DE3022784A1

DE3022784A1 - Verfahren zum modifizieren eines azoarylamid-pigments, nach diesem verfahren hergestellte azopigmentmasse und diese azopigmentmasse enthaltende druckfarbe

Info

Publication number: DE3022784A1
Application number: DE19803022784
Authority: DE
Inventors: George Heddle Robertson
Original assignee: Sun Chemical Corp
Current assignee: Sun Chemical Corp
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1980-06-18
Publication date: 1981-01-22
Also published as: US4220473A; IT8022456A0; DK155949C; DK155949B; DE3022784C2; IT1193941B; FR2459270A1; GB2055878B; GB2055878A; DK239080A; FR2459270B1

Description

Verfahren zum Modifizieren eines Azoarylamid-Pigments, nach diesem Verfahren hergestellte Azopigmentmasse und diese Azopigmentmasse enthaltende Druckfarbe

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren eines Azoarylamid-Pigments, eine Azopigmentmasse, die nach, diesem Verfahren hergestellt worden ist, und eine Druckfarbe, die eine solche modifizierte Azopigmentmasso enthält.

Die Behandlung von Pigmenten mit Aminen und/oder Amiden ist bekannt. Beispielsweise ist aus der US-PS 2 192 956 die Behandlung eines Schlammes aus einem Pigment und Wasser mit einem aus einer Fettsäure und einem Hydroxyamin gebildeten Ester bekannt. Aus der US-PS 2 442 972 sind mit Fettsäureamiden behandelte Pigmente bekannt. Aus der US-PS 2 6 38 702 ist das Aufschlämmen eines Pigments mit einer wäßrigen Dispersion eines niedermoleku-

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Deutsche Bank (MOnchen) Kto. 51/61070

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laren Kondensats aus einem alkylierten Methylolmelamin und einem N-Alkylol-Fettsäureamid bekannt. Die Verwendung von primären Aminen und Diaminen zur Behandlung von halogenmethylierten Pigmenten ist aus der US-PS 3 336 bekannt. Nach der US-PS 3 655 641 wird ein verzweigtkettiges, primäres, aliphatisches Amin zur Herstellung eines Farbmittels mit einem Azoacylacetarylamid erhitzt.

Aus den US-PSS 3 728 143, 3 844 810 und 3 953 218 sind ^O mit Fettsäureamid beschichtete Pigmente bekannt. Aus

der US-PS 3 759 733 ist bekannt, daß aliphatische Amine oder Aminoxide in Azopigmentmassen eingemischt werden können. Nach der US-PS 3 766 230 werden Azomethinkomplexe mit langkettigen Alky!aminen chemisch umgesetzt. zur Behandlung einer speziellen, aus der US-PS 3 "775 Ή8 bekannten Diaryli&pigmentmasse werden primäre, sekundäre und tertiäre Amine eingesetzt. Aus der US-PS 3 905 • ist bekannt, daß Azoacetylacetarylpigmente mit langkettigen, heterocyclischen Aminen oder deren Vorläufern, ali- ^AKJ phatischen Diaminen, behandelt werden.

Solche Behandlungsweisen führen zwar zu einer beträchtlichen Verbesserung der Eigenschaften von Druckfarben bzw. Tinten, jedoch zeigen diese behandelten Pigmente

Mangel in bezug auf die Kombination von Eigenschaften wie der rheologischen bzw. Fließstabilität, dem Färbevermögen, dem Glanz und der Helligkeit. Besonders schwierig ist die Erzielung dieser Eigenschaften bei Druckfarben, die mit einen hohen Aromatengehalt aufweisenden

Lösungsmitteln hergestellt werden. Wenn solche Druckfarben zum Bedrucken von dünnem, geringwertigem oder unbeschichtetem Papierstoff eingesetzt werden, tritt das Problem des Hindurchdringens der Druckfarbe oder der Löschpapierwirkung auf, was zu unscharfen Drucken und zu Schwierigkeiten beim Bedrucken des Papiers auf beiden

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I nachgereichtI

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Seiten führt. Zur Lösung dieses Problems wurde in der US-PS 3 827 902 eine Behandlung der Azopigmente mit einem Arylalkylenamin oder einem Salz davon, beispielsweise mit N-Benzy!propylendiamin, N-ß-Phenyläthyldiamin oder N-p-XyIy!propylendiamin, vorgeschlagen, jedoch konnte auch in diesem Fall die gewünschte Kombination von Eigenschaften nicht erzielt werden.

