DK151383B - Fremgangsmaade til fremstilling af et farvestofpraeparat - Google Patents

Description

i 151383

Det er kendt at overføre pigmenter i præparater ved såkaldt "flushing” eller udskylning. Ved denne fremgangsmåde blandes en vandig pigmentpasta med et vand-5 afvisende bæremateriale - for det meste i et ælteapparatur - indtil pigmentet er overført fra den vandige fase til bærematerialets organiske fase. Derefter fraskilles det pigmentfri vand, og det pigmentholdige bæremateriale oparbej des.

10 Som vandafvisende bæremateriale anvendes sædvanligvis vanduopløselige organiske opløsningsmidler og blød-gøringsmidler eller organiske opløsninger eller smelter af harpikser og kunststoffer.

Fra beskrivelsen til schweizisk patentskrift nr. 482.812 15 kendes en fremgangsmåde til fremstilling af et tørt pigmentpræparat, ved hvilken et pigment uden anvendelse af opløsningsmidler indarbejdes i et bæremateriale af et tripolymerisat af vinylchlorid, vinylacetat og dicarboxyl-syre og et dipolymerisat af vinylchlorid og vinylacetat 20 ved en temperatur mellem ca. 110 og ca. 160°C i et ælteværk eller en valsestol. Efter homogen fordeling af pigmentet i bærematerialet afkøles æltemassen, og det størknede materiale knuses, hvilket kræver en betragtelig mængde energi.

25 Fra beskrivelsen til schweizisk patentskrift nr. 522.025 kendes desuden en fremgangsmåde, ved hvilken en blanding af vandig pigmentfilterkage, polyethylen og et fedtsyreamid underkastes indvirkning af forskydningskræfter ved en temperatur på 80-95°C til fordampning af vandet, hvorefter 30 massen afkøles, og den størknede masse knuses, inden den granuleres.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af et farvestofpræparat ved indarbejdning af 2 151383 et pigment eller et polymeropløseligt farvestof i en polymer eller monomer organisk bærer i smeltet form, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at 5 pigmentet eller det polymeropløselige farvestof opvarmes i et ælteapparat med bæreren til dens smeltetemperatur, og smelten afkøles og størknes i nærværelse af vand i det igangværende ælteapparat under findeling.

Som eksempler på monomere organiske bærere kan nævnes 10 faste blødgørere, f.eks. af typen benzoesyrederivater. Imidlertid foretrækkes en polymer organisk bærer, da den tekniske fordel - ringe energiforbrug ved størkning af smelten i det igangværende ælteapparat - i dette tilfælde er særlig stor.

15 Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det fordelagtigt at tilsætte pigmentet eller det polymeropløselige farvestof i form af en vandig pasta. Efter opvarmning til bærerens smeltetemperatur og overføring af pigmentet fra den vandige til den organiske fase i det igangværende 20 ælteapparat, afkøles og størknes smelten i nærværelse af vand under findeling.

Eventuelt kan farvestoffet anvendes i tør form. I dette tilfælde sættes vand til bærersmelten før eller efter tilsætningen af det tørre farvestof. Eventuelt kan afkø-25 lings- og granuleringsprocessen fremmes yderligere ved tilsætning af is. Imidlertid kan der også først dannes en pasta af det tørre farvestof med vand, hvilket kan være en fordel f.eks. ved anvendelse af sod som farvestof.

Som bærer anvendes fortrinsvis et polymert organisk 30 materiale med et blødgøringspunkt på mellem 60 og 100°C, fortrinsvis mellem 75 og 90°C. Der kan principielt anvendes alle hydrofobe termoplastiske harpikser og plast af de forskelligste typer, især alle carbonhydridharpik- 3 151383 ser, som f.eks. petroharpikser, aromatiske, aliphatiske, alkylaromatiske og cycloaliphatiske carbonhydridharpikser, polyisobutylen, polybutylen, polybutadien og poly-5 pentadien. Udmærkede bærerharpikser er f.eks. polyethylen-voks og polypropylenvoks samt oxazolinvoks, men især ethylenvinylacetat-copolymerer, fortrinsvis sådanne med et vinylacetatindhold på 5-40, især 5-30, vægt-%. Ethylen-vinylacetat-copolymererne kan også anvendes i blanding med 10 andre stoffer, f.eks. polyolefinvoks og/eller en metalsæbe.

