DE2143993C3

DE2143993C3 - Lagerstabile Farbstoffpräparate sowie deren Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE2143993C3
Application number: DE19712143993
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dr 5000 Köln; Haebler Wolfgang Dr 5074 Odenthal; Gohrbandt Wilhelm Dr 5090 Leverkusen Popp
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1977-08-25

Description

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Die Erfindung betrifft lagerstabile, wasserfreie Farbstoffpräparate, die

a) einen wasserlöslichen bzw. in Wasser dispergierbaren Farbstoff, der in Phthalsäure-CpCe-dialkylestern unlöslich bzw. schwer löslich ist,

b) einen Phthalsäure-CpCe-dialkylesterund

c) nichtionogenes Dispergiermittel enthalten, wobei auf 1 Gewichtsteil Farbstoff 0,5 bis 0,10 Gewichtsteile Phthalsäuredialkylester und 0,1 bis 2 Gewichtsteile Dispergiermittel entfallen und als Dispergiermittel Fettsäureester von Novolak-Äthoxylierungsprodukten, die eine Mindestlöslichkeit von 1 g je Liter Tetrachloräthylen aufweisen, verwendet werden.

Die Farbstoffpräparate enthalten üblicherweise mindestens 10, vorzugsweise 20 bis 40% Farbstoff, bezogen auf das Gewicht des Farbstoffpräparats.

Als Farbstoffe kommen für die erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate die bekannten wasserlöslichen bzw. in Wasser dispergierbaren Farbstoffe in Betracht, vorausgesetzt, daß sie in den Phthalsäure-Ci-Cs-dialkylestern unlöslich bzw. schwerlöslich sind. Als schwerlöslich werden solche Farbstoffe betrachtet, deren Löslichkeit bei Raumtemperatur 10 g/kg Phthalsäure-Ci-Cg-dialkylester nicht überschreitet.

Als Beispiele der in den Farbstoffpräparaten zu verwendenden Farbstoffe seien insbesondere Dispersionsfarbstoffe und wasserlösliche Farbstoffe genannt.

Diese Farbstoffe können den verschiedensten Farbstoffklassen angehören, wie den Klassen der Diarylmethan-, Triarylmethan-, Xanthen-, Azin-, Oxazin- oder Thiazinfarbstoffe, und insbesondere der Azo-, Anthrachinone Nitro-, Phthalocyanin-, Methin-, Styryl-, Stilben-, Naphthopei'inon-, Chinophthalon- oder 5-Amino-8-hydroxy-1,4-naphthochinoniminf arbstof f e.

Bevorzugte Azofarbstoffe sind Monoazo- und Dis azofarbstoffe und deren metallisierte Derivate. Als Beispiele für diese metallisierten Azofarbstoffe seien solche erwähnt, in denen ein Kupfer-, Chrom- oder Kobaltatom an ein Molekül eines Monoazofarbstoffes gebunden ist oder in denen ein Chrom- oder Kobaltatom an zwei Moleküle von gleichen oder verschiedenen Monoazofarbstoffen gebunden ist. Die metallisierten Farbstoffe können auch Sulfonsäure- oder Carbonsäure- oder Sulfonamidgruppen aufweisen.

Ferner können die Farbstoffe faserreaktive Gruppen, d. h. Gruppen, die mit den Fasermaterialien kovalente Bindungen eingehen, enthalten.

Als wasserlösliche Farbstoffe seien insbesondere dip kanonischen und anionischen Farbstoffe sowie die Direktfarbstoffe genannt.

Als kationische Farbstoffe kommen Methin-, Azomethin-, Hydrazon-, Azacyanin-, Triarylmethane Xanthen-, Thioxanthen-, Acridin-, Oxazin-, Thiazin- und Phenazin-Farbstoffe, ferner die basischen Farbstoffe der Azo-, Anthrachinon- oder Phthalocyanin-Reihe in Betracht, wie sie z. B. im Colour Index, Bd. 1, 2. Auflage (1956), Seiten 1617—1654 und im Ergänzungsband von 1963 und in der französischen Patentschrift 14 80 930 aufgeführt sind.

Als anionische Farbstoffe seien insbesondere die bekannten Säurefarbstoffe genannt. Unter diesen seien die bis zu vier Sulfogruppen enthaltenden wasserlöslichen Farbstoffe der Azo-, Anthrachinon-, Triphenylmethan- und Phthalocyanin-Reihe genannt, wie sie z. B. im Colour Index, Band 1, 2. Auflage (1956), Seiten 1001 —1404 sowie im Ergänzungsband von 1963, Seiten 4—127 aufgeführt sind.

