Pigmentpräparate
Zum Färben der verschiedensten Substrate werden mit Vorteil Pigmente eingesetzt, d. h. Farbstoffe, die nicht nur in Wasser, sondern auch in verschiedenen organischen Lösungsmitteln unlöslich bzw. für prakti sche Zwecke unlöslich sind, um eine spätere Wanderung oder gar ein Ausbluten der Farbstoffe zu verhindern.
Hierbei tritt aber oft die Schwierigkeit auf, ein Pigment pulver fein und gleichmässig in dem betreffenden Sub strat zu verteilen. Zur Oberwindung dieser Schwierigkeit greift man in der Praxis häufig zu Pigmentpräparaten, in denen ein Pigment in konzentrierter Form in einem passenden Trägerstoff verteilt ist. An ein solches Pig mentpräparat müssen natürlich verschiedene Anforderungen gestellt werden, damit es seinen Zweck erfüllen kann. So muss beispielsweise das Pigment einerseits bereits eine gute und gleichmässige Verteilung im
Präparat besitzen, anderseits der Trägerstoff des Präpa rates für den vorgesehenen Endzweck geeignet, d. h. mit dem schliesslich zu färbenden Substrat verträglich und leicht darin einzuarbeiten sein.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass Präpara te, enthaltend ein Pigment und/oder einen optischen
Aufheller mit Pigmentcharakter und ein Cellulosebuty rat mit einem Butyrylgehalt von mindestens 43 Gew.0/o, ggf. einem Acetylgehalt von höchstens 4,5 Gew. /o und einem Gehalt an freiem Hydroxyl von mindestens
0,5 Gew.O/o sich hervorragend zum Pigmentieren hoch molekularer organischer Verbindungen und zwar insbe sondere wärmehärtender Acrylharzlacke eignen.
Als Pigmente kommen für die erfindungsgemässen
Präparate in Betracht beispielsweise anorganische, wie Russ, Metallpulver, Titandioxyd, Eisenoxydrate, Ultra marin, insbesondere aber organische Pigmente, wie z. B.
solche aus der Klasse der Azo-, Anthrachinon-, Phthalocyanin-, Nitro-, Perinon-, Perylentetracarbonsäurediimid-, Dioxazin-. Thioindigo- oder Chinacridonfarbstoffe, ferner optische Aufheller mit Pigmentcharakter. Es können auch Gemische verschiedener Pigmente oder Gemische von Pigmenten mit optischen Aufhellern verwendet werden.
Die den erfindungsgemässen Präparaten zugrundeligenden Cellulosebutyrate gehören zu den sogenannten toluollöslichen Cellulosebutyraten bzw. Celluloseacetobutyraten. Von besonderem Interesse sind Celluloseacetobutyrate mit einem Butyrylgehalt von 50-55 Gew.O/o, einem Acetylgehalt von 0,=4,5 Gew. /o und einem Gehalt an freiem Hydroxyl von 1,3-3 Gew. /o.
Das Mengenverhältnis zwischen Pigment und Cellulosebutyrat kann in weiten Grenzen schwanken. Der Pigmentanteil liegt jedoch vorzugsweise zwischen 20-90 Gew.0 o. Als besonders günstig erweisen sich Präparate mit einem Pigmentanteil von 40-60 0/0.
Ausser den erfindungsgemäss zu verwendenden Komponenten können die Präparate noch andere Hilfsmittel. wie Weichmacher, Stabilisierungs- oder Füllstoffe enthalten, beispielsweise bis zu höchstens 10 Gew.0io, bezogen auf das Gewicht des Cellulosederivates, an Weichmachern, wie z. B. Dibutylphthalat oder Trikresylphosphat.
In der Regel sind solche Zusätze jedoch überflüssig und können in gewissen Fällen, beispielsweise beim Pigmentieren hochschmelzender thermoplastischer Mas sen, wie linearen Polyestern oder Polyamiden, einen nachteiligen Einfluss haben.
Die Herstellung der Pigmentpräparate erfolgt durch innige Vermischung der Komponenten, beispielsweise durch Mahlung in Gegenwart einer Flüssigkeit, zweckmässig einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel, wie Methanol, Aethanol, Isorpopanol oder Aceton.
Es können nach Wunsch gewöhnliche Kugel- oder Walzenmühlen verwendet werden. Mit Vorteil können jedoch Mühlen eingesetzt werden, bei denen eine Füllung von Glaskugeln, Porzellankugeln oder ähnlichen Kugeln oder auch eine Füllung von harten Kieselsteinen, Sand oder dergleichen durch einen passenden Rührer in Bewegung gesetzt werden. Gemeinsam an solchen Ausführungsformen von Zerkleinerungsvorrichtungen ist der Umstand, dass die Mahlhilfskörper relativ frei beweglich sind und reibende sowie auch stossende Bewegungen ausführen können.
