DE60014477T2

DE60014477T2 - Überführung im wässrigen Medium von einem Kupferphthalocyaninblau-Rohpigment von einem roten in einen grünen Farbton

Info

Publication number: DE60014477T2
Application number: DE60014477T
Authority: DE
Inventors: Frank Jin Lee; Kevin Richard Stank
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Air Products and Chemicals Inc
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2020-03-14
Also published as: EP1038924A3; KR100341980B1; CN1267685A; US6156116A; DE60014477D1; CN1145679C; EP1038924B1; ES2224940T3; KR20010006822A; JP2000273343A; ATE278741T1; EP1038924A2; BR0001301A

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Transformation von rohem Phthalocyaninblau in einer wässerigen Zusammensetzung in ein Pigmentstadium unter Verwendung einer oberflächenaktiven Mahlhilfe.
Hintergrund der Erfindung
Organische Pigmente werden im Allgemeinen aus ihrer Synthese in einem physikalischen Stadium erhalten, welches für die Verwendung ungeeignet ist. Diese Rohpigmente haben zum Beispiel eine grobe Partikelgröße, eine nicht-einheitliche oder ungeeignete Kristallform oder eine exzessive Tendenz zur Aggregation. Die Rohpigmente werden deshalb zerkleinert und die Reste des Ausgangsmaterials, unerwünschte Nebenprodukte und der Gleichen werden entfernt. Die so erhaltenen Pulver haben jedoch wegen einem breiten Partikelgrößenbereich schwache koloristische Eigenschaften.
Das Phthalocyaninpigment wurde in vielen Industrien als eine Farbquelle verwendet, einschließlich Tinten-, Beschichtungs-, Plastik- und Textilindustrien. In vielen Fällen ist die gewünschte Farbtönung oder der gewünschte Farbton des Phthalocyaninpigments die grüne (β-Kristall)-Farbtönung. Obgleich das synthetisierte rohe Phthalocyanin der β-Form blau ist, wird es aber auf Grund seiner großen Partikelgröße, schwachen Farbstärke und einer inherenten schmutzig-roten Farbtönung typischerweise zu der gewünschteren grünen Farbtönung mittels Mahlens oder Zerreibens mit Salzen oder Lösungsmitteln weiterprozessiert.
Speziell designete Additive wie Mahlhilfen und/oder Dispergiermittel werden für die direkte Konversion des Phthalocyaninblaupigments durch das Mahlen mit Medien benötigt, weil die Konversion nicht nur das Brechen der Agglomerate in ihre Primärpartikelgröße umfasst, sondern auch einen Schritt weiter geht. Das rohe Phthalocyaninblau beginnt als ein rotgetönter Kristall, das Mahlen bricht die Kristallstruktur in den instabilen "Y" α-Kristall und verursacht eine Gitterveränderung, um den grüngetönten β-Kristall erzeugen. Ein Mahlverfahren (Mediumgröße = 0,25 mm), das eine große Menge an Arbeit und Energie in die Pigmentdispersion einleitet, wird benötigt, um den Bruch der Kristallstruktur, die Gitterstrukturverschiebung und letztlich die Pigmentkonversion zu ermöglichen. Zusätzlich zur Bereitstellung der Eigenschaften der Pigmentbenetzung und Stabilisierung müssen diese Additive auch das Mahlmedium und die Mahlzusammensetzung mit der passenden Rheologie, Viskosität und Temperaturstabilität auf Grund der hochenergetischen Natur dieses Verfahrens bereitstellen.
Das Salzmahlverfahren verwendet Natriumchlorid und Glycole wie Ethylenglycol, Diethylenglycol oder Triethylenglycol, um die Agglomerate abzubauen und letztlich die Kristallstruktur von der rohen β-Form zu der α-Form zu ändern. Der α-Kristall hat jedoch eine rote Farbtönung und er muss durch lange Mahlzeiten und hohe Temperaturen von > 100°C weiter in der Partikelgröße zu dem thermodynamisch stabileren β-Kristall reduziert werden. Das "Salzmahl"-Verfahren zur Konversion von rohem Phthalocyaninblau dauert typischerweise bis zu 24 Stunden und produziert reichliche Mengen an überschüssigen Lösungsmittel und Abwasser.
Folglich hat die traditionelle Konversion von rohem Phthalocyaninblau mit dem Salzmahlverfahren die folgenden Nachteile:

• Umweltbedenken über das Abwasser, gebildet durch das Waschen der Salze und Lösungsmittel
• Lange Prozessierungszeiten von bis zu 24 Stunden
• Viele Prozessierungsschritte – ist die Konversion einmal vollständig muss es zu einer verkäuflichen/verwendbaren Form wie einer fertigen Pigmentdispersion neu aufbereitet werden.

