DE1621157A1 - Saures galvanisches Nickelbad - Google Patents

Description

• Beschreibung "Saures galvanisches Nickelbadn Die Erfindung betrifft ein saures galvanischev Nickelbad zur Herstellung festhaftender, hochglänzender eingeebneter Nickelniederschläge auf elektrisch leitfähigen Unterlagen.
• Zur Aufbringung von hochwertigen glänzenden, eingeebneten Nickelniederschlägen haben die in der deutschen Patentschrift 1 004 011 beschriebenen Bäder in-der galvanischen Praxis Bedeutung erlangt, bei denen als Glanz- und Einebnungsmittel Umsetzungsprodukte verwendet wurden, die aus Pyridin durch Sulfoalkylierung mit 1,3- bzw. 1,4-Sultonen erhältlich sind.
• Obwohl diese Umsetzungsprodukte, die im allgemeinen als innere Salze vorliegen, sehr beständig sind und eine gute einebnende Wirkung besitzen, zeigen sich bei ihrer Verwendung gewisse Nachteile, z.B. in Form von Schleierbildungen, die durch sorgältig ausgewählte weitere Zusatze verhütet werden müssen.
• Es besteht dementsprechend ein weiteres Interesse an der Auffindung solcher Zusatzmittel, die diese Nachteile nicht oder nur im geringeren Ausmaß zeigen und anderersEits die Nickelniederschläge von mindestens gleicher Güte gewährleisten.
• Ea s konnte nun gefunden werden, daß sich-die Umsetzungsprodukte von tertiären ein- oder mehrkernigen heterozyklischen Stickstoffbasen, wie z.B. Pyridin und seine Homologen, bei einer Sulfoalkylierung mit einem zyklischen doppelten Anhydrid aus zwei Molekülen 1- Oxy-alkan-sulfonsäure- (2), einet sogenanhten Sulfonylid, ganz hervorragend gut als Glanz- und Einebnungsmittel ftr saure Nickelbäder verwenden lassen.
• Auch diese Umsetzungsprodukte bilden innere Salze, nämlich Betaine, von Ammonium-N-alkansulfosäuren, deren Stickstoffatome Bestandteil eines heterozyklischem Ringsystems sind; im Gegensatz zu den durch Sulfoalkylierung mit Sultonen gebildeten Umsetzungsprodukten handelt es sich bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Umsetzungsprodukten mit Sulfonyliden nicht um endständige Sulfosäuren, sondern um Isosulfosäuren, bei denen der Sulfosäurerest Immer in 2-Stellung zum quaternären Stickstoffatom steht. Die innere Salzbildung ist demzufolge besonders stabil. per Erfindungsgegenstand besteht dementsprechend aus einem sauren galvanischen Nickelbad üblicher Zusammensetzung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es innere Salze (Betaine) von Mamonium-N-alkan-is o-sulfosäuren, deren Stickstoffatome 3estandteil eines heterozyklischen Ringssystems sind, enthält.
• Die erfindungsgemä# zu verwendenden Umsetzungsprodukte lassen sich leicht in der Weise herstellen, da# man nach den Angaben von Manecke (Chemische Berichte 85, 1952, Seiten 160 bis 162) das Sulfonylid in der Wärme mit einem Überschuß der tertiären heterozyklischen Stickstoffbase umsetzt, wobei man vielfach auch in einem organischenLösungsmittel mit - ausgeprägtem Dipol-Charater, z.H. in iso-Propanol, arbeiten kann und dabei recht gute Ausbeuten erzielt. Die so erhaltenen Betaine sind leicht zu isolieren, da sie aus dem Umsetzungsgemisch auskristallisieren. Sie sind thermisch sehr beständig und ergeben als Zusatz in@sauren Nickelbädern einen vorzüglichen Glanzeffekt, verbunden mit einer ausgezeichneten einebnenden Wirkung.
• Das einfachste Derivat aus der Gruppe dieser Umsetzungsprodukte ist das Betain der Pyridinium-N-propan-iso-sulfosäure folgender Formel: Pyridinium-N-

