CS202380B1

CS202380B1 - Process for preparing indanthrone in form of pigment with red-blue shade

Info

Publication number: CS202380B1
Application number: CS752978A
Authority: CS
Inventors: Josef Valik; Josef Zaloudek; Jaroslav Matoulek; Milan Maxa
Original assignee: Josef Valik; Josef Zaloudek; Jaroslav Matoulek; Milan Maxa
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1978-11-20
Publication date: 1981-01-30

Description

Vynález se týká přípravy indanthronu vc formě pigmentu s červenavě modrým odstínem.The present invention relates to the preparation of indanthron in the form of a pigment with a reddish blue hue.

Indanthrom (N, N'-dihydro-l,l',2,2'-antrachinonazin) je klasické barvivo používané jako kypové barvivo a jako organický pigment, univerzálně použitelný pro lakárské, plastikářské a vláknařské účely, zvláště pro barvení polypropylenových vláken ve hmotě. Barvení polypropylenových vláken ve hmotě vyžaduje vysoce kvalitní pigment s dobrou dispergovatelností a termostabilitou v tavenine polypropylenu při teplotách kolem 300 °C. Tomuto požadavku vyhovuje jen velmi jemný a chemicky čistý pigment.Indanthrom (N, N'-dihydro-1,1 ', 2,2'-anthraquinonazine) is a classical dye used as a vat dye and as an organic pigment, universally applicable for painting, plastic and fiber purposes, especially for dyeing polypropylene fibers in mass . The dyeing of polypropylene fibers in the mass requires a high quality pigment with good dispersibility and thermostability in the polypropylene melt at temperatures around 300 ° C. Only a very fine and chemically pure pigment meets this requirement.

Nejpoužívanější způsob průmyslové výroby indanthronu je alkalicko-oxidační tavení 2-aminoantrachinonu s následující redukční rafinací vzniklého indanthronu dithioničitanem sodným za vzniku sodné leukosoli indanthronu, která se po izolaci oxiduje vzduchem při 75 °C na tzv. surový indanthron. Tento produkt lze užít jako kypové barvivo, ne však jako pigment, neboť má malou vydatnost, kalný odstín a v tavenine polypropylenu je obtížně dispergovatelný.The most widely used method of industrial production of indanthrone is the alkali-oxidative melting of 2-aminoantraquinone followed by reductive refining of the indanthrone formed with sodium dithionite to form indanthrone sodium leucos, which after isolation is oxidized by air at 75 ° C to the so-called crude indanthrone. This product can be used as a vat dye, but not as a pigment, since it has a low spreading capacity, a cloudy shade and is difficult to disperse in the polypropylene melt.

Existuje několik postupů získávání indanthronu v pigmentové formě. Postup založený na oxidaci suspenze leukosloučeniny indanthronu sulfonovanými aromatickými nitrolátkami poskytuje červenavě modrý pigfflsnt lepgícti Ylaatností pro aplikaci než oxidace vzduchem. Tento postup je však ekologicky škodlivý, neboť při něm dochází k znečišťování odpadních vod biologicky neodbouratelnými látkami, a vyžaduje značné množství drahých surovin. Jiný postup přípravy indanthronu ve formě pigmentu s červenavě modrým odstínem je založen na oxidaci indanthronu, přečištěného trakční krystalizací z kyseliny sírové, kyselinou dusičnou, kysličníkem manganičitým nebo kysličníkem chromitým, následující redukci solemi železnatými nebo siřičitanem a závěrečné úpravě v alkalickém roztoku redukujícího cukru za varu. Tento postup je několikastupňový, nákladný, neboť vyžaduje mnoho pomocných surovin, a technologicky náročný.There are several methods for obtaining indanthron in pigment form. The procedure based on the oxidation of the suspension of the leuco compound of the indanthrone by sulfonated aromatic nitro compounds provides a reddish-blue pigment for application than air oxidation. However, this process is ecologically harmful as it contaminates waste water with non-biodegradable substances and requires a considerable amount of expensive raw materials. Another process for the preparation of indanthron in the form of a reddish-blue hue is based on oxidation of indanthron, purified by traction crystallization from sulfuric acid, nitric acid, manganese dioxide or chromium trioxide, followed by reduction with iron (II) salts or sulphite and final treatment in alkaline sugar reducing solution. This is a multi-step process, costly because it requires many auxiliary raw materials, and technologically demanding.

