DE3019369C2

DE3019369C2 - Bad zum elektrolytischen Ablösen von Metallüberzügen von eisenhaltigen Grundkörpern

Info

Publication number: DE3019369C2
Application number: DE19803019369
Authority: DE
Inventors: Horst 5600 Wuppertal Dillenberg
Original assignee: Bergische Metallwarenfabrik Dillenberg & Co Kg 5657 Haan De
Current assignee: Bergische Metallwarenfabrik Dillenberg & Co Kg 5657 Haan De
Priority date: 1980-05-21
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE3019369A1

Description

a) 10 bis 500 g der Nitratkomponente als Badbasis,

b) 0,1 bis 50 g der Badzusatzkomponente und

c) Salpetersäure, genug für einen pH-Wert zwischen 4,0 bis 10,0 enthält.

6. Bad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad je Liter

a) etwa 100 bis 200 g Nitratkomponente,

b) etwa 2 bis 5 g Naphtol oder Anthrahydrochinon und

c) Salpetersäure, genug für einen pH-Wert zwischen 6,0 und 8,0 enthält.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bad zum elektrolytischen Ablösen von Metallüberzügen, insbesondere Nickelüberzügen, von eisenhaltigen Grundkörpern, insbesondere von Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt von z. B. unter 0,1%, bestehend aus einer wäßrigen Lösung eines Salzes der Salpetersäure als Badbasis und mit einem Badzusatz in Form einer wasserlöslichen aromatischen Kohlenwasserstoffverbindung, die mindestens eine unmittelbar an einem Sechser-Kohlenstoffring gebundene Hydroxylgruppe aufweist.

Es sind Bäder bekannt (DE-PS 20 44 344), deren Badbasis aus einer wäßrigen Lösung von ein oder mehreren Aminen und Salpetersäure besteht und die als Badzusatz Phenol enthalten, welches als Katalysator und Beschleuniger wirkt und insbesondere ein rasches Ablösen auch von Matt- und Halbglanznickelüberzügen ermöglicht und zugleich eine gute Tjefenstreuung des Bades erbringt

Die bekannten Bäder haben sich hinsichtlich der raschen Ablösung von Überzugsmetallen, insbesondere kritischer Nickelüberzüge, bei gleichzeitiger Schonung des eisenhaltigen Grundkörpers hervorragend bewährt Allerdings sind Phenol, seine Homologen und seine wasserlöslichen Derivate wegen ihrer Toxizität, ihrer Flüchtigkeit (Geruch) und ihrer starken Ätzwirkung stark umweltgefährdende Verbindungen, die den Umgang und den Vertrieb solcher Bäder erschweren. Beispielsweise darf Phenol nur mit Sondergenehmigungen, bzw. nach Umwandlung in ein Salz, z. B. Aminsalz, verschifft werden. Aber im Bad wird während der Elektrolyse immer Phenol freigesetzt

Durch die DE-OS J9 66 006 ist es zwar bekannt, daß anstelle von Phenol auch andere wasserlösliche Kohlenwasserstoffverbindungen mit unmittelbar am Benzolkern gebundener Hydroxylgruppe in solchen elektrolytischen Ablösebädern grundsätzlich verwendet werden können.

Allerdings verlieren diese Kohlenwasserstoffverbindungen mit zunehmender Anzahl der Atome im Molekül und zunehmender Molekülgröße an Effektivität beim Ablösevorgang, weshalb in der Praxis solche höheren Kohlenwasserstoffverbindungen bisher nicht eingesetzt worden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bad gemäß Gattungsbegriff zu schaffen, mit welchem kurze Ablösezeiten bei gleichzeitiger Vermeidung eines Angriffes des Grundmaterials erreichbar ist und bei welchem — im Vergleich zu Phenolen — weniger umweltgefährdende Substanzen verwendet sind.
Ausgehend von einem Bad der eingangs genannten

J5 Art wird dies bei der Erfindung durch ein Bad erreicht, bei dem der Badzusatz eine polyzyklische, kondensierte aromatische Kohlenwasserstoffverbindung ist Bevorzugt besteht der Erfindung zufolge der Badzusatz aus einer oder einem Gemisch mehrerer der Verbindungen Λ-,/J-Naphtol, «-,j3-Binaphtol oder deren Nitroverbindungen oder deren Alkali-, Ammonium- und Aminsalze, z. B. Natrium- oder Ammoniumnaphtolat oder einem Aminonaphtol. Ferner können der Erfindung zufolge auch Anthrahydrochinon oder dessen Alkali-, Ammonium- oder Aminsalze verwendet werden.

