CH683693A5 - Verfahren zur Herstellung von 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-Pigmenten. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von roten 4,4'-Diamino-1,1 '-dian-thrachinonyl-Pigmenten, die sich für verschiedene Anwendungsgebiete, wie Anstrichmittel, Druckfarben und Kunststoffe, eignen.

Es ist bekannt, dass 4,4'-Diamino-1,1'-dianthra-chinonyl-Pigmente durch Desulfonierung von 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-3,3'-disulfonsäuren in Mineralsäuren, wie Schwefelsäure, erhältlich sind. Insbesondere werden sie erhalten, indem man ein durch Desulfonierung erhaltenes Reaktionsgemisch in Wasser gibt, die ausgefällten Kristalle durch Filtration gewinnt und anschliessend die Kristalle mit einer wässrigen Alkalilösung oder Wasser wäscht, um die daran haftende Schwefelsäure zu entfernen. Jedoch fallen die auf diese Weise erhaltenen 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-Verbindungen in feiner Form an und agglomerieren leicht, so dass sie aufgrund ihrer unzureichenden pigmentartigen Beschaffenheit kaum als Pigmente geeignet sind. Daher werden sie einer Konditionierungsbehandlung unterworfen. Beispielsweise beschreibt JP-A 63 312 366 ein Konditionierungsverfahren unter Verwendung von verschiedenen organischen Flüssigkeiten.

Das in JP-A 63 312 366 beschriebene Verfahren erfordert bei der Konditionierung grosse Mengen an organischen Flüssigkeiten. Daher ist es erforderlich, die organischen Flüssigkeiten durch Destillation zurückzugewinnen oder zu entfernen oder sie durch Hydrolyse in wasserlösliche Formen überzuführen. Ausserdem entstehen Schwierigkeiten bei der Entsorgung der Abwässer. Insgesamt gesehen ist dieses Verfahren für die grosstechnische Durchführung wenig geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein grosstechnisch mit Erfolg durchführbares Verfahren zum Konditio-nieren von 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-Ver-bindungen bereitzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-Pigmenten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine wässrige Suspension mit einem Gehalt an einer 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Verbin-dung und Wasser erwärmt, wobei der pH-Wert der Suspension 12 oder weniger beträgt.

Die erfindungsgemäss eingesetzte 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-Verbindung (nachstehend kurz als Dianthrachinonyl-Verbindung bezeichnet) lässt sich leicht nach bekannten Verfahren herstellen, beispielsweise gemäss dem Verfahren von JP-B-3 825 842. Beispielsweise lässt sich 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl durch Erwärmen von 1-Amino-4-bromanthrachinon-2-sulfonsäure mit Kupferpulver oder einer Kupferverbindung in einem sauren Medium herstellen, wobei man 4,4'-Diamino-1,1 '-dian-thrachinonyl-3,3'-disulfonsäure erhält, die dann mit einer Mineralsäure oder einem Salz, das sich in wässriger Lösung sauer verhält, auf eine Temperatur von 120 bis 220°C erwärmt, wobei die Desulfonierung der 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-3,3'-disulfonsäure erfolgt. Ein Beispiel für die Mineralsäure ist Schwefelsäure, vorzugsweise 80 bis

90%ige Schwefelsäure. Zu den Salzen gehört Natriumhydrogensulfat. Vorzugsweise wird die 4,4'-Dia-mino-1,1 '-dianthrachinonyl-3,3'-disulfonsäure-Verbin-dung vor der Desulfonierung nach einem bekannten Verfahren gereinigt, beispielsweise durch Behandlung mit Aktivkohle, erneute Lösung und Umfällung.

Die wässrige Suspension, die die Dianthrachinonyl-Verbindung und Wasser enthält, kann hergestellt werden, indem man die Bestandteile in der Weise vermischt, dass das vorerwähnte Desulfonie-rungsreaktionsgemisch in Wasser gegossen wird oder umgekehrt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die wässrige Suspension herzustellen, indem man die Dianthrachinonyl-Verbindung aus dem Desulfonierungsreaktionsgemisch gemäss einem bekannten Verfahren isoliert und anschliessend mit Wasser vermischt.

Erfindungsgemäss wird das Vermischen von De-sulfonierungsreaktionsgemisch und Wasser vorzugsweise durchgeführt, indem man das Desulfonie-rungsreaktionsgemisch in Wasser giesst. In diesem Fall kann die Temperatur des Wassers im Bereich von 0 bis 100°C eingestellt werden. Um Pigmente von stark durchsichtiger Beschaffenheit zu erhalten, wird vorzugsweise ein Temperaturbereich von 0 bis 30°C und insbesondere von 0 bis 10°C eingehalten. Zur Erzielung von Pigmenten von hoher Fliessfähigkeit beträgt der Temperaturbereich vorzugsweise 30 bis 60°C und insbesondere 35 bis 55°C.