Ferner seien genannt 1:1- und 1 :2-Metallkomplexfarbstoffe, wie sie z. B. in »Fortschritte der chemischen Forschung«, 7. Band, (1967), Seiten 643-783 beschrieben sind.

Als Direktfarbstoffe kommen vor allem Disazo-, Trisazo- und Polyazo-Farbstoffe in Betracht, wie sie 7. B. im Colour Index, Bd. 2, 2. Auflage (1956), Seiter, 2001—2360 und im Ergänzungsband von 1963, Seiten 247 — 332 beschrieben sind.

Unter in Wasser dispergierbaren Farbstoffen werden die üblichen Dispersionsfarbstoffe verstanden, wie sie z. B. im Colour Index, Bd. 2, 2. Auflage (1956), Seiten 179—224 beschrieben sind, aber auch spezielle Dispersionsfarbstoffe, wie sie für das Färben aus organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln beschrieben sind. Bei diesen speziellen Dispersionsfarbstoffen kann es sich sowohl um in Tetrachloräthylen lösliche als auch um in Tetrachloräthylen schwer bzw. unlösliche Farbstoffe handeln. Tetrachloräthylen-lösliche Farbstoffe sind z. B. in den deutschen Offenlegungsschriften 19 30 777, 19 35 483, 19 37 666, 19 39 897, 19 40 184, 19 41699, 19 42 317, 19 43 235, 19 43 536, 19 43 535, 19 50 493, 19 50 679, 19 54 632, 19 55 071, 19 55 893, 19 58 097, 19 58 664, 19 59 321, 19 59 777, 19 63 357, 19 63 735, 20 00 131, 20 03 708, 20 05 012, 20 17 504 und den deutschen Anmeldungen P 20 04 131.0, P 20 21 521.8 und P 20 40 873.5; in Tetrachloräthylen schwer bzw. unlösliche Farbstoffe sind z. B. in den deutschen

Offenlegungsschriften 19 32 828, 19 39 095, 19 50 675, 1952 535 und den deutschen Anmeldungen P 20 35 728.2, P 20 34 264.7, P 2113 8363, P 21 18 019.8, P 21 23 454.8, P 21 24 495.1 und P 21 24 496.2 beschrieben.

Bei den in den erfindungsgemäßen Farbstoffpräparaten als organische Lösungsmittel zu verwendenden Phthalsäure-di-Ci-Ce-alkylestern handelt es sich um Phthalsäuredimethyl-, -diäthyl-, -di-n-propyl-, -di-i-propyl-, -di-n-hexyl-, -di-i-hexyl-, -di-n-heptyl-, -di-i-heptyl-, -di-n-octyl- und -di-i-octyl, ferner um die Phthalsäureester aliphatischer C-C₈-Alkoholgemische. Besonders bewährt hat sich Phthalsäure-di-butylester.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate werden die Phthalsäuredialkylester und die anionischen und/oder nichtionogenen Dispergiermittel in einer solchen Menge eingesetzt, daß auf einen Teil Farbstoff 0,5 bis 10 Teile Phthalsäuredialkylester und 0,1 bis 2 Teile Dispergiermittel entfallen.

Die erfindungsgemaßen Farbstoffpräparate können gegebenenfalls auch noch weitere Zusätze, wie aliphatische Halogenkohlenwasserstoffe, Wasser oder aliphatische Alkohole enthalten.

Die Herstellung der erfindungsgemaßen Farbstoffpräparate wird vorteilhaft in der Weise vorgenommen, daß man die Komponenten gut miteinander vermischt und in einer üblichen Zerkleinerungsmaschine, z. B. eir.er Rührwerkskugelmühle, einer Stahlkugelmühle oder einem Kneter, sorgfältig vermahlt oder knetet.

Die erfindungsgemaßen Färbepräparate eignen sich ausgezeichnet für die Bereitung von Bädern für das Färben von Textilmaterialien aus organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln, wie aliphatischen Halogenkohlenwasserstoffen, insbesondere Trichloräthylen, Tetrachloräthylen und 1,1,1-Trichlorpropan. Sie ergeben beim Verdünnen mit Halogenkohlenwasserstoffe^ z. B. Tetrachloräthylen, Dispersionen, die selbst noch unter Färbebedingungen, d. h. bei hohen Temperaturen, stabil sind. Deshalb werden beim Färben mit den mittels der erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate bereiteten Färbebäder ausgezeichnet gleichmäßige Färbungen erhalten und eine Verunreinigung der Färbegeräte durch Abschmieren der Farbstoffe vermieden.

