Pulverförmige Pigmentpräparate Pigmente werden oft zum Färben von Stoffen verwendet, die im Gemisch mit Wasser vorliegen, z. B. von Papierbrei, Viscoselösung, Zement oder wässrigen Kunststoffdispersionen. Hierfür werden die Pigmente zuvor in Pigmentpräparate übergeführt, die sich besser in dem zu färbenden Gemisch ver teilen. Pastenförmige Pigmentpräparate erhält man z.
B. durch mechanische Bearbeitung von wässrigen Pigmentdispersionen, die oberflächenaktive Stoffe enthalten. Wässrige Kunststoffdispersionen und An strichmittel auf deren Basis sind besonders gut mit solchen Pigmentpräparaten verträglich, die als ober flächenaktive Stoffe nichtionische Dispergiermittel enthalten, weil diese weniger zu Wechselwirkungen mit den Bestandteilen der Kunststoffdispersionen nei gen als anionische Dispergiermittel. Leider haben aber Präparate mit nichtionischen Dispergiermitteln auch schwerwiegende Nachteile,
die solche mit anio- nischen Dispergiermitteln nicht haben. So können aus wässrigen Pigmentdispersionen, die anionische Dispergiermittel enthalten, durch vorsichtiges Trock nen wasserfreie, pulverförmige Präparate hergestellt werden, die sich in wässrigen Medien leicht wieder kolloidal verteilen lassen.
Aus Pigmentdispersionen, die nichtionische Dispergiermittel enthalten, werden dagegen beim Trocknen harzige Massen oder besten falls stark klebende und Klumpen bildende Pulver erhalten, die in wässrigen Medien nur unvollständig oder nur durch intensive mechanische Bearbeitung kolloidal verteilt werden können.
Es wurde deshalb versucht, ein Pigmentpräparat herzustellen, das pulverförmig ist, sich in wässrigen Medien leicht kolloidal verteilen lässt und nicht ionische Dispergiermittel enthält. Dabei wurde ge funden, dass man solche Präparate erhält, wenn man ein oder mehrere Pigmente unter Zusatz wenigstens eines nichtionischen Dispergiermittels in Wasser di- spergiert, trocknet und mit einem feinteiligen anorga nischen Stoff vermischt. Häufig ist das Ergebnis be sonders gut, wenn ein Schutzkolloid mitverwendet wird.
In dieser Weise lassen sich anorganische und organische Pigmente zu Präparaten verarbeiten, z. B. Titanweiss, Oxydgelb, Oxydrot, Umbra, Russ, Kupfer- phthalocyanine, Azopigmente oder Indanthrenpig- mente.
Geeignete nichtionische Dispergiermittel sind z. B. die bekannten Anlagerungsverbindungen von Äthylenoxyd oder Propylenoxyd an Alkohole oder Phenole, insbesondere solche von etwa 6-100 Mol Äthylen- oder Propylenoxyd an 1 Mol eines gerad- kettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättig ten Fettalkohols, der vorzugsweise 12 bis 20 Kohlen stoffatome enthält, oder an 1 Mol eines alkylierten Phenols mit 1-3 Alkylresten,
die zusammen etwa 8-24 C-Atome enthalten.
Feinverteilte anorganische Stoffe im Sinne der Erfindung sind z. B. feinpulveriges Siliciumdioxyd, Titandioxyd, Aluminiumoxyd, Aluminiumsilikat oder Calciumsilikat. Sie entfalten ihre Wirkung, das Pig mentpräparat pulverförmig zu erhalten, besonders gut, wenn sie nach dem Trocknen der ein nicht ionisches Dispergiermittel enthaltenden wässrigen Pigmentdispersion zugegeben werden. Aber auch während des Trocknens und, wenn auch mit nicht ganz so gutem Erfolg, vor dem Trocknen können sie zugegeben werden.
Als Schutzkolloide können mit besonders gutem Erfolg Polyvinylpyrrolidon oder Polyacrylsäure mit einem k-Wert nach Fikentscher zwischen etwa 10 und 150 und vorzugsweise zwischen 25 und 50 verwendet werden.
