PL153172B2 - Method for producing navy blue chromium complex dye type 1:2 - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

Patent dodatkowy do patentu nr-----Zgłoszono: 88 03 07 /p. 271091/

Pierwszeństwo ----Zgłoszenie ogłoszono: 88 12 08

Opis patentowy opublikowano: 1991 07 31

Int. Cl.⁵ C09B 45/16

C09B 29/15 orno

Twórcy wynalazku: Stanisław Wardyn, Lucjan Szuster, Andrzej Gawłowski

Uprawniony z patentu ; Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu

Barwników Organika, Zgierz /Polska/

SPOSÓB OTRZYMYWANIA GRANATOWEGO BARWNIKA CHROMOKOMPLEKSOWEGO TYPU 112

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania granatowego barwnika chromokompleksowego typu 1:2 o wzorze 1. Barwnik ten jest znany i służy do barwienia wełny, poliamidu i skóiy.

Jeden ze znanych sposobów otrzymywania barwnika o wzorze 1 polega na chromowaniu barwnika inonoazowego o wzorze 2 za pomocą dwuchromianu sodu lub potasu w obecności mono-, dwu- lub trójetanoloaminy. Sposób ten został opisany w polskim opisie patentowym nr 140.409.

Barwnik tnonoazowy 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 CSR nr 193.637/.

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 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 o,o*-dihydroksymonoazowego o wzorze 2, polegający na dodawaniu kwasu l-azo-2-oksynaftaleno153 172

153 172 sulfonowego-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, alkoksylowa, cyjanowa, karboksylowa, ketonowa, aryloazowa, acyloaminowa, sulfonowa lub grupy oniowe. Sposób ten nie obrazuje otrzymywania barwników o,o*-dihydroksyazowych, 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 ¢1 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 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 na drodze sprzęgania kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 z 2-naftolem w środowisku wodnym i chromowania uzyskanego barwnika monoazowego o wzorze 2 w środowisku wodnym 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. Sposobem tym poddaje się mieszaninę zawierającą zawiesiny kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 i kwasowej formy 2-naftolu, 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. 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 KLN wstępnej obróbce przez mieszanie w środowisku kwaśnym, a następnie alkalizuje stopniowo środowisko i prowadzi reakcję sprzęgania przy iii 7-11. Otrzymany barwnik monoazowy o wzorze 2 poddaje się, ewentualnie po Jego wydzieleniu ze środowiska reakcji sprzęgania chromowaniu i wyodrębnia otrzymany barwnik o wzorze 1 przez wysolenie, odfiltrowanie i wysuszenie lub przez wysuszenie w suszarni rozpyłowej bądź granulacyjnej, po ewentualnym dodaniu środków dyspergujących, wypełniających, przećiwpylnych i/lub przeciwpiennych.

Prowadzenie procesu syntezy barwnika chromokompleksowego o wzorze 1 sposobem według wynalazku pozwala na wyeliminowanie stosowanego dotychczas procesu rozpuszczania 2-naftolu w środowisku alkalicznym. Ponadto ciepło reakcji zobojętniania i sprzęgania zostaje w omawianym sposobie wykorzystane do uzyskania optymalnej temperatury sprzęgania. W przy

