DE1519520A1 - Loesungen von oelloeslichen Farbstoffen oder Farbstoffgemischen und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Description

Claims

DE1519520A1

Publication number: DE1519520A1
Application number: DE19651519520
Authority: DE
Inventors: Elston Cyril Harry Richard
Original assignee: Williams Hounslow Ltd
Current assignee: Morton International Ltd
Priority date: 1964-10-05
Filing date: 1965-10-01
Publication date: 1970-08-06
Also published as: CH471210A; NL6512904A; DE1519520B2; DE1519520C3; GB1108981A

16. Dezember 1969

Deut seile Patentanmeldung

R POSCHFNRiEDER /Sohn

8 MüNCrißN 30

ladle-Grahn-Straße 38

Telefon 4*3755

Williams "(Hounslow) Limited

Greville House, Hiberniä -Road, Hounslow, Middlesex, (England) ^- > -

lösungen von öllöslichen Farbstoffen oder Färbstoff -gemischen und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Lösungen von öllöslichen Farbstoffen, die besonders zum Färben von Benzin, Paraffin und anderen Kohlenwasserstoffölen Anwendung finden sollen.

Bisher ist das Färben von flüssigen Kohlenwasserstoffen normalerweise mit Farbstoffen in Pulverform vorgenommen worden, doch stellt dies eine schmutzige und sogar etwas zeitraubende Operation darf so daß ein technisches Bedürfnis nach konzentrierten Lösungen öllöslioher Farbstoffe besteht, die in flüssiger Form verwendet werden können und dem Kohlenwasserstoff z.B. entweder direkt in einem Lagertank zugemisoht werden können, oder die in eine Pipeline, duroh welche der Kohlenwasserstoff fließt, über eine Dosiervorrichtung «ingespeist werden können.

Zwar sind Lösungen von öllöeliohio Farbstoffen in Phenolen bereit· bekannt, doch Bind derartige Löeungen aus zwei Gründen nioht gtrade wünsohenewert. Zunäohit tinrnml eind

die Phenole verhältnismäßig kostspielig, und zum zweiten ist es wünschenswert, ein Lösungsmittel aur Verfügung zu haben, das hinsichtlich seiner chemischen Konstitution mit dem Kohlenwasserstoff, mit welchem es vermischt werden soll, eine gewisse Verwandtschaft aufweist, und. zwar sowohl deshalb, um das Vermischen zu erleichtern, als auch deshalb, um die Verunreinigung des Kohlenwasserstoffes durch das Lösungsmittel, so gering diese auch sein mag, auf einen Mindestwert herabzusetzen.

Wie gefunden wurde, und dies bildet die Grundlage der vorliegenden Erfindung, können Kohlenwasserstoffe den Phenolen zugesetzt werden, um ein Lösungsmittelgemisoh zu bilden, das einen hohen Kohlenwasserstoffanteil aufweist und in welchem die Löslichkeit der Farbstoffe nicht wesentlich anders ist als ihre Löslichkeit in dem Phenol allein, aber bestimmt viel größer ist als in dem Kohlenwasserstoff allein.

Das Lösungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung besteht au8 einem homogenen Gemisch eines flüssigen Phenols mit einem Kohlenwasserstoff, das mindestens 30 $> und vorzugsweise mindestens 50 $> Kohlenwasserstoff enthält, so daß die Löslichkeit des Farbstoffes in dem Lösungsmittel größer ist als dessen Löslichkeit in dem Kohlenwasserstoff allein und der Löslichkeit in dem Phenol allein näherkommt als der Löslichkeit in dem Kohlenwasserstoff allein. Wie weiter unten näher ausgeführt wird, soll der Ausdruck "Phenol" ein Gemisch von Phenolen umfassen? und ebenao soll der Auedruok "Kohlenwasserstoff¹¹ ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen umfasetn.

H30

Gemäß einem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird •ine lösung eines öllösllchen farbetoffee oder eines Gemisches öllöslicher farbstoffe in eines solchen Lösungsmittel geschaffen.

