CH637155A5 - Treatment of azo pigments and amines - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Azopigmenten mit Aminen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Pigment mit einem aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Amin bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Amins und danach die Pigment/Amin-Zusammensetzung mit Wasser und einer Säure bei einem pH, bei welchem sich das Amin vollständig in Wasser löst, behandelt und zum Schluss das aminfreie Pigment abtrennt.

Das aminfreie Pigment kann nach üblichen Methoden isoliert werden, wie beispielsweise durch Abfiltrieren oder Waschen.

Das Amin ist bei Temperaturen unter 100°C flüssig, im alkalischen pH-Bereich wasserunlöslich, aber im sauren pH-Bereich wasserlöslich.

Das Amin kann eine aromatische Verbindung sein, insbesondere ein gegebenenfalls substituiertes Aminobenzol und vorzugsweise Anilin oder ein N-Mono- oder N,N-Di-alkyla-nilin, worin die jeweiligen Alkylgruppen 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen. Beispiele für brauchbare aromatische Amine sind Anilin, N-Methylanilin, N-Äthylanilin, N-Pro-

pylanilin, N-Butylanilin, N,N-Dimethylanilin, N,N-Diäthyl-anilin, N,N-Dipropylanilin, N-Cyclohexylanilin, N-Cyclo-hexyl-N-hydroxyäthylanilin, N-Octylanilin, N-Methyl-o-toluidin, N-Äthyl-p-toluidin, N-Butyl-m-toluidin, s N,N-Diäthyl-m-toluidin, Methylanthranilat, vorzugsweise aber N,N-Diäthylanilin.

Das Amin kann auch aliphatisch sein, beispielsweise lineares, verzweigtes oder substituiertes Alkyl- oder Cycloalkylamin mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, insbesondere aber io lineares oder verzweigtes Alkylamin mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise n-Hexylamin, n-Octylamin, Di-isobutylamin, Primen 81 R (ein synthetisches verzweigtes Dodecylamin der Firma Rohm und Haas) und vorzugsweise 2-Äthyl-hexylamin.

15 Azopigmente, bei denen die erfindungsgemässe Behandlung besondere Vorzüge zeigt sind Mono- und Disazopig-mente basierend auf Kupplungskomponenten der Arylamid-und Pyrazolonreihe, beispielsweise Azopigmente mit der folgenden Grundstruktur:

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a) A-N=N-B für Monoazopigmente basierend auf Monoaminen und monofunktionelle Kupplungskomponenten;

b) B-N=N-C-N=N-B für Disazopigmente basierend auf 2s Diaminen und monofunktionellen Kupplungskomponenten;

c) A-N=N-D-N=N-A für Disazopigmente basierend auf Monoaminen und bifunktionellen Kupplungskomponenten.

30 Beispiele von Monoaminen für den Rest A in den Strukturen a) und c) sind:

2-Nitroanilin, 4-Nitro-anilin, 2-Nitro-4-methyl-anilin, 2-Nitro-4-chlor-anilin, 2-Nitro-4-methoxy-anilin, 2-Nitro-4-35 ethoxy-anilin, 2-Methyl-4-nitro-anilin, 2-Chlor-4-nitro-anilin, 2-Methoxy-4-nitro-aniIin, 2-Methoxy-4-nitro-anilin, 2,5-Dichloranilin, 2,4-Dichlor-anilin, 2,4,5-Trichloranilin, 2-Methyl-4-chlor-anilin, 2,4-Dinitro-anilin sowie Carboxya-nilin und 3-Carboxy-6-chloranilin.

