CS257894B1

CS257894B1 - Způsob pHpravy velmi čistého 4,4'-diamino-1,1'-diantrachinonylu v pigmentové formé

Info

Publication number: CS257894B1
Application number: CS86641A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Slavik; Jitka Svestkova
Original assignee: Vlastimil Slavik; Jitka Svestkova
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1988-06-15
Also published as: CS64186A1

Abstract

Způsob přípravy velmi čistého 4,4'-diamino-1,1'-diantrachinonylu v pigmentové formě, zvláště vhodné pro barvení polypropylenových vláken ve hmotě, využívající izolace síranu pigmentu z jeho suspenze ve zředěné kyselině sírové a následující regenerace 4,4'-diamino-1,11-diantrachinonylu hydrolytickým rozkladem síranu tak, že se izolace síranu pigmentu provede vyloučením z jeho homogenního roztoku v kyselině sírové o koncentraci 65 až 75 % ochlazením z teploty 100 až 150 °C na teplotu 50 °C až teplotu okolí a následující separací.

Description

Vynález se týká přípravy velmi čistého 4,4'-diamino-l,1'-diantrachinonylu v pigmentové formě, vhodné zejména pro barveni polypropylenových vláken ve hmotě.

K pigmentaci plastů a syntetických vláken ve hmotě lze použít pouze velmi kvalitní pigmenty, které lze bez poškození vystavit vysokým teplotám, nutným k roztavení barvené hmoty. Tyto pigmenty musí být dále dobře zpracovatelné, tj. musí snadno vytvářet dokonalé disperze v barveném materiálu. Ke kontrole kvality pigmentů určených k barvení polypropylenových vláken ve hmotě se např. používá tzv. zkouška filtrovatelnosti, která spočívá v protlačování taveniny pigmentového koncentrátu soustavou jemných sít a ve sledování rychlosti nárůstu tlaku před síty.

Při provedení zkoušky za standardních podmínek lze z naměřených hodnot početní extrapolací získat hodnotu tzv. filtrovatelnosti, což je fiktivní tlak, který by byl dosažen po protlačení koncentrátu, obsahujícího 1 kg pigmentu. Rychlý nárůst tlaku, tj. vyšší hodnota filtrovatelnosti, svědčí o přítomnosti nedokonale dispergovaných částic pigmentu, ucpávajících otvory síta. Pigmenty, u nichž byla zjištěna filtrovatelnost vyšší než 1 200 MPa.kg^-^, se zpravidla považují za nevhodné pro zmíněnou aplikaci.

Pro barvení polypropylenových vláken jsou vzhledem k vysokým všeobecným stálostem a dobrým koloristickým vlastnostem vhodné pigmentové červeně, jejichž barevnou substancí je 4,4'-diamino-1,1'-diantrachinonyl (Colour Index Pigment Red 177). Způsob úpravy této látky na pigmentovou formu je předmětem čs. AO 174 383. Zahrnuje srážení pigmentu z roztoku ve zředěné kyselině sírové, vznikajícího v závěrečném stupni syntézy, vlitím do nadbytku vody a úpravu látkami pryskyřičného typu.

Postupem podle tohoto AO je získáván pigment, jehož kvalita značně závisí na kvalitě výchozího polotovaru pro závěrečný stupeň syntézy a na přesnosti, s jakou byl dodržen předepsaný postup zpracování na pigment. Zřetelně se projevují i relativně drobné nedostatky v obou směrech, kterým lze v praxi obtížně předcházet. Tak v sérii příprav filtrovatelnost pigmentu z různých šarží kolísala v rozmezí 500 až 200 MPa/kg. 0 závažností tohoto problému svědčí pokusy o zlepšení kvality produktu, např. v AO 217 252 bylo navrženo speciální čištění polotovaru, v praxi se však neuplatnilo.

Výrazného zlepšení kvality pigmentů tohoto typu lze zpravidla dosáhnout postupy, zahrnujícími rozpuštění v kyselině sirové vhodné koncentrace, vysrážení soli s kyselinou sírovou zředěním původního roztoku vodou, odfiltrování vyloučené soli a její oddělenou hydrolýzou zpět na pigment. Při těchto postupech určuje charakter vznikajících částic soli a do značné míry i konečného pigmentu průběh.změny koncentrace kyseliny sírové.

Obecný postup je uveden v DOS 2 360 792. Pro úpravu 4,4'-diamino-l,1'-diantrachinonylu není tento způsob vhodný, nebot při něm vzniká příliš jemná, velmi obtížně filtrující forma síranu a její hydrolýzou vzniká pigment rovněž v nevhodné formě.

