Procédé de préparation d'un pigment jaune La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un pigment jaune. Elle concerne de nouveaux colorants de ce type insolubles dans l'eau.
Pratiquement, tous des pigments azo jaunes im portants industriellement appartiennent à la classe dite jaune Hansa ou à .la classe dite jaune benzi- dine. Un jaune Hansa peut être défini comme une aniline mono ou polysubstituée couplée avec un acéto- acéto-arylide. De même,
un jaune benzidine peut être défini comme le produit du couplage de la benzidine ou d'une benzidine substituée avec un acéto-acéto- arylide. Par exemple, le jaune Hansa G s'obtient en couplant la méta-nitro para-toluidine diazotée avec l'acéto-acéto-aniline,
de jaune Hansa 3G résulte du couplage de la para-chloro"ortho-nitroaniline di- azotée avec l'acéto-facéto-aniline, et le jaune Hansa lOG est obtenu en couplant la para-chloro-ortho- nibroaniline diazotée et l'.acéto-acéto-.ortho-chloro-.ani- lide. Dans la classe benzidine,
le couplage de l'ortho- dichloro-benzidine tétrazotée avec l'acéto-acéto-ani- lide, l'acéto,acéto-ortho-toluidine, l'acéto acéto-.ortho- anisidide de l'acéto-acéto-ortho-xylidide, donnne des pigments utiles industriellement. Chaque classe présente certains attributs avantageux.
C'est ainsi, par exem ple, due les jaunes Hansa présentent généralement une excellente stabilité à da lumière, tandis que les jaunes benzidine, bien qu'en général .inférieurs à ce point de vue, présentent l'avantage :d'une forte inten sité, d'une faible pression !de vapeur et d'une solubi lité réduite dans les .liquides organiques.
Cette diffé rence dans la solubilité peut être ,pratiquement impor tante, car elle peut déterminer des solvants 'au des liquides limites dans lesquels les particules ou les cris taux des pigments croissent en dimension ou non, le pigment, dans le premier cas, .perdant une partie appréciable de son intensité tinctoriale.
Le but de l'invention est de fournir .des .pigments jaunes Hansa dont les propriétés sont meilleures que celles des pigments connus de ce type, ù pairtir de produits intermédiaires faciles à obtenir.
Le procédé faisant l'objet ide la présente invention est caractérisé en ce qu'on couple une 4,chloro-2- nitroaniline diazotée avec (1) -l'-acéto-acéto-para-phé- nétidide ou (2)
l'.acéto-acéto-ortho-anisidide. Les com posés obtenus sont représentés respectivement par les formules suivantes
EMI0001.0102
Le pigment répondant -à la formule (1) est un nouveau jaune Hansa -> d'une nuance un peu plus rouge que le jaune H.ansa de teinte G, et il pré sente non seulement une bonne .stabilité générale,
mais aussi une résistance à la lumière supérieure coanpa- rativement aux autres jaunes Hansa de nuanc rouge qui peuvent être obtenus à partir :de produits intermédiaires facilement,disponibles.
Le pigment répondant à la formule (2) est un jaune < - Hansa de teinte G qui présente la propriété de résister à la croissance .des :cristaux dans les con ditions qui entraînent pour le jaune Hansa G -> ou le jaune Hansa 3G >> mentionnés la croissance des cristaux et la perte de l'intensité tinctoriale. ,Cette propriété peut se rencontrer aussi chez le jaune < .
Hansa lOG connu, mais ce pigment présente une teinte trop<I>verte</I> pour être utilisé à la place du jaune < : Hansa G . Le couplage :du 5-chIoro-2-amino-to- luène et de l'acéto-acéto-2,5--diméthoxy-4-chloro-ani- lide produit un jaune Hansa approximativement de la teinte 3G, et ce pigment présente aussi les pro priétés désirées.
Toutefois, son prix de .revient est plusieurs fois celui du jaune Hansa G @>, ce. qui limite son utilisation.
