DE1519029A1 - Verfahren zur Herstellung von waessrigen Pigment-oder Russdispersionen - Google Patents

Description

Dr. Diethelm Bitzer, BoIl/ üb· Hechingen, Hauptstr· 206

Verfahren zur Herstellung von wässrigen Pigment- oder Rußdispersionen

Für die Herstellung von Ruß- und Pigmentpräparationen für Zwecke der nicht textlien Druckfarbenindustrie ist es von größter Wichtigkeit, fein dispergierten Ruß oder fein dispergierte Pigmente in das als Bindemittel dienende organisch· Medium einzuarbeiten. So müßen z,B. bei der Herstellung von Gummidruckfarben organische Pigmente in Alkohol, für Hooh- und Tiefdruokfarben in aromatischen bzw« aliphatischen Kohlenwasserstoffen disperglert werden. Zur Pigmentdispergierung in nichtwässrigem Medium werden zweierlei grundlegende Verfahren angewandt j die getrockneten Pigmente werden entweder in geeigneten Apparaturen ζ·Β, in einem Walzenstuhl oder einer Kugel- oder Trichtermühle, zerkleinert und zu-* gleich in das als Bindemittel dienende organische Medium eingearbeitet, oder die Pigmentdispergierung wird durch Phasenwechsel, d_eh. Übergang des Pigmentes von wässrigem

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in nichtwässriges Medium, im sogenannten Flushing-Verfahren erreicht. Alle angeführten Verfahren sind sehr kostspielig und zeitraubend.

Es ist bekannt, daß Pigmente in Wasser leicht dispergierbar sind. So können durch Kneten von getrockneten Pigmenten oder Ruß mit geeigneten Emulgatoren Pigmentpasten hergestellt werden, die beispielsweise gemäß der deutsohen Patentschrift 949 284- aus Wasser, einem nicht-ionogenen Emulgator (erhalten beispielsweise nach der deutschen Patentschrift 824 949) und einem Pigment oder Ruß bestehen»

Die Pigmentdispergierung in wässrigem Medium kann im einfachsten Falle aber auch so vorgenommen werden, daß Pigmentpresskuchen zwecks Anteigung mit einem ionogenen oder nicltfcionogenen Emulgator versetzt werden und der wässrige, gießbare Teig danach in einer Kugelmühle noch feiner disperg/iert wird· Aus der großen Zahl brauchbarer Netz-, Dispergier- bzw. Emulgiermittel für das Anteigen der Pigmentpresskuchen sind beispielsweise zu nennen $ Kondensationsprodukte aus Naphtalinsulfonsäuren und Formaldehyd, alkylsubstituierte phenylphenol-sulfonaaure Salze, Alkyldimethyl-benzylamin-hydrochlorid, Polyglykoläther gemäß den deutsehen Patentschriften 605 973» 667 744, 694 178, 679 710, 824 949 und der österreichischen Patentschrift 160 871 und ITmsetzungsprodukte von Alkylphenolen mit Aethylenoxyd oder von höheren Alkoholen (z.B. C..Q - C .J mit Alkylenoxyden.

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In der Literatur ist auch die Verwendung von niedermolekularem Polyäthylen bei der Herstellung von wasserfreien Druckfarben beschrieben.

Es wurde nun gefunden, daß eine wässrigepispersion von Pigmenten oder Ruß zur Pigmentierung von lacken, Druokpasten od. dgl» dadurch erhalten werden kann, daß man in einem mindestens teilweise in Wasser löslichen Lösungsmittel niedermolekulares Polyäthylen löst oder quillt und hierzu eine wässrige emulgatorhaltige Dispersion von Pigmenten oder Ruß mengt»

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pigmentdispersionen oder -präparat!onen können leicht in organischen Lösungsmitteln wie AlkoholJ Aceton, Toluol, Xylol oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen verteilt werden.

Pigmente oder Ruß lassen sich in der angeführten Präparation leicht in organischen Lösungsmitteln und lacken dispergieren und brauchen nicht, wie sonst üblich, zur Dispergierung in organischen Medien die Zuhilfenahme von Waleenstühlen oder das zeitraubende Flushing-Verfahren.

Die genannten wässrigen Pigmentpräparationen lassen sich ohne Mitverwendung von niedermolekularem Polyäthylen überhaupt nicht in Alkohol, Aceton, Toluol, Xylol und anderen organischen Flüssigkeiten verteilen.

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Als niedermolekulare Polyäthylene können solche mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1000 Ms 7000, vor- , zugsweise von 1500 bis 2500, ζ·Β. 2000, verwendet werden. Das spezifische Gewicht kann bei O_f92 und die Viskosität bei 140° C zwischen 100 und 230 cps liegen.

