DE2540739C2

DE2540739C2 - Verfahren zur Umwandlung eines Küpenfärbematerials in eine Pigmentform

Info

Publication number: DE2540739C2
Application number: DE19752540739
Authority: DE
Inventors: Robert Michael Mellor; Donald Thomas Manchester Lancashire Sarfas
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1984-07-05
Also published as: FR2286177B1; CH613719A5; DE2540739A1; FR2286177A1; GB1463141A

Description

Indanthron wird seit vielen Jahren für die Herstellung von blauen Pigmenten verwendet, jedoch erforderten die Verfahren, die bisher zur Umwandlung von rohem Indanthron in Pigmentformen verwendet wurden, welche sich für Anstrichfarben, Druckfarben, zum Färben von Kunststoffen und ähnlichen Materialien eignen, oftmals die Verwendung von organischen Lösungsmitteln, wie z. B. Nitrobenzol.

Verführen dieser An sind näher in der GB-PS 00 944 beschrieben. Diese Patentschrift betrifft ein Verfahren zur feinen Zerteilung von Küpenfarbstoffen und organischen Pigmenten, bei welchem diese in einem Gemisch aus konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum und einer in Wasser unlöslichen aber in der Schwefelsäure oder dem Oleum löslichen organischen Flüssigkeit aufgelöst werden und dann die behandelten Farbstoffe oder Pigmente durch Zusatz von Wasser oder Eis ausgefällt werden.

Einer der Nachteile, die sich bei Verfahren ergeben, bei denen konzentrierte Schwefelsäure und organische Lösungsmittel wie Nitrobenzol gemeinsam verwendet werden, liegt darin, daß das Nitrobenzol anschließend entfernt werden muß, beispielsweise durch Wasserdampfdestiüation, und daß die Beseitigung von Waschwässern, die Spuren von Nitrobenzol enthalten, aus' Umweltschutzgründen nicht immer einfach ist.

Es wurde nunmehr gefunden, daß Indanthron und andere Küpenfärbematerialien in eine Pigmentform mit vorzüglichen Eigenschaften überführt werden können, indem man beispielsweise diese rohen Färbematerialien in konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum auflöst, die Materialien in Teilchenform durch Mischen dieser Säurelösung mit Wasser wieder ausfällt, eine kleine Menge

eines wasserlöslichen kationischen oberflächenaktiven Mittels zur wäßrigen Pigmentaufschlämmung zugibt und die wäßrige Pigmentaufschlämmung erhitzt. Nach Beendigung der Erhitzungsstufe kann das feinteilige Pigment zur Entfernung der wäßrigen Phase filtriert, mit Wasser gewaschen und dann getrocknet werden. Gegebenenfalls können direkt nach dem Mischen des Wassers mit der Lösung der Färbematerialien in Schwefelsäure zwecks Ausfällung der Färbematerialien in Teilchenform diese Materialien abfiltriert und gewasehen werden, worauf sie dann in Wasser aufgeschlämmt, mit kationischem oberflächenaktiven Mittel versetzt und erhitzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Umwandlung von Küpenfärbematerialien in eine Pig-

mentform, welches dadurch ausgeführt wird, daß man eine wäßrige Aufschlämmung des feinteiligen Materials in Gegenwart des wasserlöslichen kationischen oberflächenaktiven Mittels erhitzt.
Neben Indanthron können durch das erfindungsge-

mäße Verfahren beispielsweise Flavoanthron, Dibromoanthanthron, halogenierte Indanthrone und Pyranthrone in Pigmentformen überführt werden.

