CZ43997A3

CZ43997A3 - Pigment Yellow 12 a způsob jeho přípravy

Info

Publication number: CZ43997A3
Application number: CZ97439A
Authority: CZ
Inventors: Brian Tuck; John Andrew Stirling; Carol Jean Farnocchi; Robert Bruce Mckay
Original assignee: Ciba Specialy Chemicals Holding Inc.
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-05-13
Also published as: GB9603116D0; EP0790282A2; DK0790282T3; EP0790282B1; ZA971211B; KR970061987A; CZ294106B6; BR9700954A; DE69715697T2; JPH09324132A; JP4109333B2; CA2197389A1; US5716445A; ES2181987T3; CN1164550A; DE69715697D1; KR100433640B1; EP0790282A3

Description

Vynález se týká nového polymorfního ž 1 utéhd^pjaméw4?fl*'^~ uváděného pod označením ColourIndex Pigment Yellow 12 (dále jen pigment Yellow 12).

Dosavadní stav techniky

Žlutý pigment Yellow 12 je diarylidovým žlutým pigmentem získaným kopulací tetrazotovaného 3, 3’-dichlorbenzidinu a acetoacetanilidu.

Diarylidová žlutá barviva jsou základní surovinou pro velký počet žlutých pigmentů, používaných při výrobě tiskařských barev a v omezenější míře také v plastických hmotách a nátěrových hmotách. V rámci zaběhnutých chemických technologií a rozvoje technologií tiskařských barev se pozornost soustředila na tři pigmentové typy, které mají zásadní komerční důležitost v oblasti tiskařských barev. Těmito typy pigmentů jsou pigmenty uváděné pod označením Colour Index Pigment Yellow 12, Colour Index Pigment Yellow 13 a Colour Index Pigment Yellow 14 a jejich deriváty tvořené směsnou kopulací, mezi které patří například pigment Yellow 174. I když bylo zjištěno, že směsná kopulace poskytuje určité výhody při regulaci vlastností pigmentu ovlivňováním molekulového zhutnění v krystalech a velikosti a tvaru pigmentových částic, chybí v této oblasti technologie, která by byla ekvivalentní technologii ftalocyaninu mědi nebo technologii chinakridonu, kde existuje několik velmi dobře identifikovaných a distinktních polymorfnich forem stejného chemického složení, přičemž některé z těchto polymorfnich forem jsou vyráběné ve značných množstvích.

V případě pigmentu Yellow 12 poskytují až dosud známé způsoby výroby této látky kopulací tetrazotovaného 3,3'dichlorbenzidinu a acetoacetanilidu krystalickou formu charakterizovanou Braggovými úhly 10,33 a 25,39 stupně v práškovém rentgenogramu zobrazeném na připojeném obr.1.

V japonské patentové přihlášce J62-153353 je popsán způsob přípravy nové formy pigmentu Yellow 12 hnětením za použití soli alkalického kovu a rentgenogram získané nové formy pigmentu Yellow 12. Tato nová forma má Braggovy uhly 11,5 a 25,7 stupně, což odpovídá intervalu d 7,69 resp. 3,47x10^-10 m.

Podstata vynálezu

Překvapivým způsobem byla identifikována další polymorfní forma pigmentu Yellow 12, která může být snadno odlišena od normální formy pigmentu Yellow 12 nebo od polymorfní formy popsané ve výše uvedené patentové přihlášce jejím rentgenogramem. Podle konkrétního provedení způsobu přípravy může být nová polymorfní forma pigmentu Yellow 12 získána buá jako v podstatě čistá látka nebo ve směsi s normální formou pigmentu Yellow 12.

Zatímco pigment Yellow 12 podle vynálezu má tři hlavní maxima s Braggovými úhly 7,47, 11,45 a 26,76 stupně, což odpovídá intervalu d 11,82, 7,71 a 3,32x10 ^θ, vykazuje normální pigment Yellow 12 pouze dvě maxima s Braggovými úhly 10,33 a 25,39 stupně, což odpovídá intervalu d 8,55 resp. 3,50x10 ^θιη. Polymorfní forma pigmentu Yellow 12 má několik výrazných maxim, z nich dvě nejvyšší mají Braggovy úhly 11,5 a 25,7 stupně.

