<Desc/Clms Page number 1>
Pigmentpräparate sind seit langem bekannt und bezwecken eine Verbesserung der Dispergierbarkeit, die bei Verwendung der reinen Pigmente meist nur unter erschwerten Verfahrensbedingungen erzielbar ist. Es sind auch Pigmentpräparate bekanntgeworden, die eine verbesserte Dispergierbarkeit gewährleisten, die jedoch wegen der immanenten Dispergierhilfsmittel bzw. Trägerstoffe nur für die Einfärbung spezieller Medien eingesetzt werden können. Beim Verarbeiten von Pigmentpräparaten besteht seit langem der Wunsch, diese möglichst universell, d. h. unabhängig von dem zu färbenden Medium, einsetzen zu können.
Aufgabe der Erfindung war es, der Industrie Pigmentpräparate zur Verfügung zu stellen, die diesem Wunsch in höherem Mass als die bekannten Pigmentpräparate entsprechen. Ein weiteres Ziel der Erfindung war es, Pigmentpräparate zu schaffen, die einen möglichst hohen Pigmentgehalt besitzen. Dies bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von Pigmentpräparaten, die auf der Basis organischer Pigmente aufgebaut sind. Diese hochprozentigen Pigmentpräparate sollten zudem bei der späteren Einarbeitung in ein zu färbendes Medium gute Verteilungseigenschaften und auch sonstige verbesserte koloristische Eigenschaften aufweisen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung war-es, Pigmentpräparate herzustellen, die bei ihrem Einsatz in der Spinnfärbung, d. h. bei der Färbung einer Kunststoffmasse vor der Verdüsung keine Inhomogenitäten aufweisen, die zu Ablagerungen an der Spinndüse und damit, z. B. bei den bisher gebräuchlichen Wachspräparationen, zu Fadenabrissen führen.
Diese Aufgabe wurde gemäss der Erfindung durch die Schaffung von Pigmentpräparaten vornehmlich für die Verwendung in der Kunststoffindustrie gelöst, die aus a) einem Pigment, b) einem Polymerweichmacher mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 2000, der ein Ester eines Polyalkohols mit einer mehrfunktionellen Säure ist, c) einem Polyäthylenglykol und gegebenenfalls d) Polystyrol oder Niederdruck-Polyäthylen bestehen.
Unter dem Begriff"Polymerweichmacher"werden-wie bereits angegeben - Produkte verstanden, die der Polymerchemie angehören und die Ester von Polyalkoholen mit mehrfunktionellen Säuren darstellen. Beispielhaft werden hiezu Butandiol-1, 4, Propandiol-1, 2 als Diole, Adipinsäure, Phthalsäure bzw. Azelainsäure bzw. deren Mischungen genannt. Die Produkte der genannten Art sind im Handel erhältlich und für die erfindungsgemässen Pigmentpräparate verwendbar. Die Polyäthylenglykole haben als Grundstoff das Äthylenglykol, wobei durch weitere Anlagerung von Äthylenoxyd die höheren Glieder der Äthylenglykolreihe aufgebaut werden. Für den vorliegenden Zweck sind besonders Polyäthylenglykole mit einem Molekulargewicht von zirka 9000 besonders gut einsetzbar.
Die Pigmentpräparate, die lediglich aus Pigment, Polymerweichmacher und Polyäthylenglykol bestehen, sind bei Normaltemperatur fest. Selbst bei Verwendung von organischen Pigmenten kann der Pigmentanteil bis zu 75% betragen. Der Anteil von Polymerweichmacher zu Polyäthylenglykol kann in gewissen Grenzen schwanken ; er beträgt vorteilhafterweise meist 6 Teile auf 4 Teile Polyäthylenglykol. Dies bezieht sich vornehmlich auf solche Pigmentpräparate, die neben Polymerweichmacher und Polyäthylenglykol noch Niederdruckpolyäthylen bzw. Polystyrole enthalten. Fehlen die letztgenannten Harze, soll man vorteilhafterweise zur Herstellung mahlbarer pulverförmiger Präparate den Anteil von Polyäthylenglykol erhöhen.
Pigmentpräparate der genannten Art lassen sich auf an sich bekannten Maschinen, z. B. auf einem beheizbaren Kneter oder einen Extruder, herstellen. Für den vorgesehenen Einsatz eignen sich grundsätzlich alle Pigmente.