Wie praktische Erprobungen gezeigt haben, wirken auch diese kondensierten Kohlenwasserstoffverbindungen als hochleistungsfähige Katalysatoren beim

ίο Ablösen der Metallüberzüge, mit denen auch die sehr schwierig abzulösenden Matt- und Halbglanznickelüberzüge innerhalb ähnlich kurzer Zeiten wie bei phenolhaltigen Bädern unter Schonung des Grundkörpers abgelöst werden können. Diese Kohlenwasserstoffverbindungen sind jedoch weit weniger giftig, ätzend und riechend wie Phenol, sind somit einfacher in der Handhabung des Bades, im Versand der Badkomponenten und stellen eine gegenüber Phenol weit geringere Umweltbelastung dar, sollte doch einmal ein

Bad auslaufen und in das Abwasser gelangen,

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann die Badbasis aus Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Kalzium-, Nickel-, Kupfer-, Chrom-, Zinn-, Zink-, Kadmium- oder Silbernitrat oder aus in etwa stöchiometrischen Men-

i" gen der Salpetersäure zugegebenen primären, sekundären oder tertiären Aminen bestehen, z. B. Monoäthanolamin, Äthylamin, Propylamin, Butylamin, Äthylendiamin, Diäthylamin, Diäthylentriamin, Diäthanoi-

amin, Dipropylamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin oder Triäthanolamio. Ammonium- und Aminnitrate werden als Badbasis bevorzugt, weil dabei kein Hydroxidschlamm gebildet wird, sondern nur nichtvoluminöse Metalloxide anfallen.

Im Hinblick auf die angestrebten langen Standzeiten eines Bades werden Badbasen bevorzugt, die aus einer wäßrigen Lösung von Aminen und Salpetersäure bestehen. Da aber beim Betrieb eines Bades je nach der Art des abzuziehenden Überzuges im Bad auch Metallnitrat entsteht, kann sehr preiswert aus einem bereits einige Zeit betriebenen Bad ein Teil der Flüssigkeit als neue Badbasis für ein zweites Bad herausgenommen werden, in welchem Falle dann überwiegend das Metallnitrat die Badbasis bildet.

Ein Bad zum Ablösen von insbesondere Nickelüberzügen enthält bevorzugt je Liter fertiger Badflüssigkeit

a) 10 bis 500 g Nitratkomponente als Badbasis,

b) 0,1 bis 50 g der Naphtol- oder Anthrahydrochinonkomponente als Badzusatz,

c) Salpetersäure, genug für einen pH-Wert zwischen 4,0 bis 10,0.

Die Bäder sind innerhalb der vorgenannten weiten Grenzen funktionsfähig, wobei sich aber je nach abzuziehendem Metallüberzug und je nach Paarung spezieller Badbasis und Badzusatzkomponenten und Einstellung eines speziellen pH-Wertes optimierte Verhältnisse durch relativ einfache Erprobungsarbeiten im Einzelfall ernvneln lassen. Im allgemeinen liegen hinsichtlich der AblösegesdiwindHceiten optimierte Verhältnisse vor, wenn das Bad je Liter

