KR100421600B1 - Pigment Compositions - Google Patents
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Abstract
본 발명은 결정체 크기가 0.01 내지 0.2 ㎛이고 0-4 개의 염소 원자를 함유하는 구리 프탈로시아닌, 및 구리 프탈로시아닌 술폰산과 하기 화학식 1로 표시되는 사차 아민으로부터 형성된 이온 착체 10 내지 15 중량%를 함유하는 조성물을 제공한다:The present invention relates to a composition comprising copper phthalocyanine having a crystal size of 0.01 to 0.2 μm and containing 0-4 chlorine atoms, and an ion complex formed from copper phthalocyanine sulfonic acid and a quaternary amine represented by the following formula (1): to provide:
식 중에서, R1 은 C1-C6 알킬기이고; R2 는 C1-C 18 알킬기이며; R3 은 R2 와 동일하거나, 또는 5 개 이하의 에틸렌옥시 단위를 가지는 히드록시에틸 또는 에톡실화 에틸기이고; R4 는 5 개 이하의 에틸렌옥시 단위를 가지는 히드록시에틸 또는 에톡실화 에틸기이며; X 는 할로겐 원자이다.In the formula, R 1 is a C 1 -C 6 alkyl group; R 2 is a C 1 -C 18 alkyl group; R 3 is the same as R 2 or is a hydroxyethyl or ethoxylated ethyl group having up to 5 ethyleneoxy units; R 4 is a hydroxyethyl or ethoxylated ethyl group having up to 5 ethyleneoxy units; X is a halogen atom.
Description
본 발명은 0-4 개의 염소 원자를 가지는 염소화 구리 프탈로시아닌을 함유하는 안료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a pigment composition containing chlorinated copper phthalocyanine having 0-4 chlorine atoms.
본 발명은 결정체 크기가 0.01 내지 0.2 ㎛이고 0-4 개의 염소 원자를 함유하는 구리 프탈로시아닌, 및 구리 프탈로시아닌 술폰산과 하기 화학식 1로 표시되는 사차 아민으로부터 형성된 이온 착체 10 내지 15 중량%를 함유하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a composition comprising copper phthalocyanine having a crystal size of 0.01 to 0.2 μm and containing 0-4 chlorine atoms, and an ion complex formed from copper phthalocyanine sulfonic acid and a quaternary amine represented by the following formula (1): It aims to provide.
<화학식 1><Formula 1>
N+(R1R2R3R4)X- N + (R 1 R 2 R 3 R 4) X -
식 중에서, R1 은 C1-C6 알킬기이고; R2 는 C1-C 18 알킬기이며; R3 은 R2 와 동일하거나, 또는 5 개 이하의 에틸렌옥시 단위를 가지는 히드록시에틸 또는 에톡실화 에틸기이고; R4 는 5 개 이하의 에틸렌옥시 단위를 가지는 히드록시에틸 또는 에톡실화 에틸기이며; X 는 할로겐 원자이다.In the formula, R 1 is a C 1 -C 6 alkyl group; R 2 is a C 1 -C 18 alkyl group; R 3 is the same as R 2 or is a hydroxyethyl or ethoxylated ethyl group having up to 5 ethyleneoxy units; R 4 is a hydroxyethyl or ethoxylated ethyl group having up to 5 ethyleneoxy units; X is a halogen atom.
구리 프탈로시아닌은 공유결합할 수 있는 0-4 개의 염소 원자를 함유하며, 삼염소화 구리 프탈로시아닌이 바람직하다.Copper phthalocyanine contains 0-4 chlorine atoms that can be covalently bonded, with copper trichlorine phthalocyanine being preferred.
구리 프탈로시아닌은 바람직하게는 결정체 크기가 0.03 내지 0.08 ㎛이다.Copper phthalocyanine preferably has a crystal size of 0.03 to 0.08 μm.