Bei Vermischen des Desulfonierungsreaktionsge-misches mit Wasser und bei Verwendung von Schwefelsäure als Mineralsäure beträgt die Konzentration der Schwefelsäure in der wässrigen Suspension vorzugsweise 50 Gew.-% oder weniger und insbesondere 30 bis 10 Gew.-%.

Die Isolierung der 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachin-onyl-Verbindung kann nach einem bekannten Verfahren durchgeführt werden, indem man beispielsweise das Desulfonierungsreaktionsgemisch mit Wasser unter Bildung einer wässrigen Suspension vermischt und anschliessend filtriert und wäscht.

Die Konzentration der Dianthrachinonyl-Verbindung in der wässrigen Suspension unterliegt keinen speziellen Beschränkungen; im allgemeinen beträgt sie etwa 1 bis etwa 15 Gew.-%. Insbesondere beträgt die Konzentration etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%, wenn die Herstellung der wässrigen Suspension durch Vermischen des Desulfonierungsreaktionsge-misches mit Wasser durchgeführt wird, und etwa 5 bis etwa 15 Gew.-%, wenn die Herstellung erfolgt, indem man die isolierte Dianthrachinonyl-Verbin-dung mit Wasser vermischt.

Im erfindungsgemässen Verfahren können oberflächenaktive Mittel zum Vermischen des Desul-fonierungsreaktionsgemisches mit Wasser eingesetzt werden. Zu den oberflächenaktiven Mitteln gehören nicht-ionische, kationische, anionische und amphotere oberflächenaktive Mittel. Diese oberflächenaktiven Mittel können vorher in dem Wasser, das mit dem Desulfonierungsreaktionsgemisch vermischt werden soll, gelöst oder dispergiert werden. Sofern die oberflächenaktiven Mittel gegenüber der Mineralsäure, wie Schwefelsäure, stabil sind, können sie während oder unmittelbar nach der Desul-fonierungsreaktion zugesetzt werden.

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Die auf diese Weise hergestellte wässrige Suspension wird sodann vorzugsweise ohne weitere Vorbehandlung einer Erwärmung unterzogen. Gegebenenfalls kann die wässrige Suspension vorher mit Alkalien, wie Natriumhydroxid, auf einen pH-Wert von 12 oder weniger eingestellt werden. Ferner kann gegebenenfalls eine geringe Menge einer organischen Flüssigkeit zu der wässrigen Suspension zugesetzt werden, um die Erwärmungstemperatur zu erniedrigen, die Erwärmungszeit zu verkürzen oder die Möglichkeit zur Durchführung der Erwärmung sogar unter atmosphärischem Druck zu eröffnen. In diesem Fall wird die wässrige Suspension üblicherweise je nach der Stabilität der einzusetzenden organischen Flüssigkeit auf einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 10 eingestellt.

Beispiele für organische Flüssigkeiten sind gegebenenfalls substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol und Nitrobenzol, aliphatische Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Hexanol, Ethylenglykol, Ethylglykol (Ethylcellosolve) und Butylglykol (Butylcellosolve), aliphatische oder aromatische Carbonsäureester, wie Ameisensäureethylester, Essigsäureethylester, Essigsäurebutylester, Propionsäureethylester, Ben-zoesäuremethylester, Phthalsäuredimethylester und Salicylsäuremethylester, Ketone, wie Aceton, Me-thylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclo-hexanon, Amide, wie Formamid, N,N-Dimethyl-formamid, N-Methylacetamid und N,N-Dimethyl-acetamid, sowie aliphatische oder aromatische Amine, wie Diethylamin, Triethylamin, Butylamin, Etha-nolamin, Pyridin, Anilin und N,N-Diethylanilin. Diese organischen Flüssigkeiten können jeweils allein oder in Form von Gemischen aus zwei oder mehr der genannten Bestandteile eingesetzt werden. Vorzugsweise werden Isobutylalkohol, Methylisobutylketon, Essigsäurebutylester und Gemische davon verwendet.

Die organische Flüssigkeit kann in einer Menge von weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dianthrachinonyl-Verbindung, eingesetzt werden. Mengen von 5 Gew.-% oder mehr führen beim erfindungsgemässen Verfahren zu Schwierigkeiten, da dann eine erhebliche Verunreinigung des Abwassers auftritt.