Nyní bylo zjištěno, že při zvýšené teplotě lze připravit homogenní roztok pigmentu ve zředěné kyselině sirové, z něhož při ochlazení vzniká suspenze dobře krystalického síranu pigmentu. Tuto formu solí je možno snadno filtrací oddělit od matečných louhů, obsahujících rozpuštěné nečistoty a rozmícháním ve vodě hydrolyzovat zpět na pigment. Produktem hydrolýzy pak je pigment ve formě, odlišné formy vznikající při postupu podle AO 174 383 a DOS 2 360 792.

Tato forma vykazuje bez další podstatné úpravy velikosti a charakteru částic vhodné vlastnosti pro barveni polypropylenových vláken ve hmotě.

Způsob přípravy velmi čistého 4,4'-diamino-l,1¹-diantrachinonylu v pigmentové formě, zvláště vhodné pro barvení polypropylenových vláken ve hmotě, využívající izolace síranu pigmentu z jeho suspenze ve zředěné kyselině sírové a následující regenerace 4,4'-diamino-l,1'-diantrachinonylu hydrolytickým rozkladem síranu, spočívá podle vynálezu v tom, že se homogenní roztok síranu pigmentu v 65 až 75% kyselině sírové pozvolna ochlazuje z teploty 100 až 150°

Celsia na teplotu 50 °C až teplotu okolí za vzniku optimálně krystalické formy síranu pigmentu

Krystalický síran pigmentu se známým způsobem zpracuje, tj. odfiltruje, hydrolyzuje rozmícháním filtračního koláče ve vodě a pigment se získá filtrací, promytím filtračního koláče vodou a usušením. Pro barvení polypropylenových vláken ve hmotě je získaná forma vhodná bez následujícího intenzivního jemného rozmělnění, pouze je nutné pigment homogenizovat a přeměnit na prášek hrudky, vznikající při nevhodném způsobu sušení.

Výchozí roztok pigmentu v kyselině sírové bud vzniká jako produkt v závěrečné fázi syntézy, při desulfonaci 4,4¹-diamino-1,1'-diantrachínonyl-3,3'-disulfonové kyseliny, nebo může být získán rozpuštěním pigmentu v kyselině sírové, v případech, kdy je žádoucí zlepšit jeho čistotu a fyzikální formu. Výhodně se používá k rozpuštění, případně k desulfonaci, kyselina o koncentraci, při které je pigment rozpuštěn i za normální teploty (z takto připraveného roztoku je možno filtrací odstranit nerozpustné nečistoty, zhoršující zpracovatelnost, jako např. písek apod.) a na koncentraci vhodnou pro vznik krystalického síranu pigmentu se složení upraví přidáním vody. Je ale rovněž možno postupovat tak, že k desulfonaci nebo rozpouštění se použije přímo kyselina doporučené koncentrace.

•

Dobře vyvinuté krystaly síranu 4,4'-diamino-1,1'-diantrachinonylu vznikají pozvolnou krys talizací při ochlazování roztoku této látky ve zředěné kyselině sírové, při vhodné kombinaci určujících faktorů, kterými jsou poměr množství kyseliny a pigmentu, teplotní poměry a konoent race kyseliny.

Při desulfonaci je poměrné množství kyseliny dané předpisem pro tuto reakci. Pro rozpouštění již syntetizovaného pigmentu se zpravidla používá 9 dílů kyseliny sírové 100% na 1 díl pigmentu.

Konečná koncentrace kyseliny závisí na tom, zda k přípravě roztoku byl použit pigment, nebo zda je upravována reakční směs po desulfonaci. V prvém případě je optimální výsledná koncentrace kyseliny 70 %, v druhém 75 i. Kyselina sírová o koncentraci 75 % je rovněž vhodná pro přímé nasajení k desulfonaci. Pokud se k rozpuštění již desulfonovaného pigmentu použije koncentrovanější kyselina než 73%, zůstává v matečném louhu rozpuštěné příliš velké množství pigmentu a velikost vznikajících částic přesahuje optimum. Použije-li se zředěnějŠí, např.

65% kyselina, nelze již při dosažitelných teplotách připravit roztok síranu pigmentu.

I v těchto případech lze mícháním suspenze při zvýšené teplotě připravit dobře krystalický síran pigmentu, konečný produkt však vykazuje méně reprodukovatelnou filtrovatelnost u póly propylenu. Čím zředěnějŠí je kyselina při izolaci, tím méně účinné je čištění, nebot spolu s pigmentem mohou vykrystalovat i případné nečistoty.