Das US 2,816,115 offenbart die Konversion eines Phthalocyaninfarbstoffrohmertials in der β-Form in ein Pigmentstadium ohne das Farbstoffmaterial in die α-Form durch das Mahlen in einer wässerigen Umgebung zu konvertieren, umfassend ein zerkleinertes, wasserunlösliches, festes Mahlmittel und ein wasserlösliches Dispergiermittel, das eine anionische, wasserlösliche Verbindung enthält, die relativ starke dispergierende Kräfte besitzt.
Das US 3,593,927 offenbart ein Verfahren zur Zerkleinerung von einer wässerigen Suspension aus β-Kupferphthalocyanin durch heftige Bewegung in einer Feinmühle mit einer partikulären Mahlhilfe in der Anwesenheit eines Alkylglycolethers, der wenigstens eine Ethylenglycoleinheit in dem Molekül und eine oder mehrere Aminsalze hat, die wenigstens einen Alkylsubstituenten tragen, der 12 oder mehr Kohlenstoffatome in der Kette hat.
Das US 4,158,572 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Phthalocyaninpigments, umfassend das Trockenmahlen eines rohen Phthalocyanins, das Rühren des gemahlenen Produkts mit einem wässerigen Medium, das einen nichtionischen oberflächenaktiven Stoff enthält, und die Isolierung des Pigmentprodukts, wobei der bevorzugte nichtionische oberflächenaktive Stoff ethoxylierte Alkylphenole sind.
Das US 4,427,810 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer wässerigen Dispersion aus Phthalocyaninblaupigment, umfassend das Mischen eines Phthalocyaninrohpigments in Wasser mit einem oberflächenaktiven Stoff und das Mahlen der Mischung. Brauchbare oberflächenaktive Stoffe haben einen HLB-Wert von mehr als 8 und schließen wasserlösliche, nichtionische, kationische und anionische Typen ein.
Das GB 2,039,290 offenbart die Konvertierung von rohem Kupferphthalocyanin in eine leicht dispergierbare tiefgefärbte Pigmentform ohne die Verwendung von organischen Lösungsmitteln durch das Trockenmahlen des rohen Pigments in der Abwesenheit von chemischen Mahlhilfen bis das gemahlene Material aus Agglomeraten besteht, die aus Primärpartikeln von < 0,1 μm in der Größe zusammengesetzt sind, gefolgt vom Vermischen des gemahlenen Materials mit Wasser und dem Erhitzen der Mischung in der Anwesenheit von wenigstens 3 Gew.-% oberflächenaktiven Stoffs, jedoch in der Abwesenheit von Scherkräften, die wirksam die Primärpigmente zerkleinern, wodurch das Pigment rekristalliert wird, und der Isolierung des rekristallisierten Pigments. Das gemahlene Material, das mit Wasser gemischt ist, wird durch das Mahlen einer Mischung aus rohem Kupferphthalocyanin und 0,5 bis 15 Gew.-% Säure erhalten, die einen pK von < 4,9 hat und unter den Mahlbedingungen nicht oxidierend ist.
Das U.S. 5,852,179 offenbart die Verwendung von oberflächenaktiven alkoxylierten Acetylendiolen bei der wässerigen Synthese von dispergierten Azofarbstoffen, um ein einfaches Verfahren zur Verbesserung der Filtrationseigenschaften des Farbstoffs bereitzustellen. Die oberflächenaktiven Stoffe können vor den Kopplungsschritten der Synthese oder vor der Hitzebehandlung des Farbstoffslurrys zugegeben werden. Für die Azofarbstoffe, die als nicht-Hitze-stabile Kristallmodifikationen synthetisiert werden, ist die Anwesenheit von oberflächenaktiven alkoxylierten Acetylendiolen in dem Farstoffslurry wirksam für die Förderung der Konversion des Farbstoffs zu der gewünschten thermisch stabilen Kristallmodifikation.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konvertierung von rohem Phthalocyaninblau von Rot nach Grün durch das Mahlen einer wässerigen Dispersion des Rohmaterials und einer oberflächenaktiven Mahlhilfezusammensetzung. Das erfinderische Verfahren schließt in der oberflächenaktiven Mahlhilfezusammensetzung ein oberflächenaktives Acetylendiol ein. Geeignete oberflächenaktive Acetylendiole schließen jene mit den allgemeinen Formeln I und II ein:
worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, ein C1–C8-Alkyl sind, R³ Wasserstoff oder Methyl, R⁴ Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder irgendeine Kombination davon und m + n = ein Mittelwert von 1 bis 100 ist. Da die Alkoxylierung des Acetylenalkohols eine Verteilung der Alkoxygruppen ermöglicht, wird m + n typischerweise als ein Mittelwert angegeben. Das Acetylendiol II ist lediglich das alkoxylierte Produkt des Diols I.
Die Inkorporation des oberflächenaktiven Acetylendiols in eine oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung in dem Mahlverfahren zur Konvertierung des Phthalocyaninblaus bietet die folgenden Vorteile verglichen mit dem Salzmahlverfahren:

• kürzere Prozessierungszeiten
• ein umweltfreundlicheres Verfahren – signifikant reduziertes Abwasser (Waschen der Salze und Lösungsmittel nicht nötig)
• eine fertiges, verkäufliches Produkt in Form einer wässerigen Dispersion
• leichte Weiterverarbeitung zu anderen Endverwendungen wie Presskuchen (Englisch: presscake), Trockentoner/Trockenpigment oder Flushfarbe.

Zusätzliche Vorteile der vorliegenden Erfindung über der Verwendung von traditionellen Mahlhilfen und oberflächenaktiven Stoffen sind die folgenden:

• hohe Temperaturstabilität
• hohe Viskositätsstabilität (80°C+)
• hohe pH-Stabilität
• hoher Trübungspunkt und keine Verseifung des harzigen Materials
• verbesserter Farbton, Klarheit und Glanz
• verbesserte/vollständige Konversion zur späteren Form.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Das beta-Phthalocyaninrohpigment für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann durch irgendeinen Syntheseweg hergestellt werden, der üblicherweise im Stand der Technik verwendet wird, so wie dieser, der in dem US 5,859,237 offenbart ist, welches hierin durch Referenz enthalten ist. Von den Phthalocyaninpigmenten, die für die Verwendung in dem Verfahren geeignet sind, werden die Metalphthalocyaninpigmente bevorzugt, besonders das Kupferphthalocyaninpigment.
Dort ist ein Verfahren für die Zerkleinerung und die Pigmentkonversion von einer wässerigen Suspension aus rohem Betaphthalocyanin mittels Bewegung oder Mahlens in einer Feinmühle mit einem partikulären Mahlmedium wie Sand, Porzellan- oder Glaskügelchen oder Kügelchen aus unlöslichem Kunststoffmaterial. Das Mahlen wird mit einer wässerigen Suspension aus dem Phthalocyaninrohpigment durchgeführt, das eine oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung enthält, die ein oberflächenaktives Acetylendiol umfasst.
Geeignete Konzentrationen des rohen Phthalocyanins, suspendiert in Wasser, sind im Stand der Technik bekannt und demnach 10 bis 50 Gewichtsanteile (pbw für Englisch: parts by weight) des Pigments, insbesondere 20 bis 45 pbw, pro 100 pbw einer Mühlenladung geeignet. Durch diese Spezifikation hindurch sind mit einer Mühlenladung die Gesamtingredienzien gemeint, ausgenommen der partikulären Mahlelemente, mit denen die Mühle während dem Mahlverfahren beladen wird, und alle Verhältnisse werden, wenn nicht anders erwähnt, auf das Gewicht bezogen angegeben.
Die partikulären Mahlelemente, die in dem Verfahren der Erfindung verwendet werden, können aus irgendeinem harten, nicht-formbaren Material sein, welches in dem verwendeten wässerigen Medium unlöslich ist, und können Sand, Porzellan, Glas, Plastik oder Metall umfassen. Vorzugsweise ist die partikuläre Mahlhilfe in der Form von ziemlich einheitlichen Kugeln mit 0,5 mm oder weniger im Durchmesser.
Geeignete Verhältnisse zum Mahlen sind im Stand der Technik bekannt und können zweckmäßig in einer Zeta-Mühle, hergestellt von Netzsch, Inc. durchgeführt werden. Je nach Wunsch kann der Apparat eingerichtet werden, kontinuierlich oder diskontinuierlich zu arbeiten. Wenn Scheibenimpellar (Englisch: disc impellars) in einem solchen Apparat verwendet werden, können sie zweckmäßigerweise mit einer Geschwindigkeit rotieren, so dass die periphäre Geschwindigkeit der Scheiben etwa 500–3000 Feed pro Minute beträgt.
Es wird bevorzugt ein Mühle verwendet, die 0,2–0,4 mm Kügelchen enthält, um die adequate Energie zu erhalten, die benötigt wird, um die rohen Phthalocyaninagglomerate abzubauen und eine Änderung in der Kristallgitterstruktur von der α-Form zu der β-Form zu initiieren. Auf Grund der hohen Energiezufuhr in diesen Konversionsverfahren wird die Hitze im Wesentlichen in der Mahlkammer erzeugt. Deshalb muss die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung eine dynamische Benetzung und eine unmittelbare Pigmentstabilisierung bereitstellen. Zusätzlich muss die oberflächenaktive Zusammensetzung temperaturstabil sein, um richtig bei der Benetzung und der Dispersion des Phthalocyaninrohpigments zu funktionieren ohne während dem Mahlverfahren zu verkleben. Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung der vorliegenden Erfindung stellt diese Attribute bereit.
Die Vervollständigung dieses Verfahrens kann bereits durch die Untersuchung der Partikelgröße des Pigments erkannt werden, welche kleiner als 1 Mikron sein sollte. Es können Partikelgrößen des konvertierten Betaphthalocyaninpigments von weniger als 0,13 Mikrons mit einer konventionellen Mahlanlage mit Mahlzeiten, die von 3–6 Stunden reichen, erreicht werden.
Nach der Vervollständigung des Mahlens kann die partikuläre Mahlhilfe durch konventionelle Verfahren entfernt werden, zum Beispiel durch Sieben, und die wässerige Pigmentdispersion kann wie sie ist verwendet werden oder sie kann durch einen Homogenisierungsschritt weiterbehandelt werden, nach welchem die Pigmentzusammensetzung gefiltert, gewaschen und getrocknet wird und auf bekannte Weise gemahlen werden kann, bis sie ein freifließendes Pulver ist.
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung, die mit 0,5–8 Gew.-%, vorzugsweise mit 1–6 Gew.-%, verwendet werden kann, von der wässerigen Pigmentdispersion oder Mühlenladung umfasst ein oberflächenaktives Acetylendiol und optional, aber vorzugsweise, ein oder mehrere nichtionische und/oder anionische oberflächenaktive Stoffe.
