DE1028407B

DE1028407B - Bad und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von glaenzenden Nickelueberzuegen

Info

Publication number: DE1028407B
Application number: DEC13565A
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Wiedemann; Dr Kurt Buchheim
Original assignee: Chemische Fabrik Von Heyden AG
Current assignee: Chemische Fabrik Von Heyden AG
Priority date: 1956-08-22
Filing date: 1956-08-22
Publication date: 1958-04-17

Description

Bad und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von glänzenden Nickelüberzügen Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von glänzenden Nickelüberzügen auf elektrolytischem Wege unter Verwendung eines wäßrigen, sauren Nickelsalzbades variierender Zusammensetzung mit einem Zusatz glanzbildender, organischer Verbindungen, die gleichzeitig ein Brüchigwerden und einen Zähigkeitsverlust der Überzüge verhindern.
Es ist bereits bekannt, daß man Verbindungen, die die Sulfonamidgruppe enthalten, zur Erhöhung des Glanzes der Vernickelung und Verringerung der Korngröße des Niederschlags dem sauren Bade zusetzen kann (vgl. hierzu die deutsche Patentschrift 692 766). Ferner ist bekannt, daß man zu dem gleichen Zweck Verbindungen zusetzt, die die Gruppe des Harnstoffs oder des substituierten Harnstoffs aufweisen (vgl. deutsches Patent 924 489).
Bäder mit solchen Zusätzen weisen noch manche nachteilige Empfindlichkeiten auf - z. B. bewirken metallische Verunreinigungen, wie Zink und Cadmium, dunkle Streifenbildung, und die bevorzugten Arbeitstemperaturen liegen ziemlich hoch.
Es wurde nun gefunden, daß Verbindungen der allgemeinen Formel in der R einen aromatischen Rest, wie Benzol oder Touol, R1 und/oder R2 H, Methyl oder Äthyl bedeutet, unter geeigneten, im nachfolgenden beschriebenen Bedingungen große Vorteile bei der Anwendung als glanzbildende Zusätze für Nickelgalvanisierungsbäder aufweisen.
Der Vorteil in der Anwendung der genannten Verbindungen als Zusatzmittel für galvanische Vernickelungsbäder wird durch die komplexbildenden Eigenschaften der im Molekül der Verbindungen enthaltenen Harnstoffgruppierung - der Harnstoff selbst kann ja durch Nebenvalenzbindungen zwischen dem Carbonylsauerstoff und dem Metallatom eines Salzes Verbindungen höherer Ordnung bilden - begründet, die sich durch Glättung und Steigerung des Glanzes bei der Bildung des Nickelüberzugs auswirken. Gleichzeitig weist das Molekül der Verbindung eine Imingruppierung auf, die ebenfalls in dem genannten Sinn begünstigend wirkt, da gegenüber den bisher bekannten Verbindungen mit einer Imingruppe im Molekül, der Wasserstoff derselben im vorliegenden Fall durch die benachbarte C 0-Gruppe aktiviert wird und noch leichter wie bei den genannten Verbindungen als Proton abgespalten wird.
Für das Vernickelungsverfahren wird vorteilhaft ein Bad vom W attsschen Typus verwendet, das aus Nickelsulfat, Nickelchlorid und Borsäure besteht. Die Konzentration der genannten Badbestandteile ist bis zu gewissen Grenzbereichen variabel. So setzt man Bäder an, die im Liter 100 bis 300 g Ni S 04 . 7 H2 0, 0,5 bis 70 g Ni C12 . 6 H20 und 20 bis 50 g H,B0, enthalten können. Das Nickelchlorid kann durch andere Chloride ersetzt werden, wie NaCl, MgCl" jedoch muß der Gesamtnickelgehalt vorzugsweise bei 70 g pro Liter Badflüssigkeit liegen, wenn er auch zwischen 40 g und 120 g schwanken kann. An Stelle von Borsäure können auch andere Puffersubstanzen, wie Ameisen- oder Citronensäure, dem Bade zugefügt werden.
Erfindungsgemäß kann man nun zur Erzielung der besten Glanzwerte der Badflüssigkeit genannter Zusammensetzung 0,1 bis 1,0 g eines Produktes vorstehender Definition, vorzugsweise jedoch 0,4 bis 0,5 g pro Liter Badflüssigkeit, zusetzen.
Der pH-Wert des verwendeten Galvanisierungsbades liegt in dem pH-Bereich von 2,0 bis 5,4, vorzugsweise jedoch um 4. Die Arbeitstemperatur liegt wie üblich zwischen 20 und 60°C. Während jedoch bisher Temperaturen von etwa 50°C bevorzugt wurden, kann bei Bädern der genannten Zusammensetzung bei allen Badtemperaturen im angegebenen Bereich mit nahezu gleich günstiger Wirkung gearbeitet werden, da die erfindungsgemäßen Badzusätze bewirken, daß man auch bei gewöhnlicher Temperatur einen geschmeidigen Nickelüberzug erhält.
Mußten bisher die angewandten Stromdichten meistens ziemlich niedrig gehalten werden, so arbeiten die Nickelbäder, denen man Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel zusetzt, mit Stromdichten von 0,5 bis 10 Amp./dm2, wobei eine Stromdichte von 4 bis 5 Amp.,/'dm2 die günstigste ist. Ein bemerkenswerter Vorteil gegenüber Bädern mit anderen organischen Badzusätzen besteht außerdem darin, daß Bäder der oben angegebenen Zusammensetzung geringere Empfindlichkeit gegen metallische Verunreinigungen, insbesondere gegen Cu, Sn und Cd sowie Zn - größere Mengen der beiden letztgenannten rufen dunkle Streifen im Nickelüberzug hervor - aufweisen.
Weiterhin wirkt sich - wie an sich schon bekannt -ein Zusatz oberflächenaktiver Stoffe zur Badflüssigkeit günstig aus, indem er Loch- und Blasenbildung verhütet. Als derartige Netzmittel sind Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate, Alkylphenole, Äthylenoxyderivate, Schwefelsäureester von Polyglykoläthern sowie viele andere Netzmittel allein oder im Gemisch miteinander selbst natürlich vom nötigen Reinheitsgrad - geeignet. Auch empfiehlt es sich, der Badflüssigkeit erfindungsgemäßer Zusammensetzung zusätzlich glanzbildende Stoffe zuzusetzen, da die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen Glanzmittel und - vor allem - Duktilitätsmittel darstellen. Als an sich bekannte glanzbildende Zusätze sind geringe Mengen von Chinolin und Chinon sowie deren Substitutionsprodukte geeignet.
Ein vorzugsweise zu benutzendes Vernickelungsbad hat demnach die folgende Zusammensetzung:

