CH639118A5

CH639118A5 - Verfahren zur herstellung leicht verteilbarer und deckender isoindolinpigmentfarbstoffe.

Info

Publication number: CH639118A5
Application number: CH8979A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Dr Lotsch; Peter Dr Hilbert
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1978-01-10
Filing date: 1979-01-05
Publication date: 1983-10-31
Also published as: FR2414066B1; JPS54101832A; US4398027A; IT1101225B; GB2014176B; IT7831182A0; FR2414066A1; DE2800815C2; US4271301A; DE2800815A1; JPS637222B2; GB2014176A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überführung von Isoindolinpigmentfarbstoffen in leicht verteilbare, brillante, deckende bis im allgemeinen extrem deckende und wetterechte Pigmentformen.

Isoindolinpigmente der Formel I

(I),

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oder A und B je ein Rest der nichtsubstituierten Barbitursäure sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Suspension in Gegenwart von oberflächenaktiven Mitteln auf Temperaturen zwi- 50 sehen 90 und 160 °C erwärmt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Suspension in Gegenwart von nichtionischen oder anionischen oberflächenaktiven Mitteln auf Temperaturen zwischen 90 und 160 °C erwärmt. 55

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Suspension in Gegenwart von Additionsprodukten von Äthylenoxid, Propylenoxid oder von Propylenoxid und Äthylenoxid an C8- bis C20-Alkanole, C2- bis C10-Alkandiole, C3- bis C10-Alkanpolyole, Phenol, C6- 60 bis Ciü-Alkylphenole, C8- bis C20-Carbonsäuren, C8- bis C20-Carbonsäureamide, aliphatische, cycloaliphatische oder benzolaromatische Mono-, Di- und Polyamine erwärmt:

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 65 gekennzeichnet, dass man die wässrige Suspension in Gegenwart von C4- bis C2(rAlkylbenzolsulfonsäuren, C4- bis C20-Al-kylphenolsulfonsäuren, Mono- und Bis-Cr bis Cio-Alkyl-

^-CN

in der A=C oder den Rest der substituierten

"^CONH2

oder nichtsubstituierten Barbitursäure und B den Rest der substituierten oder nichtsubstituierten Barbitursäure bedeuten, wie z.B. die in der DE-OS 16 70 748, Beispiel 76, beschriebene Verbindung und insbesondere solche mit zwei Bar-bitursäureresten wie die in der DE-OS 20 41 999 beschriebenen, zeichnen sich durch gute Echtheiten aus. Nach den in den OS angegebenen Herstellungsverfahren fallen die Pigmentfarbstoffe zwar in feinteiliger, jedoch agglomerierter und kornharter Form an, so dass man in Lacken und Kunststoffen stippige, farbschwache und trübe Färbungen mit geringem Deckvermögen erhält.

Nach den zur Herstellung von deckenden organischen Pigmenten üblichen Verfahren, wie Erhitzen der Rohpigmente in organischen Lösungsmitteln in Gegenwart oder Abwesenheit von Wasser (DE-OS 25 21 249,23 02 509, 23 02 517,23 02 482 und 25 21 249) oder Mahlen und anschliessende Rekristallisation in organischen Lösungsmitteln entsprechend den Angaben in der DE-OS 23 57 077 erhält man im Falle der oben genannten Isoindolinverbindungen nicht die gewünschte Pigmentform mit den verbesserten colo-ristischen und anwendungstechnischen Eigenschaften.

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Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zu finden, nach dem aus den oben genannten Isoindolinverbindungen unter Erhalt oder Verbesserung der Echtheiten brillante,

leicht verteilbare, deckende Pigmentformen erhalten werden.

Es wurde gefunden, dass man brillante, leicht verteilbare, deckende Pigmentformen von Isoindolinpigmenten der Formel I, worin A und B die vorstehend genannte Bedeutung haben, erhält, wenn man auf die agglomerierten Rohpigmente, deren Primärteilchen eine mittlere Teilchengrösse, von < 0,1 |im aufweisen, in Wasser Scherkräfte einwirken lässt, anschliessend die erhaltene wässrige Suspension vorzugsweise in Gegenwart von oberflächenaktiven Mitteln auf Temperaturen zwischen 90 und 160 °C erwärmt und dann das Pigment isoliert (abtrennt).

Als Reste der Barbitursäure kommen z.B. die der N-Me-thyl-, N-Phenylbarbitursäure, der 2-Thiobarbitursäure, der 2-Imino- und 2-Cyaniminobarbitursäure und der nicht substituierten Barbitursäure oder auch Gemische der genannten Barbitursäuren in Betracht. Der Rest der nicht substituierten Barbitursäure ist besonders bevorzugt.

