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DE1668600C - Ethylxanthogen 1 propane 2 sulfonic acid and its potassium salts as well as their use as brighteners in acidic galvanic copper plating baths - Google Patents

Ethylxanthogen 1 propane 2 sulfonic acid and its potassium salts as well as their use as brighteners in acidic galvanic copper plating baths

Info

Publication number
DE1668600C
DE1668600C DE1668600C DE 1668600 C DE1668600 C DE 1668600C DE 1668600 C DE1668600 C DE 1668600C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sulfonic acid
propane
ethylxanthogen
brighteners
copper plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Werner 4800 Bielefeld Eggert
Original Assignee
Riedel & Co, 4800 Bielefeld
Publication date

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Description

1 21 2

Es ist bekannt, daß sich der Glanz und die Be- vorzugsweise zwischen 5 und 10 mg/1. Es wird im schaffenheitvon Kupferniederschlägendurcheincgroßc allgemeinen bei Raumtemperatur und Stromdichten Anzahl von schwefelhaltigen Verbindungen vcrbes- von 0,5 bis 2 A gearbeitet. Dns erfindungsgesern läßt. Bei diesen schwefelhaltigen Verbindungen mäße Zusatzmittel kann zusammen mit bekannten spielt der Gehalt an Sulfonsäuregruppen als wasser- 5 Netzmitteln und Einebnern für alle üblichen Metalllöslichmachende Gruppe eine Rolle; andererseits besit- unterlagen verwendet werden. Man erhält Kupferzen aber auch die Abkömmlinge von Estern der SuI- überzüge, die sehr fest haften und hervorragenden fothio- oder Trithiokohlensäure bzw. Dithiocarb- Glanz besitzen und nicht nachpoliert zu werden aminsäure, welche mindestens einmal die Gruppierung brauchen.
— CS — S — enthalten (vgl. deutsche Patentschrift io Beispiel
It is known that the gloss and the weight are preferably between 5 and 10 mg / l. In the creation of copper deposits, work is generally carried out at room temperature and current densities of the number of sulfur-containing compounds vary from 0.5 to 2 A. Dns can be invented. In the case of these sulfur-containing compounds, moderate additives can, together with known ones, play a role in the content of sulfonic acid groups as water-wetting agents and leveling agents for all common metal-solubilizing groups; on the other hand, additional documents can be used. Copper ores are obtained, but also the derivatives of esters of the SuI coatings, which adhere very firmly and have excellent fothioic or trithiocarbonic acid or dithiocarb luster and which do not need to be polished amic acid, which need the grouping at least once.
- CS - S - included (see German patent specification io example

888 493), sowie solche Verbindungen, die wenigstens „, „ ·.· , , .. ■, 888 493), as well as those connections which at least "," ·. · ,, .. ■,

zwei ausschließlich mit Heteroatom^ verbundene Herstellung von Athylxanthogcn-1-propan-two production of Ethylxanthogcn-1-propan-

Kohlenstoffatome, von denen jeweils mindestens eines 2-K.aliumsuitonatCarbon atoms, each of which has at least one 2-potassium suitonate

ein Schwefelatom ist (vgl. deutsche Patentschrift 16,0 g Kaliumäthylxanthogenat (Vio Mol) wurdenis a sulfur atom (cf. German patent 16.0 g of potassium ethyl xanthate (Vio Mol) were