Der kan også anvendes harpikser, som smelter over 100°C, når der anvendes et trykælteapparat, f.eks. af typen Banbury. Endelig kan smelteområdet påvirkes ved blanding 15 af forskellige bærematerialer, således at komponenter, som smelter over 100°C, også kan forarbejdes i almindelige ælteapparater i blanding med andre komponenter, når blandingen udviser det nødvendige lave smelteområde.

Farvestofindholdet i de ved fremgangsmåden fremstillede 20 præparater ligger mellem 10 og 90 vægt-%, fortrinsvis mellem 30 og 70 vægt-%.

I modsætning til de ovennævnte kendte smelte-ælte- og smelte-flush-fremgangsmåder, ved hvilke de tørrede og størknede smelter må knuses i ælteapparatet inden 25 udtagningen, er det ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen muligt som følge af afkøling af massen i det igangværende apparat og i nærværelse af vand at gennemføre sådanne fremgangsmåder i almindelige trug-ælte-apparater uden at det er nødvendigt at anvende kraftige apparater. Ved 30 findelingen af smelten i nærværelse af vand kræver ælteapparatur betydeligt mindre energi, og det dannede kornformige granulat kan desuden let udtages af apparatet og oparbejdes. Dette medfører blandt andet en formindskelse af investerings-, service- og vedligeholdelses- 4 151383 udgifterne samt en energibesparelse. Som farvestoffer kan der anvendes alle vanduopløselige pigmenter og polymer-opløselige farvestoffer, men der kan også anvendes 5 vanduopløselige fyldstoffer og tilsætningsmidler, f.eks. optiske klaringsmidler med pigmentkarakter.

Til fremgangsmåden ifølge opfindelsen egner sig især organiske og uorganiske pigmenter som tørre pulvere eller fortrinsvis som vandige filterkager, som de fremkommer ved 10 syntesen og/eller efter en konditionering eller formaling.

Som eksempler på uorganiske pigmenter kan nævnes titan-dioxid, jernoxider, chromoxid- og chromatpigmenter samt chromoxidgrønt og blychromatgult og -rødt, molybdatorange, cadmiumsulfider og -sulfoselenider, ultramarin og nikkel-15 titanatgult. Som organiske pigmenter kan der anvendes sod, azo-, methin-, åzomethin-, phthalocyanin-, nitro-, anthraquinon-, perinon-, perylentetracarbonsyrederivat-, dioxazin-, thioindigo-, iminoisoindolinon- og indolin-, quinophthalon-, quinacridon- eller metalkomplekspigmenter, 20 f.eks. af methin- eller azomethinfarvestoffer samt blandinger af forskellige pigmenter.

Som farvestoffer, der er opløselige i polymersmelten, kan anvendes sådanne, som er opløselige i en polyamid-, polyester-, polycarbonat- eller polyolefinsmelte, og som 25 tilhører de mest forskelligartede kemiske klasser. Eksempelvis kan nævnes visse metalkomplekser af azofarvestof-fer, især 1:2-metalkomplekser af monoazofarvestoffer samt amino eller acylaminoanthraquinoner, phthalocyaniner, quinacridoner, 2,4-di-(2'-hydroxynaphthy1)-6-pyreny1- 30 1,3,5-triazin samt tillige enkelte kypefarvestoffer, såsom perylentetracarbonsyrediimider eller anthrimid- carbazol.

Efter afslutning af ælteprocessen foreligger den farvede 5 151383 og størknede smelte som fugtigt, uregelmæssigt formet brudgranulat, der let kan udtages. Det fugtige kornfor-mige granulat tørres og findeles. Tørringen kan foretages 5 før eller efter findelingen. Egnede findelingsapparater er f.eks. skæremøller. Der fås et kornet produkt, der f.eks. kan anvendes direkte som farvestofpræparat. Eventuelt kan det formales til pulver f.eks. på en tværstrømsmølle.

