Abrillantador para baño de galvanizado de cinc-níquel.

Un baño de galvanizado electrolítico de cinc-níquel alcalino que comprende iones cinc,

iones níquel, 3-carboxilato de N-metilpiridinio o sal del mismo como abrillantador primario, y un abrillantador secundario que es unaamina alifática.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/020640.

Solicitante: Coventya, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 4639 Van Epps Road Brooklyn Heights OH 44131-1049 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: FRISCHAUF, ROBERT, E., ECKLES, WILLIAM, E., ZINNI-KETTERING,BECKI A.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C25D3/56 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS.C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 3/00 Revestimientos electrolíticos; Baños utilizados. › de aleaciones.

PDF original: ES-2421541_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Abrillantador para baño de galvanizado de cinc-níquel

Antecedentes de la invención

Campo técnico

La presente invención se refiere a un baño de galvanizado de cinc-níquel.

Descripción de la técnica anterior

El documento JP 1298192A desvela una solución de galvanizado de cinc-níquel alcalina libre de cianuro que tiene un pH superior a 13. La solución de galvanizado contiene 5-20 g/l de Zn2+, 0, 4-4, 0 g/l de Ni2+, 0, 04 mol/l de uno o más agentes quelantes de amina seleccionados de N-aminoetiletanolamina, etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina y pentaetilenhexamina, y una cantidad eficaz de un abrillantador, tal como un compuesto de piridina cuaternario.

La patente de EE.UU. nº 5.405.523 desvela un baño de galvanizado electrolítico de aleación de cinc que comprende un polímero de amonio cuaternario de ureileno como agente abrillantador. El baño también puede contener un abrillantador complementario. Un abrillantador complementario adecuado que se enumera es ácido nbencilnicotínico (sal de sodio) . El níquel está enumerado como un metal que puede alearse con el cinc.

La patente de EE.UU. nº 4.889.602 desvela un baño de galvanizado electrolítico de cinc-níquel alcalino que comprende una amina alifática o polímero de una amina alifática en combinación con un ácido carboxílico hidroxialifático.

Las patentes de EE.UU. nº 4.071.418 y 4.071.419 desvelan la combinación de aminas con piridinas sustituidas tales como ácido nicotínico o nicotinamida para un baño de cinc.

La patente de EE.UU. nº 5.417.840 desvela un baño de galvanizado de cinc-níquel alcalino que comprende una poliamina tal como polietilenimina en combinación con un compuesto que contiene nitrógeno heterocíclico aromático tal como una sulfo-betaína, por ejemplo, ácido piridinio-N-propano-3-sulfónico; o un cloruro de piridinio tal como cloruro de N-carboximetilpiridinio.

Las patentes de EE.UU. nº 4.730.022 y 4.210.500 desvelan el uso de un compuesto de carboxilo aromático tal como 3-carboxilato de 1-bencil-piridinio o ácido 3-piridincarboxílico (ácido nicotínico) como abrillantador complementario en un baño de cinc alcalino. Los compuestos de carboxilo se usan en combinación con un abrillantador primario, tal como el producto de reacción de una poliamina y un sulfonato.

En el documento EPA-0 649 918 se describe un baño de galvanizado alcalino acuoso para la electrodeposición de un recubrimiento de aleación de cinc-níquel sobre un sustrato. Más particularmente, el documento EP-A-0 649 918 enseña un baño de galvanizado de cinc alcalino que comprende iones cinc, iones níquel, un abrillantador de amina y un compuesto que contiene nitrógeno heterocíclico aromático. El compuesto heterocíclico tiene la fórmula RN+-R1

Y (-) a (X-) b

en la que RN es un grupo que contiene nitrógeno heterocíclico aromático, R1 es un grupo alquileno o hidroxialquileno, Y es -OSO3, -SO3-COOH, CONH2 o -OH, X es un haluro, a y b=0 ó 1, y la suma de a + b=1.

