DE2122662A1

DE2122662A1 - Water-dispersible dyes - produced by dissolving in org sovent, dispersing in water and spray drying

Info

Publication number: DE2122662A1
Application number: DE19712122662
Authority: DE
Inventors: Ewald Dr. 6700 Ludwigshafen; Windel Hermann Dr. 6710 Frankenthal Daubach
Original assignee: Badische Anilin and Sodafabrik AG
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1972-11-09

Description

Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen, wasserdispergierbaren Zubereitungen wasserunlöslicher Farbstoffe Bei der Herstellung von pulverförmigen Zubereitungen wasserunlöslicher Farbstoffe verfährt man nach dem Stand der Technik so, daß der Farbstoff nach der Synthese in Form des wasserhaltigen Ereßgutes oder des getrockneten Pulvers mit einem wasserlöslichen Dispergiermittel vermischt und dann unter Aufwendung mechanischer Energie in einer Naßvermahlvorrichtung wie Kugel-, Schwing-, Sand- oder Korundscheibenmühle auf den erforderlichen Dispersionsgrad gebracht wird. Dann wird über einen Zerstäubungstrockner zu der pulverförmigen Zubereitung getrocknet; diese Zubereitung netzt zum Unterschied vom unbehandelten 100 eigen Farbstoff in Wasser sehr gut und geht durch einfaches Verrühren bzw. Vermischen mit Wasser in eine Dispersion mit praktisch dem gleichen Dispersionsgrad über, der durch die Naßmahlung erhalten wurde und wie er vor der Trocknung vorlag.
Als Dispergiermittel kommen hauptsächlich anionaktive wasserlösliche Salze der folgenden Verbindungen in Betracht: Ligninsulfonsäuren Kondensationsprodukte aus Phenolsulfonsäuren oder Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd, Kondensationsprodukte aus Kresol, Schäffersalz, Formaldehyd und Sulfit oder ähnlich aufgebaute gerbstoffartige Verbindungen, wie sie in den deutschen Patentschriften 805 904, 1 163 284, 1 183 683, 1 469 664, 1 263 011, 1 130 822, 1 126 888, oder den Patentschriften FP 1 220 881, 814 122, 612 035, 3S 636 429, 668 908, 610 8)7, 610 8T7 oder 661 257. beschrieben sind. Die Menge dieser Disperglermittel beträgt zwischen 20 und 90 X, bezogen auf die pulverförmige Zubereitung. Der Dispersionsgrad kann nach den folgenden Methoden ermittelt werden: Filterprobe (vgl. Schlottmann, Textil-Praxis Januar 1957, S. 63) Zentrifugentest (hierbei werden 4 Zahlen angegeben, vgl.
Richter und Vescia, Melliand-Textilberichte 6 (1965), S. 622).
Es wurde nun gefunden, daß man pulverförmige Zubereitungen wasserunlöslicher Farbstoffe mit den beschriebenen E igenschaften auf eine einfachere Weise ohne Aufwendung einer erheblichen mechanischen Arbeit und ohne Einsatz von Mailvorrichtungen herstellen kann, wenn man eine Mischung aus dem zu dispergierenden unlöslichen Farbstoff in Preßkuchen- oder in Pulverform (A), einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel (B), einem Dispergiermittel (C), ggf. einem oder mehreren weiteren Dispergier-, Emulgier-oder Benetzungshilfsmitteln (D) und Wasser in eine Emulsion vom Typ Öl in Wasser überführt und die Emulsion zur Entfernung der flüchtigen Bestandteile in einem Zerstäubungstrockner versprüht.
Die in Wasser unlöslichen Farbstoffe (A) sind vorzugsweise Küpen- und insbesondere Dispersionsfarbstoffe gemäß der Definition des Oolour Index. Weiterhin eignen sich wasserunlösliche optische Aufheller zur Herstellung der Dispersionen nach dem neuen Verfahren.
Im einzelnen seien z. B. Azo-, Anthrachinon-, Chinophthalon-, Nitro- oder Diphenylaminfarbstoffe erwähnt; ferner sind Thioxanthen-, Naphthalimid- oder Stilbenderivate sowie Styrylverbindungen zu nennen.