Produkterne kan imidlertid også omsmeltes til cylindriske 10 eller terningformede granulater.

Præparatet egner sig alt efter valg af bærestof til indfarvning af højmolekylære materialer i massen, f.eks. til malematerialer, trykfarver, spindefibre, kunststoffer med eller uden opløsningsmiddel. Præparaterne er dog 15 særligt fordelagtige til pigmentering af termoplastiske stoffer i form af fibre, folier, sprøjtestøbematerialer eller profiler, f.eks. af polyolefiner, såsom polyethylen eller polypropylen, endvidere polyvinylchlorid, ABS og polystyren. De fremstillede præparater kan i den fore-20 liggende form anvendes til pigmentering. De er imidlertid også særdeles velegnede til fremstilling af såkaldte "masterbatches", f.eks. under samtidig formindskelse af farvestofindholdet ved hjælp af inderæltere eller kontinuerlige æltemaskiner, hvorved der også kan fremstilles 25 nuanceblandinger.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen forklares nærmere i de efterfølgende eksempler, hvor de anførte dele er vægtdele.

Eksempel 1 325 dele af en vandig pasta indeholdende 78 dele C.I.

30 Pigment Red 144 ("Chromophtal” rød BR, Ciba-Geigy) og 52 dele af en med vinylacetat modificeret polyethylen med en MFI-værdi på 425 g/10 minutter (f.eks. "Ultrathene”® 6 151383 UE 649-04, blødhedspunkt 80°C, fremstillet af U.S.I.) underkastes en udskylningsproces i et laboratorieælte-åpparat ved 110°C. Når udskylningsprocessen er afsluttet 5 findeles æltemassen (smelten) i det igangværende ælteapparat i nærværelse af det klart fraskilte vand under afkøling. Det fugtige, uregelmæssige brudgranulat (0 ca.

^ 1 cm) udtages og formales på en skæremølle til et fint granulat (0 ca. i 4 mm). Produktet tørres. Der fås et rødt 10 præparat indeholdende 60% pigment, og det fremstillede præparat er velegnet til enkel fremstilling af pigment-koncentrationer f.eks. til PE, PP, PS (masterbatches) med et inderælteapparat eller et kontinuerligt ælteapparat.

Eksempel 2 15 360 dele af en vandig pasta indeholdende 120 dele C.I.

Pigment Blue 15:3 ("Chromophtal" blå 4GM, Ciba-Geigy) og 180 dele af en med vinylacetat modificeret polyethylen med en MFI-værdi på 150 g/10 minutter (f.eks. "Elvax"® 420, blødhedspunkt 88°C, fremstillet af DuPont) underkastes en 20 udskylningsproces i et laboratorieælteapparat ved 110°C.

Efter afslutning af udskylningsprocessen findeles æltemassen (smelten) i det igangværende ælteapparat i nærværelse af det klart fraskilte vand under afkølingen. Det fugtige, uregelmæssige brudgranulat (0 ca. é. 1 cm) udtages 25 og formales på en skæremølle til fint granulat (0 ca. ά 4 mm). Produktet tørres. Der fås et blåt præparat indeholdende 40% pigment, og dét fremstillede præparat er velegnet til direkte indfarvning ved blanding med farveløst, termoplastisk formstof, f.eks. PE, PP, PS, PVC og 30 PA-6.

Eksempel 3 227 dele af en vandig pasta indeholdende 65 dele C.I. Pigment Red 48:2 ("Irgalith"® rød 2BP, Ciba-Geigy) og 7 151383 65 dele af en med vinylacetat modificeret polyethylen med en MFI-værdi på 150 g/10 minutter (f.eks. "Elvax"® 420, fremstillet af DuPont) underkastes en udskylningsproces i 5 et laboratorieælteapparat ved 110°C. Efter afslutning af udskylningsprocessen findeles æltemassen (smelten) i det igangværende ælteapparat i nærværelse af det klart fraskilte vand under afkølingen. Det fugtige, uregelmæssige brudgranulat (0 ca. 4 1 cm) udtages og formales på en 10 skæremølle til et fint granulat (0 ca. 4 4 mm). Produktet tørres. Der fås et rødt præparat indeholdende 50% pigment, og det fremstillede præparat er egnet til direkte indfarvning ved blanding med farveløse termoplastiske formstoffer, som f.eks. PE, PP, PS og PVC.