El documento DE-U-295 04 276 enseña un baño de galvanizado electrolítico de cinc-níquel alcalino que incluye 3carboxilato de bencilpiridinio. El 3-carboxilato de bencilpiridinio no es 3-carboxilato de N-metilpiridinio, ni es 3carboxilato de bencilpiridinio funcionalmente análogo o equivalente a 3-carboxilato de N-metilpiridinio.

Resumen de la invención La presente invención reside en un baño de galvanizado electrolítico de cinc-níquel alcalino que comprende iones cinc, iones níquel, un abrillantador primario y un abrillantador secundario, que es una amina alifática. El abrillantador primario es 3-carboxilato de N-metilpiridinio (o una sal del mismo, por ejemplo, sal de sodio o potasio del mismo) .

Una amina alifática preferida es una polietilenimina.

Preferentemente, el baño de galvanizado electrolítico tiene un pH superior a aproximadamente 13.

Descripción de realizaciones preferidas de la invención El baño de galvanizado electrolítico de la presente invención es un baño alcalino acuoso que tiene un pH que es

preferentemente superior a aproximadamente 13, y más preferentemente superior a aproximadamente 14. El baño contiene un componente alcalino inorgánico en una cantidad eficaz para lograr este pH. Pueden usarse cantidades de aproximadamente 50 gramos por litro a aproximadamente 200 gramos por litro, basadas en el baño de galvanizado electrolítico, del componente alcalino. Ejemplos de componentes alcalinos adecuados son derivados de metal alcalino tales como hidróxido sódico e hidróxido potásico.

El baño de galvanizado electrolítico contiene una cantidad controlada de iones cinc y una cantidad controlada de iones níquel. La fuente para los iones cinc para el baño de galvanizado electrolítico puede ser cualquier compuesto de cinc que sea soluble en un medio acuoso alcalino. Ejemplos de compuestos de cinc que pueden añadirse al baño de galvanizado electrolítico son óxido de cinc, o una sal soluble tal como sulfato de cinc, carbonato de cinc, sulfamato de cinc y acetato de cinc. La concentración de iones cinc en el baño de galvanizado electrolítico es de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 gramos por litro, preferentemente aproximadamente 4 a aproximadamente 50 gramos por litro (aproximadamente 4.000 a aproximadamente 50.000 ppm) . A un pH superior a aproximadamente 13, la especie de cinc predominante en el baño es el ión cincato.

La fuente para los iones níquel para el baño de galvanizado electrolítico puede ser cualquier compuesto de níquel que pueda solubilizarse en una solución alcalina acuosa. Ejemplos de compuestos de níquel adecuados son una sal de ácido inorgánico u orgánico de níquel, tal como sulfato de níquel, carbonato de níquel, acetato de níquel, sulfamato de níquel y formiato de níquel. La concentración de iones níquel en el baño de galvanizado electrolítico puede ser de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 10 gramos por litro, (aproximadamente 100 a aproximadamente 10.000 ppm) , más preferentemente en el intervalo de aproximadamente 0, 1 gramos por litro a aproximadamente 3 gramos por litro (aproximadamente 100 ppm a aproximadamente 3.000 ppm) .

El baño de galvanizado electrolítico de la presente invención comprende una combinación de abrillantadores.

Un compuesto de N-metilpiridinio tiene la siguiente fórmula estructural:

en la que R es un grupo carboxilato o un grupo que puede experimentar hidrólisis alcalina a un grupo carboxilato. Para los fines de la presente solicitud, el término “compuesto de N-metilpiridinio” también pretende incluir sales del compuesto de N-metilpiridinio tales como sales de sodio o potasio del compuesto de N-metilpiridinio.

Ejemplos de grupos que son hidrolizables a un grupo carboxilato son carboxamidas, ésteres de carboxilato y nitrilos. Los ésteres de carboxilato del ácido N-metilnicotínico que son útiles como ésteres reaccionan con iones hidroxilo para formar el grupo carboxilato. Los nitrilos se hidrolizan a amidas y luego a carboxilatos y también son útiles.