Die wäßrige Aufschlämmung des feinteiligen Färbematerials kann in jeder zweckmäßigen Weise hergestellt werden, wie z. B. durch Mahlen in Gegenwart von Wasser, jedoch wird die Ausfällung des Färbematerials aus seinen Lösungen in Schwefelsäure durch Mischen mit Wasser üblicherweise bevorzugt. Beispielsweise können geeignete Aufschlämmungen dadurch erhalten werden, daß man, vorzugsweise rasch, 500 bis 5000 Gew.-Teile Wasser oder Eis mit 100 Gew.-Teilen Schwefelsäure einer Konzentration von 96%, die 1 bis 15 Gew.-Teile des Färbematerials enthält, mischt und gegebenenfalls das Färbematerial, beispielsweise durch Filtration, sammelt, das Färbematerial mit Wasser wäscht, vorzugsweise bis es elektrolytfrei ist, und das Färbematerial in Wasser aufschlämmt. Es wird bevorzugt, daß die wäßrige Aufschlämmung des Färbematerials 1 bis 10 Gew.-Teile je 100 Gew.-Teile Wasser enthält.

Es wird bevorzugt, die Erhitzung bei einem alkalischen pH-Wert auszuführen, da unter diesen Bedingungen die Teilchen entflockt werden und somit leichter der Oberflächenbehandlung zugänglich sind. Die Erhitzung kann zweckmäßig 1 bis 300 Std. bei einer Temperatur zwischen 60 und 105⁰C ausgeführt werden.

Geeignete wasserlösliche kationische oberflächenaktive Mittel sind beispielsweise langkettiges Alkyl-trime-

thylammoniumbromid, wie Cetyl-trimethylammoniumbromid, lar.gkettiges Alkyl-pyridiniumchlorid, wie Lauryl-pyridiniumchlorid und äthoxylierte Alkylamine. Im Handel gibt es nunmehr eine große Anzahl von wasserlöslichen kationischen Mitteln. Sie sind in Nachschlagebüchern näher beschrieben, wie z. B. in den Büchern von Schwartz und Perry und von Moilliet, Collie und Black. 1 bis 20 Gew.-Teile kationisches Mittel je 100 Gew.-Teile trockenes Färbemittel sind üblicherweise ausreichend.

Es wird angenommen, daß die kationischen Mittel als Kristallwachstumsförderer für die Pigmente wirken können.

Ein Zusatz von Naturholzkolophonium oder synthetisch modifiziertem Kolophonium oder von anderen Harzverbindungen kann durchgeführt werden, wie es bei der Pigmentherstellung üblich ist, bevor das Pigment getrocknet wird, um die Dispergierfähigkeit in den Aufbringmedien zu verbessern. Solche Zugaben sollen nur erfolgen, wenn die Aufschlämmung in einem alkalischen Zustand ist.

Die Qualität des durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Pigments kann durch Eiektronenmikroskopie geprüft werden. Ein kristallines Material mit Teilchen im Bereich von 0,05 bis 0,25μ besitzt in allgemeinen die besten Eigenschaften zum Färben von Anstrichfarben und Druckfarben.

In den folgenden Beispielen sind alle Teile in Gewicht ausgedrückt.

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3

50 Teüe Flavanthron werden in 500 Teilen konzentrierter Schwefelsäure aufgelöst, und die Lösung wird dann in 5000 Teile Wasser geschüttet. Die Aufschlämmung wird abfiltriert und mit Wasser elektrolytfrei gewaschen. Die Paste wird erneut zusammen mit zwei Teilen Natriumcarbonat und drei Teilen Cetyl-trimethyl-ammonium-bromid in 500 Teilen Wasser suspendiert und 16 Std. auf 95 bis 100⁰C erhitzt. Hierauf wird eine wäßrige alkalische Lösung, die 3 Teile Kolophonirm enthält, zugegeben, worauf das Gemisch mit 5 Teilen konzentrierter Salzsäure angesäuert, filtriert, gewaschen und getrocknet wird.