Nyní bylo zjištěno, že uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy indanthronu ve formě pigmentu s červenavě modrým odstínem podle tohoto vynálezu. Tento způsob spočívá v tom, že se roztok indanthronu v koncentrované kyselině sírové vlije do nasyceného vodného roztoku síranu železnatého, okyseleného kyselinou sírovou na koncentraci 1 až 35 % hmot. kyseliny sírové v tomto roztoku, indanthron se oddělí ze vzniklé směsi, smísí se s vodným roztokem glukózy o hodnotě pH 7 až 14 v molárním poměru ke glukóze 1:1 až 1:8 a vzniklá suspenze se zahřívá při teplotě v rozmezí 70 °C až teplota varu. Postup podle vynálezu je tvořen kombinací dvou chemickotechnologickýcti znaků, které se, každý samostatně, užívaly ve spojení s dalšími znaky k přípravě indanthronu v různých formách. ZcelaIt has now been found that these disadvantages are overcome by the process for the preparation of indanthron in the form of a reddish-blue hue pigment according to the invention. This process comprises pouring a solution of indanthrone in concentrated sulfuric acid into a saturated aqueous solution of ferrous sulfate acidified with sulfuric acid to a concentration of 1 to 35% by weight. sulfuric acid in this solution, the indanthrone is separated from the resulting mixture, mixed with an aqueous glucose solution having a pH of 7 to 14 in a molar ratio to glucose of 1: 1 to 1: 8 and the resulting suspension is heated at a temperature of 70 ° C to boiling point. The process according to the invention is made up of a combination of two chemical-technical features which, each separately, have been used in conjunction with other features to prepare indanthrone in different forms. Completely

202 380202 380

4 nová kombinace znaků v postupu-podle vynálezu, tj. srážení indanthronu na koloidňím kyselém síranu železnatém a následující redukce v alkalickém roztoku glukózy, je v technologickém provedení velmi jednoduchá při vysoké kvalitě získaného pigmentu.4 a new combination of features in the process according to the invention, i.e. the precipitation of indanthrone on colloidal ferric acid sulphate and the subsequent reduction in an alkaline glucose solution, is very simple in technology with the high quality of the pigment obtained.

Výchozí surovinou při postupu výroby podle vynálezu je s výhodou síran indanthronu, který se získá rozpuštěním surového indanthronu v 96 až 98 % kyselině sírové při teplotě do 40 °C, neředěním vzniklého roztoku na konečnou koncentraci kyseliny sírové 80 až 85 % a volnou krystalizací z tohoto roztoku za normální teploty.The starting material of the process according to the invention is preferably indanthrone sulphate, which is obtained by dissolving the crude indanthrone in 96-98% sulfuric acid at a temperature of up to 40 ° C, not diluting the resulting solution to a final sulfuric acid concentration of 80-85% and free crystallization from this solution at normal temperature.