화학식 1에서 R1 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 아릴 또는 헥실일 수 있지만, 메틸이 바람직하다.The R 1 group in Formula 1 may be methyl, ethyl, propyl, butyl, aryl or hexyl, but methyl is preferred.
R2 기는 R1 기와 동일할 수 있지만, 코코알킬, 탤로우 알킬, 스테아릴 또는 올레일과 같이 12-18 개의 탄소 원자를 함유하는 고급 알킬기가 바람직하다.The R 2 group may be the same as the R 1 group, but higher alkyl groups containing 12-18 carbon atoms are preferred, such as cocoalkyl, tallowalkyl, stearyl or oleyl.
R3 기는 R2 기와 동일할 수 있지만, R4 기와 동일한 것이 바람직하다. R3 기 및 R4 기는 1 내지 5 개의 에틸렌 옥시 단위를 가지는 히드록시 말단 에톡실화 에틸기일 수 있지만, 히드록시에틸이 바람직하다.The R 3 group may be the same as the R 2 group, but preferably the same as the R 4 group. The R 3 and R 4 groups may be hydroxy terminal ethoxylated ethyl groups having 1 to 5 ethylene oxy units, but hydroxyethyl is preferred.
할로겐으로서 X는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드일 수 있지만, 염소가 바람직하다.X as halogen may be fluorine, chlorine, bromine or iodine, but chlorine is preferred.
구리 프탈로시아닌 술폰산은 바람직하게는 치환도가 0.8 내지 1.5고, 바람직하게는 약 1 이다.Copper phthalocyanine sulfonic acid preferably has a degree of substitution of 0.8 to 1.5, preferably about 1.
조성물은 그의 알루미늄 염으로서 수지의 10 중량%이하, 바람직하게는 약 5 중량%를 함유할 수 있다.The composition may contain, as its aluminum salt, up to 10% by weight of resin, preferably about 5% by weight.
적절한 수지는 모든 로진산 및 이들의 유도체들을 포함한다.Suitable resins include all rosin acids and derivatives thereof.
조성물은 결정체 크기가 0.01 내지 0.2 미크론인 구리 프탈로시아닌을 이온 착체로 처리함으로써 제조될 수 있다.The composition can be prepared by treating copper phthalocyanine with a crystal size of 0.01 to 0.2 microns with an ionic complex.
이온 착체는 별도로 제조된 후 구리 프탈로시아닌에 첨가되거나, 또는 반응계내에서 제조될 수 있고, 이에 의해 구리 프탈로시아닌을 수성 슬러리중 알칼리성 pH에서 구리 프탈로시아닌 술폰산으로 처리한후 화학식 1의 사차 아민을 첨가할 수 있다.Ionic complexes may be prepared separately and then added to copper phthalocyanine, or prepared in situ, whereby the copper phthalocyanine may be treated with copper phthalocyanine sulfonic acid at alkaline pH in an aqueous slurry and then added to the quaternary amine of formula (1). .
알루미늄 수지산염이 존재할 때, 이는 대개 조성물의 제조 단계중 최종 단계에서 첨가 한다.When aluminum resinate is present it is usually added at the end of the preparation phase of the composition.
구리 프탈로시아닌은 염을 이용한 산 페이스팅 또는 볼밀링법 등의 통상적인 방법을 실시한 후, 적어도 일부가 물에 불용해되는 유기 용매를 사용하여 승온하에서 수성 슬러리인 안료를 처리함으로서 제조될 수 있다. 용매 처리를 통해 정확한 입자 크기를 수득한다.Copper phthalocyanine can be prepared by performing conventional methods such as acid pasting with a salt or a ball milling method, and then treating the pigment, which is an aqueous slurry, at elevated temperature using an organic solvent in which at least a part is insoluble in water. Solvent treatment gives the correct particle size.
