PL153170B2 - Sposób otrzymywania granatowego barwnika chrojckompleksowego typu 1:2 w postaci roztworu wodno-rozpuszczalnikowego - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	153170 Int. Cl.8 C09B 45/16 C09B 29/15
Patent dodatkowy do patentu nr- Zgłoszono: 88 03 07 /P. 271086/ Pierwszeństwo -----
	Zgłoszenie ogłoszono: 88 12 08 Opis patentowy opublikowano: 1993 06 30	CZYTELNIA
URZĄD PATENTOWY RP	OGÓLNA

Twórcy wynalazku: Stanisław Wardyn, Lucjan Szuster, Andrzej Gawłowski

Uprawniony z patentu: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Barwników Organika, Zgierz /Polska/

SPOSÓB OTRZYMYWANIA GRANATOWEGO BARWNIKA CHROJCKOMPLEKSOWEGO TYPU 1:2 W POSTACI ROZTWORU WODNO-ROZPUSZCZALNIKOWEGO

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania granatowego barwnika chromokompleksowego typu 1:2 o wzorze 1 w postaci roztworu wodno-rozpuszczalnikowego do barwienia wełny, poliamidu i skóry.

Barwnik ten jest znany. Sposób jego otrzymywania, opisany w polskim opisie patentowym nr 140.409, polega na chromowaniu barwnika monoazowego o wzorze 2 za pomocą dwuchromianu sodu lub potasu w obecności mono-, dwu- lub trójetanoloaminy.

Barwnik monoazowy o wzorze 2 otrzymuje się, jak wiadomo, przez sprzęganie kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 z 2-naftolem. Ogólnie wiadomo ponadto, że jako środki chromujące przy wytwarzaniu barwników chromokompleksowych stosuje się zarówno sole chromu sześciowartościowego w obecności środków redukujących, jak i sole chromu trójwartościowego.

Znany jest także sposób otrzymywania barwnika chromokompleksowego typu 1:2 o wzorze 1 drogą wytworzenia przez sprzęganie kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 z 2-naftolem, użytym w zasadowej postaci 2-naftolanu sodowego, w obecności chlorku cynku i amoniaku, najpierw barwnika kwasowo-chromowego w postaci kompleksu cynkowego, a następnie chromowania tego kompleksu /opis patentowy ĆSR nr 193.637/. Omawiany barwnik chromokompleksowy typu 1:2 o wzorze 1 otrzymuje się również w postaci roztworu wodnego /polski opis patentowy nr 104.212/. Sposób otrzymywania tego barwnika w postaci roztworu wodnego polega na poddaniu barwnika o wzorze 1 w masie po reakcji chromowania barwnika monoazowego o wzorze 2 mrówczanem chromu koagulacji za pomocą hydrofilowego środka pomocniczego, następnym wydzieleniu skoagulowanego barwnika o wzorze 1 z masy po procesie koagulacji i rozpuszczeniu go w środowisku wodnym z dodatkiem hydrofilowych środków pomoc153 170

153 170 nlczych. Według dotychczasowego stanu wiedzy z zakresu chemii i technologii wytwarzania omawianego barwnika azowego całkowite rozpuszczenie 2-naftolu w środowisku silnie alkalicznym przed procesem sprzęgania było uważane za niezbędny warunek prawidłowego przebiegu sprzęgania. W związku z tym w dotychczas znanych sposobach polegających na sprzęganiu z 2-naftolem przygotowywano zawsze oddzielnie silnie alkaliczny roztwór 2-naftolanu, który używano do reakcji sprzęgania w tej postaci, ewentualnie poddawano przed sprzęganiem wykwaszaniu. We wskazanym wyżej opisie patentowym nr 140.409 podano sposób wykonania syntezy barwnika ο,ο’-dihydroksymonoazowego o wzorze 2, polegający na dodawaniu kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 do silnie alkalicznego roztworu 2-naftolanu sodowego, otrzymanego przez rozpuszczenie 2-naftolu w wodzie z nadmiarem ługu sodowego w obecności węglanu sodowego. W warunkach określonego wyżej sposobu wytwarzania barwnika monoazowego o wzorze 2 stosuje się 2-naftol w zasadowej postaci 2-naftolanu sodowego, a reakcja sprzęgania przebiega w omawianym sposobie w środowisku silnie alkalicznym.