On a pu confirmer la conception selon laquelle la substitution du groupe méthoxy :dans le second coin- posant du composé améliore sa résistance à la crois sance des cristaux. <B>1.1</B> est surprenant de :constater que le nouveau pigment présente une stabilité à la lumière fortement améliorée par rapport aux pigments < . Hansa ou Hansa 3G conventionnels.
Ce point constitue à lui seul une amélioration importante, :car la raison principale d'utiliser le jaune Hansa G à la place du jaune benzidine beaucoup plus intense est sa meilleurs stabilité. Non sculement -le nouveau pig ment présente la teintc désirée, mais il allie cette pro priété avec la meilleure stabilité associée jusqu'ici aux composants de teinte plus verte de la classe des jaunes < : Hansa .
L'exemple ci-après concerne la préparation du pigment jaune < ; Hansa de nuance rouge correspon dant à la formule (1) ci-dessus. Le couplage peut être effectué avec ou sans agents tensioactifs. Les parties sont indiquées en.poids. <I>Exemple 1</I> On forme une boue avec 17,25 parties @de 4-chloro- 2-nitroaniline dans 100 parties d'eau.
On ajoute à cette boue 39,5 .parties d'acide chlorhydrique à 29,3 11/0. Après refroidissement à 5,, C avec de la glace, on ajoute 7,3 parties de nitrite de sodium et on effectue la diazotation <B>de</B> la manière normale. Après achèvement de la diazotatiotr, on détruit l'ex cès de nitrite en ajoutant une quantité suffisante d'acide sulfamique.
On dissout 23,25 parties d'acéto-acét_o-para-phé- nétidide dans 250 parties d'eau contenant 4,5 parties d'hydroxyde de sodium, à 35-400C, puis on dilue à 1500 parties à 15,j C avec de l'eau pour couplage. On ajoute 17 parties d'acétate de sodium et en rend le mélange acide au tournesol en ajoutant 10,6 par ties d'acide acétique à 70 0/0.
Le couplage s'effectue en ajoutant la diazo-sol:u- tion à la .suspension d'acéto-acéto-para-phénétidid2 en 30 minutes. La boue colorée est alors amenée à un pH compris entre 7,2 et 7,5 avec de la soude caustique et chauffée à l'ébullition à la vitesse d'un degré par minute. On laisse bouillir pendant 15 mi- jrî1tes. La boue colorée est séparée par filtration, lavée soigneusement et séchée à 82,#C.
Analyse: calculé pour C,@H,;O.5NICI C 51,97 H 4,37 N 14,25 Cl 9,04. Trouvé : C 51,52 H 4,12 N 13,56 Cl 8,53 On prépare de même un pigment jaune Hansa conventionnel de nuance rouge comme suit <I>Exemple</I> On forme une boue avec 23,1 parties de 4-chloro- 2-nitroaniline et 2,75 parties de 2-nitro-p-anisidide dans 150parties d'eau.
On ajoute à cette boue 59,5 parties d'acide chlorhydrique à 29,3 11l0. Après refroi dissement à 101 C avec :de la glace, on ajoute une solution de 11,1 parties de nitrite de sodium dans 40 parties d'eau et on effectue la -diazotation de la ma nière ordinaire. Après achèvement de .la diazotation, on détruit l'excès de nitrite en ajoutant -une quantité suffisante d'acide sulfamique.
On dissout 28,2 parties d'acéto-acéto-anilide dans 200 parties d'eau à 35-40e C contenant 6,7 parties d'hydroxyde de sodium, et on dilue à 1500 parties à 15,, C avec de l'eau pour couplage. On ajoute 20,4 parties d'acétate de sodium et en rend le mélange acide au tournesol en ajoutant 15,9 parties d'acide acétique à 70 0/0.
