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IMPERIAL CHEMICALINDUSTRIES LIMITED, résidant à LONDRES.
NOUVELLES COMPOSITIONS DE PIGMENT.
La présente invention concerne de nouvelles compositions de pigments et plus particulièrement de nouvelles compositions de pigments spé- cialement utiles pour colorer le caoutchouc et d'autres matières polymères.
Dans la coloration du caoutchouc et d'autres matières polymères par des pigments certaines difficultés sont souvent dues au caractère pulvé- rulent de la poudre de pigment et à la dispersion malaisée du pigment dans le caoutchouc ou autre matière polymère à colorer. On a trouvé à présent que des compositions de pigments non pulvérulentes, qui se dispersent faci- lement dans le caoutchouc et d'autres matières polymères peuvent être obte- nues en mélangeant intimement un pigment avec un éther méthylique de poly- vinyle et une substance insoluble dans l'eau fondant entre 35 et 100 C.
Suivant l'invention, on procure de nouvelles compositions de pigments comprenant un pigment, un éther méthylique de polyvinyle et une substance insoluble dans l'eau fondant entre 35 et 100 C.
Les proportions des constituants peuvent varier dans de larges limites,mais en général, pour 100 parties en poids de pigment, la quantité de substance insoluble dans l'eau doit être comprise entre 10 et 200 parties, et celle de l'éther méthylique de polyvinyle entre 20 et 100 parties .
Les pigments peuvent être des pigments ou des laques inorgani- ques ou organiques, par exemple des pigments azo, des phtalocyanines ou des sels de composés azo contenant des groupes acides avec des métaux formant des laques, avec ou sans bases de laques (substrats). L'éther méthylique de polyvinyle utilisé doit être soluble dans l'eau et sa solution aqueuse doit avoir un point de trouble bien défini entre 20 et 100 C? par exemple à 35 C environ.
Des copolymères d'éther méthylique de vinyle avec d'autres mo- nomères, par exemple l'éther éthylique de vinyle peuvent être utilisés si on
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le désire, La substance insoluble dans l'eau peut être un mélange de sub- stances ou une seule, par exemple une substance organique grasse ou cireuse comme l'acide stéarique ou la cire de paraffine, mais on a trouvé que l'hui- le de ricin hydrogénée (cire opale) est particulièrement appropriée parce qu'elle est miscible à l'éther méthylique de polyvinyle et également suf- fisamment miscible au caoutchouc, au chlorure de polyvinyle et à quelques autres substancespolymères. Si on le désire, une petite proportion d'acide stéarique peut être ajoutée à la cire opale pour abaisser son point de fu- sion.
Les nouvelles compositions sont avantageusement obtenues en re- froidissant un mélange de la substance insoluble dans l'eau, fondue, d'une suspension aqueuse chaude de l'éther méthylique de polyvinyle et du pigment à une température non inférieure au point de trouble de la solution aqueuse de l'éther méthylique de polyvinyle, c'est-à-dire à la température à laquel- le la solution aqueuse froide doit être chauffée pour obtenir une suspension trouble par précipitation de l'éther méthylique de polyvinyle hors de la so- lution.La composition solide est séparée du milieu aqueux par exemple par filtration.
Lorsqu'on chauffe la solution aqueuse l'éther méthylique de po- lyvinyle précipite à l'état pratiquement anhydre et le pigment dispersé est floculé, de sorte qu'on obtient un mélange intime de l'éther méthylique de polyvinyle et du pigment. Le mélange est alors chauffé à une température su- périeure au point de fusion de la substance insoluble dans l'eau, puis re- froidie en dessous de ce point de fusion pour obtenir un mélange intime.
Cette composition peut être conformée en joncs, pastilles, comprimés, etc.
Elle n'est pas pulvérulente, et facilement dispersable dans le caoutchouc et d'autres substances polymères, par exemple le chlorure de polyvinyle, en donnant une coloration beaucoup plus forte qu'une quantité équivalente de pigment non traité.
L'invention est illustrée mais non limitée par les exemples sui- vants, dans lesquels les parties sont en poids.