15 Eksempel 4 78 dele af en med vinylacetat modificeret polyethylen med en MFI-værdi på 150 g/10 minutter (f.eks. "Elvax"® 420, fremstillet af DuPont) smeltes ved 110°C i et laboratorieælteapparat. I smelten indføres ensartet 52 dele C.I.

20 Pigment Black 7 ("Microlith"® sort B, Ciba-Geigy), og efter 1/4 time tilsættes 30 dele vand. Under den efterfølgende afkøling findeles æltemassen i det igangværende ælteapparat. Det fugtige, uregelmæssige brudgranulat (0 ca. ά 1 cm) udtages og formales på en skæremølle til 25 et fint granulat (0 ca. ^ 4 mm). Produktet tørres. Der fås et sort præparat indeholdende 40% pigment, og det fremstillede præparat er velegnet til direkte indfarvning ved blanding med farveløst, termoplastisk kunststof, som f.eks. PE, PP, PS, PVC og PA-6.

30 Eksempel 5

Der gås frem analogt med den i eksempel 4 beskrevne fremgangsmåde, idet der dog i stedet for.C.I. Pigment Black 7 anvendes C.I. Pigment Red 108 (cadmiumrødt), og der frem 8 151383 stilles et tilsvarende godt præparat, der er egnet til indfarvning af PE, PP, PVC og ABS.

Eksempel 6 5 39 dele af en med vinylacetat modificeret polyethylen med en MFI-værdi på 500 g/10 minutter (f.eks. "Elvax"® 410, blødhedspunkt 88°C, fremstillet af DuPont) smeltes i et laboratorieælteapparat ved 110°C. I smelten indarbejdes ensartet 91 dele C. I. Pigment Red 101 (ferrooxid), og 10 efter 1/4 time tilsættes 30 dele vand. Under den efterfølgende afkøling findeles æltemassen i det igangværende ælteapparat. Det fugtige, uregelmæssige brudgranulat (0 ca. ^ 1 cm) udtages og formales på en skæremølle til et fint granulat (0 ca. ^ 4 mm). Produktet tørres. Der fås 15 et brunt præparat indeholdende 70% pigment, og det fremstillede præparat er velegnet til direkte indfarvning ved blanding med farveløse, termoplastiske kunststoffer, såsom PE, PP, PS og PVC.

Eksempel 7 20 236 dele af en vandig pasta, indeholdende 52 dele C.I. Pigment Yellow 93 ("Chromophtal gul 3G, Ciba-Geigy) underkastes sammen med 39 dele af en med vinylacetat modificeret polyethylen med en MFI-værdi på 150 g/10 minutter (f.eks. "Elvax"® 420, fremstillet af DuPont) og 39 dele 25 polyethylenvoks (AL-61-voks, fremstillet af BASF) en udskylningsproces i et laboratorieælteapparat ved 110°C.

Efter afslutning af udskylningsprocessen findeles ælte-massen (smelten) i det igangværende ælteapparat i nærværelse af det klart fraskilte vand under afkølingen. Det 30 ret fine brudgranulat (0 ca. é 5 mm) udtages og tørres.

Der fås et gult præparat indeholdende 40% pigment, og det fremstillede præparat er velegnet til direkte indfarvning ved blanding med farveløse termoplastiske kunststoffer, som f.eks. PE, PP, PS og PVC.

9 151383

Eksempel 8 235 dele af en vandig pasta indeholdende 65 dele C.I. Pigment Red 166 ("Chromophtal" skarlagen R, Ciba-Geigy) 5 underkastes sammen med 45,5 dele magnesiumbehenat og 19,5 dele af en med vinylacetat modificeret polyethylen med en MFI-værdi på 150 g/20 minutter (f.eks. "Elvax"® 420, fremstillet af DuPont) en udskylningsproces i et laboratorieælteapparat ved 110eC. Når udskylningsprocessen 10 er afsluttet, findeles æltemassen, (smelten) i det igangværende ælteapparat i nærværelse af det klart fraskilte vand under afkølingen. Det ret fine brudgranulat (0 ca.