Gut gelingt auch die Einarbeitung von niedermolekularem, in einem Cycloalkanon oder Cycloalkanol gelösten oder gequollenem Poyäthylen in solche Pigmentdispersionen, die beispielsweise nach dem belgischen Patent Nr. 592 669 hergestellt sind und die praktisch nur aus einenr nichtionogenen Dispergiermittel, Pigment und wenig, z.B. etwa 10 Prozent, Wasser bestehen.

Im folgenden wird die Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen oder Präparationen anhand von Beispielen erläutert.

Der Zusatz von niedermolekularem Polyäthylen zu den wässrigen Pigmentpräparationen kann so durchgeführt werden, daß das niedermolekulare Polyäthylen in organischen Lösungsmitteln vorzugsweise bei erhöhter Temperatur gelöst wird. Die Lösungen enthalten das niedermolekulare Polyäthylen beispielsweise in einer Menge von 0,2 bis 5 #» auf das Lösungsmittel berechnet. Diese Lösung wird unter gutem Rühren,

Kneten oder in einem Ein- oder Zwei-Walzenstuhl dem Pig-

cn mentteig, der aus Pigment, Wasser und Emulgator besteht,

^ langsam zugegeben. Besonders geeignet als Lösungsmittel Q zur Lösung, bzw. Quellung der niedermolekularen PoIyäthylene sind solche Lösungsmittel, die sich ganz oder

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teilweise mit Wasser miiohenj als solche eignen sieh öycloalkanone und Cycloalkanole, vorzugsweise solche mit

5 feil 7 Kohlenstoffatomen im Ring, g.B, Cyclopentanon, Cyclohexanon^ Cyclopentane! und Cyclohexanol.

Beispiel 1 » _«j

Pin wässrigen Pigsentpasten können beispielweise nach dem Vsrfabriß äes? ätu'fesoflen Patenteshyift 949 284 hergestillt auet

1} 130 g des gtlben Pigmentes aus öiazotiertem ofllor« 1 »amino-eneol lind Aoitiieigiauri-oi 45 g eines Kendineationiproäuktee auf Oxyd!phenyl, Benuylohlorid und Älkylenoxyd (erhalten beiepieleweise gemlLß der dtutgohen Pattntfohrift 824 949) und 84 g Waeserj

2) 120 g Xdohfbogenrüäi 40 g eines Kondensatloneproduktes aus

1 Mol lony!phenol mit 10 Hol Aethylenoxyd und 163 g Wasser ι

3) 180 g eines roten Plgmentfarbstoffes aus dia^otierte» 1»Amino«5«nitro*4*aethynDenzol und 2-Oxynaphtalin, 54 g Isooctylphenylpolyglyooläther (erhalten gemgUi Beispiel 1 der österrtlehisehen Patentschrift 160 871) und 126 g Wasser j

4) 180 g Supferphthalooyanin, l$_t3 g eines Polyglyfcolathers (beispielsweise gemäß der deutschen Patentschrift 605 975) und 126 g Wasserι

5) 56 g Titandioxyd, 7 g eines Kondsneationsproduictes aus laphthalinsulfonsäure und Formaldehyd, 3 g Oleylpolyglylcol« äther aus 1 Mol Oleylalkohol und 20 Mol Aethylenoxyö und

34 g Waeser, 9D9851 / 1 βθβ

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An Stellt der oben angegebenen Farbstoffe können beliebige für dienen YerwenüungBzweek gebräuchliche organische oder -«anorganische Pigmente eingesetzt werden· Bbeneo laβsen eich beliebige andere Netz-, Emulgier« bzw, Dispergier«· mittel verwenden, z.B, eolohe, wi· tie am den deutschen Patentschriften 667 744, 694 178, 679 710, 806 671, 950 und 972 621 bekannt Bind,

Darauf werden die eo erhaltenen Pigmentpasten unter Kneten» a»B· sit einen Werner und Pfleiderer»Kneter, oder Rühren mit !Ölungen von niedermolekularem Polyäthylen verletzt· Al» lösungsmittel geeignet lind die genannten Cycloalkanone und baw» oder Cycloalkanole» Zu dem betreffenden I/öeungsrafctel kommen O₁2 bii 5 $ niedermolekulare· Polyäthylen. Der Prozenteats de· Polyäthylene hängt einerseits vom Verwendung·-* aweok der fertigen Präparationen und andererseits vom je« weil· verwendeten Pigment bsw» IuS ab» Sann wird dae Semi och au· lösungsmittel und ungelöstem niedermolekularem Polyäthylen solange zum Sieden erhitzt, bis das niedermolekulare Polyäthylen vollkommen klar gelöst ist« Danach wird die klar· lösung unter gutem Sohlltteln oder Rühren erkalten gelassen* Auf diese Weise bleibt das niedermolekulare Polyäthylen in gelöstem bsw· stark gequollenem Zu* stand·