Erfindungsgemäß wurde nun überraschenderweise gefunden, daß diese Nachteile überwunden werden können und daß ein nicht hindurchdringendes, hellgelbes Pigment, das für die Verwendung in Druckfarben für den Tiefdruck besonders gut geeignet ist, erhalten werden kann, indem man Pigmente mit einem von einer dimeren Säure abgeleiteten, aliphatisehen Aroin behandelt. Solche Amine haben die allgemeine Formel

CH₂Ch₂NH₂)₂,

worin R der Rest ist, der verbleibt, wenn man sich die Carboxylgruppen einer dimeren Säure R(COOH)₂ wegdenkt.

Diese Amine können durch bekannte Verfahren hergestellt werden. Bei einem dieser Verfahren wird ein Nitril gebildet, das anschließend unter Bildung eines Diamins mit zwei primären Amingruppen reduziert wird, das seinerseits mit Acrylnitril umgesetzt und dann unter Bildung eines Tetramine mit zwei primären und zwei sekundären Amingruppen reduziert wird. Die Stufen dieser Reaktion werden nachstehend

gezeigt:
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R(COOH)₂ > R(CN)₂ > R(CH₂MH₂)₂ 2CH₂-CHCN

R(CH₂NHCH₂CH₂CN)₂ > R(CH₂NHCH₂CH₂Ch₂NH₂)₂

^OJ Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung der Amine

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'NACHGEREtCHTl -6- DE 0460

wird die diniere Säure mit einem Polyamin des Typs (CH₂ )_xy

umgesetzt, worin χ im allgemeinen 2 oder 3 und y eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, wobei die Umsetzung so reguliert wird, daß sich eine Aminzahl ergibt, die größer als etwa 100 ist. Bei den dabei erhaltenen Produkten handelt es sich um Imidazolinamine oder Amidoamine mit beispielsweise der Struktur

R(CONHCh₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂)2. ^l

Die dimeren Säuren, die zur Herstellung der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Amine verwendet

'5 werden, sind aliphatische, zweibasige Säuren, die im allgemeinen durch Polymerisieren ungesättigter Fettsäuren hergestellt werden. Besonders geeignet sind die mehrfach ungesättigten Fettsäuren wie Linolsäure, Linolensäure und Eläostearinsäure und Mischungen davon.

Die beim Polymerisieren der Fettsäuren erhaltenen, dimeren Säuren enthalten geringe Mengen von Verunreinigungen, die sich aus dem Polymerisationsverfahren ergeben, beispielsweise restliche einbasige Säuren und

trimere Säuren. Die daraus hergestellten Amine enthalten als Ergebnis der in den Säuren enthaltenen Verunreinigungen und der Difunktional!tat der Säuren und der Amine eine Anzahl von Oligomeren. Diese Amine sind beispielsweise unter den Handelsnamen "Kemanine" und "Kemamide"

(Humko Sheffield) im Handel erhältlich, und zwar in

Qualitäten, die einer Ausgangsmischung aus zwischen etwa 75 und 95 % dimeren Säuren, 4 bis 25 % trimeren Säuren und bis zu 3 % einbasigen Säuren entsprechen. Die Aminzahl dieser Amine kann zwischen etwa 100 und 500 und 35

vorzugsweise zwischen etwa 150 und 400 liegen.