4i 5 mm) udtages og tørres. Man får et rødt præparat indeholdende 50% pigment, og det fremstillede præparat er 15 velegnet til direkte indfarvning ved blanding med farveløse, termoplastiske kunststoffer, f.eks. PE, PP, PS og PVC.

Eksempel 9 249 dele af en vandig pasta indeholdende 78 dele C.I.

20 Pigment Blue 15:3 ("Chromophtal blå 4GM, Ciba-Geigy) underkastes sammen med 52 dele af en såkaldt permanent-blødgører ("Elvaloy"® 741, polymerblødgører på basis af en ethylenvinylacetat-copolymer, blødhedspunkt 83°C, fra firmaet DuPont) en udskylningsproces i et laboratorie-25 ælteapparat ved 125°C. Efter afslutning af udskylningsprocessen findeles æltemassen (smelten) i det igangværende ælteapparat i nærværelse af det klart fraskilte vand og under tilsætning af is under afkølingen. Det uregelmæssige brudgranulat formales efter tørring i et 30 vakuumskab ved 40-50°C ved hjælp af tøris på en tværstrømsmølle til et fint smuld. Det blå præparat indeholder 40% pigment, og det er særdeles velegnet til pigmentering af PVC.

151383 ίο

Eksempel 10-16.

Når der i stedet for de i eksempel 1-9 nævnte bærestoffer anvendes f.eks.

5 10. en polyethylen (f.eks. HC-polyethylen 7A, blødheds- punkt 90°C, 612A, blødhedspunkt 90°C, 617A, blødheds-punkt 82°C, fra firmaet Allied Chemical), 11. en oxazolinvoks (f.eks. oxazolinvoks ES 254, blødhedspunkt 72°C, fra firmaet Commercial Solvent 10 Corporation), 12. et polyamid (f.eks. "Vestamid"® T 350A/P1, blødhedspunkt 82°C. fra firmaet Chemische Werke Hills), 13. en sulfonamidharpiks (f.eks. "Demidal" 70, blødhedspunkt 70°C, fra firmaet Vereinigte Chemische Fabriken 15 Kreidl, Rtitter & Co.), 14. et fast blødgøringsmiddel (f.eks. "Benzoflex" S 432, blødhedspunkt 80°C, eller "Benzoflex" S 552, blødhedspunkt 98°C, fra firmaet Velsicol Chem. Corp.), 15. en polycaprolacton (f.eks. "PCL" 700, blødhedspunkt 20 70°C, fra firmaet Union Carbide), 16. et paraffinagtigt produkt (f.eks. "Sasolwachs" Hl, blødhedspunkt 84°C, C13H24, fra firmaet VEBA Chemie) kan den her omhandlede udskylningsproces gennemføres lige så problemløs og fordelagtig, og der fås præparater med 25 gode egenskaber til de mest forskelligartede applikationsmedier.

Claims (7)

151383

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et farvestofpræparat ved indarbejdning af et pigment eller et 5 polymeropløseligt farvestof i en polymer eller monomer organisk bærer i smeltet form, kendetegnet ved, at pigmentet eller det polymeropløselige farvestof opvarmes i et ælteapparat med bæreren til dens smeltetemperatur, og smelten afkøles og størknes i nærværelse af vand i det 10 igangværende ælteapparat under findeling.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pigmentet eller det polymeropløselige farvestof tilsættes i form af en vandig pasta.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 15 bæreren er en hydrofob, termoplastisk harpiks eller plast.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at bæreren er en carbonhydridharpiks.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at bæreren er en ethylen-vinylacetat-copolymer.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at bæreren er en ethylen-vinylacetat-copolymer med et vinyl-acetatindhold på 5-30 vægt-%.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at bæreren er en blanding af ethylen-vinylacetat-copolymere 25 og en polyolefinvoks og/eller en metalsæbe.