EXEMPLE 1
On agite 100 parties d'une pâte aqueuse à 20 % du pigment obte- nu en copulant une proportion moléculaire de 3:3' dichlorobenzidine tétra--
EMI2.1
zotée avec deux proportions moléculaires de 1-phényl-3n.éthyl-5-pyrazolone, avec 100 par,ties d'une solution aqueuse à 6 % d'éther méthylique de polyvi# nyle et on chauffe le mélange à 95 C. On fait fondre en chauffant à 95 C 14 parties en poids d'huile de ricin hydrogénée (cire opale), et on verse la substance fondue dans le mélange chaud.
La suspension de matières solides ainsi obtenue est agitée jusqu'à ce que la température revienne à 60 C en- viron. Les matières solides sont séparées par filtration et séchées à 100 C=
Le produit peut être utilisé pour colorer le chlorure de poly- vinyle suivant la formule:
EMI2.2
<tb> chlorure <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> 100 <SEP> parties
<tb>
<tb> dibutyl-phtalate <SEP> 50"
<tb>
<tb> carbonate <SEP> basique <SEP> de <SEP> plomb <SEP> 8"
<tb>
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 1,6"
<tb>
<tb> pigment <SEP> traité <SEP> 2,0 <SEP> "
<tb>
Le coloration rouge ainsi obtenue est environ 20 % plus inten- se que celle que procure le pigment non traitée EXEMPT 2.
On agite 20 parties d'une solution aqueuse à 15 % d'éther mé- thylique de polyvinyle avec 100 parties d'une pâte aqueuse à 10 % de phtalo- cyanine cuivrique (préparée en dissolvant le pigment dans l'acide sulfurique
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concentré, en versant la solution dans l'eau,en séparant le pigment par filtration, en le débarrassant de l'acide par lavage, et en formant une pâ- te à 10 % par addition d'eau).
Le mélange est agité à 95 C et on ajoute un mélange de 5 parties d'huile de ricin hydrogénée (cire opale) et 2 parties diacide stéarique à 95 Ce Le mélange est refroidi à 60 C et filtré, et la composition de pigment ainsi obtenue est séchée à 100 C
Le produit, formé d'un mélange de pigment, éther méthylique de polyvinyle, cire opale et acide stéarique dans le rapport 10:3:5:2 est uti- lisé pour colorer du caoutchouc naturel suivant la formule ci-dessous, le mélange et la vulcanisation s'effectuant dans les appareils habituels, et le mélange étant vulcanisé par chauffage à 141 C pendant 30 minutes.
EMI3.1
<tb>
Caoutchouc <SEP> crpe <SEP> clair <SEP> 100
<tb>
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 3
<tb>
<tb> acide <SEP> stéarique <SEP> 1
<tb>
<tb> blanc <SEP> fixe <SEP> 50
<tb>
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 1
<tb>
<tb> soufre <SEP> 2,25
<tb>
<tb> mercaptobenzothiazole <SEP> 0,5
<tb>
<tb> composition <SEP> de <SEP> pigment <SEP> 2,0
<tb>
La coloration bleue ainsi obtenue est plus forte de 20% environ que celle qu'on obtient à partir du morne poids de phtalocyanine cuivrique préparée en séchant la pâte aqueuse et en broyant jusqu'à ce qu'elle passe par un crible B.S.S.No 100.
EXEMPLE3
On forme une pâte avec 100 parties de la laque de baryum du composé préparé en copulant l'acide 2-chloro-4-toluidine-5-sulfonique dia- zoté avec l'acide 2-hydroxy-3-naphtoïque, et 100 parties d'eau contenant 50 parties en poids d'éther méthylique de polyvinyle et on chauffe le mé- lange à 80 C. On refroidit la suspension à 50 C et on filtre. Le résidu so- lide sur le filtre est séché à 100 C, et extrudé encore chaud par une fi- lière pour obtenir un jonc continu.. Ce jonc est refroidi à la température ordinaire et rompu en petits morceaux de grandeur appropriée pour colorer le caoutchouc.
Au lieu d'extruder la matière sous la forme d'un jonc, le ré- sidu solide recueilli sur le filtre peut être séché à 100 C, refroidi, puis transformé en pastilles dans une machine à pastiller.
REVENDICATIONS.