Bin weiterer Gegenstand der Irfindung besteht in eine« Verfahren zur Herstellung einer soiehen Lösung, welche· dadurch gekennzeichnet ist, daß «an den farbstoff oder das farbstoff gemisch «it de« Phenol anpastet, u» eine Baste» eine dünne, sahneartige Masse oder eine Lösung tu erhalten, und «as diese Paste, dünne« sahneartige Kasse oder Lösung dann «it de« Kohlenwasserstoff verdünnt, uhj CIe Lösung des farbstoffes oder färbstoffge-Bleches zu erhalten·

Die Konzentration des farbstoffes (oder farbstoffgemisches) in dem Lösungsmittel ist nicht kritisch.. Damit die Lösung des Farbstoffes in dem Lösungsmittel technisch brauchbar ist, maß sie unter den Temperaturbedingungen, für die sie bestimmt ist, lagerbeständig sein. So wird eine gesättigte Lösung technisoh niemals befriedigen, und unter den Bedingungen einer niedrigen Temperatur, wie sie beispielsweise iß der Arktis herrscht, wird die Konzentration weit unter derjenigen einer gesättigten Lösung liegen. Es würde jedoch keinen Zweck haben, den Kohlen« wasserstoff «u einer Lösung des farbetoffes in de« Phenol zuzugeben, die bereits stabil und nicht zu viskos unter den Bedingungen 1st, für welohe die Lösung bestirnt ist* Umgekehrt würde es zwecklos «ein, das Phenol in de« 1(5-eungemittel zu haben, wenn die Konzentration de· farbetoffee in de« Lösungsmittel keinen größeren Wert aufweist, alt sie eine stabil· Lösung in einer äquivalenten Meng· de· Kohlenwasserstoffes allein aufweisen würde.

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151

Ale Phenole können Rohphenol oder irgendein substituiertee Phenol verwendet werden, das bei Zimmertemperatur flüssig ist,, einschließlich Phenolgemische. Von besonderer technischer Bedeutung ist ein Gemisch, aus ro- und p-Isopropylphenol, das 60 bis 65 $> des m-Isomeren und 40 bis 35 i> des p-Isomeren enthält. Der Bequemlichkeit halber soll dieses Material in der nachfolgenden Beschreibung sohlioht als "IFP" bezeichnet werden.

Die Kohlenwasserstoffe, die verwendet werden können, können gesättigte oder ungesättigte aliphatisch« Kohlenwasserstoffe sein, oder sie können ausschließlich aus aromatischen oder alicycllsohen Ringen bestehen oder solche Ringe in ihren Molekülen enthalten. Es können auch Gemische sicher Materialien verwendet werden.

lösllohkeitsteste

Es wurden löelichkeitateste durchgeführt unter beispielsweiser Anwendung der farbstoffe Oil Blue SWS . (Colour Index: Solvent Blue 36), Oil Red £AI (Colour Index: Solvent Red 24) und Oil Orange EP (Colour Index: Solvent Yellow 14)» Oil Yellow DBA (Colour Index: Solvent Yellow 56 (Ergänzungsband)) in Gemischen aus IPP und verschiedenen Kohlenwasserstoffen, die weiter unter angeführt sind.

Die Lösliohkeitswerte bei 20⁰C sind in Tabelle I zusaamengtstellt, wobei die Zahlen von Kolonne 3 an die Gewlohte teile farbstoff bezeichnen, die, wie gefunden wurde, in dt« Lösungsmittel oder lösungemittelgeniBoh, das oben in der Kolonne angegeben ist, lBslioh sind. Abgesehen von den fail·», in denen das !Lösungsmittel aus reiee« IPP

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oder reinem Kohlenwasserstoff bestand, wurden die lösungen in der Weise hergestellt, daß man eine abgewogene Menge des trockenen Farbstoffes mit dem IPP anpastete und diese Paste dann mit dem Kohlenwasserstoff verdünnte. Die Menge an trockenem Farbstoff, die verwendet wurde, war größer als diejenige, die sich in dem lösungsmittel . löste, und die Menge» die in Lösung gegangen war, wurde bestimmt duroh Subtraktion, des Gewiohtes des ungelösten Rückstandes vom Gewicht des insgesamt verwendeten trockenen Farbetoff es .