유기 용매는 알킬 벤조에이트, 바람직하게는 메틸 벤조에이트 등의 방향족 카르복실산의 저급 알킬 에스테르와 같은 수 불혼화성 에스테르일 수 있다. 수 불혼화성 용매는 바람직하게는 유화액의 형태, 즉 물에서 50% 유화액의 형태인데, 이는 그렇지 않은 경우 요구되는 것보다 적은 용매를 사용하여 20 내지 40 배 감소시킬 수 있기 때문이다. The organic solvent may be a water immiscible ester such as lower alkyl esters of aromatic carboxylic acids such as alkyl benzoates, preferably methyl benzoate. The water immiscible solvent is preferably in the form of an emulsion, ie in the form of a 50% emulsion in water, since otherwise it can be reduced by 20 to 40 times with less solvent than required.
만일 적어도 일부는 수용성인 용매를 알콜, 즉 프로판올, 부탄올 또는 n-펜탄올로서 사용한다면, 수산화나트륨 등의 염기를 사용하여 추가로 염석할 수 있다. 벤질 트리부틸 염화암모늄 등의 상전이 촉매는 바람직하게는 안료와의 상호작용을 촉진시키는데 사용된다. 수 혼화성 폴리글리콜, 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜이 또한 용매로서 사용될 수 있다.If at least some of the water-soluble solvents are used as alcohols, ie propanol, butanol or n-pentanol, they may be further salted using a base such as sodium hydroxide. Phase transfer catalysts such as benzyl tributyl ammonium chloride are preferably used to promote interaction with the pigment. Water miscible polyglycols, preferably polyethylene glycol, may also be used as the solvent.
사용된 용매의 양은 안료 중량에 대해 단지 30 중량% 이하, 바람직하게는 5 내지 20 중량%이 필요하다. The amount of solvent used is only 30% by weight or less, preferably 5 to 20% by weight, based on the weight of the pigment.
안료는 70 내지 95 ℃에서 1 내지 20 시간, 바람직하게는 90 내지 95 ℃에서 4 내지 8 시간동안 용매로 처리할 수 있다.The pigment may be treated with the solvent for 1 to 20 hours at 70 to 95 ° C., preferably for 4 to 8 hours at 90 to 95 ° C.
에스테르를 용매로서 사용하는 경우, 수성 염기, 즉 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 사용하여 가수분해하여 제거할 수 있다. 그후 처리된 안료는 이온 착체를 사용하여 처리한다.When the ester is used as the solvent, it can be removed by hydrolysis with an aqueous base, ie sodium hydroxide or potassium hydroxide. The treated pigment is then treated using an ionic complex.
본 발명의 생성물을 제조하는 바람직한 방법은 구리 프탈로시아닌을 제조하고 산 페이스팅 처리하는 단계, 생성된 안료를 90 내지 95 ℃에서 4 내지 8 시간동안 메틸 벤조에이트의 수성 유화액의 5 내지 20 중량%로 처리하는 단계, 수산화나트륨으로 가수분해하여 메틸 벤조에이트를 제거하는 단계, 수성 슬러리중 알칼리성 pH에서 5 내지 10 중량%의 구리 프탈로시아닌 술폰산을 가한 후, 화학식 1의 사차 아민을 첨가하는 단계 및 이어서 이 생성물을 알루미늄 수지산염으로 처리하는 단계를 포함한다.A preferred method of preparing the product of the invention comprises the steps of preparing copper phthalocyanine and acid pasting, treating the resulting pigment with 5-20% by weight of an aqueous emulsion of methyl benzoate at 90-95 ° C. for 4-8 hours. Hydrolysing with sodium hydroxide to remove methyl benzoate, adding 5-10% by weight of copper phthalocyanine sulfonic acid at alkaline pH in an aqueous slurry, followed by addition of a quaternary amine of formula 1 and subsequently the product Treating with aluminum resinate.
본 발명을 하기 실시예들로 예시한다.The invention is illustrated by the following examples.