1.- Nouvellescompositions de pigments caractérisées en ce quelles comprennent un pigment, un éther méthylique de polyvinyle, et une substance insoluble dans l'eau fondant entre 35 et 100 C.
2.- Nouvelles compositions de pigments suivant la revendica- tion 1, caractérisées en ce que la substance insoluble dans l'eau est une substance organique grasse ou cireuse.-
3.- Nouvelles compositions de pigments suivant la revendica- tion 1caractérisées en ce que la substance insoluble dans l'eau est l'hui- le de ricin hydrogénée.
4.- Nouvelles compositions de pigments suivant l'une ou l'au- tre des revendications précédentes, caractérisées en ce qu'elles contien- nent pour 100 parties de pigment de 10 à 200 parties de la substance inso- luble dans l'eau et de 20 à 100 parties d'éther méthylique de polyvinyle.
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IMPERIAL CHEMICALINDUSTRIES LIMITED, residing in LONDON.
NEW PIGMENT COMPOSITIONS.
The present invention relates to novel pigment compositions and more particularly to novel pigment compositions especially useful for coloring rubber and other polymeric materials.
In coloring rubber and other polymeric materials with pigments certain difficulties are often due to the pulverulent nature of the pigment powder and the difficult dispersion of the pigment in the rubber or other polymeric material to be colored. It has now been found that non-pulverulent pigment compositions which readily disperse in rubber and other polymeric materials can be obtained by intimately mixing a pigment with polyvinyl methyl ether and an insoluble substance. in water melting between 35 and 100 C.
According to the invention, novel pigment compositions are provided comprising a pigment, a polyvinyl methyl ether and a water insoluble substance melting between 35 and 100 ° C.
The proportions of the constituents can vary within wide limits, but in general, per 100 parts by weight of pigment, the amount of water-insoluble substance should be between 10 and 200 parts, and that of polyvinyl methyl ether. between 20 and 100 games.
The pigments can be inorganic or organic pigments or lakes, for example azo pigments, phthalocyanines or salts of azo compounds containing acid groups with lacquer-forming metals, with or without lacquer bases (substrates). The polyvinyl methyl ether used must be soluble in water and its aqueous solution must have a well-defined cloud point between 20 and 100 C? for example at approximately 35 ° C.
Copolymers of methyl vinyl ether with other monomers, for example ethyl vinyl ether can be used if one is used.
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The water insoluble substance can be a mixture of substances or a single one, for example a fatty or waxy organic substance such as stearic acid or paraffin wax, but it has been found that oil Hydrogenated castor (opal wax) is particularly suitable because it is miscible with polyvinyl methyl ether and also sufficiently miscible with rubber, polyvinyl chloride and some other polymeric substances. If desired, a small proportion of stearic acid can be added to the opal wax to lower its melting point.
The novel compositions are advantageously obtained by cooling a mixture of the molten water-insoluble substance, a hot aqueous suspension of the polyvinyl methyl ether and the pigment to a temperature not lower than the cloud point of the mixture. aqueous solution of the polyvinyl methyl ether, i.e. at the temperature at which the cold aqueous solution must be heated to obtain a cloudy suspension by precipitation of the polyvinyl methyl ether out of the sodium hydroxide. The solid composition is separated from the aqueous medium, for example by filtration.
When the aqueous solution is heated, the polyvinyl methyl ether precipitates in a substantially anhydrous state and the dispersed pigment is flocculated, so that an intimate mixture of the polyvinyl methyl ether and the pigment is obtained. The mixture is then heated to a temperature above the melting point of the water insoluble substance and then cooled below that melting point to obtain an intimate mixture.
This composition can be shaped into rods, lozenges, tablets, etc.
It is not powdery, and easily dispersible in rubber and other polymeric substances, for example polyvinyl chloride, giving a much stronger coloration than an equivalent amount of untreated pigment.
The invention is illustrated but not limited by the following examples, in which parts are by weight.
EXAMPLE 1
100 parts of a 20% aqueous paste of the pigment obtained by coupling a molecular proportion of 3: 3 'dichlorobenzidine tetra-- are stirred.