Geeignete oberflächenaktive Acetylendiole schließen jene mit den allgemeinen Formeln I und II ein:
worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, ein C1–C8-Alkyl sind, R³ Wasserstoff oder Methyl, R⁴ Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder irgendeine Kombination davon und m + n = ein Mittelwert von 1 bis 100 ist. In Bezug auf die alkoxylierten Acetylendiole mit der Formel II wird es bevorzugt, dass R¹ und R² C1–C5, vorzugsweise C4 (Isobutyl), sind, R³ Wasserstoff oder Methyl ist, R⁴ Methyl ist und m + n = 1 bis 30 ist. Jedoch sind die bevorzugten Acetylendiole für die Verwendung in der oberflächenaktiven Mahlhilfezusammensetzung Materialien mit der Formel I, worin R¹ und R² C1–C5, vorzugsweise C4 (Isobutyl), sind und R³ Methyl ist. Die Acetylendiole mit den Formeln I und II werden als SURFYNOL-oberflächenaktive Stoffe von Air Products and Chemicals, Inc., vermarktet.
Wie angegeben enthalten die oberflächenaktiven Mahlhilfezusammensetzungen optional, aber vorzugsweise, ein oder mehrere nichtionische und/oder anionische oberflächenaktive Stoffe. Beispiele für geeignete anionische oberflächenaktive Stoffe für die Verwendung in dem Verfahren geeignet sind, sind Halbester von Schwefelsäure mit C6–C20-Alkanolen, 2-Hydroxyalkansulfonsäuren mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, Schwefelsäurehalbester mit C6–C20-Alkylphenolpolyalkoxylaten und C6–C20 Alkylbenzolsulfonsäuren, in Form von Alkalimetall-, Ammonium-, Monoethanolammonium- oder Diethanolammoniumsalzen; Di(C6–C20-Alkyl)natriumsulfosuccinaten und Salzen von Alkyl (unsubstituiert oder substituiert), Sulfosuccinamaten in Form von Alkalimetall- oder Ammoniumsalzen. Die Schwefelsäurehalbester von C6–C20-Alkylphenolpolyalkoxylaten sind Addukte von Ethylenoxiden und/oder Propylenoxiden, in welchen 5–50 Mol, vorzugsweise 20–40 Mol, Alkylenoxid vorhanden sind. Die bevorzugten anionischen oberflächentaktiven Stoffe sind die Salze vor sulfatierten Alkylphenoxypoly(alkylenoxy)alkoholen, zum Beispiel Ammoniumsalze von sulfatiertem Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol, und den Alkylsulfosuccinamaten, zum Beispiel Tetranatrium-N-(1,2-dicarboxyethyl)-N-octadecylsulfosuccinamat.
Beispiele für geeignete nichtionische oberflächenaktive Stoffe sind Amide, Hydroxy-C2–C3-alkylamide und Bis-(hydroxy-C2–C3-alkyl)-amide von C8–C20-Fettsäuren, C8–C20-Alkanolen, Polyethylenoxid, Polyalkylenoxiden, erhalten aus Propylenoxid und Ethylenoxid, Addukte von Ethylenoxiden und/oder Propylenoxiden mit C8–C20-Fettsäuren, mit C8–C20-Fettsäureamiden, mit C8–C20-Alkanolen, mit C6–C20-Alkylphenolen, mit C8–C20-Fettsäureethanolamiden, mit C8–C20-Fettsäureethanolaminestern, mit C8–C20-Alkylaminen, mit Oleylamin, mit aliphatischen Diaminen und Polyaminen, mit cycloaliphatischen Monoaminen und Diaminen und mit Benzol-aromatischen Monoaminen und Diaminen oder Mischungen von dem oben genannten. Die bevorzugten nichtionischen oberflächenaktiven Stoffen sind die Alkylphenoxypolyalkoxylate, die die Addukte von Ethylenoxiden und/oder Propylenoxiden umfassen, in welchen 5–50 Mol, vorzugsweise 20–40 Mol, Alkylenoxid vorhanden sind.
Die am meisten bevorzugten anionischen oberflächenaktiven Stoffe sind die Schwefelsäurehalbester von C8–C12-Alkylphenolpolyalkoxylaten und die Sulfosuccinamate und die am meisten bevorzugten nichtionischen oberflächenaktiven Stoffe sind die C8–C12-Alkylphenolpolyalkoxylate.
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung kann die folgenden aktiven Materialien umfassen:
0–70 Gew.-%, vorzugsweise 20–60 Gew.-%, sulfatiertes Alkylphenoxypolyalkoxylatsalz;
0–70 %, vorzugsweise 20–60 Gew.-%, Alkylsulfosuccinamatsalz; und
5–100 Gew.-%, vorzugsweise 5–35 Gew.-%, oberflächenaktives Acetylendiol.
Die bevorzugte Zusammensetzung umfasst
20–60 Gew.-% sulfatiertes Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanolsalz;
20–60 % Tetranatrium-N-(1,2-dicarboxyethyl)-N-octadecylsulfosuccinamat; und
5–35 Gew.-% 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decyn-4,7-diol.
Um eine oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung herzustellen werden das Acetylendiol und die oberflächenaktiven Stoffe einfach vermischt. Da das bevorzugte Acetylendiol, nämlich 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decyn-4,7-diol, bei Raumtemperatur ein Feststoff ist, muss es auf 50°C erhitzt werden, aber nicht auf mehr als auf 60°C, bevor es in die Mischung der oberflächenaktiven Stoffe inkorporiert wird. Diese Bestandteile sollten für etwa 15 Minuten auf einem Mischer mit geringer Scherkraft (Englisch: low, shear blender) vermischt werden, um eine vollständige Vermischung zu gewähren.
In den folgenden Beispielen wurden alle wässerigen Dispersionen des rohen Phthalocyaninblaus unter Verwendung der folgenden Formulierungen hergestellt, die eine oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung und das Mahlverfahren (Pigmentkonversionsverfahren) enthielten, wenn nicht anders erwähnt.
Mahlverfahren