Das wasserunlösliche organische Lösungsmittel (B) muß bei der Temperatur, bei der die Mischung hergestellt wird, flüssig sein und im Gemisch mit Wasser über den Zerstäubungstrockner verdampfen; es kann sich hierbei um nicht, teilweise oder vollständig halogenierte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe handeln. Im einzelnen seien z. B. Tetrachloräthylen, Tri- oder Hexachloräthan, Xylol, Dekalin, Chlorbenzol oder Trichlorbenzol genannt; ferner eignen sich Ester, wie Butylacetat, Nitroverbindungen, wie Nitrobenzol oder Heterocyclen, wie Chinolin. Die in Betracht kommenden Lösungsmittel lösen bei der Temperatur, bei der die Mischung hergestellt wird, den Farbstoff teilweise oder vollständig auf.
Als Dispergiermittel kommen die zu Beginn genannten Produkte in Betracht.
Als gegebenenfalls noch zuzusetzende Hilfsmittel (D) kommen nichtionogene wasser- oder öllösliche Verbindungen wie z. B, Oxäthylierungsprodukte von gegebenenfalls substituierten Alkoholen, Phenolen, Aminen, Carbonsäuren, Carbonsäureamiden oder anionische wasserlösliche Verbindungen wie z. B. Alkyl-oder Alkylarylsulfonate oder Salze der Schwefelsäurehalbester der genannten Oxäthyladdukte in Betracht.
Die engen der Komponenten der Mischung liegen zwischen 2 und 30 Farbstoff (A), vorzugsweise 5 bis 20 °jOw 10 und 50 ffi Lösungsmittel (B), vorzugsweise 20 bis 40 , 5 und 40 ayó Dispergiermittel (C), vorzugsweise 10 bis 30 , 0 und 5 /0 Hilfsmittel (D) und 30 und 70 p0 Wasser.
Die Herstellung der Emulsionen erfolgt zweckmäßigerweise so, daß man die Mischung aus den Komponenten A bis D und Wasser auf einen pE im Bereich von 4 bis 13, vorzugsweise 5 bis 10, einstellt und mit einem Rührer mit guter Mischwirkung bei Temperaturen zwischen vorzugsweise 20 und 250 00, gegebenenfalls in einem Rührdruckgefäß verrührt, bis der gewünschte Dispersionsgrad erreicht ist. Im allgemeinen benötigt man dazu 30 Minuten bis 2 Stunden. Anschließend wird die Emulsion in einem Zerstäubungstrockner, z. B. mit Zerstäuberscheibe, Ein-oder Zweistoffdüse, zweckmäßigerweise bei Temperaturen zwischen 70 und 250 °C versprüht.
Als Rührer mit guter Mischwirkung kommen Propeller-, Scheiben-, Plügel- u. ä. Rührer, sogenannte Dissolver und Mischturbinen (Korbrührer mit Stator und Rotor) in Frage. Wichtig für den Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch die Anordnung des Zerstäubungstrockners, insbesondere die Beschaffenheit der Düse; es muß ein möglichst feinteiliges Aerosol gebildet werden und in der Düse selbst ist eine gewisse Scherwirkung durch z. B. hohe Strömungsgeschwindigkeit oder hohe Umdrehungszahl zweckmäßig (vgl. z. B. Kassatkin, Chemische Verfahrenstechnik Berlin 1954, Band 2, S. 93 ff und Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie München-Berlin 1951, Band 1, S. 728 ff).
Die in den folgenden Beispielen genannten Zahlen sind Gewichtsteile.
Beispiel 1 Eine Mischung aus 50 % des 20 %igen Preßgutes des Azo-Farbstoffes 5-Nitro-2-amino-benzisothiazol N-äthyl-N-ace toxäthylanilin, 22 0 Chlorbenzol, 22 % Natriumligninsulfonat und 6 % Wasser wird mit verdünnter Schwefelsäure auf pH = 10 eingestellt und an einer Kotthoff-Mischsirene (Fa. Kotthoff, Köln-Rodenkirchen) oder einem Ultra-Turrax-Rührer (Fa. Janke und Kunkel, Staufen i. Br.) 60 Minuten gerührt, wobei die Temperatur der Emulsion ca. 45 bis 50 °G ist. Der Farbstoff befindet sich in der inneren Phase (Lösungsmittel). Nach dem Passieren der Emulsion durch ein Sieb mit 10 000 Maschen/cm² wird sie über einen Scheibenzerstäubungstrockner (Scheibendurchmesser 12 cm, 25 000 UpM) im Stickstoffstrom bei 130 0£; Lingangs- und 60 0£; Ausgangs temperatur getrocknet.