Nach Beendigung des Mahlvorganges wird das Lösungsmittel zweckmässig durch Abdampfen entfernt, oder, wenn man ein Lösungsmittel wählte, in dem das verwendete Cellulosebutyrat löslich ist, durch Austragen auf ein Fällmittel, wobei dann das gelöste Harz auf das Pigment aufgefällt wird und anschliessend das Präparat durch Filtrieren, Waschen und Trocknen isoliert wird.
Die erfindungsgemässen Präparate lassen sich besonders vorteilhaft in einem Kneter herstellen. Die Bearbeitung erfolgt vorzugsweise bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines Mahlhilfskörpers, zweckmässig eines anorganischen Salzes, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumsulfat oder Bariumchlorid. Diese Salze lassen sich in einfacher Weise mit Wasser wieder auswaschen. Ausserdem empfiehlt sich die Zugabe eines organischen Lösungsmittels, vorzugsweise eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, wie z. B. Aethylenglykol, Glycerin, Glycolmonoäthyläther, Methyläthylketon oder Diacetonalkohol. Nach Abschluss des Knetprozesses wird die Knetmasse zweckmässig durch Behandlung mit Wasser von Salzen und Lösungsmitteln befreit.
Erforderlichenfalls können die erhaltenen Pigmentpräparate nach üblichen Methoden, beispielsweise in einer Mahlvorrichtung, zerkleinert werden.
Dank der besonderen Löslichkeits- und Verträglichkeitseigenschaften des Trägerstoffes der erfindungsgemässen Pigmentpräparate sind diese besonders geeignet zum Pigmentieren von Anstrichfarben und Lacken, von Drucktinten und von aus Lösung versponnenen Fasern.
Ebenso lassen sich damit eine Reihe von thermoplastischen Kunststoffen pigmentieren, wie z. B. Celluloseacetat. Aus der Reihe der Lacke und Anstrichfarben seien genannt: lufttrocknende und thermohärtende Acrylharzlacke, spezielle Typen von lufttrocknenden Alkydharzlacken und thermohärtenden Alkyd-Melaminharzl acken.
sowie Nitrokombinationslacke, Siliconharzlacke und Epoxydharzlacke. Aus der Reihe der Drucktinten seien beispielsweise solche auf Basis von Nitrocellulose erwähnt. Ferner eignen sie sich zum Pigmentieren von Giessharzen, beispielsweise Polyester- oder Epoxydharzen.
Von besonderem Interesse sind die erfindungsgemässen Präparate zum Färben von Acrylharzlacken. Die Pigmentierung von thermoplastischen und vor allem von thermohärtenden Acrylharzlacken bereitet bekanntlich sehr grosse Schwierigkeiten. Bedingt durch ihre chemische Zusammensetzung zeigen diese Lackharze ein schlechtes Pigmentaufnahmevermögen, das sich durch die mangelnde Tendenz zur Umhüllung der einzelnen Pigmentteilchen mit dem Bindemittel äussert. Dieser Nachteil zeigt bei den applizierten und getrockneten Acrylharzlack-filmen mangelnde Glanzgebung, schlechte Haftfestigkeit und Elastizität, sowie ein mässiges und für hochwertige Anstrichstoffe wie z. B. Automobillacke, vielfach ungenügendes Verhalten in der Aussenbewitterung.
Durch die intensive Einarbeitung der Pigmente in die als Trägermaterial beanspruchten Cellulosebutyrate bei der Herstellung der erfindungsgemässen Präparate wird neben einer guten Verteilung der Pigmente auch ihre ordnungsgemässe Umhüllung mit einem acryllackverträglichen Bindemittel erreicht. Für den Verbraucher dieser Präparate wird zudem der langwierige, komplizierte und kostspielige Dispergiervorgang der Pigmente im Bindemittel ersetzt durch einen einfachen Rührprozess, der in kurzer Zeit zu einem einwandfreien Aufschluss der Pigmentpräparate in den Lösungsmitteln des Lackes führt.
Die unter Verwendung der erfindungsgemässen Präparate pigmentierten Acrylharz Lacke zeichnen sich durch hervorragende Glanzentwicklung, sehr gute Haftfestigkeit und Elastizität, sowie wesentlich verbesserte Aussenbewitterungsbeständigkeit und Wasserfestigkeit aus. Sie können auch nach dem Coil-Coating -Verfahren appliziert werden. Zudem wird die bei diesen Lackarten immer vorhandene Flockulationsneigung verschiedener Pigmente, wie Phthalocyaninblau, durch die Verwendung der erfindungsgemässen Präparate zurückgedrängt.