Znany jest również sposób otrzymywania barwników i pigmentów azowych podany w opisie patentowym USA nr 4.395.264. W sposobie tym stosuje się Jako składniki bierne 2-naftol lub jego podstawione pochodne, a jako składniki czynne - różne aminy aromatyczne lub alifatyczne, ewentualnie podstawione w pierścieniu Jednym lub kilkoma podstawnikami takimi, jak np atomy chloru lub bromu albo grupy nitrowa, alkilowa, alkoksylow, cyjanowa, karboksylowa, ketonowa, aryloazowa, acyloaminowa, sulfonowa lub grupy oniowe. Sposób ten nie obrazuje otrzymywania barwników o,o’-dihydroksyazowyoh, zdolnych do tworzenia kompleksów z metalami. Sposobem tym rozpuszcza się 2-naftol oddzielnie na gorąco za pomocą silnej zasady /przy pH 10-12/, wytrąca mocnym kwasem /przy pH 0,5-2/, a następnie chłodzi masę, zawierającą zawiesinę 2-naftolu, do temperatury 0-15°C. Masę zawierającą diazozwiązek składnika czynnego wprowadza się do masy zawierającej uzyskaną opisanym wyżej sposobem zawiesinę składnika biernego, po czym doprowadza się pH środowiska reakcji najpierw za pomocą silnej zasady do wielkości 1-4, a następnie, za pomocą słabej zasady, do wielkości 5-10. Proces alkalizowania mieszaniny składników czynnego i biernego jest w tym sposobie procesem dwuetapowym. Nieoczekiwanie stwierdzono, że reakcję sprzęgania kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 z 2-naftolem można prowadzić, stosując 2-naftol w jego formie kwasowej, bez jego wstępnego rozpuszczania w silnie alkalicznym środowisku i poddając mieszaninę zawiesin składników czynnego i biernego przed sprzęganiem wstępnej obróbce w środowisku kwaśnym, dzięki czemu uzyskuje się szereg określonych niżej korzyści technologicznych

Sposobem według wynalazku otrzymuje się granatowy barwnik chromokompleksowy typu 1:2 o wzorze 1 w postaci roztworu wodno-rozpuszczalnikowego na drodze sprzęgania kwasu 1-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 z 2-naftolem w środowisku zawierającym wodę i chromowania uzyskanego barwnika monoazowego o wzorze 2 w środowisku zawierającym wodę za pomocę soli chromu trójwartościowego lub za pomocą soli chromu sześciowartościowego wobec środków redukujących, przy użyciu ilości chromu nie mniejszej, niż 0,5 gramoatomu na 1 mol barwnika monoazowego oraz standaryzacji otrzymanego roztworu barwnika. Sposobem tym poddaje się mieszaninę zawierającą zawiesiny kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 i kwasowej formy 2-naftolu w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszozalnikowym, ewentualnie w obecności środków hydrotropowych, jak np. mocznik, tiomocznik, kaprolaktam itp. i/lub środków powierzchniowo-czynnych, jak środki anionowe, jak np. sulfobursztynian 2-etyloheksylowy, znany pod nazwą Zwilżacza SBO lub sól sodowa skondensowanych wielordzeniowych aromatycznych kwasów sulfonowych, znana pod nazwą Dyspergatora NNO, środki kationowe, jak np. ester trójetanoloaminy i kwasu stearynowego, znany pod nazwą Zmiękczacza IW względnie środki niejonowe, jak np. produkty polikondensacji tlenku etylenu, znane pod nazwą Polikoli lub produkty kondensacji tlenku etylenu z pochodnymi fenolu, znane pod nazwą Rokafenoli lub produkty kondensacji tlenku etylenu z pochodnymi alkoholu oleilowego, znane pod nazwą Rokanoli bądź mieszaniny tych środków, Jak np. kompozycja produktu kondensacji kaprolaktamu z trójetanoloaminą i oksyetylowanego alkilofenolu, znana pod nazwą Lodegalu