Předmětem vynálezu takto je pigment Yellow 12 v krysta lické formě, který má rentgenogram se třemi markantními spektrálními čarami odpovídajícími intervalům d 11,82,

7,71 a 3,32x10~¹⁰.

Novou látkou je žlutý pigment Yellow 12 mající znamení tou barevnou vydatnost a další znamenité vlastnosti. Za účelem použití ve funkci barviva, může být uvedený pigment dále modifikován o sobě známými postupy s cílem ještě zlepšit jeho vlastnosti.

Předmětem vynálezu je také způsob přípravy polymorfní formy pigmentu Yellow 12, jehož podstata spočívá v kopula3 láci tetrazotovaného 3,3'-dichlorbenzidinu a acetoacetanilidu v přítomnosti povrchově aktivního činidla polyaminového, polyetherového nebo terciárně- nebo kvartérně-aminového typu.

Příklady polyaminových povrchově aktivních činidel mohou být neomezujícím způsobem reprezentovány sloučeninami obecného vzorce I

R-/NH-(CH) / NH, (I) n m 2 ve kterém R znamená například alkylovou skupinu nebo aralkylovou skupinu, m je větší než 0 a n je rovno 2 nebo 3.

Příklady polyetherových povrchově aktivních činidel mohou být neomezujícím způsobem reprezentovány sloučeninami obecného vzorce II

R-/0-(CH)_n/_m0H (II) ve kterém R například znamená alkylovou skupinu nebo aralkylovou skupinu, me je větší než 0 a n je rovno 2 nebo 3.

Terciárně- nebo kvartérně-aminová povrchově aktivní činidla mohou být neomezujícím způsobem reprezentována sloučeninami obecných vzorců III a IV

R R¹ R¹¹N (III)

R R¹ R¹¹ R¹¹¹N⁺ x (IV) ve kterých R, r\ R¹¹ a R¹^, které jsou stejné nebo odlišné, mohou například znamenat alkylovou skupinu, aralkylovou skupinu nebo arylovou skupinu a X znamená aniont.

Aby byla získána nová polymorfní forma pigmentu Yellow 12 podle vynálezu, je nezbytné, aby bylo v průběhu kopulace přítomno povrchově aktivní činidlo výše uvedeného typu. Toto povrchově aktivní činidlo může být přidáno v libovolném okamžiku před dokončením kopulace, například v kyselině použité k vysrážení kopulační složky nebo přímo k suspenzi kopulační složky. V případě, že se povrchově aktivní činidlo přidá až po dokončení kopulace, potom je kopulačním produktem až dosud známá polymorfní forma pigmentu Yellow 12.

Pigment Yellow 12 podle vynálezu může být připraven ve v podstatě čisté formě volbou typu a množství použitého povrchově aktivního činidla. Tak například v případě, kdy se kopulační reakce provádí v přítomnosti sloučeniny obecného vzorce I, ve kterém R znamená stearylovou skupinu, m je rovno 3 a n je rovno 3, použité v množství 15 hmotn.%, vztaženo na množství pigmentu Yellow 12 vytvořeného při reakci, potom má získaný produkt v podstatě zcela polymorfní formu podle vynálezu. Alternativně mohou být procesní podmínky zvoleny tak, aby byla získána směs až dosud neznámé polymorf ní formy a normální polymorfní formy pigmentu Yellow 12. Vzájemný poměr obou uvedených polymorfních forem může být v uvedené směsi regulován typem a množstvím použitého povrchově aktivního činidla. Vyšší množství povrchově aktivního činidla vzhledem ke kopulační složce vedou k vyšším obsahům až dosud neznámé polymorfní formy ve finálním produktu pigmentu Yellow 12.

V případě získání uvedených směsí může být uvedená nová polymorfní forma přítomna v množství alespoň 10 hmotn.% výhodně alespoň 25 hmotn.% a výhodněji alespoň 50 hmotn.%, vztaženo na celkové množství pigmentu Yellow 12.

Pigmenty Yellow 12 podle vynálezu mohou být rovněž podrobeny dodatečnému zpracování za účelem zlepšení jejich vlastností v rámci jejich použití jako barviv. Takové způsoby dodatečné úpravy jsou velmi dobře známé v oblasti výroby pigmentů. Typické příklady takových zpracování jsou uvedeny například v britském patentovém dokumentu 1,356,253.