Síran indanthronu se rozpustí v kyselině sírové a vzniklý roztok se vlije do nasyceného vodného roztoku síranu železnatého okyseleného kyselinou sírovou. Současně s koloidňím kyselým síranem železnatým se vylučují jemné částice barviva. Vlitím suspenze do přebytku vody se kyselý síran železnatý rozpustí a indanthron o velikosti částic od 0,1 do 1,0 μπι se oddělí filtrací a promyje do neutrální reakce. Takto zpracovaný indanthron se zahřívá ve vodném alkalickém roztoku glukózy ve výše uvedeném rozmezí teplot. K dosažení, alkalického prostředí vodného roztoku glukózy se s výhodou použije hydroxid sodný nebo draselný v množství 2 až 3 moly na 1 mol glukózy. Konečná koncentrace připraveného roztoku glukózy je přibližně 0,1 až 0,2 M. Produkt se za horka oddělí od roztoku např. filtrací, promyje se horkou vodou do neutrální reakce, usuší se a homogenizuje mletím. Pro zlepšení dispergovatelnosti pigmentu v lakařských a plastikářských aplikacích je vhodné pigment sušit s dispergačními prostředky, nejlépe neionogenního typu.The indanthrone sulfate was dissolved in sulfuric acid and the solution was poured into a saturated aqueous solution of ferrous sulfate acidified with sulfuric acid. Simultaneously with the colloidal acidic ferrous sulfate, fine dye particles are precipitated. Pouring the slurry into excess water dissolves the ferrous acid sulphate and separates the indanthrone with a particle size of 0.1 to 1.0 μπι by filtration and rinses until neutral. The indanthrone thus treated is heated in an aqueous alkaline glucose solution within the above temperature range. To achieve the alkaline environment of the aqueous glucose solution, sodium or potassium hydroxide is preferably used in an amount of 2 to 3 moles per 1 mol of glucose. The final concentration of the prepared glucose solution is about 0.1-0.2 M. The product is separated from the solution in the hot state, for example by filtration, washed with hot water until neutral, dried and homogenized by grinding. In order to improve the dispersibility of the pigment in paint and plastic applications, it is suitable to dry the pigment with dispersants, preferably of the non-ionic type.

Indanthron ve formě pigmentu s červenavě modrým odstínem získaný postupem podle vynálezu se svou kvalitou neliší od produktů získaných nejlepšími dosavadními postupy. Výborně se hodí pro lakařské, plastikářské a vláknařské účely, zejména pro barvení polypropylenových vláken ve hmotě na červenavě modré odstíny. Oproti dosavadním způsobům přináší postup podle vynálezu technologicky jednodušší řešení a zkrácení doby operace. Při tomto postupu se užívá jen několika málo surovin, které jsou snadno dostupné a levné. Postup podle vynálezu je ekologicky nezávadný.Indanthron in the form of a reddish-blue hue pigment obtained by the process according to the invention does not differ in quality from the products obtained by the best processes to date. It is ideally suited for painting, plastic and fiber applications, especially for dyeing polypropylene fibers in a reddish-blue tint. Compared to the prior art, the process according to the invention provides a technologically simpler solution and shortens the operation time. This process uses only a few raw materials that are readily available and inexpensive. The process according to the invention is environmentally friendly.

Příklad 1Example 1

V 1600 g 96 % kyseliny sírové se během 1 h při normální teplotě rozmíchá 200 g pasty síranu indanthronu, vzniklá směs se vlije do roztoku kyselého síranu železnatého, připraveného z 800 ml nasyceného roztoku síranu železnatého při 20 °C a 480 g 93 % kyseliny sírové. Viskózní temně modrá suspenze barviva se okamžitě vlije tenkým proudem do 5000 ml vody a po rozmíchání se barvivo odfiltruje a promyje vodou do neutrální reakce.In 1600 g of 96% sulfuric acid, 200 g of indanthrone sulphate paste are stirred for 1 hour at normal temperature, the mixture is poured into a solution of ferrous acid sulphate prepared from 800 ml of a saturated ferrous sulphate solution at 20 ° C and 480 g of 93% sulfuric acid. . The viscous dark blue dye suspension is immediately poured into a 5,000 ml water stream by gentle flow and after mixing the dye is filtered off and washed with water until neutral.