« Beispiele von Diaminen für den Rest C in Struktur b) sind;

3,3 ' -Dichlorbenzidin, 2,2'-Dichlorbenzidin, 2,2'-5,5'-Tetrachlorbenzidin, 3,3'-Dimethoxybenzidin, 2,2'-Dichlor-5,5'-dimethoxy-benzidin und 3,3'-Dimethylbenzidin. 45 Beispiele von monofunktionellen Kupplungskomponenten für den Rest B in den Strukturen a) und b) sind die Acetoacetyl- und 2-Hydroxy-3-naphthoylderivate von Anilin, 2-Chloranilin, 2-Methoxy-anilin, 2-Äthoxy-anilin, 2-Methyl-anilin, 4-Methyl-aniIin, 4-Methoxy-anilin, so 4-Äthoxy-anilin, 2,4-Dimethyl-anilin, 2-Methoxy-4-chlora-nilin, 2,4-Dimethoxy-anilin, 2,4-Dimethoxy-5-chlor-anilin, 2,5-Dimethoxy-4-chlor-anilin, 5-Amino-benzimidazolon, 4-Methyl-7-amino-chinolon oder Pyrazolonderivate, wie 1 -Phenyl-3-methyl-pyrazol-5-on, l-Tolyl-3-methyl-pyrazol-55 5-onund l-Phenyl-3-carbäthoxy-pyrazol-5-on oder heterocy-clische Verbindungen wie beispielsweise Barbitursäure oder ferner 2-Hydroxynaphthalin.

Beispiele von bifunktionellen Kupplungskomponenten für den Rest D in Struktur c) sind die Bis-acetoacetyl- und Bis-2-60 Hydroxy-3-naphthoyl-derivate der folgenden Diamine:

1,3-Diamino-benzol, l,3-Diamino-4-chlorbenzol, 1,4-Diami-nobenzol, l,4-Diamino-2-methyl-5-chlor-benzol, 1,4-Dia-mino-2,5-dichlor-benzol, 3,3'-Dimethyl-benzidin und 3,3'-«5 Dimethoxy-benzidin.

Für die anfängliche Behandlung mit dem Amin kann das Azopigment in Form von trockenem Pulver, Presskuchen oder wässriger Aufschlämmung vorliegen.

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Wenn das Pigment in Form von trockenem Pulver verwendet wird, so wird es im allgemeinen dem Amin in einer Konzentration zugegeben, welche entweder eine flüssige Dispersion, die leicht gerührt werden kann, oder einen dicken Teig ergibt, der mit einem Hochleistungsmischer nach üblichen Methoden vermischt werden kann.

Wenn das Pigment in Form von Presskuchen verwendet wird, so können ähnliche Mischer, d.h. Rührer für flüssige Dispersionen oder Hochleistungsmischer für viskose Massen verwendet werden.

Nach der erfindungsgemässen Methode wird das Wasser durch Abdestillieren vom System abgetrennt, beispielsweise durch Ausführen der Behandlung bei Temperaturen über 100°C. Gleichwohl ob das Pigment in Pulver- oder Presskuchenform zugesetzt wird, muss nach abgeschlossener Behandlung mit dem Amin die Mischung mit einer genügenden Menge Wasser und bei geeignetem pH behandelt werden, um das Amin zu lösen und zwar hauptsächlich als dessen Salz. Das Pigment wird dann isoliert, beispielsweise durch Abfiltrieren und Auswaschen des Amins. Das vollständige Auswaschen des Amins wird, wenn nötig, durch Zugabe von Säure zu dem Waschwasser gewährleistet, wobei danach neutral gewaschen werden muss. Das Trocknen geschieht nach üblichen Methoden.

Die Behandlungszeit kann von wenigen Sekunden bis mehreren Tagen variieren, je nach Pigment, Amin, Temperatur und erwünschte Eigenschaftsänderung. Längere Behandlung, höhere Temperatur und aromatische Amine ergeben beispielsweise ausgeprägtere Eigenschaftsänderungen. Eine besondere Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Behandlungszeit durch geeignete Zugabe von Wasser bei geeignetem pH, wobei das organische Amin entfernt wird, sorgfältig gesteuert werden kann, um die erwünschte spezifische Eigenschaftsverbesserung zu erreichen.

Die erforderliche Menge an Amin hängt zum Teil vom angewendeten Verfahren ab, d.h. beispielsweise ob das Pigment in Pulver- oder Presskuchenform oder ob eine flüssige oder eine viskose Zusammensetzung erwünscht wird. Die Menge an Amin ist vorteilhaft grösser als 2 Gew.-% und bevorzugt grösser als 15 Gew.-%, bezogen auf die Pigmentmenge.

