CH341693A - Verfahren zur chemischen Vernickelung und Bad zur Durchführung desselben - Google Patents

Description

  Verfahren zur chemischen     Vernickelung    und Bad zur Durchführung desselben    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren.  zur chemischen Vernickelung eines auf die Nickel  abscheidung katalytisch wirkenden Stoffes sowie auf  ein Bad zur Durchführung dieses Verfahrens.  



  Die     USA-Patentschrift    Nr. 2658842 beschreibt  ein Verfahren zur Vernickelung auf chemischem  Wege für Körper mit einer katalytisch wirksamen  Oberfläche. Dieses Verfahren besteht im wesent  lichen darin, die Körper in ein Bad einzutauchen,  das Nickel- und     Hypophosphitionen    enthält; mit  dem Ausdruck  katalytisch wirksam  soll gesagt  werden, dass der die Oberfläche des Körpers     bildende     Werkstoff die     Eigenschaft    besitzt, die     Reduktions-          Oxydations-Reaktion    zwischen den Nickel- und     den;          Hypophosphitionen    zu katalysieren;

   diese Reaktion  bezweckt, metallisches Nickel auf der katalytisch  wirkenden Oberfläche abzulagern.  



  Es ist bekannt, dass zur Erzielung einer genü  genden Vernickelung dieses Bad     ganz    bestimmte  Verhältnisse der Reaktionspartner enthalten muss,  nämlich: ein     Molverhältnis        Ni++/H.P02        zwischen,     0,25 und 1,60, eine absolute Konzentration an       H2P02    von 0,15 bis 1,20     Mol/1,    ein     pH-Wert    zwi  schen 4,5 und 5,6, der durch die Anwesenheit einer  Puffersubstanz und der Zugabe von Alkali aufrecht  erhalten werden kann.  



  Die Reaktion verläuft um so besser, je höher die  Temperatur ist; die chemische Vernickelung wird       vorteilhafterweise    bei 99 C ausgeführt.  



  In der genannten Patentschrift wird die Ein  führung von Beschleunigern in das Vernickelungs  bad beschrieben, die aus gesättigten     aliphatischen          Diearbonsäuren    mit 3 bis 6     Kohlenstoffatomen,    wie  beispielsweise Bernsteinsäure, bestehen. Diese Mit  tel haben die Wirkung, die Reaktion in einem Aus  mass zu begünstigen und zu beschleunigen, das bisher    bei diesen Verfahren noch nicht erreicht werden  konnte.  



  Demgegenüber bezieht sich die vorliegende Er  findung auf eine andere Klasse von Zusätzen, die  dazu bestimmt sind, die Reaktion zu     modifizieren     oder zu verzögern. Das. erfindungsgemässe Ver  fahren zur chemischen Vernickelung eines auf die       Nickelabscheidung        katalytisch        wirkenden    Stoffes,  wobei auf diesem     Stoff    eine Reaktion zwischen  einem     Hypophosphit    und     einem    Nickelsalz in     wässri-          gem    Medium hervorgerufen wird, ist dadurch ge  kennzeichnet,

   dass dem     wässrigen    Reaktionsmedium  eine zur Bildung von     Nickelkomplexen    befähigte       aliphatische    a- oder     ss-Aminocarbonsäure    und bzw.  oder ein zur Bildung von komplexbildenden Zwitter  ionen geeignetes     Salz    derselben zugesetzt wird.  Diese Verbindungen können somit auch in Form  von     Zwitterionen    der allgemeinen Formel         H,N+    R-COO-    worin R     einen        aliphatischen    Rest bedeutet, gegen  wärtig sein.  



  Zweckmässig enthält das Molekül der     Amino-          carbonsäure    2 bis 10     Kohlenstoffatome.    Das     Mol-          verhältnis    zwischen den     Aminosäure-    und den  Nickelionen liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 6,0  und der     Anfangs-PH-Wert    des Bades zwischen 4,5  und 9,0.  



  Es kann aus folgenden Gründen wünschenswert  sein, die Reaktion zu verzögern: Die Hauptschwie  rigkeit, der man bei der praktischen Ausführung  dieses Verfahrens begegnet, liegt darin, dass die  Reaktion unter Umständen nicht mehr auf der ka  talytischen Oberfläche, sondern im Innern des Bades  selbst abläuft. Das Nickel erscheint     dann    in Pulver  form als     eine    schwarze Ausfällung, die das Bad un-           benützbar    macht und einen Verlust an Reaktions  partnern zur Folge hat.  



  Darüber hinaus begünstigen die Umsetzungs  bedingungen     (pH-Wert,    Temperatur, Konzentration)  die Reaktion; sie können sich Bedingungen nähern,  bei welchen man Gefahr läuft, die Bildung dieser  schwarzen Ausfällung herbeizuführen. Es ist daher  notwendig, ein Mittel zur Kontrolle dieser     Reaktion-          vorzusehen,    das von den vorgenannten physika  lischen Grössen unabhängig ist.

   Man hat gefunden,  dass durch Zugabe der a- oder     ss-Aminocarbonsäure;     mit den Nickelionen Komplexe entstehen, deren  Stabilität eine solche ist, dass sie nur zu einem ge  ringen Teil in ionisierter Form vorliegen; mit an  dern Worten, die Gegenwart dieser     Verbindungen     im Bade hat zur Folge, dass ein grosser Teil der  Nickelionen der Reduktion durch das     Hypophosphit     entzogen wird. Es versteht sich von selbst, dass diese  Reaktion nur mit den freien Nickelionen stattfindet.  Nach Massgabe ihres Verbrauches verschiebt sich  das     Dissoziationsgleichgewicht    des Komplexes lau  fend und unter Freisetzung neuer Nickelionen, die  sodann für die Reaktion     verfügbar    werden.