• Vormischen auf einer Cowles Blade für 15 min
• horizontale Schrotmühle (Eiger M100 oder Netzsch Mini Zeta)
• 0,4 mm Zirkoniumschrot
• 50 bis 70 Vol.-% Beladung
• Mahlgeschwindigkeit 4500 RPM
• Mahltemperatur ∼80°C
• Es wurde Surfynol 104E-oberflächenaktiver Stoff zugegeben, weil für die Schaumkontrolle erforderlich
• Es wurde Zusatzwasser zugegeben, um die Evaporation zu kompensieren
• Mahlzeit variierte entsprechend den Fähigkeiten der Mahlhilfe

Die Tabelle A zeigt die oberflächenaktiven Mahlhilfezusammensetzungen, die in den folgenden Beispielen verwendet wurden, Bestandteile in Gew.-%: Die Gew.-%-Mengen in der Tabelle basieren auf dem aktiven Material (außer für die Glycole in Wasser).
Tabelle A
Die folgenden Materialien wurden in den Beispiel verwendet:
Phthalocyaninblaurohpigment von Phthalchem
AMP 95 Aminomethylpropanol von Angus Chemicals
DEG – Diethylenglycol
Aerosol NPES 3030P oberflächenaktiver Stoff – Ammoniumsalz von sulfatiertem Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol (30 Mol EO) von Cytec Industries
Surfynol 104 oberflächenaktiver Stoff – Tetramethyldecyndiol von Air Products and Chemicals, Inc. Surfynol 104E oberflächenaktiver Stoff – 50 Gew.-% S-104 in Ethylenglycol
Aerosol 22 oberflächenaktiver Stoff-Tetranatrium-N-(1,2-dicarboxyethyl)-N-octadecylsulfosuccinamat von Cytec Inds.
Igepal CO-730 = Igepal W-730 Nonylphenolethoxylat (15 Mol EO) von Rhodia
SMA 1440H oberflächenaktiver Stoff ist das Styrolmaleinsäureanhydridpolymer von Elf Atochem
Disperbyk 190 polymeres Dispersionsmittel von BYK Chemie
Emulgen HP-60 Alkoholalkoxylat von High Point Chemical
Die Prozent an Konversion oder Farbstärke wurden zweckmäßig durch den Vergleich der Farbe eines Pigments (der experimenteller Ansatz), vermischt mit einer bestimmten Menge weißer Basis, mit der Farbe eines weiteren Pigments (dem Standard), vermischt mit einer gleichen Menge derselben weißen Basis. In den folgenden Beispielen wurde die Konversion von dem Phthalocyaninrohpigment durch die Farbanalyse bestimmt, indem die experimentelle Probe mit einer Standarddispersion verglichen wurde.
Verfahren für die Farbanalyse
Standarddispersion

40% salzgemahlenes konvertiertes Phthalocyaninblaupigment

Farbanalyse
1. Es werden 25,00 Bleichweiß (Wohnungsinnenfarbe) und 0,50 g der Dispersion in einen 50 ml Behälter gegeben.
2. Es wird bis zur Homogenität gemischt und auf einem Farbschüttler für 15 Minuten bewegt.
3. Auf einem Leneta Chart wird unter Verwendung eine Nr. 20 gewundenen Drahtstange ein Abzug gemacht.
4. Der Abzug wird über Nacht getrocknet
5. Die Farbe wird unter Verwendung eines Spektrophotometers gemessen.
6. Der "a"-Wert der Standarddispersion (STD) wird als 100% genommen.
Demnach, %Konversion = (("a"-Wert Probe)/("a"-Wert STD)) × 100
Beispiel 1
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 1 wurde in dem Pigmentkonversionsverfahren unter Verwendung der Dispersionsformulierung 1 getestet und es wurde herausgefunden, dass sie sehr temperaturstabil ist, beim Abbau von Agglomeraten half, sie war nicht schaumbildend und blieb während der Mahlzeit von 6 Stunden flüssig. Die maximale Temperatur war 85°C. Dieser Lauf erzielte >95% Konversion verglichen mit dem salzgemahlenem Standardprodukt.
Die Tabelle 1a zeigt die relative Konversion versus der salzgemahlenem Standarddispersion.
Tabelle 1a