Die genannten Bestandteile kön nen in weiten Mischungsbereichen angewandt wer den, von denen die folgenden bevorzugt sind: 2-70 Gewichtsprozent eines oder mehrerer nichtionischer Dispergiermittel, 0,2-10 Gewichtsprozent des anor ganischen Stoffes und 2-70 Gewichtsprozent des Schutzkolloids - und insbesondere 20-40 Gewichts prozent eines oder mehrerer nichtionischer Disper- giermittel, 0,5-2 Gewichtsprozent des anorganischen Stoffes und 20-4.0 Gewichtsprozent des Schutzkol loids,
wobei die Prozentangaben im Falle des nicht ionischen Dispergiermittels und des Schutzkolloids auf das Pigment und im Falle des feinteiligen anorga nischen Stoffes auf das getrocknete Pigmentpräparat bezogen sind und die Mengenangaben für den anor ganischen Stoff für den Fall gelten, dass dieser wäh rend oder nach dem Trocknen zugegeben wird. Gibt man ihn bereits vor dem Trocknen zu, so :sind 2-50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Pigment, besonders günstig.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Pigmentpräparate besteht darin, dass man ein wäss- riges Pigmentgemisch, wie es als Filterrückstand oder sogenannter Presskuchen bei der Herstellung des Pigments erhalten wird, mit dem nichtionischen Dispergiermittel und gegebenenfalls mit dem Schutz kolloid vermischt. Dabei kann man sich z. B. eines Walzenstuhles, einer Kugelmühle oder eines Rührers, z. B. eines Polytronrührers, bedienen.
Man kann je doch das Schutzkolloid auch nach diesem Arbeits gang zugeben und in der erhaltenen Dispersion ver teilen. Diese wird anschliessend, beispielsweise durch Zerstäuben, getrocknet und mit dem feinteiligen anorganischen Stoff vermischt, wobei man diesen zusammen mit der Dispersion zerstäuben oder nach träglich in einer der üblichen Misch- oder Schüttel maschinen zugeben kann.
Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. <I>Beispiel 1</I> 2700 Teile eines wässrigen Presskuchens, ent haltend 900 Teile des gelben Pigmentfarbstoffes C. I. 11710 (Pigment Yellow 3), werden durch Verrühren mit 300 Teilen des Anlagerungsproduktes von 20 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Dioctylphenol verflüssigt.
In der erhaltenen Suspension werden unter Rühren 270 Teile Polyvinylpyrrolidon mit dem k-Wert 30 gelöst. Man homogenisiert so lange mit einem Poly- tronrührer, bis eine gleichmässige Verteilung der Teilchen erreicht ist. Die homogene Suspension wird mit einem Zerstäubungstrockner getrocknet.
Das ge trocknete Produkt wird nach Zusatz von 30 Teilen feinteiligem Siliziumdioxyd (Handelsprodukt Cabo- sil ) maschinell geschüttelt, bis eine gleichmässige Mischung entstanden ist.
Das erhaltene Produkt ist ein lockeres gelbes Pulver, das sich in den üblichen Dispersions-Anstrich stoffen rasch und gleichmässig verteilen lässt.
<I>Beispiel 2</I> 1800 Teile eines wässrigen Presskuchens, enthal tend 400 Teile Kupferphthalocyanin, werden mit 100 Teilen des Anlagerungsprodukts von 12 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Diamylphenol in einer Kugel mühle so lange gemahlen, bis eine gleichmässige Verteilung erreicht ist.
Die Suspension wird mit ;einem Zerstäubungstrockner getrocknet, und das getrocknete Produkt wird mit Hilfe einer Schüttel maschine mit 25 Teilen feinteiligem Siliziumdioxyd ( Carbosil ) gründlich gemischt.
Das so erhaltene lockere blaue Pulver lässt sich leicht homogen in die üblichen Dispersions-Anstrich- farben einrühren. <I>Beispiel 3</I> 100 Teile de Anlagerungsproduktes von 15 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Nonylphenol werden in 1600 Teilen Wasser gelöst. In die Lösung werden 400 Teile Eisenoxydrot eingetragen und durch Rühren mit einem Polytronrührer homogen verteilt.
