-
hydroxy propenyl sulfone
acid
>12 A/dm2 shiny in
> 12 A / dm 2
Nickelsalz der 1,1-Di-Nickel salt of the 1,1-di-
hydroxy-propenylsulfon-hydroxy propenyl sulfone
säureacid
glänzend im Stromdichtebereich von<0,5 bis >12 A/dm2 shiny in the current density range from <0.5 to> 12 A / dm 2
25AA72925AA729
O.ζ. 51 599O.ζ. 51 599
Die Niekelschichten, die aus Bädern mit den erfindungsgemäßen Zusätzen erhalten werden, sind im Vergleich zu denen der Vergleichselektrolyte heller, elastischer, angenehmer im Farbton und weisen eine geringere Korngröße, vergleichsweise keine oder geringere Narben, keine Flecken, Anlaufstellen oder Schleier auf den Flächen des Werkstücks und eine bessere Einebnung und somit eine geringere Schichtdicke bei gleichzeitig gleichmäßiger Abscheidung auf der gesamten Werkstoffoberfläche auf und ergeben somit geringere spätere Schleif- und Polierarbeit sowie Nickeleinsparung. The Niekelschichten obtained from baths with the inventive Additives obtained are lighter, more elastic and more pleasant in color compared to those of the comparative electrolytes and have a smaller grain size, comparatively no or fewer scars, no spots, focal points or veils on the surfaces of the workpiece and a better leveling and thus a lower layer thickness while at the same time more uniform Deposition on the entire material surface and thus result in less subsequent grinding and polishing work as well as nickel savings.
-14-709816/1187 -14- 709816/1187
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ffff
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EP0261331A1 (en) * | 1986-09-22 | 1988-03-30 | Schering Aktiengesellschaft | Alpha-hydroxy-propyne sulphonic acid and its salts, acidic nickel baths containing these compounds and method for their preparation |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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AT397248B (en) * | 1986-09-22 | 1994-02-25 | Schering Ag | METHOD FOR PRODUCING ALPHA-HYDROXIPROPINSULFONIC ACID AND ITS SALTS AND ACID NICKEL BATHS CONTAINING THESE COMPOUNDS |
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