Die Erwärmung der wässrigen Suspension kann unter atmosphärischem oder erhöhtem Druck durchgeführt werden. Die Erwärmungstemperatur liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 120°C und insbesondere von 60 bis 100°C. Die Erwärmungszeit liegt im allgemeinen in einem Bereich bis zu 20 Stunden. Eine vollständige Durchführung der Erwärmungsbehandlung kann beispielsweise 2 bis 8 Stunden dauern.

Nach Beendigung der Erwärmung kann das Gemisch einer Isolierungsbehandlung unterworfen werden, beispielsweise durch Filtrieren, Waschen und Trocknen, wodurch man die gewünschten 4,4'-Di-amino-1,1'-dianthrachinonyl-Pigmente erhält. Die erhaltenen 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigmen-te können nach einem herkömmlichen Verfahren einer Oberflächenbehandlung mit Harzen oder harzartigen Materialien unterworfen werden.

Ein Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass sich bei grosstechnischer Durchführung wichtige Eigenschaften von 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-Pigmenten, die in Anstrichmitteln, Druckfarben, Kunststoffen und dgl. eingesetzt werden sollen, wie Dispergierbarkeit, Fliessfähigkeit, Deckvermögen und Durchsichtigkeit, erheblich verbessern lassen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Sämtliche Teil- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

45 Teile Dinatrium-4,4'-diamino-1,1'-dianthrachin-ony!-3,3'-disulfonat, das gemäss Beispiel 1 von JP-B 3 825 842 hergestellt worden ist, wird in 450 Teilen 85% Schwefelsäure 5 Stunden auf 150 bis 155°C erwärmt, um eine Desulfonierung durchzuführen. Sodann wird das Reaktionsgemisch zu 500 Teilen Wasser gegeben. Die Zugabe erfolgt unter gleichzeitiger Zugabe von 400 Teilen Eis in der Weise, dass die Temperatur des Wassers auf 0 bis 10°C gehalten wird. Die Konzentration an Schwefelsäure beträgt 28,3%. Auf diese Weise erhält man eine wässrige Suspension mit einem Gehalt an 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl.

Diese wässrige Suspension wird 5 Stunden auf 80 bis 85°C erwärmt und anschliessend filtriert, mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen und schliesslich auf 80 bis 85°C getrocknet. Man erhält 29 Teile des gewünschten 4,4'-Diamino-1,1 -dian-thrachinonyl-Pigments.

Das erhaltene Pigment zeigt im Vergleich zu einem Pigment, das ohne Wärmebehandlung hergestellt worden ist, ein stärkeres Färbevermögen bei der Färbung von Polyvinylchloridharz.

Beispiel 2

Eine gemäss Beispiel 1 durch Desulfonierung und Verdünnung mit Wasser erhaltene wässrige Suspension von 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl wird 11 Stunden auf 100 bis 102°C erwärmt. Sodann wird die Suspension auf 80°C abgekühlt und einer Nachbehandlung gemäss Beispiel 1 unterzogen. Man erhält 29 Teile 4,4'-Diamino-1,1'-dianthra-chinonyl-Pigment. Ein unter Verwendung dieses Pigments hergestelltes Aminoalkyd-Anstrichmittel erweist sich im Vergleich zu einem Aminoalkyd-Anstrichmittel, das unter Verwendung eines ohne Wärmebehandlung hergestellten Pigments erhalten worden ist, in bezug auf Deckvermögen und Fliessfähigkeit überlegen.

Beispiel 3

Aus der gemäss Beispiel 1 durch Desulfonierung und Verdünnung mit Wasser erhaltenen wässrigen Suspension wird 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl abfiltriert und mit 500 Teilen Wasser gewaschen. Der erhaltene Filterkuchen (145 Teile) wird mit 620 Teilen Wasser vermischt. 2 Teile 28%ige Natriumhydroxidlösung werden zur Einstellung des pH-Werts auf 10 zugesetzt. Sodann wird 12 Stunden auf 98 bis 100°C erwärmt und hierauf auf 80°C ab5

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gekühlt. Nach Filtration wird der Rückstand mit Wasser bis zur neutralen Reaktion gewaschen und sodann getrocknet. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diami-no-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigment.

Beispiel 4

Beispiel 3 wird zur Herstellung einer wässrigen Suspension mit einem pH-Wert von 10 wiederholt. Die Suspension wird mit 1 Teil isobutylalkohol versetzt. Das Gemisch wird 5 Stunden auf 60 bis 65°C erwärmt und sodann filtriert. Der auf dem Filter erhaltene Niederschlag wird einer Nachbehandlung gemäss Beispiel 3 unterworfen. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigment.

