DE2343588A1

DE2343588A1 - Lagerungsstabile konzentrierte waessrige loesung eines sauren disazofarbstoffs

Info

Publication number: DE2343588A1
Application number: DE19732343588
Authority: DE
Inventors: Steven Arnold Dombchik
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1972-08-29
Filing date: 1973-08-29
Publication date: 1974-03-28
Also published as: FR2197951A1; GB1428046A; FR2197951B1

Description

Die Erfindung betrifft lagerungsstabile konzentrierte wäßrige Lösungen von sauren Disazofarbstoffen.

Die Verwendung von direkten, sauren oder basischen Farbstoffen in der Form konzentrierter wäßriger Lösungen, die in der Technik oft als flüssige Farbstoffe bezeichnet werden, hat in den letzten wenigen Jahren für das Färben von' Papier und Textilien technische Bedeutung erlangt. Die Hauptvorteile solcher flüssiger Farbstoffe gegenüber pulvrigen Farbstoffen sind die Vermeidung des Staubens bei der Handhabung und die Leichtigkeit und Geschwindigkeit, mit der die flüssigen Farbstoffe abgemessen werden können. Im Idealfall besteht ein flüssiger

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Farbstoff aus einer wäßrigen Lösung des Farbstoffs, wobei die Probleme der Beseitigung oder Rückführung, die bei organische Lösungsmittel enthaltenden Lösungen auftreten, vermieden werden. Farbstoffe, die wenigstens zwei ionisierbare Gruppen, beispielsweise Sulfonsäure- oder quaternäre Ammoniumgruppen enthal ten, haben oft eine ausreichende Wasserlöslichkeit, um wäßrige Lösungen der für eine Verwendung als flüssige Farbstoffe gewünschten Konzentration, d.h. wenigstens 1o Gew.-%, zu ergeben. In manchen Fällen kann die erforderliche Löslichkeit polysulfonierterFarbstoffe durch geeignete Wahl des daran daran gebundenen Kations erzielt werden. Beispielsweise sind aus der US-PS 3 600 376 wäßrige flüssige Farbstoffe, die 1o bis 2o Gew.-% der Lithiumsalze verschiedener tetrasulfonierter Disazofarbstoffe enthalten, bekannt. Aus der US-PS 3 681 32o sind wäßrige Lösungen der Triäthanolaminsalze solcher Farbstoffe bekannt. Sehr viel üblicher ist es jedoch, flüssige Farbstoffe, die, zumindest vorwiegend, aus einem Löslichmacher, der gewöhnlich eine mit Wasser mischbare organische Flüssigkeit ist, bestehen, herzustellen. Aus der GB-PS 1 2o2 798 sind wäßrige Präparate der Natriumsalze polysulfonierter Azofarbstoffe, denen ein Säureamid, vorzugsweise Harnstoff, zugesetzt ist, bekannt. Aus der US-PS 3 551 088 sind wäßrige Lösungen von tri- und tetrasulfonierten Disazofarbstoffen, die 2o bis 3o Gew.-% Farbstoff und 1o bis 25 Gew.-% Dimethylsulfoxid enthalten, wobei das Dimethylsulfoxid als Löslichmacher dient, bekannt. Aus der US-PS 3 346 322 sind konzentrierte organische oder wäßrig-organische Lösungen wasserlöslicher aliphatischer Carbonsäuresalze von basischen Farbstoffen bekannt, wobei die organische Flüssigkeit ein Glycol, ein Äther davon, Amid, Butyrolacton, Acetonitril, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylsulfoxid oder N-Methylpyrrolidon ist.

Demgegenüber haben die Natriumsalze monosulfonierterDisazofarbstoffe im allgemeinen eine begrenzte Löslichkeit in kaltem Was-

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ser. Sie sind selten zu mehr als 1 Gew.-% löslich, und oft beträgt ihre Löslichkeit nur wenige Hundertstel von 1 %. Durch Verwendung von Lithium, Ammonium oder Triäthylammonium als Kation kann zwar die Löslichkeit einiger monosulfonierter Farbstoffe beträchtlich verbessert werden; jedoch sind die dadurch erzielten Löslichkeiten nicht ausreichend, um eine konzentrierte stabile wäßrige Lösung, die technisch annehmbar ist, herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist eine lagerungsstabile konzentrierte wäßrige Lösung von monosulfonierten Disazofarbstoffen.