Die erfindungsgemässen Pigmentpräparate eignen sich auch zur Herstellung gefärbter Spinnfasern, wie beispielsweise Celluloseacetatfasern, Polyacrylnitrilfasern und Polyurethanfasern.
Die Präparate zeichnen sich durch eine vorzügliche Verteilbarkeit und Ausgiebigkeit aus und man erhält in den erwähnten thermoplastischen Massen, Giessharzen, Lacken, Drucktinten, Fasern etc. gleichmässige und reine Färbungen.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes angegeben wird, Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
In einem Kneter werden 1 Teil rohes A-Kupfer- phthalocyanin, 1 Teil Celluloseacetobutyrat (EAB 551-0,2 Eastman) mit einem Butyrylgehalt von 53 01o, einem Acetylgehalt von 1.6 O/o und einem Hydroxylgehalt von 1,7 O/o, 4 Teile gemahlenes Natriumchlorid und 0,6 Teile Diacetonalkohol während 6 Stunden bei 70" geknetet. Durch Zugabe von 1 Teil Wasser wird die Knetmasse granuliert und anschliessend unter Verwendung von ca. 50-100 Teilen Wasser einer Nassmahlung unterworfen. Die erhaltene Suspension wird filtriert, mit Wasser lösungsmittel und salzfrei gewaschen und der anfallende Filterkuchen im Vakuumschrank getrocknet. Man erhält ein rieselfähiges Pulver, das geeignet ist z.
B. zum Pigmentieren von lufttrocknenden Acrvlharzlacken, thermohärtenden Acrylharzlacken, Al kyd-Mel aminharz-Lacken, Nitrokombinationslacken, esterlöslichen Nitrolacken (auch Drucktinten), Silikon harzl acken, Epoxydharzlacken, Cellulose-2 1/acetat oder Giessharzen.
Beispiel 2
Analog Beispiel 1 werden während 2 Stunden bei 80" verknetet:
1 Teil Polychlor-Cu-Phthalocyaningrün
1 Teil Celluloseacetobutyrat
2 Teile Natriumchlorid und
0,5 Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmass wird durch Zugabe von 0,6 Teilen Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1 angegeben.
Beispiel 3
Analog Beispiel 1 werden während 6 Stunden bei ca.
700 verknetet:
1 Teil des roten Disazofarbstoffes der Formel
EMI3.1
1 Teil Celluloseacetobutyrat
4 Teile Natriumchlorid
0,6 Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 0,9 Teilen Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1 angegeben.
Beispiel 4
Analog Beispiel 1 werden während 6 Stunden bei ca.
800 verknetet:
1 Teil Flavanthrongelb
1 Teil Celluloseacetobutyrat
3 Teile Natriumchlorid und
0,5 Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 0,7 Teilen Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.
Beispiel 5
Analog Beispiel 1 werden während 4 Stunden bei ca.
700 verknetet:
1 Teil 4,4', 7,7'-Tetrachlorthioindigo
1 Teil Celluloseacetobutyrat
5 Teile Natriumchlorid und
0,65 Teile Diacetonalkohol
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 1 Teil Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.
Beispiel 6
Analog Beispiel 1 werden während 4 Stunden bei ca.
500 verknetet:
1 Teil des roten Pyrrocolinpigmentes der Formel
EMI3.2
1 Teil Celluloseacetobutyrat
4 Teile Natriumchlorid und
0,8 Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 1 Teil Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.
Beispiel 7
Analog Beispiel 1 werden während 6 Stunden bei ca.
700 verknetet:
1 Teil des violetten Dioxazinpigmentes der Formel
EMI4.1
1 Teil Celluloseacetobutyrat
4 Teile Natriumchlorid und 0.6 Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 1 Teil Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt analog Beispiel 1.
Beispiel 8
Analog Beispiel 1 werden während 4 Stunden bei ca.
60? verknetet:
1 Teil ,-Chinacridon-rot
2 Teile Celluloseacetobutyrat
4 Teile Natriumchlorid und ().9 Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 1 Teil Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1. Man erhält ein Präparat mit 33,3 1 O Pigmentgehalt.
Beispiel 9
Analog Beipsiel 1 werden während 2 Std. bei ca.
65 verknetet:
3 Teile Russ Philblack O (Phillips Petroleum)
1 Teil Celluloseacetobutyrat
3 Teile Natriumchlorid und 3.' Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 1 Teil Wasser zerlegt und granuliert. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1. Man erhält ein Schwarzpräpa rat mit 75 n n Russgehalt.
Beispiel 10
Analog Beispiel 1 werden während 2 Stunden bei ca.