Typickou následnou úpravou je zahřátí vodné pigmentové suspenze získané na konci kopulačního procesu na teplotu 70 až 130 °C, výhodně na teplotu 70 až 100 °C.

Dalším obvyklým následným zpracováním je vystavení účinku organického rozpouštědla, jakým je aromatický nebo alifatický uhlovodík, chlorovaný uhlovodík, alkohol, ester, ether, nitril, nitrosloučenina nebo heterocyklická sloučenina, přičemž specifickými příklady těchto látek jsou tetralin dibenzylether, o-dichlorbenzen a dibutylsebakát.

Přidání druhého povrchově aktivního činidla aniontového, kationtového, amfoterního nebo neionogenního typu představuje další použitelnou následnou úpravu. Použitelnými aniontovými povrchově aktivními činidly jsou například alkyl-, aryl- nebo aralkylsulfáty nebo sulfonáty, alkyl-, aryl- nebo aralkylfosfáty nebo fosfonáty nebo karboxylové kyseliny. Použitelnými kationtovými povrchově aktivními činidly jsou například primární, sekundární nebo terciární aminy nebo kvartérní amoniové soli. Neionogenními povrchově aktivními činidly jsou alkoholy s dlouhým řetězcem, alkoholnebo amin-ethylenoxidové kondenzační produkty, aminoxidy nebo fosfinoxidy.

Pigment Yellow 12 podle vynálezu může být následně upraven alifatickým primárním aminem, který může být stejný jako amin použitý v průběhu kopulační reakce nebo odlišný od tohoto aminu použitého v průběhu kopulační reakce vedoucí k získání produktu podle vynálezu.

Takové aminy zahrnují například stearylamin, pryskyřičný amin odvozený od dřevné přírodní pryskyřice, N-alkylalkylendiaminy, polyaminy, jako N-alkyl-tripropylenamin, tetraethylenpentamin nebo polyethylenimin, anebo ethoxylované di- nebo triaminy.

Další následnou úpravou je úprava pryskyřicí pigmentu Yellow 12 vyrobeného způsobem podle vynálezu za použití přírodní nebo syntetické pryskyřice. Výhodnými pryskyřicemi pro takovou úpravu jsou pryskyřice, které jsou rozpustné v alkalickém roztoku a které mohou být na pigmentu vysráženy kyselinou. Takovými výhodnými pryskyřicemi jsou například dřevná pryskyřice nebo chemicky modifikovaná kalafuna, například kalafuna modifikovaná hydrogenací, disproporcionací, polymerací nebo reakcí s organickým reakčním činidlem. Množství pryskyřice použité v rámci následné úpravy se může pohybovat v širokých mezích a může takto činit 1 až 60 hmotn.%, výhodněji 25 až 55 hmotn.%, vztaženo na hmotnost pigmentu Yellow

12.

Vlastnosti pigmentu Yellow 12 podle vynálezu mohou být modifikovány inkorporováním ve vodě rozpustného azobarviva, které se výhodně použije v množství 0,1 až 25 hmotn.%, vztaženo na hmotnost pigmentu, jak je to popsáno v patentovém dokumentu GB 1366253.

Polymorfní forma pigmentu Yellow 12 podle vynálezu nebo její směsi s až dosud známou polymorfní formou pigmentu Yellow 12 jsou použitelné při vybarvování povrchových povlakových kompozic, zejména tiskařských barev, a při vybarvování plastických hmot.

Na připojeném obr.1 je zobrazen rentgenogram až dosud známé, normální polymorfní formy pigmentu Yellow 12, zatímco na obr.2 je zobrazen rentgenogram nové polymorfní formy pigmentu Yellow 12 podle vynálezu. Na osách x těchto rentgeno jsou vyneseny hodnoty Braggova úhlu, zatímco na osách y jsou vyneseny intenzity spektrálních čar.

V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí příkladů jeho konkrétního provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen definicí patentových nároků.

Příklady provedení vynálezu

Příklady 1 až 5

7,5 dílu alifatického polyaminu (viz níže uvedená tabulka 1) se rozpustí za míchání v 11,5 dílu ledové kyseliny octové ve 150 dílech vody. Získaný roztok se pomalu a za míchání přidá k 24,6 dílu acetoacetanilidu rozpuštěného v roztoku 5,5 dílu hydroxidu sodného ve 240 dílech vody. Výsledná směs se uvede v reakci se 17 díly 3,3'-dichlorbenzidinu, který byl předběžně tetrazotován dusitanem sodným a zředěnou kyselinou chlorovodíkovou obvyklým způsobem. Kopulovaná suspenze se potom zahřeje na teplotu 90 až 95 °C a její pH se nasta ví na hodnotu 11 přidáním alkálie. Produkt se odfiltruje,

Ί promyje vodou za účelem odstranění rozpustných solí a potom vysuší.