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Diese aliphatischen Amine werden mit einem Azoacetarylamid-Pigment in Berührung gebracht. Geeignete Pigmente sind die Pigmente, die durch Kuppeln von diazotierten oder tetrazotierten Mono- oder Diarylaminen mit einem Acetoacetarylamid hergestellt werden. Beispiele für geeignete Arylamine sind 3,3'-Dichlorbenzidin, 4,4'-Diamino-3 , 3 '-dichlorbiphenyl, i-Amino-^-niathoxy^- nitrobenzol, 1 -Amino^-methoxy^-nitrobenzol, 1 -Amino-^-chlor-a- nitrobenzol, 4-Chloranilin, 2-Chloranilin, 4-Aminobenzamid, 4-Methyl-3-aminobenzamid, 4-Methoxy-3-aminobenzamid, 2-Amino-1-n]ethyl-4-nitrobenzol und 1-Amino-4-methyl-2-E-itrobenzol und Mischungen davon.

Beispiele für geeignete Kupplungskomponenten sind Acetoacetarylide wie Acetoacetanilid, Acetoacet-o-toluidid,

Acetoacet-p-toluidid, Acetoacet-p-phenetidid, Acetoaceto-chloranilid, Acetoacet-p-chloranilid, Acetoacetbenzylamid, Acetoacet-m-xylidid und Acetoacet-o-anisidid und deren Mischungen.
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Das Pigment und das Amin werden im allgemeinen unter wäßrigen Bedingungen miteinander in Berührung gebracht. Im Falle der Kupplung mit Acetoacetanilid können das Pigment und das Amin jedoch unter wasserfreien Bedingungen, vorzugsweise bei einer Temperatur, die oberhalb von etwa 50°C liegt, in Berührung gebracht v/erden. Das behandelte Pigment kann direkt verwendet werden; es wird jedoch vorzugsweise zwecks Erzielung der gewünschten Eigenschaften in Verbindung mit einem unbehandelten Pigment

eingesetzt, wobei das behandelte und das unbehandelte Pigment in einem Mengenverhältnis von etwa 1 Teil : bis zu etwa 5 Teilen eingesetzt werden.

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Die Menge des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten, aliphatischen Amins kann je nach dem im Einzelfall behandelten Pigment in einem weiten Umfang variieren. Das aliphatische Amin wird im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 100 Gew.% und vorzugsweise in einer Menge von etwa 5 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, eingesetzt, wenn wäßrige Bedingungen angewendet werden. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren unter wasserfreien Bedingungen durchgeführt wird, wird ein Überschuß des von der dimeren Säure abgeleiteten Amins eingesetzt, wobei die Menge des Amins, auf das Gewicht des Pigments bezogen, bis zu etwa 200 % oder mehr betragen kann.

Wenn wäßrige Bedingungen angewendet werden, kann das aliphatische Amin zu irgendeinem geeigneten Zeitpunkt zu dem Pigmentbestandteil hinzugegeben werden, beispielsweise vor dem Kuppeln oder während des Kuppeins, zu dem wäßrigen Schlamm nach dem Kuppeln oder zu dem wäßrigen Preßkuchen des Pigments. Das aliphatische Amin kann als solches, als wäßrige Dispersion der freien Base, aufgelöst oder teilweise aufgelöst in Form seines sauren Salzes oder als Lösung in einem organischen Lösungsmittel hinzugegeben werden, jedoch liegt bei dem am Ende durchgeführten Erhitzen das Amin in Form seiner freien Base vor. Beim Erhitzen kann die Masse als Schlamm oder als Preßkuchen eingesetzt werden, und das Erhitzen kann, falls erwünscht, unter Druck durchgeführt werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das primäre Amin in Form seines Acetatsalzes zu einem sauren, wäßrigen Schlamm des Azopigments hinzugegeben, wird auf etwa 50 bis 100⁰C und vorzugsweise auf etwa 80 bis 95°C erhitzt und wird der pH auf einen Wert von 10 oder mehr eingestellt, worauf gewaschen und bei einer Temperatur über 50°C getrocknet wird.