Es gelingt so, auf einfache Weise und ohne Verwendung von organischen Lösungsmitteln und den damit verbundenen ökonomischen und ökologischen Problemen brillante, leicht verteilbare, deckende oder extrem deckende Pigmente mit verbesserten Licht- und Wetterechtheiten herzustellen.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird im allgemeinen so durchgeführt, dass man auf die gemäss der DE-OS 20 41 999 oder DE-OS 16 70 748 oder in anderer Weise hergestellten Rohpigmente der Formel I, die eine mittlere Primärteilchen-grösse < 0,1 |im aufweisen, in Gegenwart von Wasser bei Temperaturen zwischen 20 °C und 100 °C Scherkräfte einwirken lässt und die resultierende wässrige Pigmentsuspension in Gegenwart oder Abwesenheit von oberflächenaktiven Mitteln auf Temperaturen zwischen 90 °C und 160 °C erhitzt.

Die in Frage kommenden Rohpigmente fallen bei den in der genannten Literatur beschriebenen Herstellungsverfahren sehr feinteilig an und können als solche in der erfindungsge-mässen Weise behandelt werden. Soweit jedoch die Rohpigmente mit Primärteilchen von > 0,1 |xm vorliegen, müssen diese auf eine mittlere Primärteilchengrösse von < 0,1 um mit möglichst enger Teilchengrössenverteilung zerkleinert werden.

Besonders wertvolle Verfahrensprodukte erhält man,

wenn die Rohpigmente vor Durchführung des erfindungsge-mässen Verfahrens in an sich bekannter Weise durch Mahlen auf eine mittlere Grösse der Primärteilchen von sS 0,02 \mi mit möglichst enger Korngrössenverteilung zerkleinert.

Die Scherkräfte in der wässrigen Suspension werden z.B. in Zerkleinerungsmaschinen mit Hilfe von bewegten Mahlkörpern, wie Glas-, Metall-, Keramik- oder Kunststoffkugeln oder Sand oder in einem Kneter erzeugt, z.B. in Sand- oder Perlmühlen, in Rührwerkskugelmühlen und ähnlich wirkenden Apparaten.

Die Menge an Mahlkörpern liegt im allgemeinen zwischen der 10- bis 40fachen Gewichtsmenge, bezogen auf das Pigment. Die Temperatur liegt bei diesem Vorgang im allgemeinen zwischen 20 °C und 100 °C, vorzugsweise zwischen 40 und 80 °C.

Die erhaltene wässrige Pigmentsuspension wird dann in Gegenwart oder nach Abtrennung der Mahlkörper direkt oder nach Zugabe von oberflächenaktiven Mitteln auf Temperaturen zwischen 90 °C und 160 °C erhitzt und anschliessend in an sich bekannter Weise aufgearbeitet.

Die Menge an oberflächenaktivem Mittel ist unkritisch und kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. So genügen bereits weniger als 1 %, berechnet auf Pigment, um während des Erhitzens in Wasser eine gute Benetzung des Pigmentes zu gewährleisten. Üblicherweise wird man jedoch 1 % bis 100% anwenden.

Als oberflächenaktive Verbindungen kommen z.B. in Betracht: nichtionische, anionische oder kationische, die übli-5 chervveise als Dispergiermittel, Netzmittel und/oder Schutzkolloide oder Belegmittel verwendet werden. Als anionische, oberflächenaktive Verbindungen sind z.B. zu nennen: C4- bis C20-AIkylbenzolsulfonsäuren, C4- bis C20-Alkylphenolsulfon-säuren, Mono- und Bis-Cr bis C10-Alkylnaphthalinsulfon-io säuren, partiell sulfoniertes Polystyrol, wasserlösliche Kondensationsprodukte von ß-Naphthalinsulfonsäure und/oder Cp bis C10-Alkylnaphthalin ß-sulfonsäure mit Formaldehyd, Kondensationsprodukte aus Phenolsulfonsäuren, Formaldehyd und Harnstoff, Kondensationsprodukte aus Phenol, i5 Harnstoff und Natriumsulfit, Kondensationsprodukte aus Phenol-Formaldehyd, die mit Phenolsulfonsäure, Harnstoff und Formaldehyd nachkondensiert worden sind, Ligninsul-fonate, langkettige C]0- bis C20-Fettsäuren, C7- bis C20-Harz-säuren in Form der Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Am-20 moniumsalze.