Das so erhaltene Pulver enthält 30 % Farbstoff und hat einen Dispersionsgrad, wie er auch durch eine Dispergierun erhalten wird: Filtertest 9 @@k./@0 mg Zentrifugenwerte 1 5, 1 , 24 , 43.
Es färbt und druckt Polyester- und Acetatfasern einwandfrei.
Beispiel 2 Eine Mischung aus 37,5 /0 des 20 %igen Preßkuchens des Azo-Farbstoffs, der in Beispiel 1 beschrieben wurde, 17,5 % Chlorbenzol, 30 % des Na-Salzes des Kondensationsproduktes aus m-Kresol, Formaldehyd, Schäffersalz und Natriumsulfit und 15 % Wasser wird mit verdünnter Schwefelsäure auf pH = 10 eingestellt und mit einem Dissolver-Rührer 15 Minuten bei 60 bis 70 0C gerührt. Nach dem Passieren durch ein Sieb wird die Emulsion über einen Zweistoffdüsentrockner unter einem Luftüberdruck von 8 atü bei einer Eingangstemperatur von 130 °C getrocknet.
Das so erhaltene Pulver färbt und druckt Acetat- und Polyesterfasern einwandfrei; es enthält 20 % Farbstoff und hat die folgenden Prüfwerte Filtertest 13 Sek/30 mg Zentrifugenwerte 9, 15, 27, 49.
Ohne Lösungsmittelzusatz werden folgende Prüfwerte erhalten: Filtertest 67 Sek./350 mg Zentrifugenwerte 65, 8, 4, 23 Mit diesem Präparat erhält man nur fleckige, nicht einwandfreie Drucke und Klotzfärbungen auf Gewebe.
Beispiel 3 binde Mischung aus 40 % des 20 zeigen Preßkuchens des Azofarbstoffs aus 5-Nitro-2-aminobenzisothiazol m-Ace tylamino-N , N-dioxäthylanilin, 32 Gjo Chlorbenzol, 12 % des Na-Salzes des in Beispiel 2 angeführten Kondensationsproduktes und 16 % Wasser wird analog Beispiel 1 verarbeitet. Das erhaltene Pulver enthält 40 5G Farbstoff und hat die folgenden Prüfwerte: Filtertest 8 Sek./10 mg Zentrifugenwerte 6, 9, 22, 63 Färbungen und Drucke mit diesem Präparat auf Polyester sind einwandfrei.
Beispiel 4 Eine Mischung aus 24 96 des 33 frigen Preßkuchens des Azofarbstoffes 2-Brom-4-nitro-6-chlor-1 -aminobenzol m-Chlor-N-dioxäthylanilin, 32 % Nitrobenzol, 12 96 des Na-Salzes des in Beispiel 2 angeführten Kondensationsproduktes und 32 96 Wasser wird analog Beispiel 2 verarbeitet. Man erhält ein Pulver mit 40 % Farbstoff, das folgende Prüfwerte zeigt: Filtertest 10 Sek./60 mg Zentrifugenwerte 23, 31, 34, 12 Die Zubereitung ergibt einwandfreie Färbungen und Drucke auf Polyester, die in der Qualität solchen mit einer pulverförmigen Zubereitung entsprechen, die auf konventionelle Weise über eine Naßmahlung in der Kugelmühle und anschließende Zerstäubungstrocknung hergestellt wurde.
Beispiel 5 Eine Mischung aus 5,3 96 des Azofarbstoffes 2-Brom-4,6-dinitro-1-aminobenzol 3-Acetylamino-6-methoxy-N-cyanäthyl-N-oxäthyl-1-aminobenzol, 40 96 Nitrobenzol, 8 96 des Na-Salzes des Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd, 0,7 96 des Anlagerungsproduktes von etwa 20 Mol Äthylencxid an Oleylalkohol oder Oleylamin und 46 96 Wasser wird analog Beispiel 2 verarbeitet. Man erhält ein Pulver mit ungefähr 37 96 Farbstoff, das folgende Prüfwerte zeigt: Filtertest 15 Sek./47 mg Zentrifugenwerte 23, 17, 31, 29 Beispiel 6 In einem Rührdruckgefäß wird eine Mischung aus 6,9 % des Azofarbstoffes aus Beispiel @, 24 % Tetrachloräthylen, 10,4 % Na-Ligninsulfonat und 58,7 % Wasser zunächst auf pH = 7,5 eingestellt, anschließend bei einer Temperatur zwischen 110 und 130 0C etwa 30 Minuten mit einem hochtourigen Rührer verrührt und über einen Scheibenzerstäubungstrockner bei 130 0C Eingangstemperatur getrocknet. Man erhält -ein Pulver mit etwa 39 96 Farbstoff, das folgende Prüfwerte aufweist: Filtertest 24 Sek./51 mg Zentrifugenwerte 27, 21, 32, 20.