153 170

KLN, wstępnej obróbce przez mieszanie w środowisku kwaśnym, a następnie alkalizuje stopniowo środowisko i prowadzi reakcję sprzęgania przy pH 7-11. Otrzymany barwnik monoazowy o wzorze 2 poddaje się, ewentualnie po jego wydzieleniu ze środowiska reakcji sprzęgania chromowaniu w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszczalnikowym, po czym ewentualnie dodaje się do masy po reakcji chromowania rozpuszczalnik organiczny i/lub wodę oraz ewentualnie określony wyżej niejonowy środek powierzchniowo-czynny i/lub określony wyżej środek hydrostropowy. Jako rozpuszczalniki organiczne stosuje się glikole, jednometylowe, -etylowe, -propylowe lub -butylowe etery glikolu etylenowego, dimetyloformamid albo dioksan względnie ich mieszaniny.

Prowadzenie procesu syntezy barwnika chromokompleksowego o wzorze 1 sposobem według wynalazku pozwala na wyeliminowanie procesów rozpuszczania i alkalizowania 2-naftolu. Ponadto ciepło reakcji zobojętniania i sprzęgania zostaje w omawianym sposobie wykorzystane do uzyskania optymalnej temperatury sprzęgania. W przypadku stosowania w sposobie według wynalazku środków hydrotropowych i/lub środków powierzchniowo-czynnych uzyskuje się poprawę właściwości reologicznych masy reakcyjnej podczas procesu sprzęgania, co pozwala na zwięk szenie stosowanych stężeń reagentów, dzięki czemu uzyskuje się zwiększoną wydajność aparaturową i chemiczną. Sposób według wynalazku umożliwia ponadto otrzymywanie past barwnika monoazowego o wzorze 2 wysokiej jakości, o małej zawartości wody, niezależnie od pH procesu wydzielania barwnika. Ułatwia to prowadzenie procesu chromowania i umożliwia otrzymywanie stężonych roztworów wodnych i wodno-rozpuszczalnikowych barwnika chromokompleksowego o wzorze 1. Wynalazek ilustrują następujące przykłady, w których części i procenty oznaczają części i procenty wagowe, a stopnie temperatury podano w stopniach Celsjusza.

Przykład I. Do 160 części wody wprowadza się 50 części kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 w postaci około 60% kwaśnej pasty oraz 33 części 2-naftolu i miesza w czasie około 15 minut. Do otrzymanej zawiesiny dodaje się w ciągu 10-15 minut roztwór 15 części wodorotlenku sodowego w 40 częściach wody i równocześnie dozuje równomiernie porcjami 12,5 części sody. Temperaturę mieszaniny podnosi się do 45° i miesza w tych warunkach w czasie 1,5-2,0 godzin, do całkowitego przereagowania składnika czynnego. Otrzymaną po sprzęganiu zawiesinę neutralizuje się do pH w granicach 8,0-8,5 przez wkroplenie 40 części 30% roztworu kwasu siarkowego. Następnie dodaje się 18 części 80% monoetanoloaminy i 14 części dwuchromianu sodowego, po czym podgrzewa się masę reakcyjną do temperatury 80-85° i miesza w tej temperaturze w czasie 2-3 godzin do całkowitego przeprowadzenia barwnika monoazowego w kompleks chromowy. Do otrzymanego po chromowaniu roztworu o konsystencji gęstego syropu dodaje się 57 części glikolu etylenowego, 30 części wody, 2,4 części środka przeciwpiennego, znanego pod nazwą Spumolu W i 4,5 części Zwilżacza SBO. Po wymieszaniu otrzymuje się 475 części trwałego płynnego roztworu barwnika o ciemno-granatowej barwie i o koncentracji 250/100 w stosunku do produktu handlowego w postaci proszku. Otrzymany płyn barwi wełnę, poliamid i skórę na kolor granatowy.

Przykład II. Prowadzi się reakcję sprzęgania sposobem opisanym w przykładzie

I. Do otrzymanej zawiesiny barwnika monoazowego dodaje się 57 części glikolu etylenowego i wkrapla około 40 części 30% roztworu kwasu siarkowego w celu obniżenia pH zawiesiny do wartości 8,0-8,5. Następnie dodaje się 18 części 80% monoetanoloaminy, 14 części dwuchromianu sodowego, 2,4 części Spumolu W i 4,5 części Zwilżacza SBO, po czym podgrzewa się masę reakcyjną do temperatury 80-85° i miesza w tych warunkach w czasie 2-3 godzin do całkowitego przeprowadzenia barwnika monoazowego w kompleks chromowy. Po rozcieńczeniu wodą w ilości około 30 części otrzymuje się około 475 części gotowego płynu o własnościach takich samych, jak własności roztworu otrzymanego sposobem opisanym w przykładzie I.