153 172 padku stosowania w sposobie według wynalazku środków hydrotropowych i/lub środków powierzchniowo-czynnych uzyskuje się poprawę właściwości Teologicznych masy reakcyjnej podczas procesu sprzęgania, co pozwala na zwiększenie 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 i zawiesin barwnika chromokompleksowego o wzorze 1, co prowadzi do poprawy bilansu energetycznego procesu suszenia w suszarni rozpyłowej lub granulacyjnej. 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 6Q% kwaśnej pasty oraz 33 części 2-naftolu i miesza w czasie około 15 minut. Do otrzymanej zawiesiny wkrapla się w ciągu 10-15 minut roztwór 15 części ługu sodowego w 40 częściach wody i równocześnie dodaje równomiernie porcjami 12,5 części sody. Temperaturę mieszaniny podnosi się do 45° 1 miesza masę reakcyjną w tych warunkach w czasie 1,5-2,0 godzin do całkowitego przereagowania składnika czynnego. Otrzymaną po zakończeniu reakcji sprzęgania zawiesinę podkwasza się do pH w granicach 8,0-8,5 przez wkroplenie 40 części 30% kwasu siarkowego i wydziela wytrącony osad barwnika monoazowego na drodze filtracji. Otrzymaną pastę tego barwnika wprowadza się do 300 części wody, dodaje 14,4 części monoetanoloaminy i 14 części dwuchromianu sodowego, po czym mieszaninę podgrzewa się do temperatury 85° i miesza w tych warunkach w czasie 2-3 godzin do całkowitego przeprowadzenia barwnika monoazowego w kompleks chromowy. Po zakończeniu reakcji chromowania dodaje się 45 części chlorku potasowego i wkrapla 20 części 30% kwasu siarkowego. Wydzielony barwnik wyodrębnia się z zawiesiny na drodze dekantacji i filtracji. Otrzymany smolisty osad barwnika suszy się w suszarni owiewowej w temperaturze 80-100°. Suchy produkt miele się i miesza z dodatkiem 20 części bezwodnego siarczanu sodowego i 3 części niejonowego środka przeciwpylnego stanowiącego mieszaninę oleju wrzecionowego z emulgatorem, znanego pod nazwą Olanu SA. Otrzymuje się około 155 części ciemnobrunatnego proszku o rozpuszczalności w gorącej wodzie powyżej 61 g/dm^ i typowej koncentracji farbiarskiej. W celu upłynnienia masy reakcyjnej podczas reakcji sprzęgania i poprawienia warunków mieszania można dodać do mieszaniny kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 i 2-naftolu 5 części mocznika lub 5 części tiomocznika albo 2 części Dyspergatora NNO, ewentualnie 5 części 6% roztworu Zwilżacza SBO.

Przykład II. Do zawiesiny barwnika monoazowego otrzymanej po zakończeniu reakcji sprzęgania sposobem opisanym w przykładzie I dodaje się 14,4 części monoetanoloaminy i 14,0 części dwuchromianu sodowego, po czym mieszaninę podgrzewa się do temperatury 85° i miesza w tych warunkach w czasie 2-3 godzin do całkowitego przeprowadzenia barwnika monoazowego w kompleks chromowy. Otrzymany roztwór po zakończeniu reakcji chromowania neutralizuje się do pH w granicach 7,0-7,5 przez dodanie około 70 części 30% kwasu siarkowego. Otrzymaną masę poreakcyjną, wykazującą konsystencję gęstego syropu, odparowuje się do sucha w suszarni owiewowej w temperaturze 80-100°. Suchą pozostałość miele się i miesza z dodatkiem 32 części bezwodnego siarczanu sodowego i 3 części Olanu SA. Otrzymuje się około 170 części ciemnobrunatnego proszku o rozpuszczalności w gorącej wodzie powyżej 100 g/dm^ i typowej koncentracji farbiarskiej.

Przykład III. Do masy poreakcyjnej po chromowaniu i neutralizacji otrzymanej sposobem opisanym w przykładzie II dodaje się 50 części wody, 32 części bezwodnego siarczanu sodowego oraz 3 części Olanu SA i otrzymany roztwór suszy w suszarni rozpyłowej, stosując temperaturę na wlocie 150-160°, a na wylocie 60-70°. Otrzymuje się około 170 części barwnika wykazującego takie same własności, jak produkt otrzymany sposobem opisanym w przykładzie II.

153 172

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania granatowego barwnika chromokompleksowego typu 1:2 o wzorze 1 na drodze sprzęgania kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 z 2-naftolem w środowisku wodnym i chromowania uzyskanego barwnika monoazowego o wzorze 2 w środowisku wodnym 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, znamienny tym, że mieszaninę zawierającą zawiesiny kwasu l-azo-2-oksynaftalenosulfonowego-4 i kwasowej formy 2-naftolu poddaje się, ewentualnie w obecności środków 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. kompozycja 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 wzorze 2 poddaje się, ewentualnie po jego wydzieleniu ze środowiska reakcji sprzęgania chromowaniu i wyodrębnia otrzymany barwnik o wzorze 1 przez wysolenie, odfiltrowanie i wysuszenie lub przez wysuszenie w suszarni rozpyłowej bądź granulacyjnej, po ewentualnym dodaniu środków dyspergujących, wypełniających, przeciwpylnych i/lub przeciwpiennych. . .

   wzór 4

   HO.

   wzór

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł