Verwendung von 2-substituierten Ethansulfonverbindungen als galvanotechnische Hilfsstoffe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von 2-substituierten Ethansulfonverbindungen der allgemeinen Formel I

und deren Alkali- oder Ammoniumsalze, wobei R₃ einen C₁-C₄-Niederalkylrest darstellt und A

1.) ein Pyridinium-Rest

ist, dessen Substituenten R₁ und R₂ Wasserstoff oder einen C₁-C₃-Niederalkylrest bedeuten, oder dessen Substituenten R₁ und R₂ zusammen mit dem Pyridiniumrest einen kondensierten 6-gliedrigen aromatischen Ring bilden oder

2.) eine SH-Gruppe
ist,

als galvanotechnische Hilfsstoffe.

[0002] Einige dieser Verbindungen, nämlich solche der Formel I mit A-Pyridinium und R₃ = CH₃ (Can. J. Chem. 1984, 62 (19), Seiten 1977-95) und R₃ = n - C₄H_g) (J. Am. Chem. Soc. 76, (1954) Seite 3945) sind zwar bekannt, aber nicht für galvanotechnische Zwecke.

[0003] Andererseits sind Propansulfonverbindungen mit einem Pyridiniumsubstituenten bzw. einem Chinolin-substituenten in 3-Stellung für galvanotechnische Zwecke als Glanzbildner und Einebner in sauren Nickelbädern bekannt (vgl. DE-PS 1 004 011). Überraschenderweise zeigen erfindungsgemäß verwendete 2-substituierte Ethansulfonverbindungen mit einer Alkylkettenverzweigung am C2 gute Glanzbildung und Einebnung insbesondere von Nickel- und Kupferüberzügen, obwohl die sterische Hinderung schlechte Ergebnisse erwarten läßt. Auf diese Weise ist durch zahlreiche Substanzvarianten Anpassung und Optimierung an verschiedene galvanische Forderungen möglich.

[0004] Die Herstellung solcher erfindungsgemäß verwendeter Verbindungen erfolgt durch gleichzeitiges Umsetzen von Verbindungen AH oder A mit einem Olefin R₃-CH = CH₂ mit Schwefeltrioxid in einem inerten Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch oder durch Sulfonieren des Olefins im Gemisch mit Dioxan in einem Fallfilmreaktor und Umsetzen des erhaltenen 1,2-Sulfons mit der Verbindung AH oder A.

[0005] Beide Verfahrensweisen sind Gegenstand älterer nicht vorveröffentlichter Schutzrechte.

[0006] Wie gefunden wurde, sind insbesondere die Pyridin- und Chinolinderivate der 2-substituierten Ethansulfonbetaine besonders gute Glanzbildner und Einebner in sauren Nickelbädern, während die Mercaptoderivate als Glanzbildner in sauren Kupferbädern geeignet sind.

[0007] Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert:

Beispiel 1

[0008] Es wurde ein galvanisches Nickelbad wie folgt angesetzt:

50 g/l	Borsäure
70 g/l	Nickelchlorid .6 H2O
330 g/l	Nickelsulfat .7 H2O
2 g/l	Saccharin
0,2 g/l	Versuchsverbindung
0,02 g/l	Einebner (Epichlorhydrin-Propargylalkohol-Addukt)

destilliertes Wasser auf 1 Liter, pH-Wert 4,0 mit Schwefelsäure eingestellt.

[0009] Es wurde jeweils 10 min. bei 2 A/dm² und 60°C ein Messingblech in einer Hull-Zelle vernickelt. Das Blech war vorher in alkalischer Lösung und nach dem Waschen mit Wasser bei 2,5 A 2 min. kathodisch entfettet worden. Anschließend wurden die Bleche mit Wasser gespült und 30 sec. in einen Beizentfetter getaucht und danach mit Zellstoff abgerieben und nochmals mit Wasser gespült. Die Bewegung des Bades geschah durch Lufteinperlen.

[0010] Es wurden als Versuchsverbindungen zum Beispiel

a.) 1-(2-Sulfopropyl)-pyridiniumbetain und

b.) 1-(2-Sulfopentyl)-pyridiniumbetain

eingesetzt.