1 007 592), eine glanzerhöhende Wirkung. Man gibt 15 in 100 ml wasserfreiem Äthanol in der Wärme gelöst deshalb vielfach Gemische dieser HeteroVerbindungen und 12,2 g ungereinigtes Propylensulfonylid (V2oMol) mit den sulfonsäuregruppenhaltigen Verbindungen zu zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde auf den galvanischen Kupferbädern. Es ist auch bekannt, dem Dampfbad gekocht. Schon nach wenigen Minuten daß es vorteilhaft ist, diese beiden Wirkstoffkomponen- wurde das Reaktionsgemisch unterBildungeinerbraunten jeweils in einem Molekül miteinander zu verknüp- ao gelben, mikrokristallinen Substanz fast völlig fest, fen, wie es in den deutschen Patentschriften 1 053 274 Deshalb wurden noch 100 ml Äthanol zugegeben, und 1 062 514 beschrieben ist. Als sulfonsäuregruppen- Nach dem Erkalten wurde abgesaugt, mit wenig haltige Zusatzmittel wurden allgemein nur solche ver- Äthanol gewaschen, die Substanz in wenig heißem wendet, bei denen die Sulfonsäuregruppe endständig Wasser gelöst, mit Aktivkohle erhitzt, filtriert und das gebunden war, und für die Herstellung solcher Ver- 25 Estersulfonat mit der vierfachen Menge konzentrierter bindungen, die sowohl den Heterokomplex als auch Kaliumacetatlösung ausgefällt und ausgekühlt. Der die über eine Schwefelbrücke gebundene Sulfonsäure- gelbe kristalline Niederschlag wurde abgesaugt, dreigruppe vereinigt enthalten, verwendete man für die mal mit wenig wasserfreiem Äthanol gewaschen und im Sulfoalkylierung vorzugsweise die Sultone wie Propan- Vakuumexsiccator getrocknet,
oder Butansulton. Bei allen diesen Zusatzmitteln besteht 30 , ,„ , ~„ ,„, . ^,
1 007 592), a gloss-increasing effect. 15, dissolved in 100 ml of anhydrous ethanol in the heat, are therefore often added to mixtures of these hetero compounds and 12.2 g of unpurified propylene sulfonylide (V 2 mol) with the compounds containing sulfonic acid groups. The reaction mixture was left on the galvanic copper baths for 1 hour. It is also known to be steam-cooked. After just a few minutes it is advantageous to combine these two active ingredient components with each other, forming a brownish-browned reaction mixture, a yellow, microcrystalline substance almost completely solid, as described in German patents 1,053,274. Therefore, 100 ml Ethanol is added, and 1,062,514 is described. As sulfonic acid groups- After cooling, it was suctioned off, generally only those containing little additives were washed with ethanol, the substance was turned in a little hot, in which the sulfonic acid group was finally dissolved in water, heated with activated charcoal, filtered and that was bound, and for the Production of such Ver 25 ester sulfonate with four times the amount of concentrated bonds, which both the heterocomplex and potassium acetate solution precipitated and cooled. The sulfonic acid-yellow crystalline precipitate bound via a sulfur bridge was filtered off with suction, contained three groups combined, used for washing with a little anhydrous ethanol and preferably drying the sultones such as propane vacuum desiccator in the sulfoalkylation,
or butane sultone. For all of these additives there is 30,, ", ~", ",. ^,

das Problem bei der Anwendung darin, daß die glänz- Ausbeute: 6,3 g, d.^s. 22,4% der Theoriethe problem with the application is that the glossy yield: 6.3 g, d. ^ s. 22.4% of theory

erzeugende Wirkung nur dann in erwünschter Weise Schmelzpunkt: 225°C (Zers.).producing effect only then in the desired manner. Melting point: 225 ° C (decomp.).

zur Ausbildung kommt, wenn die sonstigen Badbe- . , , . . .comes to the training if the other bathing. ,,. . .

dingungen, wie Temperatur, Badbewegung u. dgl., in Anwendungsbe.spielconditions such as temperature, bath movement and the like in an application example

genauen Grenzen gehalten wurde. Esbestehtdeshalbein 35 In ein übliches Kupferbad, das 220 g/l Kupfersulfat, Interesse an der Auffindung brauchbarer Glanzmittel, 60 g/l Schwefelsäure und 2 g/l Netzmittel Alkvlarylbei denen abgewandelte Bedingungen eingehalten wer- polyglykoläther enthielt, wurden 5 bis 10 mg Äthylden können. xanthogen-l-propan-2-kaliumsulfonat eingebracht.exact limits were kept. There is therefore 35 in a normal copper bath containing 220 g / l copper sulphate, Interest in finding useful brighteners, 60 g / l sulfuric acid and 2 g / l wetting agent alkvlarylbei to which modified conditions were observed, polyglycol ethers contained 5 to 10 mg of ethyldene be able. xanthogenic-1-propane-2-potassium sulfonate introduced.