@@mit hergestellte Färbungen und Drucke auf Acetat- und Polyergewebe sind einwandfrei.
Beispiel 7 Eine Mischung aus 10 % aes Farbstoffs der Formel 2 ) + robenzol, 23 % Natriumligninsulfonat und 4@ % Wasser wird auf pH = 8 eingestellt und in einem Rührdruckgefäß unter er mit einem hochtourigen Rührer auf 180 bis 200 0C erhit@@ und etwa 30 Minuten bei dieser Temperatur verrührt.
Dann wird die Emulsion über einen Zweistoffdüsentrockner im Stickstoffstrom (Eingangstemperatur des Stickstoffs 80 0C) getrocknet.
Das so erhaltene Pulver enthält 30 % Farbstoff und ergibt die folgenden Prüfwerte: Filtertest 12 Sek./42 mg Zentrifugenwerte 17, 32, 28, 23 Damit hergestellte Färbungen und Drucke auf Polyesterfasern sind einwandfrei.
Beispiel 8 Eine Mischung aus 10 96 des Farbstoffs der Formel 25 96 Chinolin, 23 96 1atriumligninsulfonat und 42 % Wasser wird auf pH = 8 eingestellt und in einem Rührdruckgefäß unter Rühren mit einem hochtourigen Rührer auf 200 bis 220 0C erhitt und bei dieser Temperatur etwa 20 Minuten verrührt.
Dann wird die Emulsion über einem Zweistoffdüsentrockner im Stickstoffstrom (Eingangstemperatur des Stickstoffs 130 0C) getrocknet.
Das so erhaltene Pulver hat 30 73 Farbstoff und ergibt die folgenden Prüfwerte: Filtertest 10 Sek./47 mg Zentrifugenwerte 16, 28, 34, 22 Färbungen und Drucke damit auf Polyestergewebe sind einwandfrei.
Beispiel 9 Eine Mischung aus 40 96 eines 25 96igen Preßkuchens des Farbstoffs, der nach Beispiel 74 der DAS 1 569 674 hergestellt wurde, 30 96 Essigsäure-n-butylester, 15 % Natriumligninsulfonat und 15 % Wasser wird auf pH = 8 eingestellt und unter Rühren mit einem Ultra-Turrax-Mischer auf 65 bis 70 0C erwärmt und bei dieser Temperatur 1 Stunde weitergerührt. Nach dem Passieren durch ein Maschensieb mit etwa 10 000 Maschen/cm² wird die Emulsion über einen Scheibenzerstäubungstrockner (i"ingangstemperatur der Luft 150 °C) getrocknet.
Das so erhaltene Pulver hat 40 96 Farbstoff und es zeigt die folgenden Prüfwerte: Filtertest 15 Sek./37 mg Zentrifugenwerte 13, 29, 34, 24 Damit hergstellte Färbungen und Drucke auf Celluloseacetatfasern oder -geweben sind einwandfrei.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen wasserdispergierbaren Zubereitungen wasserunlöslicher Farbstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus dem zu dispergierenden unlöslichen Farbstoff in Preßkuchen- oder in Pulverform (A), einem wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel (13), einem Dispergiermittel (C), gegebenenfalls einem oder mehreren weiteren Dispergier-, Emulgier- oder Benetzungshilfsmitteln (D) und Wasser eine in,Emulsion vom Typ Öl in Wasser überführt und die Emulsion zur Entfernung der flüchtigen Bestandteile in einem Zerstäubungstrockner versprüht.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus 2 bis 30 96 wasserunlöslichem Farbstoff, 10 bis 50 96 nicht wassermischbarem Lösur gsmittel, 5 bis 40 96 wasser-löslichem Dispergiermittel, 30 bis 70 96 Wasser und gegebenenfalls 0 bis 5-96 eines weiteren Hilfsmittels verwendet.