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Perylentetracarbonsäurediimid und dessen Verwendung
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Die Erfindung betrifft ein neues Perylen-3,4.9,10-tetracarbonsäurediimid
und dessen Verwendung.
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Der neue Farbstoff, der sich durch sehr gute Echtheitseigenschaften
auszeichnet, hat die Formel
Der Farbstoff kann in an sich bekannter Weise durch Kondensation von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure
oder deren Anhydrid mit 2,6-Dichloranilin in Lösungs- oder Verdünnungsmitteln, wie
Chinolin, Naphthalin oder Trichlorbenzol oder in einem großen Überschuß der Anilinverbindung
bei Temperaturen zwischen 180 und 23000 hergestellt werden. Die Umsetzung führt
man zweckmäßigerweise in Gegenwart von Mitteln durch, welche die Kondensation beschleunigen,
z.B. von Zinkchlorid, Zinkacetat, Zinkpropionat oder Salzsäure.
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Aus dem Reaktionsgemisch isoliert man den Farbstoff in üblicher Weise,
beispielsweise durch Filtrieren oder Zentrifugieren. Vorteilhafterweise wird das
Umsetzungs-0 produkt aus dem 20 bis 80°C warmen Reaktionsgemisch isoliert, gegebenenfalls
nach dem Verdünnen mit inerten, das Diimid nichtlösenden organischen Flüssigkeiten,
vorzugsweise niederen Alkoholen, wie Methanol, Methanol, Isopropanol oder Isobutanol.
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Man kann den Farbstoff auch so isolieren, daß man das gesamte Reaktionsgoniisch
durch Zugabe einer organischen Flüssigkeit, welche für den Farbstoff ein gutes Lösungsvermögen
besitzt, z.B. N-Methylpyrrolidon oder niedere Carbonsäureamide wie Dimethylacetamid
oder vorzugsweise Dimethylformamid bei Temperaturen zwischen 50 und 1500C, vorzugsweise
zwischen 70 und 1200C in Lösung bringt, die Lösung filtriert und im Filtrat das
Diimid mit einer den Farbstoff nicht oder nur wenig lösenden organischen Flüssigkeit
z.B. niedere Alkohole, vorzugsweise Methanol gegebenenfalls im Gemisch mit Wasser
ausfällt. Der Farbstoff fällt dabei meistens in einer ausreichend reinen Form an.
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Zur Entfernung noch vorhandener Spuren an Perylen-3,4,9,10--tetracarbonsäure
kann der Farbstoff mit verdünnter Natronlauge oder Sodalösung ausgekocht werden.
Falls erforderlich, kann das isolierte Gut zur Entfernung evtl. vorhandener Schwermetallionen
mit Komplexbildnern, z.B. Athylendiamintetraessigsäure/Tetranatriumsalz behandelt
werden. Mann kann aber auch beide Nachbehandlungen kombinieren. Der Farbstoff kann
gegebenenfalls durch Umfällen aus Schwefelsäure oder durch Umkristallisieren noch
weiter gereinigt werden.
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Der neue Farbstoff eignet sich ausgezeichnet zum Einfärben von Kunststoffen,
insbesondere von Polystyrol und Hart-PVC in der Masse. Er liefert sehr klare, leuchtende,
fluoreszierende orange Färbungen, die eine sehr gute Lichtechtheit aufweisen. Der
Farbstoff läßt sich auch im Gemisch mit anderen Farbstoffen zum Einfärben von Kunststoffen
verwenden, wobei sehr klare, brillante Färbungen erhalten werden. Der neue Farbstoff
ist außerdem hervorragend zur Herstellung von in der DE-OS 26 20 115 beschriebenen
Kunststoffplatten zur Konzentrierung von Licht geeignet, wobei der neue Farbstoff
als Fluoreszenzzentren dient.
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'Der Farbstoff ist außerdem zur Herstellung von elektrophotographischem
Aufzeichnungsmaterial sehr gut geeignet.
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Ein für diese Anwendung besonders geeignetes Diimid (I) wird auf
folgendem Wege erhalten: Die Kondensation zu (I) erfolgt in einem großen Überschuß
an 2,6-Dichloranilin, das gleichzeitig als Reaktionsmedium dient. Das Reaktionsgemisch
wird in einer das Diimid (I) gut lösenden organischen Flüssigkeit gelöst, warm filtriert
und im Filtrat das Diimid gefällt. Eine alkalische Nachbehandlung ist in diesem
Fall nicht erforderlich.