Der Erfindungsgegenstand besteht dementsprechend Man galvanisierte in diesem Bad Eisen-, Messingaus Äthylxanthogen-l-propan-2-sulfonsäure und deren 4° oder Kupferbleche bei Raumtemperatur unter Anwen-Kaliumsalz sowie deren Verwendung als Glanzmittel dung einer mittleren Stromdichte von 2 A/dm2 und in sauren galvanischen Verkupferungsbädern. erhielt hochglänzende Kupferüberzüge, die nicht nach-The subject of the invention is accordingly one galvanized in this bath iron, brass from ethylxanthogen-l-propane-2-sulfonic acid and its 4 ° or copper sheets at room temperature using potassium salt and their use as a brightening agent with an average current density of 2 A / dm 2 and in acidic galvanic copper plating baths. received high-gloss copper coatings that cannot be

Die Äthylxanthogen-l-propan-2-sulfonsäure hat die poliert zu werden brauchen.Ethylxanthogen-1-propane-2-sulfonic acid has to be polished.

Formel Gegenüber vergleichbaren, konstitutionsähnlichenFormula Compared to comparable, constitutional ones

45 und auf dem gleichen Anwendungsgebiet früher ein-45 and earlier in the same area of application

CH3—CH2—O — C — S — CH2—CH — CH3 gesetzten Produkten zeigt sich die wesentliche Ver-CH 3 —CH 2 —O — C — S — CH 2 —CH — CH 3 products shows the essential

!I I besserung des Glanzeffektes und der Tiefenstreuung bei! I I improve the gloss effect and the depth scattering

S SO11H dem Vergleich der Ergebnisse in der Hullzelle.S SO 11 H comparing the results in the Hull cell.

Es wurden in einem Bad mit einem Zusatz vonIt were in a bath with an addition of

Die erfindungsgemäßen Verbindungen lassen sich 5° 5 mg/1 Äthylxanthogen-l-propan-2-kaliumsulfonat, das leicht durch Sulfoalkylierung von Äthylxanthogenat im übrigen die Zusammensetzung des angegebenen herstellen, wenn man die Sulfoalkylierung des Schwe- Beispieles hatte, Hullzellenbleche bei einer mittleren felatoms mit Propylensulfonylid durchführt, das von Stromdichte von 1 A/dm2 während 10 Minuten bei Manecke in Chemische Berichte, 85 (1952), auf den Raumtemperatur galvanisiert. Zum Vergleich wurdedas Seiten 160 bis 162 beschrieben worden ist. Die Dar- 55 Beispiel 1 in der deutschea Auslegeschrift 1 053 274 stellung der Verbindungen erfolgt in der Weise, daß herangezogen; auch in diesem Beispiel verwendet man die beiden Reaktionspartner in äquimolaren man 220 ε/l kristallisiertes Kupfersulfat und 60 g/l Mengen bei Raumtemperatur oder darunter in wäß- Schwefessäure als Grundbad. Diesem Bad wurde rigem Medium oder vielfach auch in einem organischen 1,0 g/l des in diesem Beispiel genannten Zusatzpräpa-Lösungsmittel mit ausgeprägtem Dipol-Charakter, 6o rates, nämlich des Natriumsalzes der 1,3,5-Triazinz. B. Methanol, aufeinander einwirken läßt. Man 2,4,6-tri-mercantopropan-l'-sulfonsäure zugesetzt, erzielt dabei im allgemeinen gute Ausbeuten. Die so Auch in diesem Bad wurden Hullzellenbleche bei einer erhaltenen Sulfonsäuren oder deren Kaliumsalze sind mittleren Stromdichte von 1 A/dma während einer bei geeigneter Wahl des Lösungsmittels gut zu iso- Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur verkuplieren, da sie aus dem Umsetzungsgemisch leicht 65 fert. Tn beiden Versuchen wurde als Netzmittel ein für auskristallisieren. diese Kupferbäder üblicher im Handel erhältlicherThe compounds according to the invention can be 5 ° 5 mg / 1 ethyl xanthogen-1-propane-2-potassium sulfonate, which can easily be prepared by sulfoalkylation of ethyl xanthate otherwise the composition of the specified, if you had the sulfoalkylation of the sulfur example, Hullzellbleche with a medium felatoms with propylene sulfonylide, which electroplates from a current density of 1 A / dm 2 for 10 minutes at Manecke in Chemischeberichte, 85 (1952), to room temperature. For comparison, pages 160 to 162 have been described. The presentation of the compounds is carried out in such a way that used; In this example, too, the two reactants are used in equimolar amounts of 220 ε / l of crystallized copper sulfate and 60 g / l of amounts at room temperature or below in aqueous sulfuric acid as the basic bath. This bath was mixed with medium or in many cases in an organic 1.0 g / l of the additional preparation solvent mentioned in this example with a pronounced dipole character, 6o rates, namely the sodium salt of 1,3,5-triazine. B. methanol, can act on each other. 2,4,6-tri-mercantopropane-l'-sulfonic acid is added, generally achieving good yields. The so also in this bath were Hull cell sheets with a obtained sulfonic acids or their potassium salts are average current density of 1 A / dm a during a, with a suitable choice of solvent, good to iso duration of 10 minutes at room temperature, as they easily 6 5 fert. In both experiments one used as a wetting agent for crystallization. these copper baths are more commonly available commercially