Die Behandlungstemperatur kann zwischen 0°C und 150°C variieren; bevorzugt wird aber bei Temperaturen über 50°C gearbeitet. Arbeitet man mit Pigmenten in Presskuchenform, so wird das Wasser entfernt und auf Temperaturen bis nahe an den Siedepunkt des Amins bei atmosphärischem Druck geheizt. Wenn aber die Temperatur höher als der Siedepunkt des Amins ist, so muss bei Überdruck gearbeitet werden. Bei der Anwendung von Pigmenten in trockener Pulverform ist bei Behandlungstemperaturen, die über dem Siedepunkt des Amins liegen, ebenfalls Überdruck erforderlich.

Die zur Entfernung des Amins verwendete Säure kann jegliche Säure sein, die mit dem entsprechenden Amin ein wasserlösliches Salz bildet. Geeignete Säuren sind aliphatische Carbonsäuren mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, organische Sulfonsäuren oder Mineralsäuren. Bevorzugt werden Salzsäure, Schwefelsäure oder Essigsäure. Die zur Lösung des Amins notwendige Menge an Säure hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise Anfangs-pH, Salzgehalt des Wassers, Temperatur und Konzentration; im allgemeinen ist ein pH <5 für die Lösung des Amins erforderlich, aber ein pH <3,5 ist bevorzugt, um die vollständige Entfernung des Amins zu gewährleisten.

Die Aminverbindung kann dann zurückgewonnen werden, indem man durch Zugabe von Alkali das pH des Filtrats über 7, bevorzugt über 10, erhöht. Dabei scheidet das Amin aus und kann zur erneuten Verwendung, beispielsweise

"durch Dekantieren, vom Wasser abgetrennt werden. Wenn nötig, kann das zurückgewonnene Amin durch Dampfdestillation zusätzlich gereinigt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt eine leichte Steuerung der durch die Behandlung erzielten Eigenschaftsänderungen und stellt eine einfache Methode der Lösungsmittelentfernung sowie der Pigmentisolierung dar. Das als gelöstes Salz im Filtrat anfallende Amin kann durch Alkalizugabe leicht zurückgewonnen werden. Durch das erfindungsgemässe Verfahren können folgende Eigenschaften verbessert werden: Glanz, Theologisches Verhalten, und insbesondere Deckkraft, Licht- und Wetterechtheit.

Eigenschaften wie Deckkraft sowie Licht- und Wetterechtheit sind besonders erwünscht für dunkeltönige Anstrichfarben für extremen Gebrauch.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, worin, sofern nichts anderes vermerkt, die Teile Gewichtsteile bedeuten.

Beispiel 1

In 100 Teile C.I. Pigmentgelb 17 in Form eines 25 Gew.-%igen wässrigen Presskuchens werden unter Rühren 100 Teile Diäthylanilin zugegeben. Die Temperatur wird auf 120°C erhöht durch Eintauchen des Reaktionsgefässes in ein Ölbad. Dabei wandert das Pigment in das Diäthylanilin und es bildet sich, bei gleichzeitigem Abdampfen des Wassers, eine dickflüssige Paste. Es wird bei gleichbleibender Temperatur während 3 Stunden weiterbehandelt. Das in der Mischung enthaltene Wasser wird vollständig durch Abdampfen entfernt. Die Paste wird dann auf 80°C abgekühlt, bevor unter Rühren die zur Herstellung einer 5 Gew.-%igen wässrigen Aufschlämmung mit pH 1 des Pigments erforderliche Menge verdünnter Salzsäure zugegeben wird. Das Diäthylanilin wird in der Form seines löslichen Hydrochlorids mit Wasser extrahiert und das in Pulverform zurückgebliebene Pigment wird neutralgewaschen und getrocknet.

Bei Verwendung in Drucktinten und Anstrichfarben ergibt das so behandelte Pigment einen Film mit bedeutend höherer Deckkraft als das gleiche Pigment, das einer ähnlichen Behandlung, jedoch ohne Zugabe von Diäthylanilin, unterworfen wird.