Nichtionische oberflächenaktive Mittel sind z.B. Additionsprodukte von Äthylenoxid, Propylenoxid oder Äthylen-und Propylenoxid an C8- bis C2o-Alkanole, C2- bis C10-Alkan-diole, C3- bis C10-Alkanpolyole, Phenole, C6- bis C18-Alkyl-25 phenole, C8- bis C20-Carbonsäuren, Cs- bis C20-Carbonsäure-amide, aliphatische, cycloaliphatische oder benzolaromatische Mono-, Di- und Polyamine.

Weitere geeignete oberflächenaktive Mittel sind z.B. was-serquellbare bis in Wasser lösliche Polymerisate, wie Poly-30 mere aus Vinylpyridin, N-Vinylpyrrolidin, Acrylsäureamid und/oder Acrylsäure mit in Wasser unlöslichen Monomeren wie Acrylnitril, Methacrylsäureester, Acrylsäureester, Vinyl-acetat, Vinylchlorid und/oder Styrol, ausserdem Polyvinylal-kohol und CI0- bis C20-Fettalkohole. 35 Die oberflächenaktiven Mittel können auch in Form von Gemischen verwendet werden.

Bevorzugt sind Cr bis C5-Alkylnaphthalinsulfonsäure, Kondensationsprodukte aus Phenol, Hanrstoff und Formaldehyd, Additionsprodukte von Äthylenoxid, Propylenoxid 40 oder von Äthylenoxid und Propylenoxid an C2- bis C2o-Alka-nole, C2- bis CI0-Alkandiole, C3- bis CI0-Alkantriole, aliphatische C]0- bis C20-Carbonsäuren und deren Amide und CI0-bis Qo -Fettalkohole als oberflächenaktive Mittel, sowie Gemische dieser Mittel.

45 Durch geeignete Wahl der Bedingungen beim Erhitzen der wässrigen Suspension nach erfolgter Einwirkung der Scherkräfte ist es möglich, gezielt deckende bis stark deckende Pigmente mit sehr guten coloristischen und anwendungstechnischen Eigenschaften herzustellen.

so Erhitzt man die Suspension nach dem Mahlen eine bis zehn Stunden zum Sieden, so erhält man brillante, farbstarke und wenig deckende Pigmente.

Erhitzt man die gleiche Suspension 10 bis 30, insbesondere 15 bis 30 Stunden am Rückfluss, so erhält man brillante, ss stärker deckende Pigmente mit verbesserter Licht- und Wetterechtheit.

Erhitzt man die Suspension nach dem Mahlen 3 bis 20 Stunden auf Temperaturen zwischen 110 und 140 °C unter Druck, so erhält man im Vergleich zu bekannten organischen 60 Gelbpigmenten extrem deckende Pigmente mit hervorragenden Licht- und Wetterechtheiten.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird weiterhin durch die Ausführungsbeispiele erläutert. Die im folgenden genannten Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

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Beispiel 1

30 Teile des in Beispiel 1 der DE-OS 20 41 999 beschriebenen Farbstoffes werden in einer Planetenkugelmühle (gefüllt

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mit 150 Teilen Achatkugeln vom Durchmesser 0,5 bis 1,5 cm) 8 Stunden gemahlen (Primärteilchengrösse < 0,05 p.m). Das stark verdichtete, bräunlich gelbe Pulver wird zusammen mit 180 Teilen Kunststoffperlen vom Durchmesser 0,5 bis 1 mm und 240 Teilen Wasser 5 Stunden bei 60 bis 70 °C mit einem hochtourigen Rührer gerührt. Anschliessend wird von den Perlen abgesiebt und die Kunststoffperlen zur Entfernung von anhaftendem Farbstoff nochmals mit 200 Teilen Wasser gewaschen.

Die resultierende Suspension wird mit 0,5 Teilen des Natriumsalzes einer Cr/C5-Alkylnaphthalinsulfonsäure versetzt und 7 Stunden auf 130 °C erhitzt. Nach der Filtration und Trocknung erhält man 25 Teile eines brillanten, leicht verteilbaren, hoch deckenden, stark rotstichigen Gelbpigmentes mit hervorragenden Licht- und Wetterechtheiten.

Beispiel 2

Man verfährt wie in Beispiel 1, erhitzt jedoch die Pigmentsuspension 14 Stunden auf 100 °C. Man erhält 26 Teile eines rotstichigen, farbstarken und leicht verteilbaren Gelbpigmentes mit mittlerem Deckvermögen und deutlich verbesserter Wetterechtheit und hoher Purtonbrillanz.