Die Anwendungskonzentration des erfindungsge- Alkylarylpolyglykolester in einer Menge von 2 g/l mäßen Zusatzmittels liegt zwischen 1 und 20 mg/l, eingesetzt.The use concentration of the inventive alkylaryl polyglycol ester in an amount of 2 g / l moderate additive is between 1 and 20 mg / l used.

Man erhielt folgende Ergebnisse:The following results were obtained:

a) Das mit dem erfindungsgemäßen Bad verkupferte Hullzellenblech zeigte über den gesamten Bereich einen gleichmäßigen Glanz;a) The Hull cell sheet copper-plated with the bath according to the invention showed over the entire area an even shine;

b) das mit dem bekannten Wirkstoff gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 053 274 in dessen optimaler Anwendungskonzentration unter sonst gleichen Bedingungen verkupferte Vergleichsblech erwies sich im niederen Stromdichtebereich als dunkelrot, im mittleren Stromdichtebereich zeigten sich Gebiete mit Glanzbildung, und im hohen Stromdichtebereich war der Kupferniederschlag streifig und dunkel.b) that with the known active ingredient according to German Auslegeschrift 1 053 274 in its optimal Applied concentration under otherwise identical conditions, copper-plated comparison sheet proved in the lower current density range as dark red, in the medium current density range there were areas with gloss formation, and in the high current density range the copper deposit was streaky and dark.

Wenn man den Vergleichsversuch derart durchführte, daß auch von der bekannten Zusatzsubstanz gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 053 274 nur 5 mg/1If the comparative experiment was carried out in such a way that also of the known additional substance according to the German Auslegeschrift 1 053 274 only 5 mg / 1

Baddüssigkcit eingesetzt wurden, erwies sich das so verkupferte Hullzellenblech als völlig glanzlos.Baddüssigkcit were used, the copper-plated Hull cell sheet turned out to be completely lackluster.

Der Vergleich zeigt, daß das erfindungsgemäße Glanzmittel bereits in wesentlich geringerer Einsatzmenge glanzerzeugend wirkt, als sie für das bisher bekannte vergleichbare Glanzmittel gefordert werden mußte, und daß bei einer Verwendung der jeweils optimalen Konzentration der zulässige Stromdichtebereich erheblich verbreitert ist.The comparison shows that the brightener according to the invention is already used in a much smaller amount has a gloss-producing effect than is required for the comparable gloss agent known so far had to, and that when using the optimum concentration in each case, the permissible current density range is widened considerably.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Äthylxanthogen-l-propan-2-sulfonsäure und deren Kaliumsalz.1. Ethylxanthogen-1-propane-2-sulfonic acid and their potassium salt. 2. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 als Glanzmittel in sauren galvanischen Verkupferungsbädem.2. Use of the compounds according to claim 1 as brighteners in acidic electroplating Copper plating baths.

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