Le couplage s'effectue en ajoutant la diazo-solu- tion à la suspension d'acéto-acéto-anilide en 30 mi nutes. On chauffe la boue colorée à 95@ C à la vitesse d'un degré par minute et on maintient à 95-, C pen dant 30 minutes. On sépare la boue colorée par filtra tion, on la,lave .soigneusement et on la sèche à 82 C.
<I>Exemple 3</I> On essaie les pigments obtenus par les procédés décrits dans les exemples 1 et 2 pour la stabilité à la lumière, en utilisant,des méthodes connues dans l'in- -dûstrie des colorants.
On prépare comme suit trois séries de panneaux d'exposition : les pigments sont dispersés dans les quantités voulues pour .donner une intensité égale (1) dans une base blanche de latex acrylique, avec application sur des bardeaux d'amiante, (2) dans un émail du type alkyde modifié à l'huile de lin, à chaîne moyenne, avec application sur un revêtement primaire blanc à base d'huile sur des panneaux de cèdre rouges, (3) dans une peinture blanche à base d'huile, avec application sur des pan neaux de .cèdre rouges.
Les trois séries de panneaux sont :exposées alors pendant .trois mois dans une sta tion d'essais subtropicale, dans des conditions stan dards pour les apprêts industriels, soit à 45 face au sud. Les panneaux sont examinés visuellement après ces trois mois d'exposition. Dans les trois cas, les panneaux préparés en utilisant le nouveau pigment décrit dans l'exemple 1 montrent un affaiblissement de la teinte très inférieur à celui des panneaux pré parés avec un pigment jaune Hanse > du commerce tel que décrit dans -l'exemple 2.
L'exemple suivant illu@s.tre ,une mise en oeuvre du procédé pour la préparation id'lun pigment présentant la nuance du jaune Hanse G et correspondant à la formule (2) donnée plus haut. <I>Exemple 4</I> On forme une boue avec 17,25 parties de 2-ni.tro- 4#-chloroa.niline (4-chloro-2-nitraniline) dans 100 par ties d'eau. On ajoute à cette boue 58 parties .d'acide chlorhydrique à 29,3 0/0.
Après refroidissement à 5 C avec de ,la glace, on .ajoute 8 .parties de nitrite de sodium et on achève -la diazotation en brassant pendant 2 heures à 1011,C. L'excès de nitrite est détruit en ajoutant la -quantité voulue d'acide sulfa- mique.
On dissout 21,7 parties d'acéto-acé.to-ortho-anisi- dide (2-méthoxy-acéto-acétanilide) dans 250 parties d'eau à 25 C contenant 4,5 parties d'hydroxyde de sodium, et on -dilue à 1500 parties à 15-, C avec de l'eau pour couplage. On ajoute 27 parties d'acétate de sodium et on acidifie le mélange au tournesol en ajoutant 10,6 parties d'acide acétique à 70 0/0.
On effectue le couplage en ajoutant la di.azo-solu- tion à la suspension de l'acéto-acéto-arylide en 30 minutes. La boue colorée est alors ajustée à un pH de 7,2-7,5 avec de l'hydroxyde de sodium et chauffée à l'ébullition, celle-ci étant maintenue .pendant 15 minutes. La boue colorée est séparée par filtration, lavée et séchée pour produire un :colorant .sec typi que. On peut toutefois supprimer le séchage pour obtenir une :pulpe qui :doit être subséquemment trans formée en une dispersion aqueuse.
De même, un :pigment jaune Hanse G con ventionnel peut être :préparé .comme suit <I>Exemple 5</I> On forme une boue avec 15,2 parties :de m-nitro- p-toluidine (3-nitra-4-aminotoluène) .dans 100 parties d'eau. On ajoute à cette boue 39,5 parties- d'acide chlorhydrique à 29,3 0/0. Après refroidissement à 5 C avec de la glace, on ajoute 7,1 parties de nitrite de sodium et on achève .la diazotation en brassant pendant 45 minutes à 121, C.