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Die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelten Pigmente eignen sich besonders für die Verwendung in Druckfarben für den Publikations-Rotationstiefdruck. Die Pigmente sind in dem Bindemittel der Druckfarbe leicht dispergierbar. Die Druckfarben dringen durch unbeschichteten Papierstoff nicht hindurch und haben ausgezeichnete Fließeigenschaften, und die Farbstärke, die Helligkeit und der Glanz dieser Druckfarben sind ausgezeichnet.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert. Alle Angaben von Teilen und alle Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen, falls nichts anderes angegeben wird.

Beispiel 1

(A) 75,5 Teile Natriumnitrit wurden zu einem Schlamm hinzugegeben, der aus 181 Teilen 90 %igem, mit Wasser befeuchtetem 4,4'-Diamino-3,3¹-dichlorbiphenyl-Dihydrochlorid und 2 32 Teilen 8,6 η HCl in 800 Teilen Wasser bestand. Die Mischung wurde 1 h lang bei O⁰C gerührt. Zur Entfernung von überschüssiger salpetriger Säure wurden 8,75 Teile Amidosulfonsäure hinzugegeben, und das Volumen wurde durch Zugabe von Wasser auf 3000 Teile eingestellt.

(B) Die erhaltene Lösung von tetrazotiertem 4,4'-Diamino-3,3'-dichlorbiphenyl wurde über eine Zeitdauer von 1h bei 20°C zu einer Suspension aus 185,9 Teilen in 300 Teilen Wasser aufgelöstem 1-Acetoacetylaminobenzol, 222,4 Teilen einer wäßrigen, 50 prew.%igen Lösung von Natriumhydroxid und 145,2 Teilen 70 %iger, wäßriger Essigsäure hinzugegeben. Als die Lösung boendet war, wurden zusätzlich 103,6 Teile 70 %iger, wäßriger Essigsäure hinzugegeben, wodurch ein Pigmentschlamm mit einem pH von 3,7 erhalten wurde.

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(C) 44,8 Teile eines Tetramins auf Basis einer 95 %igen dimeren Säure (Kemamine DD 3695, Humko Sheffield), die in 400 Teilen Wasser dispergiert waren, und 14,8 Teile 70 %iger, wäßriger Essigsäure wurden zu dem Produkt von Stufe (B) hinzugegeben. Die Mischung wurde auf 95°C erhitzt, und 234,8 Teile einer wäßrigen, 50 gew.%igen Lösung von Natriumhydroxid wurden hinzugegeben, wobei ein pil von 11,5 erhalten wurde. Das Erhitzen wurde 30 min lang fortgesetzt. Die Mischung wurde filtriert, zur Entfernung der anorganischen Salze mit Wasser gewaschen und bei 85°C getrocknet.

(D) Aus Toluol, einem phenolmodifizierten Kolophonium als Bindemittel und dem Pigmentprodukt von

Stufe (C) wurde eine Druckfarbe hergestellt. Als die Druckfarbe auf ein unbeschichtetes Papier aufgedruckt wurde, drang sie nicht durch das Papier hindurch, und sie war einer Druckfarbe, bei der das ^/u Pigment nicht mit dem Tetramin auf Basis der dimeren Säure, sondern mit N-Ta3gfett.alkyl-1,3-propylendiamin behandelt worden war, in bezug auf die Farbstärke, den Glanz und die Helligkeit überlegen.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurden anstelle von 1-Acetoacetylaminobenzol

i-Acetoacetyl-2-methylaminobenzol, on

i-Acetoacetyl-2-inethoxyaminobenzol bzw. 1-Acetoacetyl-2, 4-dimethylaminobenzol eingesetzt. Die Ergebnisse waren vergleichbar.