Gegenstand der Erfindung ist eine lagerungsstabile konzentrierte wäßrige Lösung eines sauren Disazofarbstoffes, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie

(a) 1o bis 25 Gew.-% des Lithium- oder Tri- (2-hydroxyäthyl) ammoniumsalzes eines Farbstoffes der Formel

oder,

in der R¹H, CH₂CH₂OH, CH₂CH(CII₃)OH oder ist;

(b) 5 bis 25 Gew.-% N-Methyl-2-pyrrolidon; und

(c) Rest auf I00 Gew.-S Wasser

enthält,

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Die gemäß der Erfindung in wäßrigen Lösungen (als flüssige Farbstoffe) verwendeten Farbstoffe können leicht in bekannter Weise durch Diazotieren und Kuppeln hergestellt werden. Derjenige der obigen Farbstoffe, der sich von ß-Naphthol ableitet, ist in seiner sauren Form der als CI. 26 9oo bekannte rote Disazofarbstoff. Die Farbstoffe der zweiten obigen Formel können durch Diazotieren von Metanilsäure, Kuppeln des Diazoniumsalzes mit Anilinomethansulfonsäure, Abtrennen der Methansulfonsäuregruppe durch Hydrolyse unter Bildung einer Monoazoverbindung, Diazotieren dieser Monoazoverbindung und Kuppeln mit o-Cresol unter Bildung einer Disazoverbindung und Umsetzen dieser Disazoverbindung unter alkalischen Bedingungen mit Äthylen-, Propylen- oder Butylenoxid hergestellt werden. Beide Arten von Farbstoffen können unter Anwendung an sich bekannter Verfahren entweder als das Lithium- oder das Tri-(2-hydroxyäthyl)-ammoniumsalz hergestellt werden.

Die flüssigen Farbstoffe gemäß der Erfindung enthalten wenigstens etwa Io Gew.--% Farbstoff (aktiven Bestandteil) , wenigstens etwa 5 Gew.-% N-Methyl-2-pyrrolidon und wenigstens etwa 5o Gew.-% Wasser. Eine funktioneile obere Grenze für die Menge an N-Methyl-2-pyrrolidon, die verwendet wenden kann, existiert nicht; jedoch können technisch verwendbare flüssige Farbstoffe unter Verwendung von N-Methyl-2-pyrrolidon in Mengen bis zu etwa 25 Gew.-% des flüssigen Farbstoffes hergestellt werden. Bei Verwendung größerer Mengen an N-Methyl-2-pyrrolidon wird der flüssige Farbstoff teurer und die Probleme der Beseitigung oder Rückführung des N-Methylpyrrolidons treten auf. Die flüssigen Farbstoffe werden am besten hergestellt, indem man den Farbstoff in wäßrigem N-Methyl-2-pyrrolidon herstellt. Alternativ kann der Farbstoff in einem wäßrigen Medium hergestellt werden, und die gewünschte Menge an N-Methyl-2-pyrrolidon kann zugesetzt werden, nachdem die Bildung des Farbstoffes beendet ist. Als v/eitere Alternative, die jedoch nicht oft angewandt

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wird, kann der Farbstoff hergestellt und isoliert und dann in wäßrigem N-Methyl-2-pyrrolidon gelöst werden.

Die flüssigen Farbstoffe gemäß der Erfindung haben ausgezeichnete Lagerungsstabilität/ d.h. ihre Konzentration sinkt bei einer Lagerung über mehrere Monate nicht ab und es kommt nach 6 Monaten Lagerung bei 0 C zu keiner Farbstoffausscheidung. Sie eignen sich insbesondere zum Färben von Nylon und können in irgendeinem der derzeit bekannten und technisch angewandten diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Färbe- oder Druckverfahren verwendet werden.

In den folgenden Beispielen beziehen sich Angaben in Teilen auf das Gewicht.