On dissout 18,7 parties l'acéto-acétanilide dans 100 parties d'eau à 350 C contenant 4,5 parties d'hy droxyde de sodium et on :dilue à 1225 parties à 150 C avec de l'eau pour couplage. On ajoute<B>13,5</B> parties d'acétate de sodium et on rend le mélange acide au tournesol en ajoutant 10,6 .parties d'acide acétique â 70 %.
On effectue le couplage en ajoutant la -dazo-solu- tion à la suspension de l'acéto-acéto-arylide en 45 minutes. La boue colorée ,résultante a un .pH de 3,7 à 4,0, .elle est séparée par filtration et lavée. Elle peut être séchée pour produire un colorant sec typique, ou ce stade de séchage peut être supprimé afin d'obtenir une pulpe qui sera transformée .subséquemment en une dispersion aqueuse.
Les pigments secs obtenus comme décrits ci- dessus sont essayés de la manière :conventionnelle dans l'industrie des colorants secs. On :prépare des encres tde base en mélangeant 0,5 g du pigment et 0,7 g de vernis litho No 0 et en broyant le mélange pendant 150 .révolutions dans un dispositif de Hoover Muller portant un poids de 45 kg.
On prépare :de même :des encres teintées ou pastels en mélangeant soigneusement avec une spatule 0,100 g de ladite encre de base avec 5,000 g de pâte blanche à d'huile et oxyde de zinc. Les comparaisons de ces encres faites de la manière usuelle montrent que le pigment obtenu comme décrit dans :l'exemple 4 est légèrement foncé et transparent dans la base, présente uns teinte très légèrement verte et une intensité proche de :celle du pigment obtenu selon d'exemple 5.
La stabilité relative à la lumière est comparée .en plaçant une petite quan tité de chaque encre de teinture en juxtaposition sur un papier et .en produisant une mince ,couche ,par éti rage des encres avec une spatule .large, éliminant ainsi simultanément tout excès desdites encres. Après sé chage donnant une pellicule ne collant pas, les échan tillons sont placés -dans :un Fade-O-Meter et exposés à l'effet d'une lumière ultraviolette pendant 140 heu res.
Il se produit un affaiblissement très inférieur de la couleur jaune dans une encre faite :avec le ,pigment obtenu comme décrit dans l'exemple 4 comparative ment à la perte de couleur dans une encre faite avec le pigment de l'exemple 5. La différence<B>de</B> stabilité est appréciable et très importante dans toute applica tion où on recherche une bonne stabilité à la lumière.
La supériorité du nouveau :pigment de la teinte du jaune Hanse G sur le jaune Hanse G connu, quand il est utilisé en .dispersion aqueuse, peut être facilement montrée. <I>Exemple 6</I>
EMI0003.0107
Gâteau <SEP> pressé <SEP> du <SEP> pigment <SEP> se lon <SEP> l'exemple <SEP> 4 <SEP> (25 <SEP> % <SEP> de
<tb> matières <SEP> solides) <SEP> .. <SEP> . <SEP> .. <SEP> 80 <SEP> parties
<tb> Triton <SEP> X-L00 <SEP> (marque <SEP> dépo sée, <SEP> Ro:
hm <SEP> & <SEP> Haas) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 4 <SEP>
<tb> Dowicide <SEP> B<B>.......... <SEP> .....</B> <SEP> ... <SEP> 0,25 <SEP> >
<tb> Eau <SEP> <B>.. <SEP> . <SEP> .... <SEP> .. <SEP> ........ <SEP> ...... <SEP> . <SEP> .. <SEP> ..........</B> <SEP> 15,75 <SEP> On charge ces matières dans un moulin à boulets et on broie pendant 20 heures au minimum jusqu'à déflloculation et dispersion complète du pigment. La composition obtenue après .ce :broyage convient comme agent colorant dans beaucoup des peintures au latex.