Beispiel 3

Man verfährt wie in Beispiel 1, erhitzt jedoch die Pigmentsuspension 6 Stunden auf 100 °C. Man erhält 27 Teile eines sehr farbstarken, brillanten Pigments, das dem nach Beispiel 1 der DE-OS 20 41 999 erhältlichen Pigment im Deckvermögen und in der Verteilbarkeit deutlich überlegen ist.

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Beispiel 4

Man verfährt wie in Beispiel 1, verwendet jedoch zum Mahlen in Wasser ein Rohpigment, das nach den Angaben der DE-OS 20 41 999, Beispiel 1 hergestellt wurde. Man er-io hält 24 Teile eines brillanten, leicht verteilbaren, hoch deckenden, stark rotstichigen Gelbpigmentes mit hervorragenden Licht- und Wetterechtheiten.

Ein Gelbpigment mit den gleichen Eigenschaften erhält man, wenn man als Rohpigmente die nach der DE-OS 15 20 41 999, Beispiele 2 oder 3 erhaltenen verwendet. '

Beispiel 5

Man verfährt wie in Beispiel 1, verwendet jedoch 30 Teile des nach der DE-OS 16 70 748, Beispiel 76, hergestellten Pig-20 mentfarbstoffes. Man erhält 24 Teile eines brillanten, deckenden, leicht verteilbaren und in purtonnahen Einfärbungen wetterechten, grünstichigen Pigments.

C

Claims

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PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung einer brillanten, leicht verteilbaren und deckenden Pigmentform des Isoindolinpigmen-tes der Formel I

(I),

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^CN

in der A = C oder den Rest der substituierten

~~-CONH2 15

oder nichtsubstituierten Barbitursäure und B den Rest der substituierten oder nichtsubstituierten Barbitursäure bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man auf das agglomerierte Rohpigment, dessen Primärteilchen eine mittlere Teilchen- 20 grosse von < 0,1 pm aufweisen, in Wasser Scherkräfte einwirken lässt, anschliessend die erhaltene wässrige Suspension auf Temperaturen zwischen 90 und 160 °C erwärmt und dann das Pigment isoliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 25 dass man ein agglomeriertes Rohpigment verwendet, dessen Primärteilchen im Mittel eine Teilchengrösse von <0,02 jam aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Scherkräfte in der wässrigen Suspen- 30 sion des feinteiligen Rohpigments mit Hilfe von bewegten Mahlkörpern erzeugt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohpigment als Reste der Barbitursäure solche der nichtsubstituierten Barbitursäure, der 35 2-Thiobarbitursäure, der 2-Iminobarbitursäure, der 2-N-Cy-animinobarbitursäure, der N-Methyl- oder N-Phenylbarbi-tursäure enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

^-CONH,

A = C und B der Rest der nicht substituierten

"^-CN

naphthalinsulfonsäuren, partiell sulfoniertem Polystyrol, wasserlöslichen Kondensationsprodukten von ß-Naphthalin-sulfonsäure, Cr bis C|0-Alkylnaphthalin-ß-sulfonsäure oder Gemischen davon mit Formaldehyd, von Kondensationsprodukten aus Phenolsulfonsäuren, Formaldehyd und Harnstoff, von Kondensationsprodukten aus Phenol, Harnstoff und Natriumsulfit, von Kondensationsprodukten aus Phe-nol-Formaldehyd, die mit Phenolsulfonsäure, Harnstoff und Formaldehyd nachkondensiert worden sind, von Ligninsul-fonaten, langkettigen CI0- bis C2o-Fettsäuren, C7- bis C2o-Harzsäuren in Form der Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalze, erwärmt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Suspension in Gegenwart von Cr bis C5-Alkylnaphthalinsulfonsäure, von Kondensationsprodukten aus Phenol, Harnstoff und Formaldehyd, von Anlagerungsprodukten von Äthylenoxid, Propylen-oxid oder von Propylenoxid und Äthylenoxid an C2- bis C2(r Alkanole, C2- bis C10-Alkandiole, C3- bis CI0-Alkantriole, aliphatische C10- bis C20-Carbonsäuren oder deren Amide, Ci0-bis C2o-Fettalkohole oder von Gemischen der genannten Mittel als oberflächenaktive Mittel erwärmt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an oberflächenaktivem Mittel - bezogen auf Rohpigment - zwischen 1 und

100 Gew.-% beträgt.