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Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurden anstelle von 4,4'-Diamino-3,3¹-dichlorbiphenyl 4,4 '-Diamino-3, 3'-d.imethoxybiphenyl bzw. 4,4'-Diaminotetrachlorbiphenyl
eingesetzt. Die Ergebnisse waren vergleichbar.

Beispiel 4
10

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit 78,9 Teilen anstelle von 44,8 Teilen des Tetramine wiederholt. Die Ergebnisse waren vergleichbar.

Beispiel 5

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde ein Tetramin eingesetzt, das aus einer Säuremischung mit einem Gehalt von 80 % dimerer Säure hergestellt worden war (Kemamine DD 3680, Humko Sheffield). Die Ergebnisse waren vergleichbar.

Beispiel 6

^ZJ Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde das Tetramin jeweils durch die folgenden Amidoajnine ersetzt, die durch Umsetzung einer dimeren Säure oder eines Esters davon mit Diäthylentriamin hergestellt worden waren und die nachstehend angegebenen Aminzahlen

aufwiesen:

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Amido-amin Aminzahl

Kemamide 3603 370-400

Kemamide 3608 330-360

Kemamide 3635 230-24 6

Die Ergebnisse waren vergleichbar.

Beispiel 7

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde das 1-Acetoacetylaminobenzol durch 200,6 Teile i-Acetoacetyl-2-nethylaminobenzol und das Tetramin durch das Amidoamin Kemamide 3608 ersetzt.

Als eine aus diesem behandelten Pigment hergestellte Druckfarbe auf ein unbeschichtetes Papier aufgedruckt wurde, drang die Druckfarbe nicht durch das Papier hindurch. Diese Druckfarbe war einer Druckfarbe, bei der das Pigment nicht mit dem Tetramin auf Basis der dimeren Säure, sondern mit N-TaIgfettalkyldipropylentriamin behandelt worden war, in bezug auf die Helligkeit und den Glanz überlegen.

Beispiel 8

(A) 108,5 Teile 1-Acetoacetyl-2-niethoxyaminobenzol wurden in 2500 Teilen Wasser und 120 Teilen einer wäßrigen, 50 gew%igen Lösung von Natriumhydroxid aufgelöst

und durch Zugabe von 131 Teilen 70 %iger, wäßriger Essigsäure ausgefällt.

(B) Die Mischung der Stufe (A) wurde über eine Zeitdauer

von 1 h bei 20°C mit einer Diazoverbindung gekuppelt, 35

die durch Zugabe von 101,6 Teilen Natriumnitrit zu

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einer Mischung aus 84,0 Teilen 1-Amino-2-methoxy-4-nitrobenzol, 174 Teilen 8,6 η HCl und 375 Teilen Wasser, 1-stündiges Rühren, Verdünnen mit Wasser auf 2000 Volumen-Teile und Zugabe von 6,3 g Amidosulfonsäure zur Entfernung von überschüssigem Nitrit hergestellt worden war.

(C) Der erhaltene Schlamm wurde mit einer Dispersion von 48,4 Teilen eines Tetramins auf Basis einer 80 %igen dimeren Säure (Kemamine DD 3680) in 500 Teilen Wasser und 20 Teilen 70 %iger, wäßriger Essigsäure behandelt. Der Schlamm wurde auf 95°C erhitzt; der pH wurde mit 50 93w.%igem Natriumhydroxid auf 10,5 eingestellt, und das Erhitzen wurde 30 min lang fortgesetzt. Das Produkt wurde filtriert, gewaschen und bei 85°C getrocknet.

(D) Eine mit dem Produkt der Stufe (C) hergestellte Druckfarbe drang nicht durch unbeschichtetes Papier hindurch und war einer Druckfarbe, bei der das Pigment nicht mit einem Amin behandelt worden war, in bezug auf den Glanz und die Farbstärke überlegen.