Badbeispiel 111

a) 200 g Diäthylentriamin

b) 2 g j3-NaphtoI

Salpetersäure für pH-Wert 8,0

Badbeispiel IV

a) 250 g Diäthylamin

b) 5 g Λ-Naphtol

Salpetersäure genug für einen pH-Wert von 6,0

Badbeispiel V

a) 150 g Monoäthanolamin

b) 3 g Anthrahydrochinon-Monoäthanolaminsalz

Salpetersäure genug für pH-Wert 7,0

Badbeispiel VI

n) 200 g Ammoniumnitrat
b) 5 g Ammonium-0-naphtolat

pH-Wert 6,0, eingestellt mit Salpetersäure

Badbeispiel VII

a) 150 g Triäthylentetramin

b) 10 g jS-Niironaphtolat

Salpetersäure genug für pH-Wert 8,0

Badbeispiel VIII

a) 200 g Diäthanolarainnitrat

b) 4 g Ammonium-/i-binaphtolat

Salpetersäure genug für pH-Wert 7

Badbeispiel IX

a) 250 g Äthylaminonitrat

b) 5 g «-Nitronaphtolat

a) etwa 100 g bis 200 g Aminnitrat,

b) 2 bis 5 g Naphtol oder Anthrahydrochinon enthält und mit

c) Salpetersäure auf einen pH-Wert zwischen 6,0 und 9,0 eingestellt ist

Beispielsweise wurden beim Ablösen von Matt- und Halbglanznickelschichten von Gegenständen aus Tiefziehblech hervorragende Ergebnisse erzielt mit folgenden Bädern:

Badbeispiel I

a) 1Ö0 g Triäthanolaminnitrat

b) 3 g 0-Naphtol

pH 7,0, eingestellt mit Salpetersäure

Badbeispiel II

a) 150 g Diäthylentriamin

b) 6 g Triäthanolaminonaphtolat

Salpetersäure genug für einen pH-Wert von 9,0

Salpetersäure genug für pH-Wert 5,0

Badbeispiel X
a) 180 g Tetraäthylenpentamin

40

55

60

b) 10 g Anthrahydrochinon
Salpetersäure bis pH 8,5.

Wie die Badbeispiele zeigen, kann die Badbasis entweder in Salzform, z. B. Triäthanolaminnitrat, wie bei den Badbeispielen I, VIII und IX, oder aus den Bestandteilen Amin plus Salpetersäure wie bei den Badbeispielen II bis V, VIl und X dem Bad zugegeben werden. Das gleiche gilt für den Katalysator-Badzusatz.

Das Ablöseverfahren wird bei Temperaturen zwischen 20 bis 8O⁰C, vorzugsweise 30 bis 60° C, bei einer Stromdichte von 5 bis 30 A/dm², vorzugsweise 10 bis 15 A/dm², und mit einer Gleichrichterleerlaufspannung zwischen 6 bis 20 Volt, meist 10 bis 15 Volt, ausgeführt. Wird mit kleiner Gleichrichterleerlaufspannung gearbeitet, muß durch erhöhte Ionenkonzentration der innere Widerstand des Bades herabgesetzt werden zur Aufrechterhaltung der gewünschten Stromdichte, was bei den vorgenannten Badbeispielen in den unterschiedlichen Mengenangaben zum Ausdruck kommt.

Der Erfindung zufolge kann auch die als Badzusatz verwendete kondensierte Kohlenwasserstoffverbindung mit einem Alkohol oder einem alkalischen Medium, z. B. Ätznatron, zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit versetzt sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Bad zum elektrolytischen Ablösen von Metallüberzügen, insbesondere Nickelüberzügen, von eisenhaltigen Grundkörpern, insbesondere von Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt, bestehend aus einer wäßrigen Lösung eines Salzes der Salpetersäure als Badbasis und mit einem Badzusatz in Form einer wasserlöslichen aromatischen Kohlenwasserstoffverbindung, die mindestens eine unmittelbar an einem Sechser-Kohlenstoffring gebundene Hydroxylgruppe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Badzusatz eine polyzyklische, kondensierte aromatische Kohlenwasserstoffverbindung ist.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Badzusatz aus einer oder einem Gemisch mehrerer der Verbindungen Λ-,/3-NaphtoI, a-,/?-Binaphtol oder deren Nitroverbindungen oder deren Alkali-, Ammonium- oder Aminsalze besteht.

3. Bad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Badzusatz Anthrahydrochinon oder dessen Alkali-, Ammonium- oder Aminsaiz enthält

4. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Badzusatz verwendete kondensierte Kohlenwasserstoffverbindung mit einem Alkohol oder einer Base zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit versetzt ist

5. Bad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad je Liter fertiger Badflüssigkeit