In der so erhaltenen Suspension löst man<B>115</B> Teile des Ammoniumsalzes einer Polyacrylsäure, die als Na triumsalz in 10 % iger wässriger Lösung eine Viscosität von 300-500 eP hat, und trocknet in einem Zer- stäubungstrockner unter gleichzeitigem Einstäuben von 25 Teilen eines feinteiligen Siliziumdioxyds ( Cabosil ).
Das so erhaltene rotbraune Pulver eignet sich vor züglich zum Färben von wässrigen Kunstharzdisper- sionen.
<I>Beispiel 4</I> Man löst 100 Teile des Anlagerungsproduktes von 60 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Dinonylphenol in 1500 Teilen Wasser und anschliessend 150 Teile Polyvinylpyrrolidon mit dem k-Wert 30. Diese Lö sung gibt man zusammen mit 300 Teilen Russ in eine Kugelmühle und mahlt so lange, bis eine gleich mässige Dispersion entstanden ist. Diese wird im Zerstäubungstrockner getrocknet.
Das Trockengut wird mit 40 Teilen eines feinteiligen Calciumsilikats (Handelsbezeichnung Calsil ) durch Schütteln ge mischt.
Das so erhaltene lockere schwarze Pulver verteilt sich rasch und gleichmässig in wässrigen Medien, wie z. B. Anstrichstoffen auf Basis von Kunststoff dispersionen.
Powdered pigment preparations Pigments are often used to color substances that are mixed with water, e.g. B. of paper pulp, viscose solution, cement or aqueous plastic dispersions. For this purpose, the pigments are converted into pigment preparations beforehand, which are better distributed in the mixture to be colored. Paste-like pigment preparations are obtained, for.
B. by mechanical processing of aqueous pigment dispersions that contain surface-active substances. Aqueous plastic dispersions and paints based on them are particularly compatible with those pigment preparations which contain nonionic dispersants as surface-active substances, because these tend to interact less with the components of the plastic dispersions than anionic dispersants. Unfortunately, however, preparations with nonionic dispersants also have serious disadvantages,
which do not have those with anionic dispersants. Thus, from aqueous pigment dispersions containing anionic dispersants, careful drying can be used to produce anhydrous, powdery preparations which can easily be redistributed colloidally in aqueous media.
On the other hand, pigment dispersions containing nonionic dispersants give resinous masses on drying or, at best, highly adhesive and lump-forming powders which can only be colloidally distributed in aqueous media incompletely or only through intensive mechanical processing.
Attempts have therefore been made to produce a pigment preparation which is in powder form, can be easily distributed colloidally in aqueous media and which contains non-ionic dispersants. It was found that such preparations are obtained if one or more pigments are dispersed in water with the addition of at least one nonionic dispersant, dried and mixed with a finely divided inorganic substance. Often the result is particularly good if a protective colloid is also used.
In this way, inorganic and organic pigments can be processed into preparations, e.g. B. titanium white, oxide yellow, oxide red, umber, carbon black, copper phthalocyanine, azo pigments or indanthrene pigments.
Suitable nonionic dispersants are e.g. B. the known addition compounds of ethylene oxide or propylene oxide with alcohols or phenols, especially those of about 6-100 moles of ethylene or propylene oxide with 1 mole of a straight-chain or branched, saturated or unsaturated fatty alcohol, which preferably contains 12 to 20 carbon atoms , or to 1 mole of an alkylated phenol with 1-3 alkyl radicals,
which together contain about 8-24 carbon atoms.
Finely divided inorganic substances within the meaning of the invention are, for. B. finely powdered silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, aluminum silicate or calcium silicate. They develop their effect of obtaining the pigment preparation in powder form, particularly well when they are added after drying to the aqueous pigment dispersion containing a nonionic dispersant. But they can also be added during drying and, even if with less success, before drying.