<실시예 1><Example 1>
삼염소화 구리 프탈로시아닌 블루 정제전물질 100 g을 80-85 ℃에서 98% 황산 14 중량부에 용해시켰다. 2 시간동안 교반한 후, 고유속 및 고난류 조건하에서 '페이스트'를 물에 첨가하였다. 중간 결정 크기가 약 0.05㎛이고 좁은 범위 내에 분포되어 있는 안료 생성물을 필터케이크로서 분리하였다.100 g of copper trichloride phthalocyanine blue preliminary material was dissolved in 14 parts by weight of 98% sulfuric acid at 80-85 ° C. After stirring for 2 hours, 'paste' was added to the water under high flow and high turbulence conditions. Pigment products having a median crystal size of about 0.05 μm and distributed within a narrow range were isolated as filter cakes.
상기 안료 100 g를 90 ℃에서 과량의 수산화나트륨으로 정제한 후, 물중의 5-7% 고형분 및 pH 7-7.5에서 수성 슬러리 형태로서 10% (안료 중량)의 메틸 벤조에이트로 처리하고, 이 슬러리를 고전단 분산으로 혼합하였다. 에스테르를 물에서 안정한 유화액의 형태로 첨가하였다. 생성된 슬러리를 8 시간동안 90-94 ℃로 유지하였다. 이어서 에스테르를 반응계내에서 수산화나트륨의 첨가에 의해 가수분해하였다.100 g of the pigment was purified with excess sodium hydroxide at 90 ° C. and then treated with 5%% solids in water and 10% (pigment weight) of methyl benzoate as an aqueous slurry at pH 7-7.5, this slurry Was mixed by high shear dispersion. The ester was added in the form of a stable emulsion in water. The resulting slurry was kept at 90-94 ° C. for 8 hours. The ester was then hydrolyzed by the addition of sodium hydroxide in the reaction system.
생성물을 다시 필터케이트로서 분리시켰다.The product was again separated as a filterate.
상기 처리한 물질 100 g을 물에서 분산시켜 5-7% 고형분을 가진 슬러리를 제조하였다.100 g of the treated material was dispersed in water to prepare a slurry having 5-7% solids.
CuPcSO3H 8 g을 pH 11-11.5 에서 슬러리에 분산시켰다.8 g of CuPcSO 3 H was dispersed in the slurry at pH 11-11.5.
수용액으로서 5% 에토콰드 (Ethoquad) 0/12 (9-옥타데센-1-아미늄, N,N-비스(2-히드록시에틸)-N-메틸, 클로라이드), 이어서 수용액으로서 7% 아르콰드 (Arquad) 2C (Di-coco, 디메틸(암노늄 클로라이드),를 슬러리를 통해 교반하였다. 5% 톨유 로진 비누 용액을 슬러리에 혼합한후, 수지에 대한 염화알루미늄의 몰 당량 첨가물을 여과에 의해 생성물을 분리, 세정 및 건조하기 이전에 마지막으로 첨가하였다.5% Ethoquad 0/12 (9-octadecene-1-aluminum, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -N-methyl, chloride) as an aqueous solution, followed by 7% Arquad as an aqueous solution (Arquad) 2C (Di-coco, dimethyl (ammonium chloride), was stirred through the slurry. 5% tall oil rosin soap solution was mixed into the slurry, followed by filtration of the molar equivalents of aluminum chloride to the resin by filtration. Was added last before separation, washing and drying.
생성된 안료는 용매성(solvent borne) 자동차 페인트에서 중성 그린 플립톤은 물론 우수한 색채 농도, 광택, 투명성 및 밀베이스 레올로지를 보인다. 또한 생성물은 수성(waterborne) 자동차 페인트에서 분산성이 매우 높다.The resulting pigments show good color density, gloss, transparency and millbase rheology as well as neutral green fliptones in solvent borne automotive paints. The product is also very dispersible in waterborne automotive paints.
<실시예 2><Example 2>
메틸 벤조에이트 유화액 단계를 아래와 같이 치환한 것을 제외하고는 실시예 1의 과정을 반복 실시하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that the methyl benzoate emulsion step was substituted as follows.