Die Dispersion konnte bei einer hohen Temperatur (80°C) mit nur einem geringen Anstieg der Viskosität laufen gelassen werden. Die mittlere Partikelgröße des Endprodukts war 0,164 μm.
Tabelle 1b
Als der Lauf von Tabelle 2 angehalten wurde, war die Dispersion, die bei 80°C laufen gelassen wurde, flüssig.
Beispiel 2
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 2 wurde unter Verwendung der Dispersionsformulierung 1 für 3,4 Stunden laufen gelassen. Die erzielte Partikelgrößenreduktion sowie die erzielte Konversion mit dieser Mahlhilfezusammensetzung stellten sich auf ein Plateau ein. Die Zusammensetzung 2 stellte nicht so viel Konversion wie die Mahlhilfezusammensetzung 1 bereit, obwohl sie eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik war.
Tabelle 2a
Die maximale Temperatur war 80°C, diese konnte aber nicht aufrechterhalten werden auf Grund der exzessiven Schaumbildung. Die Temperaturstabilität war nicht so gut wie bei der Mahlhilfezusammensetzung 1. Es wurde eine Konversion von 92,8% erzielt.
Tabelle 2b
Heftiges Schäumen nach 75 Minuten. Die mittlere Partikelgröße des Endprodukts war 0,207 μm.
Tabelle 2c
Nach 300 Minuten verklebte die Dispersion, aber ist immer noch geflossen.
Beispiel 3
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 3 ohne ein oberflächenaktives Acetylendiol wurde unter Verwendung der Dispersionsformulierung 1 für 1,5 laufen gelassen und verklebte. Sie war nicht temperaturstabil und demnach nicht viskositätsstabil. Die maximale Temperatur war 75°C. Es wurde eine Konversion von 91,3% erzielt.
Tabelle 3
Die mittlere Partikelgröße des Endprodukts war 0,207 μm.
Beispiel 4
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 4 wurde in dem Konversionsverfahren unter Verwendung der Dispersionsformulierung 2 für 2,5 Stunden laufen gelassen. Die wässerige Dispersion war zu schäumend (vermutlich auf Grund des Disperdyk 190 oberflächenaktiven Stoffs), um einen wirkungsvollen Mahlvorgang zu bewirken, und ergab folglich eine schwache Farbentwicklung. Die Mahlgeschwindigkeit wurde auf 3500 RPM reduziert, um die Luftmitführung zu stoppen. Es wurden zusätzliche 5 Tropfen Surfynol 104E oberflächenaktiver Stoff zugegeben, um zu versuchen den Schaum zu kontrollieren. Die maximale Temperatur war 72°C. Es wurden 89,2% Konversion erzielt.
Tabelle 4
Die mittlere Partikelgröße war 0,220 μm.
Beispiel 5
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 5, welche kein Acetylendiol enthielt, wurde in der Dispersionsformulierung 1 für 3,25 Stunden laufen gelassen, sie verklebte im Lauf 5a und verdickte (bereit zu verkleben) in Lauf 5b. Die maximale Temperatur war 83°C. Es wurde eine Konversion von 93,6% erzielt.
Tabelle 5a
Tabelle 5b
Die mittlere Partikelgröße war 0,179 μm.
Beispiel 6
Die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 6 wurde in der Dispersionsformulierung 1 wurde für 2,5 Stunden laufen gelassen. Sie produzierte eine sehr dicke Paste, mit der schwierig zu arbeiten und zu mahlen war. Die maximale Temperatur war 80°C. Es wurde eine Konversion von 90,1 % erzielt.
Tabelle 6
Die mittlere Partikelgröße war 0,198 μm.
Beispiel 7
Das Paket 7 des oberflächenaktiven Stoffs wurde unter den folgenden Bedingungen getestet; 40 Prozent Pigment und 10 Prozent Paket des oberflächenaktiven Stoffs (25% an Pigmentfeststoffen). Das Mahlverfahren war wie folgt:

Mühle: LMOS (Netzsch Grinding

Equipment)

Medium: 0,25 mm Stahl

Mediumbeladung: 90%

Agitatorgeschwindigkeit (RPM): 2900

Temperatur (°C): 40

Zeit (min): 80
Eine Probe nach 80 min erzielte eine durchschnittliche Partikelgröße von 0,178 mm und im Wesentlichen eine minimale Konversion.
Aus den Ergebnissen der Beispiele 1–7 kann ersehen werden, dass die Mahlhilfezusammensetzung 1 optimal für das Erreichen der höchsten Konversion war. Das Weglassen des Acetylendiolbestandteils aus der Mahlhilfezusammensetzung führt zu einer geringen Viskositätsstabilität der Dispersion und letztlich zu einer geringen Konversion. Die richtigen Verhältnisse von Tetranatrium-N-(1,2-dicarboxyethyl)-N-octadecylsulfosuccinamat und dem sulfatierten Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanolsalz unterstützt die Temperatur- und Viskositätskontrolle der Dispersion während dem Konversionsverfahren von einer roten zu einer grünen Farbtönung. Letztlich kann die richtige Partikelgrößenreduktion mit der Mahlhilfezusammensetzung 1 erreicht werden, was zu einem hohem Konversionsgrad führt, das heißt >95% versus der salzgemahlenen Dispersion.
Aussage zur industriellen Anwendbarkeit
Die Erfindung stellt eine oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung für die Verwendung bei der Konvertierung einer wässerigen Dispersion von einem Phthalocyaninblaurohpigment von Rot nach Grün bereit.