7() verknetet:
1 Teil Molybdatorange (Mineralfeuerrot SGGS der Firma Siegle)
1 Teil Celluloseacetobutyrat und
0,3 Teile Diacetonalkohol.
Die erhaltene Knetmasse wird durch Zugabe von 1 Teil 25 obiger wässeriger Natriumchloridlösung zerlegt und granuliert und wie in Beispiel 1 aufgearbeitet.
Beispiel 11 (Acrylharz-Einbrennlack) .
8 Teile des gemäss Beispiel 1 erhaltenen Präparates werden in 20 Teilen Lösungsmittel der folgenden Zusammensetzung eingerührt:
50 Teile Solvesso 150
15 Teile Butylacetat
5 Teile Exkin II (Verlaufmittel)
25 Teile Methyl-Isobutylketon
5 Teile Silikonöl (1 io in Solvesso 150).
Nachdem die vollständige Feinverteilung erreicht ist (je nach Art des Rührers in ca. 15-60 Minuten), werden die Bindemittel zugesetzt, nämlich 48,3 Teile Baycryl L 530 (510/o in Xylol/Butanol 3 1) und 23.7 Teile Maprenal TTX (5 Solo in Butanol).
Nach kurzem Homogenisieren wird der Lack nach üblichen Methoden wie Spritzen und Tauchen oder speziell zur kontinuierlichen Beschichtung von Metallblechen im Coil-Coating -Verfahren appliziert und eingebrannt (Einbrennen 30 Min., 1300). Die erhaltenen blauen Lackierungen zeichnen sich aus durch sehr guten Verlauf, hohen Glanz und ausgezeichnete Feinverteilung des Pigmentes, sowie durch ausgezeichnete Wetterechtheiten.
Anstelle des gemäss Beispiel 1 erhaltenen Präparates können mit ebenso gutem Erfolg die gemäss Beispielen 2-10 erhaltenen Präparate eingesetzt werden.
Beispiel 12 (Alkyd-Melaminharz-Einbrennlack).
8 Teile des gemäss Beispiel 1 erhaltenen Pigmentpräparates werden in 22 Teilen des folgenden Lösungsmittelsgemisches während 35 Minuten bei Raumtemperatur mit Hilfe eines mit 3000 Umdrehungen pro Minute laufenden Zahnscheibenrührers verteilt:
Lösungsmittelgemisch:
10 Teile Xylol
4 Teile Aethylenglykolmonoäthyläther
4 Teile Essigsäurebutylester
2 Teile n-Butanol
1 Teil Verlaufmittel
1 Teil 1 0/obige Silikonöllösung in Xylol.
Nach Erreichen der vollständigen Feinverteilung werden unter weiterem Rühren die Bindemittellösungen zugesetztz:
23,5 Teile Cardura 30. 80 0;oil in Xylol (Shell)
25,0 Teile Alkydal F 25, 75 0 oig in Xylol (Bayer)
21,5 Teile Cibamin H 86. 75 0 oig in Butanol (CIBA).
Nach 15 Minuten Rührzeit wird der Lack in üblicher Weise appliziert und während 30 Minuten bei 135 gehärtet.
Anstelle des gemäss Beispiel 1 erhaltenen Präparates können mit ebenso gutem Erfolg die gemäss den Beispielen 2-10 erhaltenen Präparate eingesetzt werden.
Beispiel 13 (Silikonharzlack)
8 Teile eines gemäss Beispiel 5 erhaltenen Pigmentpräparates werden in 22 Teilen eines aus
10 Teilen Xylol
8 Teilen Essigsäurebutylester und
2 Teilen Cyclohexanon bestehenden Lösungsmittelgemisches während 35 Minuten bei Raumtemperatur mit Hilfe eines mit 3000 Umdrehungen pro Minute laufenden Zahnscheibenrührers verteilt.
Nach Erreichen der vollständigen Feinverteilung wird unter weiterem Rühren eine aus
68,5 Teilen Siliconharz UD ]60 (Bayer), 75 0 in Xylol/Butanol 8 : 2
1 Teil polymeres Butyltitanat und 0,5 Teilen Bleinaphthenat mit 30 O;o Bleige halt bestehende Bindemittellösung zugesetzt.
Nach 15 Minuten Rührzeit wird der Lack in üblicher Weise oder im Coil-Coating-Verfahren appliziert und während 30 Minuten bei 200 gehärtet.
Anstelle des gemäss Beispiel 5 erhaltenen Präparates können mit ebenso gutem Erfolg die gemäss Beispielen 1-4 und 6-10 erhaltenen Präparates eingesetzt werden.