  01-propansulfonsäure-(2) 0

  -betain, Zersetzungspunkt 2780C, An die Stelle des Pyridins können auch, wie bereits erwähnt, seine Homologen treten, wie z ß. die Picoline, Lutidine, Äthylpyridine und auch mehrkernige heterozyklische Stickstoffbasen, wie Chinolin, Isochinolin und ähnliche, auch höhere Homologe. Auch einfach substituierte Heterezyklen mit Substituenten wie Halogenen, Nitrogruppen usw. können für die Umsetzung eingesetzt werden. Ebenso ist es niöglich, andere einfachere Heterozyklen mit mehr oder weniger aromatischem Charakter und 5- oder 6-gliedrigen Ringen einzusetzen; genannt seien insbesondere Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Phthalalazin, Chinazolin, Chinoxalin, Phenazin und Thiazol. Auch kondensierte Ringsysteme sind als Umsetzungspartner brauchbar.
• Die Sulfonylide sind zyklische doppelte Anhydride in Form eines 8-Ringsystems mit Sulfonsäuresseternatur und sie eignen sich als solche zu Sulfoalkylierungsreaktionen, wie im vorliegenden Fall dargelegt worden ist. Diese aus zwei Molekülen 1-OxyalIvlensulfonsäuren-(2) unter Wasseraustritt aufgebaut zu verstehenden ringförmigen doppelten Anllydride zerfallen bei ihrer Hydrolyse in zwei Moleküle 2-Oxyalkylensulfonsäure-(2) und ergeben bei Alkylierungsreaktionen deren Derivate. Neben dem einfachsten Vertreter dieser Reihe, dem Propylensulfonylid, das zur Synthese der erfindung6gemaßen substanzen bevorzugt verwendet werden kann, sind auch homologe Sulfonylide und Sulfonylide iit kondensierten Ringsystemen, wie z.B. das Dibenzolsulfonylid, das auch halogeniert sein kann, verwendbar.
• Die aus den oben genannten heterozyklischen Stickstoffbasen und den Sulfonyliden erhaltenen Betaine sind in dem sauren wä#rigen Hedium der Nickelbäder sehr stablil und sie können als solche erfindungsgemä# als Einebnungs und Glanzmittel für saure Nickelbäder verwendet werden.
• Die Anwendungskonzentration der erfindungsgemä#en zuzusetzenden Substanzen liegen zwischen 0,1 und 2 g/l, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 gYl. Es wird im allgemeinen bei Temperaturen von 55°C und bei Stromdichten von 4 bis 6 A/dm2 gearbeitet. Die erfindungsgemä#en Zusatzmittel können zusammen mit bekannten Netzmitteln, Glanzmitteln, Porenverhütungsmitteln und Leitsalzen für alle üblichen Metallunterlagen verwendet werden.
• Es hat sich als sehr nützlich erwiesen, da# die erSindungsgemä#en Mittel in Kombination mit bekannten Glanzmitteln, wie z.B. Saccharin oder deren Abkömmlingen, eine ausgezeichnete Einebnungswirkung besitzen, ohne daß der Vorteil, der durch den Zusatz dieser sonstigen Mittel erzielt wird, beispielsweise die Verbesserung der Duktilität der ITickelniederschläge, in irgendeiner Weise abgeschwächt wird. Die erfindungsgemä#en Zusatzmittel sind deshalb auch für das Trommelvernickel angsverfahren ut geeignet.
• B e i s p i e l: In einem Nickelbad vom Watts-Typ wurden 0,5 bis 2 g/l saccharin und 1 g/l Pyridinium-N-1-propan-sulfonsäure-(2) -betain unter Zusatz von 1 g/l Netzmittel gelöst. Man galvanisierte in diesem Bad Messing-, Kupf er- und Eisenbleche bei 55°C unter Anwendung einer mittleren Stromdichte von 4 A/dm2 und erhielt hochglänzende, duktile Niederschläge, die sich durch einen hervorragenden Einebnungseffekt auszeichneten.
• Bei wiederholtem Gebrauch der Bäder zeigte es sicht dass die Entstehung von Zersetzungsprodukten in de Badflüssigkeit überraschend gering war.
• Die erfindungsgemässen Bäder erwiesen sich gegenüber vergleichsbaren früheren Bädern unter vergleichsbaren Benutzungsbedingungen als längerer Benutzungsdauer gewachsen, Sie besitzen also einen erhöhten Ausnutzbarkeitsgrad.

Claims (5)

1. P a t t e n t a n s p r ü c h e 1. Saures galvanisches Nickelbad üblicher Zusammensetzung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es innere Salse (Letaine) von Ammonium-N-alkan-iso-sulfosäuren, deren Stickstoffatome Bestandteil eines heterozyklischen Ringsystems sind, enthält.
2. 2. Bad nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß es ein durch Sulfoalkylierung eines heterozyklischen Anins mit einem zyklischen doppelten Anhydrid aus zwei Molekülen 1-Oxy-alkan-sulfonsäure-(2) (SulSonylid) gebildetes Betain enthält
3. 3. Bad nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß es ein durch Sulfoalkylierung mit Propylensulfonylid aus tertiären ein- oder mehrkernigen heterozyklischen Aminen gebildetes Betain enthalt.
4. 4. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es ein durch Sulfoalkylierung mit einem Sulfonylid aus Pyridin gebildetes Betain enthält.
5. 5. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es zusätzlich bekannte Glanz-, Porenverhütungs- und/oder Netzmittel und Leitsalz@ enthält.