[0011] Die Bleche zeigten nach der Vernickelung eine einheitliche Fläche, guten Glanz und Einebnung. Die Lagerstabilität der angesetzten Zusatzlösung bei 60°C war gut.

Beispiel 2

[0012] Es wurde ein Bad aus

22,5 g/l	Kupfer als Sulfat
185 g/l	Schwefelsäure und
75 mg/l	Chlorid (als Salzsäure) sowie
8 ml/l	nicht ionisches Netzmittel (Polyglykoltyp)

verwendet.

[0013] Hierzu wurden steigende Konzentrationen von Natrium-2-mercapto-propan-1-sulfonat eingesetzt. Es wurde eine Prüf-Zelle von 1,5 l Badinhalt verwendet. Die Versuchskupferbleche waren matt und gewinkelt. Sie wurden mit 0,8 m/min senkrecht zur Anode bewegt (3 cm Hub). Es wurde mit einer kathodischen Stromdichte von 3 A/dm² 30 min bei 25°C galvanisch verkupfert. Die Kathode bestand aus gewinkeltem Kupferblech.

[0014] Bei einer Konzentration von 0,2 bis 0,4 mg/l ergab die Verbindung einen sehr guten Glanz.

Ansprüche

1. Verwendung von 2-substituierten Ethansulfonverbindungen der allgemeinen Formel I

        [A-CHR₃-CH₂-SO₃]^-     (I)

und deren Alkali- oder Ammoniumsalzen, wobei R₃ einen C₁-C₄-Niederalkylrest darstellt und A

(1) ein Pyridinium-Rest

ist, dessen Substituenten R₁ und R₂ Wasserstoff oder einen C₁-C₃-Niederalkylrest bedeuten, oder dessen Substituenten R₁ und R₂ zusammen mit dem Pyridiniumrest einen kondensierten 6-gliedrigen aromatischen Ring bilden; oder

(2) eine SH-Gruppe ist,

als galvanotechnische Hilfsstoffe.

2. Verwendung von Verbindungen der Formel I mit A = (1) als Glanzbildner und Einebner in sauren galvanischen Nickelbädern.

3. Verwendung von Verbindungen der Formel I mit A = (2) als Glanzbildner in sauren galvanischen Kupferbädern.

Claims

1. Use of 2-substituted ethane sulphone compounds of the general formula I

        [A-CHR₃-CH₂-SO₃ ]^-     (I)

and the alkali or ammonium salts thereof wherein R₃ is a C₁ - C₄ lower alkyl residue and A is

(1) a pyridinium residue

in which the substituents R₁ and R₂ mean hydrogen or a C₁ - C₃ lower alkyl residue, or the substituents R₁ and R₂ together with the pyridinium residue form a condensed 6-membered aromatic ring or

(2) a SH-group

as galvanotechnical adjuvants.

2. Use of the compounds of formula I wherein A = (1) as brighteners and levelling agents in acid nickel electroplating baths.

3. Use of the compounds of formula I with A = (2) as brighteners in acid copper electroplating baths.

Revendications

1. Utilisation de composés éthanesulfonés substitués en position 2 de formule générale I

        [A-CHR₃-CH₂-SO₃ ]^-     (I)

et de leurs sels alcaline ou d'ammonium, dans laquelle R₃ représente un alkyle inférieur en C₁ - C₄ et A représente

(1) un reste pyridinium

dont les substituants R₁ et R₂ représentent un hydrogène ou alkyle inférieur en C₁ - C₃, ou les substituants R₁ et R₂ représentent ensemble avec la reste pyridinium, un cycle aromatique condensé à 6 chaînons, ou

(2) un SH-groupe

comme substance auxiliaire dans les techniques galvaniques.

2. Utilisation de composés de formule I avec A = (1) comme agent de brillance et agent égalisateur dans les bains galvaniques acides au nickel.

3. Utilisation de composés de fromule I avec A = (2) comme agent de brillance dans les bains galvaniques acides au cuivre.