El abrillantador primario en el baño de galvanizado electrolítico de la presente invención es 3-carboxilato de Nmetilpiridinio (o sal del mismo) . Este compuesto se conoce comúnmente como trigonelina o nicotinato de N-metilo y tiene un grupo carboxilato en la posición 3 del anillo de piridina como se muestra a continuación:

Un procedimiento de preparación de 3-carboxilato de N-metilpiridinio implica hacer reaccionar ácido nicotínico (C5H4NCOOH) con hidróxido sódico en una solución acuosa para producir nicotinato de sodio. El nicotinato de sodio se hace reaccionar con yoduro de metilo para producir el 3-carboxilato de N-metilpiridinio. La mezcla de reacción se diluye luego a aproximadamente una solución del 10 % en peso. Otros procedimientos de preparación de 3carboxilato de N-metilpiridinio son muy conocidos en la técnica y pueden usarse para preparar el 3-carboxilato de N

metilpiridinio de la presente invención.

El abrillantador primario en el baño de galvanizado electrolítico de la presente invención está presente preferentemente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0, 01 a aproximadamente 1 gramo por litro (aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 1.000 ppm) .

El baño de galvanizado electrolítico de la presente invención también comprende un abrillantador secundario. El abrillantador secundario en el baño es una amina alifática. Una amina alifática preferida es una poliamina alifática. El peso molecular de la poliamina alifática no es crítico y puede ser el peso molecular de cualquier poliamina alifática que esté comercialmente disponible.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un baño de galvanizado electrolítico de cinc-níquel alcalino que comprende iones cinc, iones níquel, 3

carboxilato de N-metilpiridinio o sal del mismo como abrillantador primario, y un abrillantador secundario que es una amina alifática.

.

2. El baño de la reivindicación 1, en el que dicha amina alifática es una polietilenimina.

3. El baño de galvanizado electrolítico de cinc-níquel alcalino de la reivindicación 1, que comprende:

(a) aproximadamente 4 a aproximadamente 50 gramos por litro de cinc;

(b) aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 10 gramos por litro de níquel;

(c) aproximadamente 50 a aproximadamente 200 gramos por litro de compuesto alcalino eficaz para 10 proporcionar un pH superior a aproximadamente 13;

(d) aproximadamente 0, 01 a aproximadamente 1 gramo por litro de dicho abrillantador primario; y

(e) aproximadamente 2, 5 a aproximadamente 60 gramos por litro de dicha amina alifática.

4. Un procedimiento para obtener un depósito de galvanizado electrolítico de cinc-níquel que comprende las etapas de:

(a) preparar un baño alcalino acuoso que comprende iones cinc, iones níquel, 3-carboxilato de Nmetilpiridinio o sal del mismo como abrillantador primario, y un abrillantador secundario que es una amina alifática;

(b) colocar una pieza que va a galvanizarse en dicho baño; y

(c) galvanizar electrolíticamente dicha pieza.

5. El procedimiento para obtener un depósito de galvanizado electrolítico de cinc-níquel de la reivindicación 4, en el que dicha etapa (a) comprende:

preparar un baño alcalino acuoso que tiene un pH superior a aproximadamente 13 y la siguiente composición:

(i) aproximadamente 4 a aproximadamente 50 gramos por litro de cinc; 25 (ii) aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 10 gramos por litro de níquel;

(iii) aproximadamente 50 a aproximadamente 200 gramos por litro de componente alcalino eficaz para proporcionar un pH superior a aproximadamente 13;

(iv) aproximadamente 0, 01 a aproximadamente 1 gramo por litro de dicho abrillantador primario; y

(v) aproximadamente 2, 5 a aproximadamente 60 gramos por litro de dicha amina alifática. 30


 

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