Polyvinylpyrrolidone or polyacrylic acid with a Fikentscher k value between about 10 and 150 and preferably between 25 and 50 can be used as protective colloids with particularly good success.
The mentioned constituents can be used in wide mixing ranges, of which the following are preferred: 2-70 percent by weight of one or more nonionic dispersants, 0.2-10 percent by weight of the inorganic substance and 2-70 percent by weight of the protective colloid - and especially 20 -40 percent by weight of one or more non-ionic dispersants, 0.5-2 percent by weight of the inorganic substance and 20-4.0 percent by weight of the protective colloid,
where the percentages in the case of the non-ionic dispersant and the protective colloid are based on the pigment and in the case of the finely divided inorganic substance on the dried pigment preparation and the amounts given for the inorganic substance apply in the event that it is during or after drying is admitted. If it is added before drying: 2-50 percent by weight, based on the pigment, is particularly favorable.
A preferred method for producing the pigment preparations consists in mixing an aqueous pigment mixture, such as is obtained as a filter residue or so-called press cake during the production of the pigment, with the nonionic dispersant and, if appropriate, with the protective colloid. You can z. B. a roller mill, a ball mill or a stirrer, z. B. a Polytron stirrer, operate.
However, you can also add the protective colloid after this work and share it in the dispersion obtained. This is then dried, for example by atomization, and mixed with the finely divided inorganic substance, which can be atomized together with the dispersion or added subsequently in one of the customary mixing or shaking machines.
The parts mentioned in the examples are parts by weight and the percentages are percentages by weight. The temperatures are given in degrees Celsius. <I> Example 1 </I> 2700 parts of an aqueous presscake containing 900 parts of the yellow pigment C.I. 11710 (Pigment Yellow 3) are liquefied by stirring with 300 parts of the adduct of 20 moles of ethylene oxide and 1 mole of dioctylphenol.
270 parts of polyvinylpyrrolidone with a k value of 30 are dissolved in the suspension obtained, with stirring. Homogenize with a polytron stirrer until a uniform distribution of the particles is achieved. The homogeneous suspension is dried with a spray dryer.
After adding 30 parts of finely divided silicon dioxide (commercial product Cabosil), the dried product is mechanically shaken until a uniform mixture is obtained.
The product obtained is a loose yellow powder that can be quickly and evenly distributed in the usual dispersion paints.
<I> Example 2 </I> 1800 parts of an aqueous press cake containing 400 parts of copper phthalocyanine are ground with 100 parts of the adduct of 12 mol of ethylene oxide and 1 mol of diamylphenol in a ball mill until uniform distribution is achieved.
The suspension is dried with a spray dryer, and the dried product is thoroughly mixed with 25 parts of finely divided silicon dioxide (Carbosil) using a shaker.
The loose blue powder obtained in this way can easily be stirred homogeneously into the usual dispersion paints. <I> Example 3 </I> 100 parts of the adduct of 15 mol of ethylene oxide and 1 mol of nonylphenol are dissolved in 1600 parts of water. 400 parts of iron oxide red are added to the solution and distributed homogeneously by stirring with a Polytron stirrer.
In the suspension obtained in this way, 115 parts of the ammonium salt of a polyacrylic acid, which as a sodium salt in 10% aqueous solution has a viscosity of 300-500 eP, are dissolved and dried in an atomization dryer with simultaneous dusting of 25 parts of a finely divided silicon dioxide (Cabosil).
The red-brown powder obtained in this way is particularly suitable for coloring aqueous synthetic resin dispersions.
<I> Example 4 </I> 100 parts of the adduct of 60 moles of ethylene oxide and 1 mole of dinonylphenol are dissolved in 1500 parts of water and then 150 parts of polyvinylpyrrolidone with a k value of 30. This solution is added together with 300 parts of carbon black use a ball mill and grind until a uniform dispersion has formed. This is dried in a spray dryer.
The dry material is mixed with 40 parts of a finely divided calcium silicate (trade name Calsil) by shaking.
The loose black powder obtained in this way is distributed quickly and evenly in aqueous media, such as. B. Paints based on plastic dispersions.