Teplotní režim je určen požadavkem, aby pigment ve formě soli krystaloval z homogenního roztoku ve zředěné kyselině. Při výše uvedených koncentracích kyseliny je nutné zahřátí na 120 až 140 °C. Při těchto podmínkách a při době nutné ke zpracování reakční směsi nedochází k pozorovatelným vedlejším reakcím.

Konečná teplota při ochlazování určuje do jisté míry ztráty produktu v matečných louzích a čistotu výsledného pigmentu. Zpravidla je účelné a ekonomické ochlazení suspenze na teplotu blízkou teplotě okolí, tj. 20 až 40 °C, při zvýšených požadavcích na účinnost čištění lze volit i vyšší teplotu. Izolace krystalického síranu filtrací vzniklé suspenze probíhá velmi snadno, postup je realizovatelný i v průmyslovém měřítku.

Výhodou uvedeného postupu je, že jeho produktem je pigment, vyznačující se velmi dobrou filtrovatelnost! v polypropylenu a výsledky jsou reprodukovatelné i při kolísání kvality výchozí látky. Další výhodou je, že pro barvení polypropylenových vláken je takto získaný pigment vhodný bez intenzivního jemného mletí, měnícího rozměr částic pigmentu.

257894 4

Při jiných aplikacích, než je barvení polypropylenových vláken ve hmotě, může obtížnější dispergovatelnost krystalitů, vznikajících postupem podle vynálezu, negativně ovlivnit vydatnost pigmentu a způsobit nežádoucí posun odstínu do modré oblasti. V těchto případech je vhodné zařadit jako závěrečný stupeň úpravy pigmentu dispergaci na koloidním perlovém mlýnku a případně doplnit aplikaci látek pryskyřičného typu podle AO 174 383.

Postupu podle vynálezu lze rovněž použít pouze jako způsobu čištění pigmentu. Odfiltrova ný síran pigmentu se pak znovu rozpustí v kyselině sírové příslušné koncentrace a dále zpracuje podle AO 174 383.

Níže uvedené příklady ilustrují způsob přípravy podle vynálezu.

Příklad 1

Technický 4,4'-diamino-1,1'-diantrachinonyl (25 dílů) byl za míchání rozpuštěn v 98,7% kyselině sírové (228 dílů), při 25 °C, byla přikapána voda (94 díly) tak, aby teplota nepřekročila 110 °C. Vzniklá suspenze byla rozpuštěna zahřátím na 140 °C, roztok byl ponechán^pozvolna vychladnout. Po ochlazení na 30 °C byl produkt odfiltrován a promyt 70% kyselinou síro vou. Filtrační koláč byl vnesen do vody (500 dílů), rozmíchán, suspenze byla zahřáta k varu, udržována 10 minut a pigment byl odfiltrován. Filtrační koláč byl promyt vodou do neutrální reakce a usušen při 80 °C. Bylo získáno 22,7 dílu pigmentu, který po homogenizaci na úderovém mlýnku vykázal filtrovatelnost v polypropylenu 600 MPa/kg.

Příklad2

Do 75% kyseliny sírové (240 dílů), zahřáté na 110 °C, byla za míchání pozvolna vnesena sodná sůl 4,4¹-diamino-1,1¹-diantrachinonyl-3,3¹-disulfonové kyseliny (32,4 dílu). Teplota vzniklé suspenze byla zvýšena na 140 °C a na této teplotě byla směs udržována 3 hodiny. Během této doby proběhla desulfonace výchozí látky na 4,4¹-diamino-1,1'-diantrachinonyl a došlo ke změně suspenze na čirý roztok. Reakční směs byla během 6 hodin ochlazena na 30 °C, vykrystalovaný síran pigmentu byl odfiltrován a zpracován na pigment stejně jako v příkladu 1. Bylo získáno 19,6 g pigmentu, který po homogenizaci na úderovém mlýnku vykázal filtrovatelnost 630 MPa.kg^-1.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob přípravy velmi čistého 4,4'-diamino-1,1'-diantraohinonylu v pigmentové formě, zvláště vhodné pro barvení polypropylenových vláken ve hmotě, využívající izolace síranu pigmentu z jeho suspenze ve zředěné kyselině sírové a následující regenerace 4,4¹-diamino-1,1'-diantraohinonylu hydrolytiokým rozkladem síranu vyznačený tím, že se izolace síranu pigmentu provádí vyloučením z jeho homogenního roztoku v kyselině sirové o koncentraci 65 až 75% ochla zením z teploty 100 až 150 °C na teplotu 50 °C až teplotu okolí a následující separací.