Beispiel 9

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde das Tetramin auf Basis der dimeren Säure durch ein Fettsäureamid ohne freie Amingruppen ersetzt. Eine Druckfarbe, die das mit diesem Amid behandelte Pigment enthielt, drang durch unbeschichtetes Papier hindurch und war der Druckfarbe von Beispiel 1 in bezug auf die Farbstärke, den Glanz und die Helligkeit unterlegen.

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Beispiel 10

(A) 10 Teile eines bekannten, trockenen, pulverförmigen Pigments, das durch Kuppeln von tetrazotiertem 4,4'-Diamino-3,3'-dichlorbiphenyl und Acetoacetaminobenzol hergestellt worden war (Pigment A), wurden mit 20 Teilen eines Tetramine auf Basis einer dimeren Säure (Kemamine DD 3680) vermischt und 10 h lang auf 85°C erhitzt.

(B) 2 Teile der Mischung von Stufe (A) wurden mit

10 Teilen des Pigments A vermischt und in einer Druckfarbe für den Publikations-Tiefdruck mit hohem Toluolgehalt dispergiert. Die Eigenschaften waren ähnlich wie bei dem Produkt von Beispiel 1 (D).

(C) Eine Mischung aus 10 Teilen des Pigments A und

20 Teilen des Tetramins (Kemamine DD 3680) wurden direkt zu einer Druckfarbe für den Publikations-Tiefdruck mit hohem Toluolgehalt hinzugegeben. Die erwünschten Eigenschaften wurden nicht erzielt.

Beispiel 11

(A) 10 Teile des Pigments A und 20 Teile eines Tetramins auf Basis einer dimeren Säure (Kemamine DD 3680) wurden 6 h lang in Toluol unter Rückfluß gekocht.

(B) Das Produkt der Stufe (A) und 10 Teile des Pigments A wurden in eine Druckfarbe für den Publikations-Tiefdruck eingearbeitet. Die Eigenschaften waren ähnlich wie in Beispiel 1 (D).

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Beispiel

Das Verfahren von Beispiel 10 (Λ) wurde wiederholt. Die Produktmischung wurde zu 10 Teilen eines Pigments hinzugegeben, das aus 3,3'-Dxchlorbiphenyl und Acetoacet-m-xylid hergestellt worden war, und in einer Druck-.farbe dispergiert. Das Produkt zeigte die erwünschten Eigenschaften.

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Claims

Patentansprüche

(J\Ji Verfahren zum Modifizieren eines Azoarylamid-Pigments, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pigment mit einem von einer dimeren Säure abgeleiteten Amin oder Amidoamin in Berührung bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pigment unter wäßrigen Bedingungen mit etwa 1 bis 100 Gew.%, bezogen auf das Gewicht dos Pigments, eines von einer dimeren Säure abgeleiteten Amins oder Amidoamins in Berührung bringt-

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pigment mit etwa 5 bis 35 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, eines von einer dimeren Säure abgeleiteten Amins oder Amidoamins in Berührung

30 bringt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminzahl etwa 150 bis 400 beträgt.

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nachger&chtJ

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das AmIn In Form seines Acetatsalzes hinzugibt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pigment unter wasserfreien Bedingungen mit einem Überschuß eines von einer dimeren Säure abgeleiteten Amins oder Amidoamins in Berührung bringt.
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7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von einer dimeren Säure abgeleitete Amiη die Formel

₂₂₂₂₂₂

und daß das von einer dimeren Säure abgeleitete Amidoamin die Formel *

R(CONHCn₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂)2 hat, wobei die dimere Säure die Formel R(COOH)₂ hat.
8. Azopigmentmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren von Anspruch 2 hergestellt worden ist.
9. Azopigmentmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren von Anspruch 6 hergestellt worden ist.
10. Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine nach dem Verfahren von Anspruch 1 hergestellte Azopigment-

masse enthält.
11. Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mischung aus einem Azopigment und einer nach dem Verfahren von Anspruch 1 hergestellten, modifizierten

Azopigmentmasse enthält.

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