ίο Das gelbe Pigment zeigt, wenn es in ein Anstrichmedium einverleibt wird, eine vorzügliche Entwicklung der Farbkraft

Beispiel 4

50 Teile Dibromoanthanthron werden in 500 Teile konzentrierter Schwefelsäure aufgelöst, worauf die Lösung in 5000 Teile Wasser geschüttet wird. Die Aufschlämmung wird abfiltriert und mit Wasser elektrolytfrei gewaschen. Die Paste wird erneut zusammen mit 5 Teilen Cetyl-trimethyl-ammonium-bromid in 500 Teilen Wasser suspendiert und 16 Std. auf 95 bis 100°C erhitzt, filtriert, gewaschen und getrocknet.

Das orange-farbene Pigment zeigt, wenn es in ein Anstrichfarbenmedium einverleibt wird, eine vorzügliche Farbkraft.

50 Teile rohes Indanthren werden in 500 Teilen 96°/oiger Schwefelsäure aufgelöst, worauf die Lösung in 5000 Teile Wasser geschüttet wird. Die Aufschlämmung wird abfiltriert und mit Wasser elektrolytfrei gewäsehen. Die Paste wird erneut zusammen mit 0,5 Teilen Natriumhydroxyd und 2,5 Teilen eines Kondensats aus Laurylamin mit Äthylenoxid im Molverhältnis 1 :2 in 1000 Teilen Wasser suspendiert. Das Gemisch wird 20 Std. auf 100°C erhitzt, mit 1 Teil konzentrierter Salzsäure angesäuert, filtriert, gewaschen und getrocknet.

Das Produkt zeigt in Anstrichfarben- und Druckfarbenmedien eine vorzügliche Entwicklung der Färbekraft und eine vorzügliche Leuchtkraft.

50 Teile rohes Indanthron werden in 500 Teilen 96%iger Schwefelsäure aufgelöst, worauf die Lösung in 5000 Teile Wasser geschüttet wird. Die Aufschlämmung wird abfiltriert und mit Wasser elektrolytfrei gewaschen. Die Paste wird erneut zusammen mit 0,5 Natriumhydroxyd und 5 Teilen Cetyltrimethyl-ammoniumbromid in 1000 Teilen Wasser suspendiert und 40 Std. auf 85°C erhitzt. Hierauf wird eine wäßrige alkalische Lösung, die 10 Teile Kolophonium enthält, zugegeben, worauf das Gemisch mit 3 Teilen konzentrierter Salzsäure angesäuert, filtriert, gewaschen und getrocknet wird.

Das Produkt zeigt wiederum in Anstrich- und Druckfarbenmedien eine vorzügliche Entwicklung der Farbkraft und eine vorzügliche Leuchtkraft.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Umwandlung von Küpenfärbematerialien in eine Pigmentform, welches dadurch ausgeführt wird, daß man eine wäßrige Aufschlämmung des feinteiligen Materials in Gegenwart eines wasserlöslichen kationischen oberflächenaktiven Mittels erhitzt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Aufschlämmung 1 bis 10 Gew.-Teile des Färbematerials je 100 Gew.-Teile Wasser enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Aufschlämmung 1 bis 10 Gew.-Teile kationisches oberflächenaktives Mittel je 100 Gew.-Teile trockenes Färbematerial enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen 1 bis 300 Std. bei einer Temperatur zwischen 60 und 105° C ausgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einem alkalischen pH-Wert ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kolophonium oder synthetisch modifiziertes Kolophonium der Pigmentaufschlämmung bei einem alkalischen pH-Wert zugegeben wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Aufschlämmung durch Mahlen des Färbematerials in Gegenwart von Wasser hergestellt worden ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Aufschlämmung durch Auflösen des Färbematerials in Schwefelsäure und Ausfällen des Färbematerials aus der Lösung durch Mischen mit Wasser hergestellt worden ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefällte Färbematerial aus der Suspension, die durch Mischen der Schwefelsäurelösung mit Wasser erhalten wird, abgetrennt und mit Wasser aufgeschlämmt worden ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Aufschlämmung nach dem Erhitzen filtriert wird und das Pigment mit Wasser gewaschen und getrocknet wird.