Die bevorzugten Arbeitsbedingungen sind durch die folgenden Werte gekennzeichnet: pg etwa 4, Badtemperaturen von 20 bis 60'C, Stromdichte von 4 bis 5 Amp.jdm2.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Bad zur galvanischen Abscheidung glänzender Nickelüberzüge, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige, saure, nickelsalzhaltige Lösung eine Verbindung der allgemeinen Formel in der R einen aromatischen Rest,- wie Benzol oder Toluol, R, undjoder R2 Wasserstoff, Methyl oder Äthyl bedeutet, in Mengen von 0,1 bis 1,0 g, vorzugsweise 0,4 bis 0,5 g pro Liter Badflüssigkeit enthält. z. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 70 g/1 Nickel, das als Nickelsulfat oder -chlorid vorliegt, und etwa 35 gjl Borsäure oder einen anderen sauren Puffer enthält. 3. Bad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich geringe Mengen eines Glanzmittels aus der Chinolin- oder Chinonreihe enthält. 4. Bad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Netzmittel enthält. 5. Verfahren zur galvanischen Abscheidung glänzender Nickelüberzüge unter Verwendung eines Bades nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Badtemperaturen zwischen 20 und 60°C, einem px-Wert von 2,0 bis 5,4, vorzugsweise etwa 4, und mit Stromdichten von 0,5 bis 10 Amp./dm2, vorzugsweise 4 bis 5 Amp./dm2, gearbeitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 525 847.