Die erfindungsgemaßen Farbstoffpräparate zeichnen sich ferner durch eine gute Fließfähigkeit und eine ausgezeichnete Lagerstabilität aus.

Es sind bereits Farbstoffpräparate für das Färben von Textilmaterialien aus organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln bekannt (vgl. z. B. DT-OS 20 21 712). In diesen Präparaten werden als organische Lösungsmittel vorgeschlagen: öle, wie Petroleumfraktionen, Silikonöle, flüssige Fettsäuren, ganz oder teilweise halogenierte Kohlenwasserstoffe, flüssige Fettsäureamide, tierische und pflanzliche öle; Phosphorderivate, wie Hexamethyl-phosphorsäuretriamid; ferner mit Wasser mischbare, organische Lösungsmittel, wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Glycennformal, Acetonitril, Pyridin, Äthylenglykolmonomethyl, Äthyl- und Butyläther, Äthylencarbonat-, y-Butyrolakton, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Sulfolan und Dimethylsulfoxid; oder organische Lösungsmittel, die nur geringe Mengen Wasser aufnehmen, wie Benzinkohlenwasserstoffe, Benzol, Tri- und Tetrachloräthylen; oder organische Lösungsmittel, wie Furfuryl- und Tetrahydrofurfurylalkohol, Cyclohexanon oder Butylacetat.

Diese bekannten Präparate weisem aber schwerwiegende Nachteile auf: Entweder ist ihre Lager- bzw. Flottenstabilität unzureichend oder ihre Handhabung ist infolge der leichten Brennbarkeit der in ihnen verwendeten Lösungsmittel zu gefährlich oder die

S Aufbereitung der mit ihnen hergestellten Färbebäder ist mix großen Schwierigkeiten verbunden, da, die organischen Lösungsmittel sich nicht von den Färbebad-Halogenkohlenwasserstoffen abtrennen lassen, oder bei der destillativen Aufarbeitung der Färbebäder nicht ver-

ό brennbare Rückstände ergeben.

Alle diese Nachteile werden bei Verwendung der erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate vermieden. Diese garantieren infolge der geringen Brennbarkeit der in ihnen verwendeten Phthalsäureester eine gefahrlose Handhabung; bei der Aufarbeitung der Färbebäder wird auf einfache Weise eine leichte vollständige Abtrennung der Ester von den Färbebad- Halogenkohlenwasserstoffen erreicht; und es wird ein leicht verbrennbarer Restschlamm bei der destillativen Aufarbeitung der Färbebäder erhalten.

Die mittels der erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate hergestellten Halogenkohlenwasserstoff-Färbebäder eignen sich zum Färben aller Fasermaterialien, die mit den in den Farbstoffpräparaten enthaltenen Farbstoffen anfärbbar sind. Es sind dies: Fasermaterialien aus Cellulose, ζ. Β. Baumwolle, oder regenerierter Cellulose, wie Viskose und Rayon; Polyacrylnitril; Polyestern, wie Cellulose-2^|/2-acetat, Cellulosetriacetat, und Polyestern, wie Polyäthylenglykolterephthalate, oder Polyestern aus l,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan und Terephthalsäure; und Polyamiden, wie natürlichen Polyamiden, z. B. Wolle und Seide, und synthetischen Polyamiden, wie Polyhexamethylendiaminadipat, Polycaprolactam oder Poly-io-aminoundecansäure; oder Polyurethanen.

Bei den in den folgenden Beispielen angegebenen Teilen handelt es sich, sofern nicht anders angegeben, um Gewichtsteile·, die Farbstoffnummern beziehen sich auf die Angaben in Colour Index, 2. Auflage (1956), Bd. 3.

Beispiel \

10 Teile des Dispersionsfarbstoffs
H₂N O OH

HO O NH₂

werden mit IO Teilen des nachstehend beschriebenen nichtionogenen Dispergiermittels und 80 Teilen Phthalsäuredibutylester in einer Rührwerkskugelmühle vermählen. Die erhaltene Dispersion ist gut gießbar und ausgezeichnet lagerstabil.

Das verwendete Dispergiermittel war wie folgt erhalten worden:

315 Teile des durch Äthoxylieren eines Novolaks (Phenol: Formaldehyd = 2 :1,6) mit 3 Mol Äthylenoxid je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyäthylenglykoläthers werden mit 141 Teilen ölsäure und 200 ml Xylol unter Rühren so lange am Wasserabscheider gekocht, bis sich kein Wasser mehr abscheidet. Danach wird das Xylol abdestilliert. Das Dispergiermittel fällt in Form einer

f>5 viskosen gelblichen Flüssigkeit (Säurezahl 10) an.