Beispiel 2

10 Teile C.I. Pigmentgelb 17 in Pulverform, erhalten durch die übliche Diazotierung und Kupplung, werden zu 100 Teilen Diäthylanilin gegeben und die Temperatur auf 120°C erhöht. Die flüssige Dispersion wird während 3 Stunden bei derselben Temperatur behandelt und dann auf 80°C abgekühlt. Die Mischung wird der zur Herstellung einer 5 Gew.-%igen wässrigen Aufschlämmung mit pH 1 des Pigments erforderlichen Menge verdünnter Salzsäure zugegeben. Das Diäthylanilin wird in der Form seines löslichen Hydrochlorids mit Wasser extrahiert und das in Pulverform zurückgebliebene Pigment wird neutralgewaschen und getrocknet. Bei Verwendung in Anstrichfarben auf Basis von Alkyd-Melamin/Formaldehyd-Harzen ergibt das so behandelte Pigment im Vergleich zum gleichen aber unbehandelten Pigment eine bessere Deckkraft sowie höheren Glanz und bessere Wetterechtheit.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 2 wird wiederholt mit der einzigen Ausnahme, dass als Pigment C.I. Pigmentgelb 83 verwendet wird, welches nach der in der GB-PS 986116, Beispiel 15, beschriebenen Methode vorbehandelt wurde. Bei Verwendung in Anstrichfarben auf Basis von Alkyd- und Melamin/Formaldehyd-Harzen ergibt das erfindungsgemäss

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behandelte Pigment im Vergleich zu demselben unbehandelten Pigment ebenfalls eine Verbesserung der Deckkraft, des Glanzes und der Wetterechtheit.

Beispiel 4

10 Teile C.I. Pigmentgelb 13 in Pulverform, erhalten durch die übliche Diazotierung und Kupplung, werden mit 100

Teilen 2-Äthyl-hexylamin vermischt und 48 Stunden gerührt. Das Gemisch wird dann in verdünnte Salzsäure gegeben und wie in den Beispielen 1 und 2 aufgearbeitet. Bei Einarbeitung in Drucktinten auf Basis von Nitrocellulose ergibt das erfin-s dungsgemäss behandelte Pigment gegenüber dem gleichen, aber unbehandelten Pigment, eine deutliche Verbesserung des Glanzes und des Theologischen Verhaltens.

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Claims (10)

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1. Verfahren zur Behandlung von Azopigmenten mit Aminen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Pigment mit einem aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Amin bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Amins und danach die Pigment/Amin-Zusammensetzung mit Wasser und einer Säure bei einem pH, bei welchem sich das Amin vollständig in Wasser löst, behandelt und zum Schluss das aminfreie Pigment abtrennt.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Amin ein gegebenenfalls substituiertes Aminobenzol oder ein lineares, verzweigtes oder substituiertes Alkyl- oder Cycloalkylamin mit 6-12 Kohlenstoffatomen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Amin Anilin, N-Mono- oder N,N-Di-alkyl-anilin bedeutet, worin die jeweiligen Alkylgruppen 1-8 Kohlenstoffatome aufweisen oder das Amin ein lineares oder verzweigtes Alkylamin mit 6-12 Kohlenstoffatomen sein kann.

4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Amin N,N-Diäthylanilin oder 2-Äthylhe-xylamin ist.

5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Azopigment ein Mono- oder Disazopig-ment basierend auf Kupplungskomponenten der Arylamid-und Pyrazolonreihe ist.

6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment in Pulverform verwendet wird.

7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment in Presskuchenform verwendet wird und das Wasser durch Abdestillieren vom System entfernt wird.

8. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Amin grösser als 2 Gew.-% bezogen auf das Pigment ist.

9. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure eine aliphatische Carbonsäure mit 1-4 Kohlenstoffatomen, eine organische Sulfonsäure oder eine Mineralsäure ist.

10. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure Salzsäure, Schwefelsäure oder Essigsäure ist.