Beispiel 1

Einer Aufschlämmung von 3o Teilen 4-Aminoazobenzol-4'-natriumsulfonat in 5oo Teilen Wasser und 31 Teilen 10n-Salzsäure wurden unter Rühren 26,2 Teile 5n-Natriumnitritlösung zugesetzt. Nach 45 Minuten wurde überschüssiges Nitrit mit Sulfaminsäure zerstört, und das Diazoniumsalz wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und langsam zu einer Lösung von 15,1'Teilen ß-Naphthol und 4,4 Teilen Lithiumhydroxid-monohydrat in 13o Teilen Wasser und 4o Teilen N-Methyl-2-pyrrolidon zugesetzt. Die Reaktionsmasse wurde 1 Stunde gerührt. Dann wurde das pH mit Salzsäure auf 6,7 eingestellt. Durch Klären der Flüssigkeit wurden keine Feststoffe gebildet. Durch Spektralanalyse wurde gezeigt, daß die Lösung 12,5 Gew.-% des erwarteten Farbstoffs, d.h. des Lithiumsalzes von CI. 26 9oo, enthielt. Das Gesamtgewicht der Farbstoff lösung betrug 278 Teile- Die Menge an N-Methyl-2-pyrrolidon betrug 14,4 Gew.-%.

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Beispiel 2

60 Teile 4-Aminoazobenzol-4'-natriumsulfonat wurden diazotiert wie in Beispiel 1. Das Diazoniumsalz wurde abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Dann wurde eine Aufschlämmung des Diazoniumsalzes und 3o_r2 Teilen ß-Naphthol in Too Teilen Wasser und 60 Teilen N-Methyl-2-pyrrolidon hergestellt. Dann wurde tropfenweise unter Rühren ein Gemisch von 29,8 Teilen Triäthanolamin und 2o Teilen Wasser zugesetzt. Nach einstündigem Rühren wurde die Reaktionsmasse durch Filtrieren geklärt. Das Gesamtgewicht der Farbstofflösung betrug 351 Teile. Die Menge an N-Methyl-2-pyrrolidon betrug 17 Gew.-%. Die Farbstoffkonzentration ergab sich durch Spektralanalyse zu 22,8 Gew.-%, und der Farbstoff war das Triäthanolamraoniumsalz von CI. 26 9oo.

Im Gegensatz zu den Farbstofflösungen der Beispiele 1 und 2 beträgt die Kaltwasserlöslichkeit des Natriumsalzes von CI. 26 9oo weniger als 1 Gew.-%.

Beispiel 3

Eine Aufschlämmung von 13o Teilen 3-Methoxy-4-aminoazobenzol-3'- natriumsulfonat _f 4oo Teilen Wasser und 112 Teilen 1on-Salzsäure wurde langsam unter Rühren mit 122 Teilen 5n-Natriumnitritlösung versetzt. Nach einstündigem Rühren wurde das Diazoniumsalz abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der nasse Kuchen wurde in 2oo Teilen Wasser aufgeschlämmt und dann langsam unter Rühren einem Gemisch von 48 Teilen o-Creson, 59,6 Teilen Triäthanolamin und 2oo Teilen Wasser zugesetzt. Nach Beendigung des Kuppeins wurden 80 Teile N-Methyl-2-pyrrolidon zugesetzt, und die Lösung wurde durch Filtrieren geklärt. Keine Feststoffe fingen sich in dem Filter. Das Gesamtgewicht der Lösung betrug 800 Teile. Die Menge an N-Methyl-2-pyrrolidon betrug 1o Gew.-%. Die Farbstoffkonzentration wurde spektral zu 21,3 Gew.-% er-

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mittelt. Der Farbstoff war das Triäthanolammoniumsalz des Farb stoffes der zweiten der obigen Formeln, in der R H ist.

Wenn das obige Verfahren in Abwesenheit des N-Methyl-2-pyrroli dons und in Anwesenheit einer ausreichenden Menge an Wasser um eine 15 %ige Lösung des Triäthanolamxnsalzes des Farbstoffes herzustellen, erfolgte innerhalb zwei Tagen eine Ausfällung.