Beispiel 5

Beispiel 4 wird unter Verwendung von Essigsäurebutylester anstelle von Isobutylalkohol wiederholt. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachin-onyl-Pigment.

Beispiel 6

Ein gemäss Beispiel 1 erhaltenes Desulfonie-rungsreaktionsgemisch wird zu 980 Teilen Wasser von 45°C gegeben, wobei gleichzeitig 200 Teile Eis so zugesetzt werden, dass die Temperatur des Wassers auf 45 bis 50°C gehalten wird. Die Konzentration an Schwefelsäure beträgt 23,5%. Die erhaltene wässrige Suspension wird 3 Stunden auf 85 bis 90°C erwärmt und sodann der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 1 unterzogen. Man erhält 29 Teile 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigment.

Beispiel 7

Eine gemäss Beispiel 6 durch Desulfonierung und Verdünnung mit Wasser erhaltene wässrige Suspension von 4,4-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl wird der Filtration unterworfen. Der erhaltene Filterkuchen (145 Teile) wird in 480 Teilen Wasser gerührt. Die Schwefelsäurekonzentration beträgt 4,6%. Anschliessend wird die wässrige Suspension 8 Stunden auf 95 bis 98°C erwärmt und der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 1 unterworfen. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigment.

Beispiel 8

Eine gemäss Beispiel 7 erhaltene 4,6%ige Schwefelsäuresuspension von 4,4'-Diamino-1,1'-di-anthrachinonyl wird mit 81 Teilen 28% Natriumhydroxid versetzt, um den pH-Wert auf 8 einzustellen. Die Suspension wird 2 Stunden in einem Autoklaven auf 110 bis 115°C erwärmt. Sodann wird die Suspension der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 7 unterworfen. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigment.

Beispiel 9

Das Beispiel 8 wird zur Bildung einer wässrigen Suspension vom pH-Wert 8 wiederholt. 0,5 Teile Methylisobutylketon werden zugesetzt. Das Gemisch wird 2 Stunden auf 80 bis 85°C erwärmt. Das erhaltene Gemisch wird einer Nachbehandlung gemäss Beispiel 8 unterworfen. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigment.

Beispiel 10

Das Beispiel 6 wird zur Bildung einer wässrigen Suspension von 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl wiederholt. Der Niederschlag wird auf einem Filter gesammelt und bis zur neutralen Reaktion des Filtrats mit Wasser gewaschen. Der Filterkuchen (145 Teile) wird mit 700 Teilen Wasser zu einer wässrigen Suspension vermischt. Diese wässrige Suspension vom 3 pH-Wert 7,1 wird 8 Stunden auf 95 bis 98°C erwärmt. Das erhaltene Gemisch wird der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 1 unterworfen. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1'-dian-thrachinonyl-Pigment.

Beispiel 11

Das Beispiel 10 wird zur Bildung einer wässrigen Suspension vom pH-Wert 7,1 wiederholt. 0,5 Teile Isobutylalkohol und 0,5 Teile Methylisobutylketon werden zugesetzt. Sodann wird das Gemisch 3 Stunden auf 65 bis 70°C erwärmt. Das erhaltene Gemisch wird der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 1 unterworfen. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigment.

Beispiel 12

Das Beispiel 10 wird zur Bildung von 145 Teilen eines Filterkuchens wiederholt. Dieser Filterkuchen wird zur Bildung einer wässrigen Suspension vom pH-Wert 7,1 mit 80 Teilen Wasser vermischt. Die wässrige Suspension wird 8 Stunden auf 95 bis 98°C erwärmt und sodann der gleichen Nachbehandlung wie in Beispiel 10 unterworfen. Man erhält 28 Teile 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-Pig-ment.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Pigments, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässrige Suspension mit einem Gehalt an einer 4,4'-Diamino-1,1'-dianthra-chinonyl-Verbindung und Wasser erwärmt, wobei der pH-Wert der Suspension 12 oder weniger beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert im Bereich von 4 bis 10 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung bei einer Temperatur von 50 bis 120°C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der 4,4'-Diamino-

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1,1'-dianthrachinonyl-Verbindung im Bereich von 1 bis 15 Gew.-% liegt.

5. Verfahren zur Herstellung der wässrigen Suspension als Ausgangsmaterial für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl-3,3'-di-sulfonsäure-Verbindung in einer Mineralsäure desul-foniert und anschliessend mit Wasser vermischt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Mineralsäure Schwefelsäure verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Schwefelsäure in der wässrigen Suspension 50 Gew.-% oder weniger beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Desulfonierungsschritt erhaltene 4,4'-Diamino-1,1 '-dianthrachinonyl-Verbin-dung isoliert und anschliessend mit Wasser vermischt wird.

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