Tabulka 1

Příklad

Amin

N-stearylpropylendiamin

N-stearyldipropylentriamin

N-stearyltripropylentetramin

N-stearyltetrapropylenpentamin

N-stearylpentapropylenhexamin

Pigment Yellow 12 z každého příkladu byl podrobem rentgenografii, přičemž bylo zjištěno, že takto získané pigmenty mají v podstatě novou polymorfní formu podle vynálezu, jejíž rentgenogram je zobrazen na obr.2.

Příklady 6 až 8

Pigment Yellow 12 se připraví v podstatě stejně jako v příkladech 1 až 5 s výjimkou spočívající v tom, že se mění příprava aminu použitého při reakci. Získané produkty byly podrobeny práškové rentgenografii. Z porovnání získaných rentgenogramů s rentgenogramem čisté polymorfní formy pigmentu Yellow 12 podle vynálezu a s rentgenogramem dosud známé polymorfní formy pigmentu Yellow 12 umožňuje stanovit přibližné zastoupení obou uvedených polymorfních forem v získaných produktech.

Tabulka 2

Příklad Amin

N-stearyltetrapropylenpentamin

100

Množství aminu⁺ Obsah polymorfní (%) formy podle vynálezu (%)

Tabulka (pokračování)

N-stearyltetra- 5 propylenpentamin

N-stearyltetra- 2 propylenpentamin

+) Množství aminu ve hmotnostních procentech, vztaženo na hmotnost pigmentu Yellow 12.

Claims

1. Pigment Yellow 12 v krystalické formě, který má rentgenogram vykazující tři markantní spektrální čáry, odpovídající intervalu d 11,82, 7,71 a 3,32x10 ^θπι.

2. Směs obsahující alespoň 10 % pigmentu Yellow 12 podle nároku 1 společně se známou polymorfní formou pigmentu Yellow 12.

3. Směs obsahující alespoň 25 % pigmentu Yellow 12 podle nároku 1 společně se známou polymorfní formou pigmentu Yellow 12.

4. Směs obsahující alespoň 50 % pigmentu Yellow 12 podle nároku 1 společně se známou polymorfní formou pigmentu Yellow 12.

5. Způsob přípravy pigmentu Yellow 12 podle nároku 1, vyznačený tím, že zahrnuje kopulaci tetrazotovaného 3,3'-dichlorbenzidinu s acetoacetanilidem v přítomnosti povrchově aktivního činidla, kterým je polyamin, polyether, terciární amin nebo kvartérní amoniová sloučenina.

6. Způsob podle nároku 5,vyznačený tím, že se jako povrchově aktivní činidlo použije sloučenina obecného vzorce I

R-/NH-(CH_) / NH_ (I)

2 n m 2 ve kterém R znamená alkylovou skupinu nebo aralkylovou skupinu, m je větší než 0 a n je rovno 2 nebo 3.

7. Způsob podle nároku 5,vyznačený tím, že se jako povrchově aktivní činidlo použije sloučenina obecného vzorce II

R-/0-(CH_o) / OH (II) ' 2 n' m ve kterém R znamená alkylovou skupinu nebo aralkylovou skupinu, m je větší než 0 a n je rovno 2 nebo 3.

8. Způsob podle nároku 5,vyznačený tím, že se jako povrchově aktivní činidlo použije sloučenina obecného vzorce III nebo IV

R R¹ R¹¹ N (III)

R R¹ R¹¹ R¹¹¹ R⁺ x (IV) ve kterých R, r\ a R^\ které jsou stejné nebo odliš né, znamenají každý alkylovou skupinu, aralkylovou skupinu nebo arylovou skupinu a X je aniont.

9. Způsob podle některého z nároků 5 až 8, vyznačený tím, že povrchově aktivní činidlo se použije v množství rovném alespoň 15 hmot.%, vztaženo na hmotnost pigmentu Yellow 12 získaného při reakci.