Beispiel 1 : In einem 40 1-Kneter mit Sigmaschaufeln, der mit 4, 9 bar Dampf beheizbar und mit Wasser kühlbar ist, werden 0, 89 kg Polymerweichmacher (Polyester aus Adipinsäure und Butandiol mit einer Viskosität bei 200C von zirka 7000 mPa's, bestimmt, nach DIN 53015, entsprechend einem Molekulargewicht von zirka 1400) und 1, 76 kg Polyäthylenglykol (Molekulargewicht zirka 9000) bei voller Dampfzuführung aufgeschmolzen. 7, 35 kg Phthalocyaningrün werden in 4 Portionen zugegeben, wobei darauf geachtet wird, dass nach jeder Pigmentzugabe eine knetbare Schmelze erreicht wird. Nach vollständiger Pigmentzugabe wird 10 min bei voller Dampfzuführung weiter geknetet. Hiebei wird eine Massetemperatur von 154 C erreicht.
Danach wird die
<Desc/Clms Page number 2>
Heizung abgestellt und weitere 20 min geknetet. Dabei wird eine zähe Schmelze erreicht, so dass die Sigmaschaufeln wieder vollständig blank werden und die Schmelze in Schuppen entleert wer- den kann. Eine kurze Kühlung bewirkt das Abplatzen der Schmelze vom Trog. Die Zerkleinerung der Schmelze erfolgt über eine Schneidmühle zu einer Stückware von zirka 5 mm Grösse. Wenn ge- wünscht, kann die Stückware mit einer Stiftmühle unter Zugabe von flüssigem Stickstoff zu einem feinen Pulver gemahlen werden.
Beispiel 2 : Man arbeitet wie in Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass 0, 93 kg Poly- merweichmacher, 2, 77 kg Polyäthylenglykol und 6, 30 kg Phthalocyaninblau verwendet werden. Man erreicht eine Massetemperatur von 152 C.
Beispiel 3 : Man arbeitet wie in Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, dass 0, 96 kg Polymerweichmacher (Polyester aus Adipinsäure und 1, 2-Propandiol mit einer Viskosität bei 200C von 12000 mPa's, entsprechend einem Molekulargewicht von zirka 1800), 2, 42 kg Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 10000 und 6, 62 kg des Azopigmentes C. 1. 15850 verwendet werden. Man erreicht eine Massetemperatur von 156 C.
Beispiel 4 : Man arbeitet wie in Beispiel 1 und verwendet 0, 91 kg Polymerweichmacher, 1, 82 kg Polyäthylenglykol und 7, 27 kg des Disazopigmentes C. 1. 12475. Man erreicht eine Massetemperatur von 165 C.
Beispiel 5 : In einem Mischer werden 180, 0 kg Cadmiumrot, 34, 2 kg Polystyrol in Granulat sowie 57, 0 kg Polystyrol in Pulver gemischt. Danach werden 22, 8 kg Polymerweichmacher (Polyester aus Adipinsäure und 1, 2-Propandiol mit einer Viskosität bei 200C von 2500 mPa. s, entsprechend einem Molekulargewicht von zirka 1200) und 6, 0 kg Polyäthylenglykol wie in Beispiel 1 zugemischt. Die Mischung wird mit Wasser gekühlt. Nach 5 min wird ein homogenes Gemisch der Komponenten erreicht, das über eine Bodenklappe entleert wird. Die Weiterverarbeitung der Mischung erfolgt über einen Doppelschneckenkneter mit 4 Knetzonen. Die Mischung wird der Doppelschnecke zugeführt, wobei die Zuführung über eine Dosierschnecke erfolgt.
Die Temperatur beträgt dabei zirka 190 C. Nach der Zuführung erreicht die Masse eine Temperatur von 220 C.
Die Schmelze wird danach als Strang ausgetragen und durch ein Wasserbad gekühlt, entwässert und über einen Granulator zerschnitten. Wenn gewünscht, kann das Granulat zu einer Pulverware gemahlen werden.