이 슬러리에 pH>10.0 에서 30% n-펜탄올 및 3% 수용성 상전이 촉매 (벤질트리부틸암모늄 염화물)을 가했다. 생성된 슬러리를 6 시간동안 환류하여 용매를 증발시켰다. 생성물을 실시예 1에서와 같이 반응계내에서 마무리하였다.To this slurry was added 30% n-pentanol and 3% water soluble phase transfer catalyst (benzyltributylammonium chloride) at pH> 10.0. The resulting slurry was refluxed for 6 hours to evaporate the solvent. The product was finished in the reaction system as in Example 1.
<실시예 3><Example 3>
삼염소화 구리 프탈로시아닌 블루 정제전물질 100 g을 실시예 1에서와 같이 98% 황산으로 처리하였다.100 g of copper trichloride phthalocyanine blue pretreatment was treated with 98% sulfuric acid as in Example 1.
필터케이크를 물에서 슬러리화하고, 수산화나트륨으로 pH 를 7.0-7.5 로 조정하고, 물에서 안정한 유화액의 형태로 10% (안료 중량) 메틸 벤조에이트를 가했다. 90 ℃에서 4 시간동안 가열한후, 수산화나트륨을 첨가함으로써 메틸 벤조에이트를 가수분해하였다.The filtercake was slurried in water, the pH was adjusted to 7.0-7.5 with sodium hydroxide and 10% (pigment weight) methyl benzoate was added in the form of a stable emulsion in water. After heating at 90 ° C. for 4 hours, methyl benzoate was hydrolyzed by addition of sodium hydroxide.
가수분해가 종결된후, CuPcSO3H 8g을 슬러리에 분산시키고, pH를 11-11.5 로 조정하였다. 수용액으로서 5% Ethoquad 0/12, 이어서 수용액으로서 7% Arquad 2C를 슬러리에 가하고 교반하였다.After the end of hydrolysis, 8 g of CuPcSO 3 H was dispersed in the slurry and the pH was adjusted to 11-11.5. 5% Ethoquad 0/12 as an aqueous solution, then 7% Arquad 2C as an aqueous solution was added to the slurry and stirred.
5% 톨유 수지 비누 용액을 슬러리와 혼합하고, 최종적으로 수지에 대해 염화알루미늄의 몰 당량 부가물을 가하여 pH를 10.5-11.5 로 조정하였다. 여과하고 뜨거운 물(60 ℃)로의 세척한 다음 생성물을 건조시켰다.The 5% tall oil resin soap solution was mixed with the slurry and the pH was adjusted to 10.5-11.5 by finally adding a molar equivalent adduct of aluminum chloride to the resin. Filter and wash with hot water (60 ° C.) then dry the product.
<실시예 4><Example 4>
CuPcSO3H 13g을 60 ℃에서 물에 분산시켰다. 수산화나트륨을 사용하여 pH를 11-11.5 로 상승시키고, 수용액으로서 Ethoquad C12 (Coco, N,N, 비스(2-히드록시에틸)N-메틸암모늄 염화물) 12g을 가했다. 2 시간동안 교반한후, 이 생성물을 여과 및 세척하고, 이온 착체의 필터케이크로서 분리하였다.13 g of CuPcSO 3 H was dispersed in water at 60 ° C. The pH was raised to 11-11.5 using sodium hydroxide and 12 g of Ethoquad C12 (Coco, N, N, bis (2-hydroxyethyl) N-methylammonium chloride) was added as an aqueous solution. After stirring for 2 hours, the product was filtered and washed and separated as filter cake of ionic complexes.
삼염소화 구리 프탈로시아닌 블루 정제전물질 100 g을 실시예 1에서와 같이 98% 황산으로 처리하였다.100 g of copper trichloride phthalocyanine blue pretreatment was treated with 98% sulfuric acid as in Example 1.