<I>Exemple 7</I> On procède comme décrit dans l'exemple 6, sauf qu'on utilise un gâteau pressé du pigment de l'exem ple 5 et non du pigment de l'exemple 4. Les dispersions aqueuses des pigments obtenus selon les exemples 6 et 7 sont divisées chacune en deux parts approximativement égales. Une part de chacune, désignée par 6A ou 7A, .est maintenue à la température ambiante,
tandis que les autres parts 6B et 7B sont vieillies d'une manière accélérée en les maintenant à 490 C pendant 7 jours. A la fin de cette période, on prépare des peintures .au latex jaunes à partir de chaque échantillon en ajoutant 3,0 g de dis persion à<B>100</B> g de peinture au latex blanche, par exemple la peinture Satin Luminail (marque déposée, National Chemical & <B>Mg.</B> Co.).
Les comparaisons entre une peinture et une autre .sont faites en plaçant un échantillon sur un papier ou @un carton et en utili sant une tige pour étirer la peinture en excès et pro duire une surface revêtue unie, le bord du ruban d'une peinture étant en contact continu avec le bord du ruban de l'autre peinture.
Par ce procédé, on observe ce qui suit 1) Les peintures 6A .et 7A sont très proches quant à l'intensité et la teinte.
2) Les peintures 6A et 6B sont très proches quant à l'intensité et la teinte.
3) La peinture 7A est beaucoup plus intense que la peinture 7B.
4) La peinture 6B est beaucoup plus intense que la peinture 7B.
Ceci montre que, alors .que le vieillissement par la chaleur n'a pas d'effet sur la dispersion de l'exemple 6, il produit une grande perte de l'intensité tinctoriale dans la ,dispersion faite selon l'exemple 7.
L'examen microscopique en révèle 1a cause: les particules des dispersions 6A, 6B et 7A sont dans le domaine sub- microscopique, tandis qu'on .remarque une forte crois sance des cristaux dans la dispersion 7B, donnant des cristaux aciculaires -d'une dimension de 3 à 30 mi crons.
Des peintures au .latex 6A et 7A, après séchage, sont comparées après une exposition pendant 140 heures dans le Fade-O-Meter. La peinture 7A montre un fort affaiblissement ide la couleur, tandis que l'af faiblissement ide la peinture 6A est sensiblement infé rieur, bien qu'appréciable.
On peut utiliser toute méthode appropriée pour la préparation des pigments jaunes, .par exemple cel les connues dans les techniques de diazotation et de couplage familières dans .l'industrie de la fabrication des pigments organiques.
II est utile .de noter cepen dant qu'il est avantageux de .chauffer le pigment après le couplage, car on obtient ainsi .une .amélioration de la stabilité à la lumière -et, en même temps, dans le cas d'un .pigment .de nuance rouge, une coloration plus claire et plus opaque, .une teinte un peu plus rouge et une perte de 4 parties environ seulement .de l'intensité tinctoriale. Dans -le cas du pigment Hanse jaune présentant la teinte G, aucune .perte pratique d'intensité ne résulte de ce chauffage, ce qui montre encore la résistance améliorée à la croissance des cristaux de ce composé.
Un chauffage similaire n'est pas utilisé pour le pigment Hansa G convention nel dont :la préparation est donnée dans l'exemple 5, car il est bien connu qu'il se produirait une perte appréciable de l'intensité tinctoriale.
Le pigment jaune Hansa à nuance rouge est spécialement utile comme pigment pour des peintures qui doivent être stables .à la lumière. Il peut être uti lisé aussi dans les encres d'impression, les mines de crayons et, sous forme de dispersion aqueuse, dans les peintures, émulsions au latex.
Bien que le pigment jaune Hansa de teinte G :soit également utile dans les peintures et les encres d'impression, de même que dans .de nombreuses autres ,applications, il est particu lièrement adapté, sous forme de dispersion aqueuse, pour l'emploi dans des peintures émulsion à base de résine colorée, communément appelées peintures au latex.