Przykład III. Proces sprzęgania i neutralizacji prowadzi się sposobem opisanym w przykładzie I, po czym otrzymaną zawiesinę filtruje się. Pastę barwnika monoazowego miesza się w 240 częściach wody, dodaje 57 części glikolu etylenowego, 18 części 80% monoetanoloaminy, 14 części dwuchromianu sodowego, 2,4 części Spumolu W, 4,5 części Zwilżacza SBO i prowadzi proces chromowania sposobem opisanym w przykładzie II. Otrzymuje się

153 170 około 475 części barwnika w postaci płynu o własnościach takich samych, jak własności roztworu otrzymanego sposobem opisanym w przykładzie I, lecz o nieco czystszym i żywszym odcieniu wybarwień.

Przykład IV. Proces syntezy barwnika prowadzi się sposobem opisanym w przykładzie I lub II, lecz zamiast 57 części glikolu etylenowego stosuje się 50 części dioksanu lub 60 części dimetyloformamidu albo mieszaniny 45 części glikolu etylenowego i 10 części dioksanu. Otrzymuje się produkt o własnościach kolorystycznych takich samych, jak własności roztworu otrzymanego sposobem opisanym w przykładzie I, lecz o nieco odmiennych właściwościach Teologicznych.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania granatowego barwnika chromokompleksowego typu 1:2 o wzorze 1 w postaci roztworu wodno-rozpuszczalnikowego, na drodze sprzęgania kwasu l-azo-2-oksynaftale nosulfonowego-4 z 2-naftolem w środowisku zawierającym wodę i chromowania uzyskanego barwnika monoazowego o wzorze 2 w środowisku zawierającym wodę za pomocą soli chromu trójwartościowego lub za pomocą soli chromu sześciowartościowego wobec środków redukujących, przy użyciu ilości chromu nie mniejszej, niż 0,5 gramoatomu na 1 mol barwnika monoazowego oraz standaryzacji otrzymanego roztworu barwnika, znamienny tym, że mieszaninę za wierającą zawiesiny kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 i kwasowej formy 2-naftolu poddaje się w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszczalnikowym, ewentualnie w obecności śród ków hydrotropowych, jak np. mocznik, tiomocznik, kaprolaktam itp. i/lub środków powierzchniowo-czynnych, jak środki anionowe, jak np. sulfobursztynian 2-etyloheksylowy lub sól sodowa skondensowanych wielordzeniowych aromatycznych kwasów sulfonowych, środki kationowe, jak np. ester trójetanoloaminy i kwasu stearynowego względnie środki niejonowe, jak np. produkty polikondensacji tlenku etylenu lub produkty kondensacji tlenku etylenu z pochodnymi fenolu lub z pochodnymi alkoholu oleilowego bądź mieszaniny tych środków, jak np. kom pozycja produktu kondensacji kaprolaktamu z trójetanoloaminą i oksyetylowanego alkilofenolu wstępnej obróbce przez mieszanie w środowisku kwaśnym, po czym alkalizuje się stopniowo środowisko i prowadzi reakcję sprzęgania przy pH 7-11, a otrzymany barwnik monoazowy o wzo rze 2 poddaje się, ewentualnie po jego wydzieleniu ze środowiska reakcji sprzęgania chromowaniu w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszczalnikowym, po czym ewentualnie dodaje się do masy po reakcji chromowania rozpuszczalnik organiczny i/lub wodę oraz ewentualnie określony wyżej niejonowy środek powierzchniowo-czynny i/lub określony wyżej środek hydrotropowy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalniki organiczne stosuje się glikole, jednometylowe, -etylowe, -propylowe lub -butylowe etery glikolu etylenowego, dimetyloformamid albo dioksan względnie ich mieszaniny.

   wz&r -i

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.