Claims

Verfahren zur Konvertierung von Phthalocyaninblaurohpigment von Rot nach Grün durch das Mahlen einer Dispersion aus dem Phthalocyaninrohpigment in einem wässerigen Medium, das eine partikuläre Mahlhilfe und eine oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung eingesetzt wird, die ein oberflächenaktives Acetylendiol umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Acetylendiol ein oberflächenaktiver Stoff mit der Struktur
ist, worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, ein C1–C8-Alkyl sind und R³ Wasserstoff oder Methyl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 2–20 Gew.-% der wässerigen Pigmentdispersion ausmacht.
Verfahren nach Anspruch 2, worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, ein C1–C5-Alkyl sind und R³ Methyl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 0–70 Gew.-% sulfatiertes Alkylphenoxypolyalkoxylatsalz; 0–70 % Sulfosuccinamat; und 5–100 Gew.-% oberflächenaktives Acetylendiol umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 20–60 Gew.-% sulfatiertes Alkylphenoxypolyalkoxylatsalz; 20–60 % Sulfosuccinamat; und 5–35 Gew.-% oberflächenaktives Acetylendiol umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen anionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halbestern der Schwefelsäure mit C6–C20-Alkanolen, 2-Hydroxyalkansulfonsäuren von 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, Schwefelsäurehalbestern von C6–C20-Alkylphenolpolyalkoxylaten und C6–C20 Alkylbenzolsulfonsäuren, in Form von Alkalimetall-, Ammonium-, Monoethanolammonium- oder Diethanolammoniumsalzen; Di(C6–C20-Alkyl)natriumsulfosuccinaten, Sulfosuccinamaten und Mischungen davon.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen nichtionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Amiden, Hydroxy-C2–C3-alkylamiden und Bis-(hydroxy-C2–C3-alkyl)-amiden von C8–C20-Fettsäuren, C8–C20-Alkanolen, Polyethylenoxid, Polyalkylenoxiden, erhalten aus Propylenoxid und Ethylenoxid, Addukten von Ethylenoxiden und/oder Propylenoxiden mit C8–C20-Fettsäuren, mit C8–C20-Fettsäureamiden, mit C8–C20-Alkanolen, mit C6–C20-Alkylphenolen, mit C8–C20-Fettsäureethanolamiden, mit C8–C20-Fettsäureethanolaminestern, mit C8–C20-Alkylaminen, mit Oleylamin, mit aliphatischen Diaminen und Polyaminen, mit cycloaliphatischen Monoaminen und Diaminen und mit Benzol-aromatischen Monoaminen und Diaminen und Mischungen davon.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen anionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schwefelsäurehalbestern von C6–C20-Alkylphenolpolyalkoxylaten, Sulfosuccinamaten und Mischungen davon.
Verfahren nach Anspruch 9, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen nichtionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, der ein C8–C12-Alkylphenolpolyalkoxylate ist.
Prozess zur Zerkleinerung von Betaphthalocyaninrohpigment, um das Phthalocyanin von Rot nach Grün zu konvertieren, der das Mahlen mit einer partikulären Mahlhilfe in einer wässerigen Suspension des Phthalocyaninrohpigments und einer oberflächenaktiven Mahlhilfezusammensetzung umfasst, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung ein oberflächenaktives Acetylendiol umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, worin das Acetylendiol ein oberflächenaktiver Stoff mit der Struktur
ist, worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, ein C1–C8-Alkyl sind und R³ Wasserstoff oder Methyl ist.
Verfahren nach Anspruch 12, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 2–20 Gew.-% der wässerigen Pigmentdispersion ausmacht.
Verfahren nach Anspruch 13, worin R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, ein C1–C5-Alkyl sind und R³ Methyl ist.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 0–70 Gew.-% sulfatiertes Alkylphenoxypolyalkoxylatsalz; 0–70 % Sulfosuccinamat; und 5–100 Gew.-% oberflächenaktives Acetylendiol umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung 20–60 Gew.-% sulfatiertes Alkylphenoxypolyalkoxylatsalz; 20–60 % Sulfosuccinamat; und 5–35 Gew.-% oberflächenaktives Acetylendiol umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen anionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halbestern der Schwefelsäure mit C6–C20-Alkanolen, 2-Hydroxyalkansulfonsäuren von 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, Schwefelsäurehalbestern von C6–C20-Alkylphenolpolyalkoxylaten und C6–C20 Alkylbenzolsulfonsäuren, in Form von Alkalimetall-, Ammonium-, Monoethanolammonium- oder Diethanolammoniumsalzen; Di(C6–C20-Alkyl)natriumsulfosuccinaten, Sulfosuccinamaten und Mischungen davon.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen nichtionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Amiden, Hydroxy-C2–C3-alkylamiden und Bis-(hydroxy-C2–C3-alkyl)-amiden von C8–C20- Fettsäuren, C8–C20-Alkanolen, Polyethylenoxid, Polyalkylenoxiden, erhalten aus Propylenoxid und Ethylenoxid, Addukten von Ethylenoxiden und/oder Propylenoxiden mit C8–C20-Fettsäuren, mit C8–C20-Fettsäureamiden, mit C8–C20-Alkanolen, mit C6–C20-Alkylphenolen, mit C8–C20-Fettsäureethanolamiden, mit C8–C20-Fettsäureethanolaminestern, mit C8–C20-Alkylaminen, mit Oleylamin, mit aliphatischen Diaminen und Polyaminen, mit cycloaliphatischen Monoaminen und Diaminen und mit Benzol-aromatischen Monoaminen und Diaminen und Mischungen davon.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen anionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schwefelsäurehalbestern mit C6–C20-Alkylphenolpolyalkoxylaten, Sulfosuccinamaten und Mischungen davon.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die oberflächenaktive Mahlhilfezusammensetzung auch einen nichtionischen oberflächenaktiven Stoff umfasst, der ein C8–C12-Alkylphenolpolyalkoxylate ist.