Beim Verdünnen des erhaltenen Farbstoffpräparats mit Tetrachloräthylen wird eine stabile Dispersion erhalten, die sich sehr gut zum Färben von synthetischen

Polyamidfasermaterialien nach dem Ausziehverfahren eignet.

100 Teile eines Polyamid-Gewebes werden bei Zimmertemperatur ohne Vorreinigung in ein Färbebad eingebracht, das durch Verdünner/ von 10 Teilen des beschriebenen Farbstoffpräparates mit 1600 Teilen Tetrachloräthylen bereitet wurde. Das Bad wird unter lebhafter Flottenzirkulation innerhalb von 10 Minuten auf 100⁰C erhitzt und 30 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Dann wird die Flotte abgetrennt und das Färbegut mit frischem Lösungsmittel 5 Minuten bei etwa 4O⁰C gespült. Nach dem Abtrennen der Spülflotte wird das Färbegut zentrifugiert und im Luftstrom getrocknet. Man erhält eine gleichmäßige kräftige Blaufärbung, die sich durch gute Licht-, Wasch- und Sublimierechtheit auszeichnet.

Ein gleichwertiges Farbstoffpräparat wurde erhalten, wenn statt des verwendeten Dispersionsfarbstoffes die gleiche Menge eines der folgenden Dispersionsfarbstoffe eingesetzt wurde:

COOH

a) C₂H₅OOC

N=N

HO

OH
0-CH₂-CH-CH₂-CH₂OH

10

SO₂-NH

d) -N=N

Ο NH₂

N=N-

e)

O OH

Beispiel

20 Teile des Dispersionsfarbstoffs

CN

CH₂-CH₂-CN

CH₂- CH₂-COOC₂H₅ werden mit 10 Teilen der 1 :1-Mischung aus den Aminoxiden der Formel

O [CH₃-(CH₂)₇—CH=CH-iCH₂)₇—CONH-CH₂CH₂CH₂]₂ N-CH₃

t CH₃-(CH₂)₇—CH=CH- (CH₂J₇-CONH- CH₂CH₂CH₂-N-CH₂Ch₂OH

und 10 Teilen des nachstehend beschriebenen Növolakpolyäthylenglykoläther-monocarbonsäureesters und 60 Teilen Phthalsäuredimethy!ester 16 Stunden in einer Stahlkugelmühle gemahlen. Es wird eine feinteilige dünnflüssige Dispersion erhalten, die sich durch eine sehr gute Lagerstabilität auszeichnet.

Das verwendete Novolak-polyäthylenglykoläthermonocarbonsäureester-Dispergiermittel war wie folgt erhalten worden: 350 Teile des durch Äthoxylieren eines Novolaks (Para-Kresol : Formaldehyd = 2 :1,5) mit 3 Mol Äthylenoxid je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyäthylenglykoläthers wurden mit 141 Teilen ölsäure und 200 ml Xylol unter Rühren so lange am Wasserabscheider gekocht, bis sich kein Wasser mehr abschied.

CH₃

Danach wurde das Xylol abdestilltert. Das Dispergiermittel fällt in Form eines viskosen gelblichen Öls an.

Beim Verdünnen des erhaltenen Farbstoffpräparats mit Tetrachloräthylen wird eine stabile Dispersion erhalten, die sich sehr gut zürn Färben von Polyäthy- !snterephthalatfasern sowohl nach dem Auszieh- wie auch nach dem Imprägnierverfahren eignet.

100 Teile eines Gewebes aus texturierten Polyäthylenterephthalatfasern werden bei Zimmertemperatur ohne Vorreinigung in ein Färbebad eingebracht, das durch Verdünnen von 5 Teilen des Farbstoffpräparates mit 1600 Teilen Tetrachloräthylen bereitet wurde. Das Cad wird unter lebhafter Flottenzirkulation innerhalb von 10 Minuten auf 120⁰C erhitzt und 30 Minuten bei

dieser Temperatur gehalten. Dann wird die Flotte abgetrennt und das Färbegu mit frischem Lösungsmittel 5 Minuten bei etwa 40°C gespült Nach dem Abtrennen der SpüifloUe wird das Färbegut zentrifugiert und im Luftstrom getrocknet Man erhält eine gleichmäßige kräftige Rotfärbung. Die Färbung zeichnet sich durch gute Licht-, Wasch- und Sublimierechtheit aus.