Die·· lösungen werden sodann in einer Menge von 0,5 bis 50 $ in die Pigmentpaste eingerührt bzw» gek#netet, und «war Je nach Yerwendung«sw«ok« Man erhält ·ο Druokpasten, farblaolce, lugelsohreiberpasten und dgl» -

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BeJgpiel 6 ^;

In gleicher Weise geeignet zum Einrühren von 1 tigern gelistem niedermolekularem Polyäthylen in Cyclopentanon, Cyolohexanon, Oyolopentanol, Cyclohexanol, Cycloheptanon und Cycloheptanol sind Pigmentdispersionen, die beispielsweise nach dem belgischen Patent 592 669 erhalten werden.

So werden z.B. 1086 Teile eines 18,4 Prozent 4,4', 7,7·- Tetrachlorthioindigo enthaltenden Filterkuchens mit 350 Teilen eines Dispergators, welcher durch Anlagerung von 9,6 Mol Propylenoxyd und 10,5 Mol Aethylenoxyd an 1 MoI-p-tert-Octylphenol hergestellt ist, vermischt. Man erhält eine homogene Paste. Nach Zufügen von 250 Teilen 30 folger Natronlauge trennnt sich die Paste in ineinander unlösliche Phasen. Unter Kneten und Aufheizen auf 60° C ballen sich Pigment und Dispergator zu einer bei 60° C wasserunlöslichen Masse zusammen. Nach Abgießen von 1000 Teilen der wässrigen, stark alkalischen Flüssigkeit erhält man 666 Teile Flushmasse. Diese Llasse wird unter

lösung von Kneten mit 87 Teilen einer 1 jiigen^niedermolekularen

Polyäthylen in Cyolohexanon versetzt. Anstelle von Cyclohexanon kann ebenso gut Cyclohexanol, —heptanol oder -heptanon verwendet werden.

Die fertige Paste kann leicht unter guter Dispergierung des Pigmentes in Lackbindemittel, Klarlacke oder andere Lösungsmittel eingerührt werden.

Zwecks Herstellung von Pigmentpräparationen kann man auch von Pigmentpasten gemäß dem US Patent 2 878 135 ausgehen.

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Beispiel 7

Aus 175 Teilen Molybdatorange, 300 Teilen China Clay, 200 Ttilen Isoootylphenoxypolyglykoläther, 100 Teilen Mineralöl, 265 Teilen 3-Methoxybutanol wird durch Kneten eine Paste herge ..«slit. Zu dieser Paste werden unter weiterem Kneten 4.0 Teile einer 0,5 %igen Lösung von niedermolekularem Polyäthylen in Cyclopentanol und 38 Teilen Wasser zugegeben· In diesem falle geht man also yon einer wasserfreien Pigmentpaste aus und setzt das Wasser nachträglich, d.h. zusammen mit dem gelösten Polyäthylen zu. Das Wasser kann aber auch nach dem gelösten Polyäthylen zugegeben werden/

Beispiel 8

26 Teile Kupferphthalooyaninblau, 4 Teile rotes Eisenoxyd, 500 Teile China Clay, 200 Teile Hony1-phenoxypolyoxy-äthylen-äthanol, 100 Teile Leichtbenzin, 215 Teile 3-Methoxy-butanol werden vermengt. Diese Mischung wird gut verknetet, und nach fertigstellung der Pigmentdispersion werden 120 Teile einer 1,4 jGigen Lösung von niedermolekularem Polyäthylen in Cyclopentanol und 111 Teilen Waseer eingeknetet.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Anspruch 1? Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersion von Pigmenten oder Büß zur Pigmentierang von Lacken, Druckpasten od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß man in einen mindestens teilweise in Wasser löslichen Lösungsmittel niedermolekulares Polyäthylen löst oder quillt und mit einer wässrigen emulgatorhaltigen Dispersion, von Pigmenten oder Ruß vermengt«

   Anspruch 2: Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Polyäthylen ein durchschnitt— liches Molekulargewicht zwischen 1000 und 7QQQ_f vorzugsweise zwischen 1500 und 2500, aufweist,

   Anspruch 3? Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Lösungsmittel ein solches aus der Gruppe der Cycloalkanone oder Cycloalkanole verwendet wird«

   Anspruch 4: Verfahren nach Anspruch 3"» dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Cycloalkanon oder Cycloalkanol einen Kern mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen aufweist·

   Anspruch 5* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hierdurch erhaltene Dispersion auf einen Gehalt zwischen 3 und 90%, vorzugsweise zwischen 5 und 40%, Wasser eingestellt wird.

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