Beispiel 14 (Epoxydharz-Lack)
In gleicher Weise wie in Beispiel 12 werden 5,0 Teile des nach Beispiel 1 erhaltenen Pigmentpräparates in 23,0 Teilen eines Lösungsmittelgemisches bestehend aus
3,0 Teilen n-Propanol
6,0 Teilen Aethylenglykolmonoäthyläther
6,0 Teilen Aethylenglykoläthylätheracetat und
8,0 Teilen Xylol verteilt.
Unter weiterem Rühren werden 53,2 Teile Bindemittellösung I, bestehend aus:
21,3 Teilen Araldit 6097 (CIBA)
14,4 Teilen Diacetonalkohol
3,2 Teilen o-Dichlorbenzol und
14,3 Teilen Xylol, sowie 18,8 Teile Bindemittellösung II, bestehend aus einer Lösung von 75 0/0 Cibamin H 53 (CIBA) in Butanol, zugesetzt.
Nach 15 Minuten Rührzeit wird der Lack auf übliche Weise appliziert und 30 Minuten bei 180 gehärtet.
Anstelle des gemäss Beispiel 1 erhaltenen Präparates können mit gleich gutem Erfolg die gemäss Beispielen 2-tO erhaltenen Präparate verwendet werden.
Beispiel 15 (Epoxyd-Giessharz)
Ein ausgezeichnet pigmentiertes Giessharz erhält man durch Mischen von
87,26 Teilen Araldit GY-250 (CIBA)
3,64 Teilen Präparat gemäss Beispiel 1 und
9,10 Teilen Härter HY-951 (CIBA).
Durch Ausgiessen in Formen und nachfolgender Härtung erhält man gleichmässig blau gefärbte Formlinge.
PATENTANSPRUCH 1
Präparat, enthaltend ein Pigment und/oder einen optischen Aufheller und ein Cellulosebutyrat oder -Gutyrat-acetat mit einem Butyrylgehalt von mindestens 43 ,0, und einem allfälligen Acetylgehalt von höchstens 4,5 0o und einem Gehalt an freiem Hydroxyl von mindestens 0,5 O:o.
UNTERANSPRÜCHE
1. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend als Cellulosebutyrat ein Celluloseacetobutyrat mit einem Butyrylgehalt von 50 bis 55 0!o, einem Acetylgehalt von 0,6 bis 4,5 0/o und einem Gehalt an freiem Hydroxyl von 1,3 bis 3 Oio.
2. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend 20 bis 90 " an Pigment und/oder optischen Aufhellern und 80 bis I 10 Oio an Cellulosebutyrat.
3. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend 40 bis 60 Olo an Pigment und 60 bis 40 O/o an Cellulosebutyrat.
4. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend höchstens 10 /o an Weichmachern.
5. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend als Pigment ein organisches Pigment oder ein anorganisches Bunt- oder Weisspigment.
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Pigment preparations
Pigments are used to advantage for coloring a wide variety of substrates; H. Dyes that are not only insoluble in water but also in various organic solvents or are insoluble for practical purposes in order to prevent the dyes from migrating later or even from bleeding.
Here, however, the difficulty often arises to distribute a pigment powder finely and evenly in the substrate in question. To overcome this difficulty, pigment preparations are often used in practice in which a pigment is distributed in concentrated form in a suitable carrier. Of course, various requirements must be placed on such a pigment preparation so that it can fulfill its purpose. For example, the pigment must already have a good and even distribution in the
Own preparation, on the other hand, the carrier of the preparation is suitable for the intended end use, d. H. be compatible with and easy to incorporate into the substrate to be colored.
It has now surprisingly been found that preparations containing a pigment and / or an optical
Brighteners with pigment character and a cellulose butyrate with a butyryl content of at least 43% by weight, optionally an acetyl content of at most 4.5% by weight and a free hydroxyl content of at least
0.5 wt. O / o are ideal for pigmenting high molecular weight organic compounds, in particular special thermosetting acrylic resin varnishes.
Pigments used for the inventive
Preparations into consideration, for example, inorganic, such as carbon black, metal powder, titanium dioxide, iron oxides, ultra marine, but especially organic pigments, such as. B.
those from the class of the azo, anthraquinone, phthalocyanine, nitro, perinone, perylenetetracarboxylic diimide, dioxazine. Thioindigo or quinacridone dyes, also optical brighteners with pigment character. Mixtures of different pigments or mixtures of pigments with optical brighteners can also be used.
The cellulose butyrates on which the preparations according to the invention are based belong to the so-called toluene-soluble cellulose butyrates or cellulose acetobutyrates. Of particular interest are cellulose acetobutyrates with a butyryl content of 50-55% by weight, an acetyl content of 0.1 = 4.5% by weight and a free hydroxyl content of 1.3-3% by weight.