Eine gleichwertige Rotfärbung läßt sich auch nach dem Imprägnier-Verfahren erzeugen. Dazu verdünnt man 50 Teile des Farbstoffpräparates mit 1600 Teilen

a)

10 Tetrachloräthylen und foulardiert mit der so erhaltenen Flotte das Polyester-Gewebe. Nach 15sekündigem Trocknen bei 100⁰C wird der Farbstoff durch eine 45 Sekunden währende Hitzebehandlung bei 190⁰C fixiert. Anschließend wird das Gewebe bei Zimmertemperatur mit reinem Tetrachloräthylen ausgewaschen.

Ein gleichwertiges Farbstoffpräparat wurde erhalten, wenn statt des verwendeten Dispersionsfarbstoffs die gleiche Menge eines der folgenden Dispersionsfarbstoffe eingesetzt wurde:

b)

Q₂N

OH O OH CH₂-CH₂-CN

CH₂-CH₂-COOC₂H₅

c)

NH₂

O NH₂

d)

c)

O₂N

Beispiel 3 12 Teile des Farbstoffs

or

werden mit 6 Teilen des in Beispiel 2 beschriebenen

Novolakpolyithylenglykolötherrnonocarbonsaureester-Dispergtermittels und 42 Teilen Phthalsäuredibu· tylester in einer Rührwerkskugelmühle vermählen. Die erhaltene feinteilige flüssige Dispersion wird mit

Eisessig angesäuert. Man erhält «ine ausgezeichnet

so lagerstabile Dispersion.

Beim Verdünnen der beschriebenen Farbstoffpräparate mit Tetrachtoräthylen werden Färbeflotten erhalten, die sich sehr gut zum Färben von Polyacrylnitril-Fasermaterialieri und basisch modifizierten Polyestcr-

Materialien nach dem Ausziehverfahren eignen. Beispiel 4

20 Teile des Farbstoffs C 1. No. 35 780 werden mit 10 Teilen des in Beispiel 3 beschriebenen Novolakpoly·

Uthylenglykoläthermonocarbonstturcester-Dlspcrgiermitteln und 70 Teilen Phthalsüurcdibutylester in einer Rührwerkskugelmühle vermählen. Man erhalt ein fcinteiliges dünnflüssiges Farbstoffpräparat, das sich durch sehr gute Lagerstabilitttt auszeichnet.

Beim Verdünnen des Farbstoffprüpartites mit Tetrachlorethylen wird eine stabile Dispersion erhalten, die sich sehr gut zum Farben von Baumwollfasermatcriulicn eignet.

709 634/1 te

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerstabile, wasserfreie Farbstoffpräparate, enthaltend einen wasserlöslichen bzw. in Wasser S

i/dispergierbaren Farbstoff, der in Phthalsäure-Ct-Ciadialkylestern unlöslich bzw, schwer löslich ist, einen

.·( Phthalsäure-Ci-Ce-dialkylester und ein nichtionogenesDispergiermittel, dadurch gekennzeichnet, daß auf 1 Gewichtsteil Farbstoff 0,5 bis 0,10 ι ο Gewichtsteile Phthalsäuredialklyester und 0,1 bis 2 Gewichtsteile Dispergiermittel entfallen und als Dispergiermittel Fettsäureester von Novolak-Äth- oxylierungsprodukten, die eine Mindestlöslichkeit von 1 g je Liter Tetrachloräthylen aufweisen, verwendet

2. Färbstoffpräparate gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Phthalsäure-Ci-C₈-dialkylester ein Phthalsäuredibutylester verwendet wird.

3. Verfahren zur Herstellung der Farbstoffpräparate gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wasserlöslichen bzw. in Wasser dispergierbaren Farbstoff, der in Phthalsäure-Ci-Cedialkylester unlöslich bzw. schwer löslich ist, ein Phthalsäure-CpCe-dialkylester und ein nichtionogenes Dispergiermittel miteinander vermischt.

4. Verfahren zur Herstellung von Farbstoff präparaten gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wasserlöslichen bzw. in Wasser dispergierbaren Farbstoff, der in Phthalsäure-Ci-Cedialkylester unlöslich bzw. schwerlöslich ist, ein Phthalsäure-Ci-Ce-dialkylester und ein nichtionogenes Dispergiermittel miteinander vermahlt und verknetet.

5. Verwendung der Farbstoffpräparate gemäß Anspruch 1 und 2 zur Bereitung von Färbebädern aus aliphatischen Halogenchlorkohlenwasserstoffen für das Färben von Fasermaterialien.