생성된 필터케이크를 물에서 슬러리화하고, 수산화나트륨을 사용하여 pH를 7.0-7.5 로 조정한 후, 10% (안료 중량)의 메틸 벤조에이트를 물에서 안정한 유화액의 형태로 가했다. 90 ℃에서 4 시간동안 가열한 후, 수산화나트륨을 첨가함으로써 메틸 벤조에이트를 가수분해하였다.The resulting filtercake was slurried in water, the pH was adjusted to 7.0-7.5 with sodium hydroxide, and then 10% (pigment weight) of methyl benzoate was added in the form of a stable emulsion in water. After heating at 90 ° C. for 4 hours, methyl benzoate was hydrolyzed by addition of sodium hydroxide.
가수분해가 종결된후, 이온 착체 필터케이크 15 g (건조 중량)를 슬러리에 혼합하고, 5% 톨유 로진 비누 용액을 슬러리와 혼합한 후, 최종적으로 수지에 대한 염화알루미늄의 몰 당량 첨가물을 가하고, 실시예 3에서와 같이 공정을 마무리하였다.After the end of the hydrolysis, 15 g (dry weight) of the ion complex filter cake was mixed into the slurry, a 5% tall oil rosin soap solution was mixed with the slurry, and finally a molar equivalent addition of aluminum chloride to the resin was added, The process was completed as in Example 3.
<실시예 5>Example 5
염소 함량이 4.5%인 정제전 구리 프탈로시아닌 44 g을 염화칼슘 122 g과 함께 7 시간동안 볼밀처리하였다. 이어서 생성된 물질을 5% 염산을 함유하는 수용액에서 슬러리화하고, 1 시간동안 교반하였다. 이어서 슬러리를 여과 및 세척하여 염을 제거하고, 생성물을 필터케이크로서 분리하였다. 입도는 0.05-0.1 ㎛ 범위였다.44 g of copper phthalocyanine before purification with a chlorine content of 4.5% was ball milled with 122 g of calcium chloride for 7 hours. The resulting material was then slurried in an aqueous solution containing 5% hydrochloric acid and stirred for 1 hour. The slurry was then filtered and washed to remove salts and the product was separated as filter cake. The particle size ranged from 0.05-0.1 μm.
상기 안료 40 g을 물에서 슬러리화하고, pH를 7.0-7.5 로 조정하였다. 10% (안료 중량)의 메틸 벤조에이트를 물에서 안정한 유화액의 형태로 가했다. 90 ℃에서 4 시간동안 가열한 후, 수산화나트륨을 첨가함으로써 메틸 벤조에이트를 가수분해하였다.40 g of the pigment were slurried in water and the pH was adjusted to 7.0-7.5. 10% (pigment weight) of methyl benzoate was added in the form of a stable emulsion in water. After heating at 90 ° C. for 4 hours, methyl benzoate was hydrolyzed by addition of sodium hydroxide.
가수분해가 종결된 후, CuPcSO3H 3.6 g을 슬러리에 분산시키고, pH를 11-11.5 로 조정하였다. 9% Noramox S5, 5% 톨유 로진 비누 용액을 슬러리에 혼합한후, 최종적으로 수지에 대한 염화알루미늄의 몰 당량 첨가물을 가하고, 실시예 3에서와 같이 공정을 마무리하였다.After the hydrolysis was completed, 3.6 g of CuPcSO 3 H was dispersed in the slurry and the pH was adjusted to 11-11.5. A 9% Noramox S5, 5% tall oil rosin soap solution was mixed into the slurry, and finally a molar equivalent addition of aluminum chloride to the resin was added to finish the process as in Example 3.
본 발명의 생성물은 수성 및 용매성의 자동차 페인트 시스템과 우수한 상용성을 가진다. 이는 금속 페인트에서 낮은 색조 각도에서 우수한 밀베이스 레올로지 및 관심을 끄는 그린 다운 플롭을 제공한다.The products of the present invention have excellent compatibility with aqueous and solvent based automotive paint systems. This provides excellent millbase rheology and interesting green down flops at low tonal angles in metallic paint.
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