^B eispiel 4

Beispiel 3 wurde wiederholt mit der Abweichung, daß anstelle des Triethanolamine 16,8 Teile Lithiumhydroxid-monohydrat verwendet wurde. Man erhielt das Lithiumsalz des Farbstoffes der zweiten der obigen Formeln, in der R¹ H ist. Die erhaltene Farbstoff lösung enthielt 1o Gew.-% N-Methyl-2-pyrrolidon und-2o Gew„-% Farbstoff.

Beispiel 5

165 Teile S-Methoxy^-aminoazobenzol-S¹-natriumsulfonat wurden in herkömmlicher Weise mit Natriumnitrit in verdünnter Salzsäure diazotiert, und die Diazoverbindung wurde abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der nasse Kuchen wurde dann in einzelnen Anteilen einer Lösung von 58 Teilen o-Cresol und 21 Teilen Lithiumhydroxid-monohydrat in 6oo Teilen Wasser von 25 C zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde im Autoklav 12 Stunden mit 2 Teilen Lithiumhydroxid-monohydrat und 88 Teilen Ethylenoxid auf 9o°C erwärmt. Schließlich wurden 4oo Teile N-Methyl-2-pyrrolidon und 25o Teile Wasser zugesetzt, wobei eine Farbstofflösung mit 25 Gew.-% N-Methyl-2-pyrrolidon und 2,3 Gew.-% Farbstoff (bezogen auf ein Absorptionsvermögen des reinen Farbstoffes von 66 1/g/cm bei 4o4 mp) erhalten wurde. Der Farbstoff war das Lithiumsalz des Farbstoffes der zweiten der obigen Formeln, in der R CH₂CH₂OH ist.

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Demgegenüber erforderte das Natriumsalz des Farbstoffes dieses Beispiels etwa 9o Gew.-% K-Methyl-2-pyrrolidon zur Erzeugung einer Lösung von vergleichbarer spektraler Konzentration.

Beispiel 6

165 Teile 3-Methoxy-4-aminoazobenzol-3'-natriumsulfonat wurden in üblicher Weise mit Natriumnitrit in verdünnter Salzsäure diazotiert, und die Diazoverbindung wurde abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der nasse Kuchen wurde in einzelnen Anteilen einer Lösung von 58 Teilen o-Cresol und 21 Teilen Lithiumhydroxid-monohydrat in 6oo Teilen Wasser von 25 C zugegeben. Das erhaltene wäßrige Gemisch wurde mit 2 Teilen Lithiumhydroxid monohydrat und 83 Teilen Butylenoxid versetzt und dann 1o Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Schließlich wurden 12o Teile N-Hethyl-2-pyrroliäon zugesetzt, und das Gesamtgewicht der Lösung wurde mit Wasser auf 1 2oo Teile eingestellt. Die Menge an N-Methyl-2-pyrrolidon in der Lösung betrug 1o Gew.-% und die Menge an Farbstoff 17 Gew.-% (bezogen auf ein Absorptionsvermögen für den reinen Farbstoff von 58 l/g/cm bei 4o8 mu). Der Farbstoff war das Lithiumsalz des Farbstoffes der zweiten obigen Formel, in der R¹ CH CH(C₂H₅)OH ist.

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Claims

oR-5495 Patentansprüche

1) Lagerungsstabile konzentrierte wäßrige Lösung eines sauren Disazofarbstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß sie

(a) 1o bis 25 Gew.-% des Lithium- oder Tri-(2-hydroxyäthyl) -aitiinoniumsalzes eines Farbstoffes der Formel

oder

N=N

in der R¹ H, CH₂CH₂OH, CH₂CH(CH₃)OH oder ist;

(b) 5 bis 25 Gew.-% N-Methyl-2-pyrrolidon; und

(c) Rest auf I00 % Wasser

enthält.

2) Farbstofflösung nach Anspruch 1_# dadurch gekennzeichnet , daß die Komponente (a) das Lithiumsalz des Farbstoffes der zweiten Formel, in der R¹ CH₂CH(C₂II₅)OH ist, ist

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3) Verwendung eines lagerungsstabilen konzentrierten wäßrigen Disazofarbstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 2 zum Färben von Nylon.

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