Beispiel 6 : Man arbeitet wie in Beispiel 5, jedoch mit dem Unterschied, dass 120, 0 kg der Pigmentpräparation gemäss Beispiel 2, 96, 0 kg Polystyrol in Granulat, 75, 0 kg Polystyrol in Pulver und 9, 0 kg Polymerweichmacher wie in Beispiel 5 verwendet werden. Die Massetemperatur beträgt 200 C.
Beispiel 7 : Man arbeitet wie in Beispiel 5, jedoch mit dem Unterschied, dass 180, 0 kg einer Mischung aus Cadmiumrot und Eisenoxydrot, 45, 0 kg Polystyrol in Granulat, 48, 0 kg Polystyrol in Pulver, 21, 0 kg Polymerweichmacher wie in Beispiel 5 und 6, 0 kg Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 9000 verwendet werden. Die Massetemperatur beträgt 220 C.
Beispiel 8 : Man arbeitet wie in Beispiel 5, verwendet jedoch 150, 0 kg Chromgelb, 75, 0 kg Niederdruckpolyäthylen in Granulat, 39, 0 kg Niederdruckpolyäthylen in Pulver, 21, 0 kg Polymerweich- macher wie in Beispiel 5 und 15, 0 kg Polyäthylenglykol. Die Massetemperatur beträgt 190 C.
Beispiel 9 : Man arbeitet wie in Beispiel 5, verwendet jedoch 126, 0 kg des Pigmentpräparates gemäss Beispiel 1, 105, 0 kg Niederdruckpolyäthylen in Granulat und 69, 0 kg Niederdruckpolyäthylen in Pulver. Die Massetemperatur beträgt zirka 230oC.
<Desc / Clms Page number 1>
Pigment preparations have been known for a long time and are intended to improve the dispersibility which, when using the pure pigments, can usually only be achieved under difficult process conditions. Pigment preparations have also become known which ensure improved dispersibility, but which, owing to the inherent dispersing aids or carriers, can only be used for coloring special media. When processing pigment preparations, there has long been a desire to make them as universal as possible. H. regardless of the medium to be colored.
The object of the invention was to provide industry with pigment preparations which correspond to this desire to a greater extent than the known pigment preparations. Another object of the invention was to provide pigment preparations which have the highest possible pigment content. This relates in particular to the production of pigment preparations that are based on organic pigments. These high-percentage pigment preparations should also have good distribution properties and other improved color properties when later incorporated into a medium to be colored.
Another object of the invention was to produce pigment preparations which, when used in spin dyeing, i.e. H. in the coloring of a plastic mass before spraying have no inhomogeneities that lead to deposits on the spinneret and thus, for. B. in the previously used wax preparations, lead to thread breaks.
This object was achieved according to the invention by the creation of pigment preparations primarily for use in the plastics industry which consist of a) a pigment, b) a polymer plasticizer with a molecular weight of 1000 to 2000, which is an ester of a polyalcohol with a multifunctional acid, c) a polyethylene glycol and optionally d) polystyrene or low-pressure polyethylene.
As already stated, the term "polymer plasticizer" is understood to mean products which belong to polymer chemistry and which are esters of polyalcohols with polyfunctional acids. Examples of these include butanediol-1,4, propanediol-1,2 as diols, adipic acid, phthalic acid or azelaic acid or mixtures thereof. The products of the type mentioned are commercially available and can be used for the pigment preparations according to the invention. The polyethylene glycols are based on ethylene glycol, whereby the higher members of the ethylene glycol series are built up by further addition of ethylene oxide. Polyethylene glycols with a molecular weight of approximately 9000 are particularly suitable for the present purpose.
The pigment preparations, which consist only of pigment, polymer plasticizer and polyethylene glycol, are solid at normal temperature. Even when using organic pigments, the pigment content can be up to 75%. The proportion of polymer plasticizer to polyethylene glycol can fluctuate within certain limits; it is advantageously usually 6 parts to 4 parts of polyethylene glycol. This relates primarily to those pigment preparations which, in addition to polymer plasticizers and polyethylene glycol, also contain low-pressure polyethylene or polystyrenes. If the latter resins are absent, the proportion of polyethylene glycol should advantageously be increased for the preparation of pulverulent preparations.
Pigment preparations of the type mentioned can be on machines known per se, for. B. on a heatable kneader or an extruder. All pigments are basically suitable for the intended use.