The quantitative ratio between pigment and cellulose butyrate can vary within wide limits. The pigment content, however, is preferably between 20-90% by weight. Preparations with a pigment content of 40-60% have proven to be particularly favorable.
In addition to the components to be used according to the invention, the preparations can also contain other auxiliaries. such as plasticizers, stabilizers or fillers, for example up to a maximum of 10 Gew.0io, based on the weight of the cellulose derivative, of plasticizers, such as. B. dibutyl phthalate or tricresyl phosphate.
As a rule, however, such additives are superfluous and in certain cases, for example when pigmenting high-melting thermoplastic masses such as linear polyesters or polyamides, can have an adverse effect.
The pigment preparations are produced by intimately mixing the components, for example by grinding in the presence of a liquid, expediently a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, isorpopanol or acetone.
Ordinary ball or roller mills can be used as desired. However, mills can advantageously be used in which a filling of glass balls, porcelain balls or similar balls or also a filling of hard pebbles, sand or the like are set in motion by a suitable stirrer. What is common to such embodiments of comminution devices is the fact that the auxiliary grinding bodies are relatively freely movable and can carry out rubbing as well as thrusting movements.
After the grinding process has ended, the solvent is expediently removed by evaporation or, if a solvent is chosen in which the cellulose butyrate used is soluble, by pouring it onto a precipitant, the dissolved resin then being precipitated onto the pigment and then the preparation by filtering , Washing and drying is isolated.
The preparations according to the invention can be produced particularly advantageously in a kneader. The processing is preferably carried out at an elevated temperature in the presence of a grinding aid, expediently an inorganic salt such as sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate or barium chloride. These salts can be washed out again in a simple manner with water. It is also advisable to add an organic solvent, preferably a water-miscible organic solvent, such as. B. ethylene glycol, glycerine, glycol monoethyl ether, methyl ethyl ketone or diacetone alcohol. After completion of the kneading process, the kneading mass is expediently freed of salts and solvents by treatment with water.
If necessary, the pigment preparations obtained can be comminuted by customary methods, for example in a grinding device.
Thanks to the particular solubility and compatibility properties of the carrier of the pigment preparations according to the invention, these are particularly suitable for pigmenting paints and varnishes, printing inks and fibers spun from solution.
It can also be used to pigment a number of thermoplastics, such as B. cellulose acetate. From the range of lacquers and paints, there are: air-drying and thermosetting acrylic resin lacquers, special types of air-drying alkyd resin lacquers and thermosetting alkyd-melamine resin lacquers.
as well as nitro combination paints, silicone resin paints and epoxy resin paints. From the series of printing inks, for example, those based on nitrocellulose may be mentioned. They are also suitable for pigmenting casting resins, for example polyester or epoxy resins.
The preparations according to the invention for coloring acrylic resin lacquers are of particular interest. The pigmentation of thermoplastic and especially of thermosetting acrylic resin lacquers is known to cause very great difficulties. Due to their chemical composition, these coating resins have a poor pigment absorption capacity, which is manifested by the lack of tendency to coat the individual pigment particles with the binder. This disadvantage shows in the applied and dried acrylic resin lacquer films a lack of gloss, poor adhesive strength and elasticity, as well as a moderate and for high-quality paints such as. B. automotive paints, often inadequate behavior in outdoor exposure.
As a result of the intensive incorporation of the pigments into the cellulose butyrates claimed as carrier material in the production of the preparations according to the invention, in addition to a good distribution of the pigments, their proper coating with an acrylic lacquer-compatible binder is achieved. For the consumer of these preparations, the lengthy, complicated and costly dispersing process of the pigments in the binder is replaced by a simple stirring process, which leads to a perfect digestion of the pigment preparations in the solvents of the paint in a short time.
The acrylic resin paints pigmented using the preparations according to the invention are distinguished by excellent gloss development, very good adhesive strength and elasticity, as well as significantly improved resistance to outdoor weathering and water resistance. They can also be applied using the coil coating method. In addition, the tendency of various pigments, such as phthalocyanine blue, to flocculate, which is always present in these types of lacquer, is suppressed by the use of the preparations according to the invention.
The pigment preparations according to the invention are also suitable for the production of colored staple fibers, such as, for example, cellulose acetate fibers, polyacrylonitrile fibers and polyurethane fibers.
The preparations are distinguished by excellent spreadability and abundance and uniform and pure colorations are obtained in the thermoplastic compositions, casting resins, lacquers, printing inks, fibers, etc. mentioned.