   Mit an  dern Worten, es werden die Nickelionen dank dieser  Komplexbildung nur langsam reduziert, wodurch die  gewünschte Verzögerung und Regelung erhalten  wird.  



  Die genaue Art der a- oder     ss-Aminocarbon-          säuren    ist ohne wesentliche Bedeutung, wenn nur  jede dieser Säuren zur Komplexbildung mit Nickel  befähigt ist. Als geeignete     a-Aminocarbonsäuren    kön  nen angeführt werden,     Aminoessigsäure,        a-Amino-          propionsäure,        a-Aminobuttersäure,        Aminobernstein-          säure,        Iminodiessigsäure,        Iminotriessigsäure,        Athylen-          diaminotetraessigsäure    usw.

   und als     ss-Aminocarbon-          säuren        ss-Aminopropionsäure,        Iminodipropionsäure     usw., und in allgemeiner Art die Verbindungen der  allgemeinen Formeln  
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         viorin    R ein     geradkettiger    oder verzweigter     aliphati-          scher    Rest ist und wobei die zweite Formel die der       Ionenform    der Verbindung ist     (Zwitterion),    unter  der diese Verbindung zur Bildung des Komplexes  mit Nickel führt.  



  Die beigegebene Menge des Komplexbildners  kann beliebig sein, vorausgesetzt, dass sie zur Bil  dung eines Komplexes mit nahezu der Gesamtheit  der in dem Bad anwesenden Nickelionen ausreicht.  Es wurde gefunden, dass das     molare    Verhältnis zwi  schen den Aminosäure- oder den     Zwitterionen    einer  seits und den Nickelionen anderseits-     vorteilhaft    zwi  schen 0,5 bis 6,0 liegt.  



  Es ist zu erkennen, dass die Zugabe dieser Kom  plexbildner für Nickel     einen    weiteren Vorteil mit  sich bringt. Die Reduktion des Nickels durch das       Hypophosphit    erzeugt     Phosphit,    das     weniger    löslich  ist als das     Hypophosphit:

      im     pH-Bereich    der Reak-         tion    beträgt die Löslichkeit des     Nickelphosphits     0,07     Mol/1.    Wenn im Laufe des Vernickelungs  verfahrens diese Konzentration erreicht wird, fällt       Nickelphosphit    in dem Bad aus, was zur Folge hat,  dass einerseits die vernickelte Oberfläche rauh wird,  und dass anderseits die Bildung von Keimen im Bad  und als Folge davon die der schwarzen Ausfällung  entsteht.  



  Da gemäss der Erfindung die Nickelionen kom  plex gebunden werden, wird die Bildung von Nickel  phosphit verhindert, wodurch sich die Lebensdauer  des Bades erhöht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur chemischen Vernickelung eines auf die. Nickelabscheidung katalytisch wirkenden Stoffes, wobei auf diesem Stoff eine Reaktion zwi schen einem Hypophosphit und einem Nickelsalz in w ässrigem Medium hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem wässrigen Reaktions medium eine zur Bildung von Nickelkomplexen befähigte aliphatische a- oder ss-Aminocarbonsäure und bzw. oder ein zur Bildung von komplexbilden den Zwitterionen geeignetes Salz derselben zuge setzt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Molekül der Aminocarbon- säure 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis zwischen den Aminosäure- und den; Nickelionen zwischen 0,5 und 6,0 und der Anfangs pH-Wert des Bades zwischen 4,5 und 9,0 liegt.

   3. Verfahren nach-Patentanspruch I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung zur Komplexbildung befähigte Zwitterionen der all gemeinen Formel H"N+-R-COO- enthält, worin R einen aliphatischen Rest bedeutet, wobei diese Zwitterionen in der 2- bis 6fachen molaren Menge der Nickelionen vorhanden sind. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung Äthylendiaminotetraessigsäure, Aminoessig- säure, Aminobernsteinsäure und bzw. oder ein Salz derselben enthält.

   PATENTANSPRUCH<B>11</B> Bad zur Durchführung des Verfahrens nach Pa tentanspruch I, bestehend aus einer Nickel- und Hypophosphitionen enthaltenden wässrigen Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass diese Lösung auch eine zur Bildung von Nickelkomplexen befähigte alipha- tische a- oder ss-Aminocarbonsäure und bzw. oder ein zur Bildung von komplexbildenden Zwitterionen geeignetes Salz derselben enthält. UNTERANSPRÜCHE 5.

   Bad nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Molekül der Aminocarbon- säure- 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält. 6. Bad nach Patentanspruch 1I und Unteran spruch -5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mol- verhältnis zwischen den Aminosäure- und den Nickelionen zwischen 0,5 und 6,0 und der PH-Wert des Bades zwischen 4,5 und 9,0 liegt. 7.

   Bad nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass die Lösung zur Komplexbildung befähigte Zwitterionen der allgemeinen Formel H,N---R-COO- enthält, worin R einen aliphati- schen Rest bedeutet, wobei diese Zwitterionen in der 2- bis 6fachen molaren Menge der Nickelionen vorhanden sind. B.

   Bad nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Lösung Äthylendiaminotetra- essigsäure, Aminoessigsäure, Aminobernsteinsäure und bzw. oder ein Salz derselben enthält.