Tabelle I

Gewichtsteile der Farbstoffe, die in den Gemischen aus IPP und Kohlenwasserstoffen, die in Kolonne 2 angegeben sind, gelöst wurden.
Gewichtsteile Isopropylphenol und Kohlenwasserstoff im

5,2 9,4 13,5 18,0 21,0 10,3 17,8 28,3 35,0 38,3 7,8 13,75 19,5 22₄4 28,0 2,0 5,8 9,5 13,2 17,0 11,0 19,0 22,0 26,2 32,0 ,,λ 7,0 12*4 18,0 23,8 28,5 Oil ^Yellovr DEA Ογάΐϋύχφ 2,5 8,3 12,8 t6j8 19,9 Oil Blue SWS n-Heptän 0,4 0,6 4,2 8,2 12,0

Oil	Blue, SWS	Xylol
Oil	Bed TAX	Il
Oil	Orange EP	It
Oil	Blue SWS	PAH
Oil	Red TAX	• w
Oil	Orange EP	W

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BAD ORIGINAL

Farbstoff

Kohlenwasserstoff

50 60 TO

80 90 100 Gewichtsteile IP?

	Blue SWS	Xylol	50	22,0	30	20;	10	. Gew.Teile O Kohlen wasser stoff
Öil	Red TAX.	η	21,7	38,4	22,2	22,4	22,7	23,0
Oil	Orange EP	ι»	38,4	37,0	5.8,5	38,5	38,7	38,9
Oil	Blue SWS	PAH	32,8	22,4	38,2	39,0	39,3	39,4
Oil	Red TAX	Il	21,0	37,0	23,0	22,8	23,0	23,0
Oil	Orange EP	M	35,0	33,6	38,2	38,8	38,9	38,9
Oil	Yellow DEA	Oyclohexan	32,1	25,0	35,0	36,5	38,0	39,4
Oil	Blue SWS	η-Heρtan	23,0	18,5	21,0	28,6	29,8	31,2
Oil		15,6	20,8	22,3	23,0	23,0

In der -vorstehenden Tabelle bedeutet "PAH¹¹ eine aromatische Erdölkohlenwasserstoff-Fraktion vom Siedebereich 180 bis 29O⁰C.

Lagerbeständigkeits- und Tieftemperaturteste

Es wurden Lösungen von öllöslichen Farbstoffen in Gemischen aus IPP und PAH in der oben angegebenen Weise hergestellt, die Lösungen wurden filtriert und man ließ sie bei Zimmertemperatur stehen, wobei das Aussehen nach 3 Wochen und einem Jahr beobaohtet wurde. Die gleichen Lösungen wurden 7 Tage bei O⁰O und 5 Tage bei einer Durchschnittstemperatur von -10⁰C gehalten. Ein Beispiel der erhaltenen Ergebnisse, bei welohem Oil Yellow DEA verwendet wurde, i*t *** Tabelle II angegeben, wobei die Bezeichnung "X" in jeder Kolonne bedeutet, daß eine untragbare Abscheidung des farbetoffee aus der Lösung etattgtfunden hattt·

■» 7 ■·

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!Dabelle II

15195

g Konzentrat

Stehzeit Stehzeit

> 3 Wochen 1 Jahr

Gtwiehta-Gewicht»teile bei Zim- bei Zini-

teil merten- aiertem-

Parbstoff IPP PAH peratur peratur

Stehzeit
lage
bei OC

Stehzeit 5 Tage bei durtoschnittlioh
-10^ C

20

60

lciar

klar

15	30	55	klar	klar	klar	fleokig
15	20	65	klar	klar	klar	I
15	15	70	klar	leicht fleckig	klar	X

20
15

70 75

klar klar

klar klar

klar
klar

Unter den zahlreichen Farbstofflösungen, die hergestellt wurden, sind die folgenden beispielsweise zu sehnen:

Lesung (a)

(b)

10 Gewiohtsteile Färbetoff

30 öewiohteteile ΪΡΡ

60 Gewichteteile PAH

15 Gewlohtβteile Farbstoff

42»I Gewiohtsteile IPP

42,5 Gewiohtβteile PAH

Beide löeungen sind hergeetellt worden unter Verwendung •iner Vielsab.1 von ifarbBtofftn und farbetoffgteisohen, eineohliefllioh der drei Farbstoffe Oil HtJe SVS, Oll Bed ΪΑΙ 013. Orange EP, die in Tabelle I bereite erwähnt worden

_BÄD

sind. Sie sind sämtlich bei den in England herrschenden normalen Temperaturbedingungen lagerbeständig. Außerdem ergaben zusätzlich Tieftemperaturteste, die an einer Anzahl von Farbstoffen durchgeführt wurden, technisch befriedigende Ergebnisse.

Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß sämtliohe drei Farbstoffe Farbstofflösungen liefern, die unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, ob man nun Lösung (a) oder Lösung (b) anwendet. Das Verhältnis von Farbstoff zu IPP beträgt 1 : 3 (oder 33 : 100) für Lösung (a) und 15 : 42,5 (oder etwa 35 : 100) für Lösung φ). Tabelle I weist aus, daß eine gesättigte Lösung der Farbstoffe Oil led TAX und Oil Orange EP in IPP allein ein Farbstoff :IPP-Verhältnis von 38,9 bzw. 39,4 ergibt, doch würden Lösungen von 35 Teilen eines jeden Farbstoffes in 100 Teilen IPP nicht lagerbeständig und daher teohnisoh unbefriedigend sein. Das Verhältnis von Farbstoff zu Gesamtlösungsmittel für Lösung (a) beträgt 10 : 90 (oder etwa 11 : 100) und für Lösung (b) 15 : 85 (oder etwa 18 : 100). Der am besten lösliche dieser drei Farbstoffe in PAH allein ist Oil Red TAX, doch würde die gesättigte Lösung (11 : 100), die in Tabelle I angeführt ist, nicht lagerbeständig sein.

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- Patentansprüche -

" ⁹ * &AD

Gewiohts
teile IPP

Kohlen- O
wasserstoff

Gew. Teile
Kohlenwas
serstoff

_ 9 — Patentansprüche

1. Eine lösung eines öllöslichen Farbstoffes oder eines Gemisches von öllöslichen Farbstoffen in einem homogenen Gemisch aus einem flüssigen Phenol und einem Kohlenwasserstoff, das wenigstens 30 # Kohlenwasser- · stoff enthält, so daß die Löslichkeit des !Farbstoffes oder Farbstoffgemisches in dem Lösungsmittel ;größer ist als deren Löslichkeit in dem Kohlenwasserstoff allein und ihre Löslichkeit der Löslichkeit in dem Phenol allein näherkommt als ihrer Löslichkeit in dem Kohlen wasserstoff allein, wobei diese' Lösung unter den Tempera turbedingungen, für welche sie bestimmt ist, lagerbeständig ist und eine Konzentration an Farbstoff aufweist, die höher ist als diejenige, die eine stabile Lösung in dem Fall aufweisen würde, daß das Lösungsmittel aus dem Kohlenwasserstoff allein besteht, und die ein Verhältnis von Farbstoff zu dem einen Lösungsmitte !bestandteil bildenden Phenol aufweist, das größer ist als dasjenige, das eine stabile und nicht zu viskose Lösung aufweisen würde, bei welcher der Kohlenwasserstoff ηloht vorhanden ist.

2. Farbstofflösung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte homogene Gemisoh wenigstens 50 i» des Kohlenwasserstoffes enthält.

3. Farbstofflösung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß das flüssige Phenol aus einem Gemisoh von m- und p-Isopropylphenol besteht, das 60 bis 65 # des m-Isomeren und 40 bis 35 ^ des p-Isomeren enthält.

- 10 -

BAD ORIGINAL

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¹⁵¹⁹⁵

4. Farbstofflösung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß das flüssige Phenol aus Rohphenol besteht.

5. Farbstofflösung gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff aus einem aromatischen Erdölkohlenwasserstoff besteht.

6. Färbstofflösung gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff aus Xylol, Cyclohexan oder n-Heptan besteht.

7. Färbstofflösung gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Farbstoff irgendeinen der in der Beschreibung in bestimmter Weise angeführten Farbstoffe enthält.

8. Farbstofflösung, wie sie im wesentlichen in der Besohreibung erläutert ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Lösung gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den Farbstoff oder das Farbstoffgemisch mit dem Phenol anpastet» um zu einer Paste, einer dünnen, sahneartigen Hasse oder einer Lösung zu gelangen, und man diese Paste, diese dünne, sahneartige Masse oder Lösung mit dem Kohlenwasserstoff verdünnt, um eine Lösung des Farbstoffes oder Farbstoffgemisohes zu erhalten.

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