EMI2.1
zoted with two molecular proportions of 1-phenyl-3n.ethyl-5-pyrazolone, with 100 parts of a 6% aqueous solution of polyvinyl methyl ether and the mixture is heated to 95 C. melt by heating 14 parts by weight of hydrogenated castor oil (opal wax) to 95 ° C., and the molten substance is poured into the hot mixture.
The suspension of solids thus obtained is stirred until the temperature returns to about 60 ° C. The solids are separated by filtration and dried at 100 C =
The product can be used to color polyvinyl chloride according to the formula:
EMI2.2
<tb> <SEP> polyvinyl <SEP> <SEP> 100 <SEP> parts
<tb>
<tb> dibutyl-phthalate <SEP> 50 "
<tb>
<tb> carbonate <SEP> basic <SEP> of <SEP> lead <SEP> 8 "
<tb>
<tb> <SEP> titanium <SEP> oxide <SEP> 1.6 "
<tb>
<tb> pigment <SEP> treated <SEP> 2.0 <SEP> "
<tb>
The red coloration thus obtained is approximately 20% more intense than that obtained by the untreated pigment EXEMPT 2.
20 parts of a 15% aqueous solution of polyvinyl methyl ether are stirred with 100 parts of a 10% aqueous paste of cupric phthalocyanine (prepared by dissolving the pigment in sulfuric acid.
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concentrate, pouring the solution into water, separating the pigment by filtration, removing acid from it by washing, and forming a 10% paste by adding water).
The mixture is stirred at 95 ° C. and a mixture of 5 parts of hydrogenated castor oil (opal wax) and 2 parts of stearic diacid at 95 Ce is added.The mixture is cooled to 60 ° C. and filtered, and the pigment composition thus obtained is dried at 100 C
The product, formed from a mixture of pigment, polyvinyl methyl ether, opal wax and stearic acid in the ratio 10: 3: 5: 2 is used to color natural rubber according to the formula below, the mixture and the vulcanization being carried out in the usual apparatus, and the mixture being vulcanized by heating at 141 ° C. for 30 minutes.
EMI3.1
<tb>
Rubber <SEP> crpe <SEP> clear <SEP> 100
<tb>
<tb> oxide <SEP> of <SEP> zinc <SEP> 3
<tb>
<tb> <SEP> stearic acid <SEP> 1
<tb>
<tb> white <SEP> fixed <SEP> 50
<tb>
<tb> <SEP> titanium <SEP> oxide <SEP> 1
<tb>
<tb> sulfur <SEP> 2.25
<tb>
<tb> mercaptobenzothiazole <SEP> 0.5
<tb>
<tb> <SEP> composition of <SEP> pigment <SEP> 2.0
<tb>
The blue coloration thus obtained is about 20% stronger than that obtained from the dismal weight of cupric phthalocyanine prepared by drying the aqueous paste and grinding until it passes through a B.S.S. No. 100 screen.
EXAMPLE 3
A paste is formed with 100 parts of the barium lake of the compound prepared by coupling 2-chloro-4-toluidin-5-sulfonic acid diazotized with 2-hydroxy-3-naphthoic acid, and 100 parts of water containing 50 parts by weight of polyvinyl methyl ether and the mixture is heated to 80 ° C. The suspension is cooled to 50 ° C. and filtered. The solid residue on the filter is dried at 100 ° C., and while still hot extruded through a die to obtain a continuous strand. This strand is cooled to room temperature and broken into small pieces of suitable size to color the rubber. .
Instead of extruding the material in the form of a rod, the solid residue collected on the filter can be dried at 100 ° C, cooled and then made into pellets in a pelletizing machine.
CLAIMS.
1.- New pigment compositions characterized in that they comprise a pigment, a polyvinyl methyl ether, and a substance insoluble in water melting between 35 and 100 C.
2.- New pigment compositions according to claim 1, characterized in that the substance insoluble in water is a fatty or waxy organic substance.
3. New pigment compositions according to claim 1, characterized in that the water insoluble substance is hydrogenated castor oil.
4. New pigment compositions according to one or the other of the preceding claims, characterized in that they contain per 100 parts of pigment from 10 to 200 parts of the substance insoluble in water. and from 20 to 100 parts of polyvinyl methyl ether.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.