In the following examples, unless otherwise stated, parts are parts by weight, percentages are percentages by weight, and temperatures are given in degrees Celsius.
example 1
In a kneader, 1 part of crude A-copper phthalocyanine, 1 part of cellulose acetobutyrate (EAB 551-0.2 Eastman) with a butyryl content of 53 01o, an acetyl content of 1.6 O / o and a hydroxyl content of 1.7 O / o, 4 parts of ground sodium chloride and 0.6 part of diacetone alcohol are kneaded for 6 hours at 70 ". The kneading mass is granulated by adding 1 part of water and then subjected to wet grinding using approx. 50-100 parts of water. The suspension obtained is filtered, Washed solvent and salt-free with water and the resulting filter cake is dried in a vacuum oven, giving a free-flowing powder which is suitable for e.g.
B. for pigmenting air-drying acrylic resin lacquers, thermosetting acrylic resin lacquers, alkyd melamine resin lacquers, nitro combination lacquers, ester-soluble nitro lacquers (including printing inks), silicone resin lacquers, epoxy resin lacquers, cellulose-2 1 / acetate or casting resins.
Example 2
As in example 1, kneading is carried out for 2 hours at 80 ":
1 part Polychlor-Cu-Phthalocyanine Green
1 part cellulose acetobutyrate
2 parts of sodium chloride and
0.5 parts of diacetone alcohol.
The kneading mass obtained is broken down by adding 0.6 parts of water and granulated. Work-up is carried out as indicated in Example 1.
Example 3
Analogously to example 1, for 6 hours at approx.
700 kneaded:
1 part of the red disazo dye of the formula
EMI3.1
1 part cellulose acetobutyrate
4 parts sodium chloride
0.6 parts of diacetone alcohol.
The kneaded mass obtained is broken down by adding 0.9 parts of water and granulated. Work-up is carried out as indicated in Example 1.
Example 4
Analogously to example 1, for 6 hours at approx.
800 kneaded:
1 part flavanthrone yellow
1 part cellulose acetobutyrate
3 parts of sodium chloride and
0.5 parts of diacetone alcohol.
The kneaded mass obtained is broken down by adding 0.7 parts of water and granulated. The work-up is carried out as in Example 1.
Example 5
Analogously to example 1, for 4 hours at approx.
700 kneaded:
1 part 4,4 ', 7,7'-tetrachlorothioindigo
1 part cellulose acetobutyrate
5 parts of sodium chloride and
0.65 parts of diacetone alcohol
The kneaded mass obtained is broken down by adding 1 part of water and granulated. The work-up is carried out as in Example 1.
Example 6
Analogously to example 1, for 4 hours at approx.
500 kneaded:
1 part of the red pyrrocoline pigment of the formula
EMI3.2
1 part cellulose acetobutyrate
4 parts of sodium chloride and
0.8 parts of diacetone alcohol.
The kneaded mass obtained is broken down by adding 1 part of water and granulated. The work-up is carried out as in Example 1.
Example 7
Analogously to example 1, for 6 hours at approx.
700 kneaded:
1 part of the purple dioxazine pigment of the formula
EMI4.1
1 part cellulose acetobutyrate
4 parts of sodium chloride and 0.6 part of diacetone alcohol.
The kneaded mass obtained is broken down by adding 1 part of water and granulated. The work-up takes place as in Example 1.
Example 8
Analogously to example 1, for 4 hours at approx.
60? kneaded:
1 part, -quinacridone-red
2 parts of cellulose acetobutyrate
4 parts sodium chloride and () .9 parts diacetone alcohol.
The kneaded mass obtained is broken down by adding 1 part of water and granulated. The work-up is carried out as in Example 1. A preparation with 33.3 10 pigment content is obtained.
Example 9
Analogous to example 1, for 2 hours at approx.
65 kneaded:
3 parts Russ Philblack O (Phillips Petroleum)
1 part cellulose acetobutyrate
3 parts of sodium chloride and 3. ' Share diacetone alcohol.
The kneaded mass obtained is broken down by adding 1 part of water and granulated. The work-up is carried out as in Example 1. A black preparation with 75 n n carbon black content is obtained.
Example 10
Analogous to example 1, for 2 hours at approx.
7 () kneaded:
1 part molybdenum orange (mineral fire red SGGS from Siegle)
1 part cellulose acetobutyrate and
0.3 parts of diacetone alcohol.
The kneading material obtained is broken down by adding 1 part of the above aqueous sodium chloride solution and granulated and worked up as in Example 1.
Example 11 (acrylic resin stoving enamel).
8 parts of the preparation obtained according to Example 1 are stirred into 20 parts of solvent of the following composition:
50 parts Solvesso 150
15 parts of butyl acetate
5 parts Exkin II (flow control agent)
25 parts of methyl isobutyl ketone
5 parts silicone oil (1 ok in Solvesso 150).