Example 1: In a 40 1 kneader with sigma blades, which can be heated with 4.9 bar steam and can be cooled with water, 0.98 kg of polymer plasticizer (polyester made from adipic acid and butanediol with a viscosity at 200C of about 7000 mPa's are determined, according to DIN 53015, corresponding to a molecular weight of about 1400) and 1.76 kg of polyethylene glycol (molecular weight about 9000) melted with full steam supply. 7.35 kg of phthalocyanine green are added in 4 portions, care being taken to ensure that a kneadable melt is achieved after each addition of pigment. After the complete addition of pigment, kneading is continued for 10 min with full steam supply. A melt temperature of 154 ° C is reached here.
After that the
<Desc / Clms Page number 2>
Heating switched off and kneaded for a further 20 min. A tough melt is achieved, so that the sigma blades become completely bare again and the melt can be emptied in scales. A brief cooling causes the melt to flake off the trough. The melt is crushed by a cutting mill to a piece of about 5 mm in size. If desired, the piece goods can be ground to a fine powder using a pin mill with the addition of liquid nitrogen.
Example 2: The procedure is as in Example 1, but with the difference that 0.93 kg of polymer plasticizer, 2.77 kg of polyethylene glycol and 6.30 kg of phthalocyanine blue are used. A melt temperature of 152 C. is reached.
Example 3: The procedure is as in Example 1, but with the difference that 0.96 kg of polymer plasticizer (polyester from adipic acid and 1, 2-propanediol with a viscosity at 200C of 12000 mPa's, corresponding to a molecular weight of approximately 1800), 2 42 kg of polyethylene glycol with a molecular weight of 10,000 and 6.62 kg of azo pigment C. 1. 15850 can be used. A melt temperature of 156 C. is reached.
EXAMPLE 4 The procedure is as in Example 1 and 0.991 kg of polymer plasticizer, 1.82 kg of polyethylene glycol and 7.27 kg of disazo pigment C. 1. 12475 are used. A melt temperature of 165 C. is reached.
Example 5: 180.0 kg of cadmium red, 34.2 kg of polystyrene in granules and 57.0 kg of polystyrene in powder are mixed in a mixer. Then 22.8 kg of polymer plasticizer (polyester from adipic acid and 1, 2-propanediol with a viscosity at 200C of 2500 mPa.s, corresponding to a molecular weight of about 1200) and 6.0 kg of polyethylene glycol are mixed in as in Example 1. The mixture is cooled with water. After 5 minutes, a homogeneous mixture of the components is achieved, which is emptied via a bottom flap. The mixture is processed further using a twin-screw kneader with 4 kneading zones. The mixture is fed to the twin screw, which is fed via a metering screw.
The temperature is about 190 C. After the feed, the mass reaches a temperature of 220 C.
The melt is then discharged as a strand and cooled by a water bath, dewatered and cut using a granulator. If desired, the granules can be ground into a powder product.
EXAMPLE 6 The procedure is as in Example 5, but with the difference that 120.0 kg of the pigment preparation according to Example 2, 96.0 kg of polystyrene in granules, 75.0 kg of polystyrene in powder and 9.0 kg of polymer plasticizer as in Example 5 can be used. The melt temperature is 200 C.
Example 7: The procedure is as in Example 5, but with the difference that 180.0 kg of a mixture of cadmium red and iron oxide red, 45.0 kg of polystyrene in granules, 48.0 kg of polystyrene in powder, 21.0 kg of polymer plasticizer as in Examples 5 and 6.0 kg of polyethylene glycol with a molecular weight of 9000 can be used. The melt temperature is 220 C.
Example 8: The procedure is as in Example 5, but using 150.0 kg of chrome yellow, 75.0 kg of low-pressure polyethylene in granules, 39.0 kg of low-pressure polyethylene in powder, 21.0 kg of polymer plasticizer as in Examples 5 and 15.0 kg Polyethylene glycol. The melt temperature is 190 C.
EXAMPLE 9 The procedure is as in Example 5, but 126.0 kg of the pigment preparation according to Example 1, 105.0 kg of low-pressure polyethylene in granules and 69.0 kg of low-pressure polyethylene in powder are used. The melt temperature is around 230oC.