Filtrační koláč se vnese do roztoku 69 g hydroxidu sodného v 590 ml vody, rozmíchá se a přidá se 95 g glukózy ve 150 ml vody, načež se celkový objem směsi upraví přídavkem vody na 3160 ml. Suspenze se vyhřeje na teplotu 90 °C, při které se 1 h míchá. Poté se suspenze za míchání ochladí na 80 °C, produkt se odfiltruje, promyje se vodou o teplotě 80 °C do neutrální reakce a suší při 70 °C v teplovzdušné sušárně. Získá se 51 g suchého pigmentu, který se mele na kolíčkovém mlýnu. Velikost primárních částic získaného pigmentu je v mezích od 0,1 do 1,0 jwm.The filter cake is added to a solution of 69 g of sodium hydroxide in 590 ml of water, stirred and 95 g of glucose in 150 ml of water are added, and the total volume of the mixture is adjusted to 3160 ml by adding water. The suspension is heated to 90 ° C, where it is stirred for 1 h. Then, the suspension is cooled to 80 ° C with stirring, the product is filtered off, washed with water at 80 ° C until neutral and dried at 70 ° C in a hot-air oven. 51 g of dry pigment are obtained, which is ground in a pin mill. The primary particle size of the obtained pigment is in the range of 0.1 to 1.0 µm.

Příklad 2Example 2

Filtrační koláč, získaný stejným postupem jako v příkladu 1, se vnese do předloženého roztoku 102 g hydroxidu sodného v 890 ml vody, rozmíchá se a přidá se roztok 141 g glukózy v 250 ml vody. Celkový objem suspenze se upraví přídavkem vody na 4500 ml, vyhřeje se na teplotu 70 °C a 1 h se míchá. Poté se produkt odfiltruje, proníyje vodou o teplotě 70 °C do neutrální reakce a suší se při 70 °C v teplovzdušné sušárně. Získá se 50,5 g suchého pigmentu, který se mele na kolíčkovém mlýnu. Získaný pigment má stejný rozsev jako pigment z příkladu 1.The filter cake obtained in the same manner as in Example 1 is added to the present solution of 102 g of sodium hydroxide in 890 ml of water, mixed and a solution of 141 g of glucose in 250 ml of water is added. The total volume of the suspension was adjusted to 4500 ml by addition of water, heated to 70 ° C and stirred for 1 h. The product is then filtered off, washed with water at 70 ° C until neutral and dried at 70 ° C in a hot-air oven. 50.5 g of dry pigment are obtained, which is ground in a pin mill. The pigment obtained has the same spread as the pigment of Example 1.

Příklad 3Example 3

Filtrační koláč, získaný stejným postupem jako v příkladu 1, se vnese do roztoku 30 g hydroxidu sodného v 300 ml vody, rozmíchá se a přidá se roztok 45 g glukózy ve 100 ml vody, načež se celkový objem suspenze upraví přidáním vody na 2500 ml. Suspenze se vyhřeje k varu a 1 h se míchá. Po ochlazení na 80 °C se produkt odfiltruje, promyje vodou 80 °C teplou do neutrální reakce a suší při 70 °C v teplovzdušné sušárně. Získá se 50 g suchého pigmentu, který se mele na kolíčkovém mlýnu. Získaný pigment má stejnou velikost primárních částic jako pigment z příkladu 1.The filter cake obtained in the same manner as in Example 1 is added to a solution of 30 g of sodium hydroxide in 300 ml of water, stirred and a solution of 45 g of glucose in 100 ml of water is added, and the total suspension volume is adjusted to 2500 ml. The suspension is heated to boiling and stirred for 1 h. After cooling to 80 ° C, the product is filtered off, washed with water 80 ° C warm to neutral and dried at 70 ° C in a hot-air oven. 50 g of dry pigment are obtained, which is ground in a pin mill. The pigment obtained has the same primary particle size as the pigment of Example 1.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

5 6

The process for preparing indanthron in the form of a reddish-blue hue pigment is characterized in that the solution of indanthron in concentrated sulfuric acid is poured into a saturated aqueous solution of ferrous sulfate acidified with sulfuric acid to a concentration of 1 to 35% by weight. sulfuric acid in this solution, the indanthrone is separated from the resulting mixture, mixed with an aqueous glucose solution of pH 7-14 in a molar ratio to glucose of 1: 1 to 1: 8 and the resulting suspension is heated at a temperature of 70 ° C to 70 ° C. boiling point.