After complete fine distribution has been achieved (depending on the type of stirrer in about 15-60 minutes), the binders are added, namely 48.3 parts Baycryl L 530 (510 / o in xylene / butanol 3 l) and 23.7 parts Maprenal TTX (5 solos in butanol).
After brief homogenization, the paint is applied and baked by conventional methods such as spraying and dipping or specifically for the continuous coating of metal sheets using the coil coating process (baking 30 min., 1300). The blue coatings obtained are distinguished by very good flow, high gloss and excellent fine distribution of the pigment, as well as excellent weather resistance.
Instead of the preparation obtained according to Example 1, the preparations obtained according to Examples 2-10 can be used with just as good success.
Example 12 (alkyd melamine resin stoving enamel).
8 parts of the pigment preparation obtained according to Example 1 are distributed in 22 parts of the following solvent mixture for 35 minutes at room temperature using a toothed disk stirrer running at 3000 revolutions per minute:
Solvent mixture:
10 parts of xylene
4 parts of ethylene glycol monoethyl ether
4 parts of butyl acetate
2 parts of n-butanol
1 part leveling agent
1 part 1 0 / above silicone oil solution in xylene.
After the complete fine distribution has been achieved, the binder solutions are added while stirring:
23.5 parts Cardura 30.80 0; oil in xylene (Shell)
25.0 parts of Alkydal F 25, 75% in xylene (Bayer)
21.5 parts of Cibamin H 86.750% in butanol (CIBA).
After a stirring time of 15 minutes, the lacquer is applied in the usual way and cured at 135 for 30 minutes.
Instead of the preparation obtained according to Example 1, the preparations obtained according to Examples 2-10 can be used with just as good success.
Example 13 (silicone resin paint)
8 parts of a pigment preparation obtained according to Example 5 are converted into 22 parts
10 parts of xylene
8 parts of butyl acetate and
2 parts of cyclohexanone existing solvent mixture distributed over 35 minutes at room temperature with the aid of a toothed disk stirrer running at 3000 revolutions per minute.
After the complete fine division has been achieved, one becomes off with further stirring
68.5 parts of silicone resin UD] 60 (Bayer), 75% in xylene / butanol 8: 2
1 part of polymeric butyl titanate and 0.5 part of lead naphthenate with 30 O; o Lead contains existing binder solution.
After a stirring time of 15 minutes, the lacquer is applied in the usual way or in the coil coating process and cured at 200 for 30 minutes.
Instead of the preparation obtained according to Example 5, the preparations obtained according to Examples 1-4 and 6-10 can be used with just as good success.
Example 14 (epoxy resin paint)
In the same way as in Example 12, 5.0 parts of the pigment preparation obtained in Example 1 are mixed in 23.0 parts of a solvent mixture consisting of
3.0 parts of n-propanol
6.0 parts of ethylene glycol monoethyl ether
6.0 parts of ethylene glycol ethyl acetate and
8.0 parts of xylene distributed.
With further stirring, 53.2 parts of binder solution I, consisting of:
21.3 parts Araldit 6097 (CIBA)
14.4 parts of diacetone alcohol
3.2 parts of o-dichlorobenzene and
14.3 parts of xylene and 18.8 parts of binder solution II, consisting of a solution of 75% Cibamin H 53 (CIBA) in butanol, were added.
After a stirring time of 15 minutes, the paint is applied in the usual way and cured at 180 for 30 minutes.
Instead of the preparation obtained according to Example 1, the preparations obtained according to Examples 2-10 can be used with equally good success.
Example 15 (epoxy casting resin)
An excellently pigmented casting resin is obtained by mixing
87.26 parts Araldit GY-250 (CIBA)
3.64 parts of preparation according to Example 1 and
9.10 parts of hardener HY-951 (CIBA).
By pouring it into molds and then hardening it, uniformly blue colored moldings are obtained.
PATENT CLAIM 1
Preparation containing a pigment and / or an optical brightener and a cellulose butyrate or cellulose butyrate acetate with a butyryl content of at least 43.0, and any acetyl content of at most 4.5% and a free hydroxyl content of at least 0.5% :O.
SUBCLAIMS
1. Preparation according to patent claim I, containing as cellulose butyrate a cellulose acetobutyrate with a butyryl content of 50 to 55%, an acetyl content of 0.6 to 4.5% and a free hydroxyl content of 1.3 to 3%.
2. Preparation according to claim I, containing 20 to 90 "of pigment and / or optical brighteners and 80 to 10% of cellulose butyrate.
3. Preparation according to claim I, containing 40 to 60% of pigment and 60 to 40% of cellulose butyrate.
4. Preparation according to claim I, containing a maximum of 10 / o of plasticizers.
5. A preparation according to claim I, containing as pigment an organic pigment or an inorganic colored or white pigment.
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