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Perylentetracarbonsäure-bis-arylimide, z.B. die technisch interessanten
Arylimide aus p-Aminoazobenzol, p-Phenetidin, p-Anisidin, 3,5-Dimethylanilin oder
p-Chloranilin, ergeben bei normalen Verarbeitungstemperaturen Rotfärbungen, die
keine Fluoreszenz aufweisen. Mit dem neuen Farbstoff werden dagegen leuchtende Orangefärbungen
erhalten, die in transparenter Einfärbung im Tageslicht fluoreszieren. Der neue
Farbstoff ist in organischen Lösungsmitteln und in Kunststoffen auch wesentlich
besser löslich als z.B. die vorstehend genannten Bisarylimide. Als Folge der besseren
Löslichkeit wird eine viel bessere Verteilung des neuen Farbstoffs in den Kunststoffen
erreicht, so daß vor der Anwendung besondere Feinverteilungs- und Finishmaßnabmen
nicht zwingend erforderlich sind.
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Die im folgenden genannten Teile beziehen sich auf das Gewicht.
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Beispiel 1 In 750 Teilen Chinolin werden bei 1000C 29,4 Teile wasserfreies
Zinkpropionat, 59 Teile Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäuredianhydrid und 194 Teile
2,6-Dichloranilin eingetragen. Unter überleiten eines schwachen Stickstoffstromes
0
erhitzt man auf 225 bis 230°C und hält bei dieser Temperatur, bis eine altgearbeitete
Probe, in verdünnter Sodalösung aufgekocht, keine Perylentetracarbonsäure mehr anzeigt.
Dies ist nach etwa 7 Stunden der Fall. Nach dem Abkühlen auf etwa 800C wird mit
800 Teilen Methanol verdünnt und die Suspension bei 4000 filtriert. Das Filtergut
wird mit Methanol und anschließend mit Wasser gewaschen. Das Filtergut rührt man
mit etwa 1200 Teilen 2 %iger wäßriger Sodalösung an, erhitzt auf etwa 950C, filtriert,
wäscht neutral und trocknet. Spuren möglicherweise noch vorhandener Perylentetracarbonsäure
werden dabei entfernt. Man erhält den Farbstoff in sehr guter Ausbeute.
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An Stelle von 29,4 Teilen wasserfreies Zinkpropionat können mit gleichem
Ergebnis auch 8,1 Teile Zinkoxid und 24 Teile Essigsäure als die Kondensation beschleunigendes
Mittel verwendet werden.
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Beispiel 2 In 500 Teile 2,6-Dichloranilin werden bei 50 bis 600C
6,8 Teile Zinkoxid, 20,4 Teile Essigsäure und 50 Teile Perylentetracarbonsäuredianhydrid
eingetragen. Unter überleiten eines schwachen Stickstoffstromes erhitzt man auf
220 bis 2250C und hält 18 Stunden bei dieser Temperatur. Nach dem Abkühlen auf 700C
gießt man das Reaktionsgemisch unter Rühren in 2500 Teile Dimethylformamid, erwärmt
auf 95 bis 1000C und rührt etwa 15 Minuten bei dieser Temperatur nach. Man filtriert
von unlöslichen Anteilen ab und wäscht den Filterrückstand mit etwa 250 Teilen warmem
Dimethylformamid aus. Aus dem Filtrat kristallisiert beim Erkalten ein Teil des
Farbstoffs aus. Durch Zugabe von 3500 Teilen Methanol wird weiterer Farbstoff ausgefällt.
Man filtriert den Farbstoff ab, wäscht zuerst mit Methanol und dann mit heißem Wasser
aus und trocknet.
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Man erhält das Perylen-3, 4,9, 10-tetracarbonsäure-bis--(2',6'-dichloranilid)
praktisch frei von Perylentetracarbonsäure in Form eines Pulvers, das sich sehr
gut zur Herstellung von elektrophotographischem Aufzeichnungsmaterial eignet.
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Anwendungsbeispiel 0,05 Teile Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure-bis(2',6'--dichloranilid)
werden in einem Schnellmischer mit 100 Teile len gemahlenem Polystyrol-Blockpolymerisat
trocken gemischt. Das Gemisch wird auf einer Schneckenpresse bei einer Zylindertemperatur
von 200 bis 2500C geschmolzen und homogenisiert. Die gefärbte plastische Masse wird
durch Heißabschlagen am Düsenkopf oder durch Ausziehen von Fäden unter Kühlung granuliert.
Das so erhaltene Granulat wird anschließend in einer SpritzguRvorrichtung bei 200
bis 0 250°C zu Formkörpern verspritzt oder auf Pressen zu beliebigen Körpern verpreßt.
Man erhält leuchtend orangefarbene Spritzlinge oder Preßlinge, die fluoreszieren
und in der Durchsicht blaustichig rot aussehen. Die Färbungen weisen sehr gute Lichtechtheit
auf.
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Anstelle von Polystyrol-Blockpolymerisat kann auch ein Polystyrol-Emulsionspolymerisat,
ein Suspensionspolymerisat oder ein Mischpolymerisat von Styrol mit Butadien und
Acrylnitril oder Acrylestern verwendet werden.