WO2004048478A1 - Verfahren zur herstellung einer flüssigformulierung von salzen sulfonsaurer azofarbstoffe - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer flüssigformulierung von salzen sulfonsaurer azofarbstoffe Download PDF

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azo dyes
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PCT/EP2003/012803
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Michael Schmitt
Helmut Reichelt
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Basf Aktiengesellschaft
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    • C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/0072—Preparations with anionic dyes or reactive dyes
    • C09B67/0073—Preparations of acid or reactive dyes in liquid form

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a liquid formulation of salts of sulfonic acid azo dyes.
  • Vesuvin and its coupling products like C.I. Direct Brown 44 have been known in dye chemistry since the beginning. It can be seen from the Color Index that formally two parts of sulfanilic acid are coupled to one part of Vesuvin (Bismarck Brown C.L. 21000) to form C.I. Direct Brown 44 to arrive. German patent 46804 cited therein teaches the reaction of Vesuvin with sulfanilic acid. However, the product is contaminated with large amounts of Vesuvin, which are separated by filtration 5. The dye is obtained from the aqueous solution by salting out. However, a dye obtained by salting out is unsuitable for the production of liquid formulations, since it has a much too high salt load. Furthermore, such isolation steps are very complex.
  • JP 61 296 069 teaches the production of the Direct Brown 44 lithium salt by starting from the sodium salt to precipitate the acid and then producing the lithium salt with lithium hydroxide.
  • a process for the preparation of liquid formulations of salts of sulfonic acid azo dyes comprising: a) preparing Vesuvin from 0 m-phenylenediamine; b) coupling of an at least equimolar amount of diazotized aminoarylsulfonic acids I without intermediate isolation of the vesuvine
  • Ar is phenylene, which can be substituted simply by sulfo, or naphthylene, which can be mono- or disubstituted by sulfo and / or simply by hydroxy, means on Vesuvin and c) isolation of the dyes in their acid form and subsequent dissolution in aqueous bases.
  • diazo components I are aminoarylsulfonic acids such as o-, m- and p-
  • Aminobenzenesulfonic acid 1-aminobenzene-3,5-disulfonic acid, 1-aminobenzene-2,4- disulfonic acid, 1-aminobenzene-2,5-disulfonic acid, 1-naphthylamine-2-sulfonic acid, 1-naphthylamine-3-sulfonic acid, 1-naphthylamine-4-sulfonic acid, 1-naphthylamine-5-sulfonic acid 1-naphthylamine-6-sulfonic acid , 1-naphthylamine-7-sulfonic acid, 1-naphthylamine-8-sulfonic acid, 1-naphthylamine-3,6-disulfonic acid, 1-naphthylamine-3,8-disulfonic acid, 1-naphthylamine-4,7-disulfonic acid, 1 -Amino-8-hydroxyna
  • Aminoarylsulfonic acids in which Ar is phenylene or naphthylene, each of which can be substituted by a sulfo group are preferred. Particularly preferred are o-, m- and p-aminobenzenesulfonic acid, especially sulfanilic acid (p-aminobenzenesulfonic acid).
  • the diazotization of the aminoarylsulfonic acids I is carried out using customary diazotizing agents, such as nitrous acid, which is formed from alkali metal nitrite in acid. Nitrosyl sulfuric acid and alkyl nitrite, especially neopentyl glycol dinitrite, are also suitable diazotizing agents.
  • the reaction mixture containing the diazonium salt is added to the generally aqueous solution of Vesuvin.
  • the coupling is preferably carried out in the pH range from 4 to 8, particularly preferably from 5 to 6.
  • Bases suitable for this purpose are, for example, basic metal hydroxides such as sodium hydroxide solution, basic metal carbonates such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonates, or sodium dihydrogen phosphates, amines such as
  • Ethanolamine, or alkali salts of carboxylic acids such as sodium acetate, lithium acetate, potassium acetate, sodium formate, sodium propionate, sodium oxalate, sodium succinate, sodium glutamate, sodium adipinate, sodium glycolate, sodium lactate, sodium maiate, sodium citrate, sodium tartrate, sodium fumarate or sodium maleate.
  • the diazo components I can be used individually or in their mixtures. When the mixtures are used, dye mixtures are obtained which also contain asymmetrically substituted dyes. According to a preferred process variant, no diazo component mixtures are coupled. Formally, a symmetrical dye is obtained with a two-molar coupling of a diazo component I to Vesuvin. As a rule, however, there is a mixture of the single, double, triple and quadruple coupling product.
  • the coupling usually takes place in the temperature range from 0 to 20 ° C. In order to complete the reaction, it is preferably heated to temperatures of 20 to 30 ° C.
  • the sulfonic acid azo dye is isolated in its acid form. This is done by acidifying the mixtures after coupling.
  • a pH in the range from 0 to 4.5, particularly preferably from 0 to 2, is preferably set.
  • the pH is gradually reduced. This can be done by adding the acid in at least two portions over a period of 15 to 45 minutes. It is also possible to dose the acid in several portions up to continuously.
  • the acid of the sulfonic acid azo dye is crystallized at from 20 to 70.degree.
  • the acid of the sulfonic acid azo dye is obtained as a solid which can be isolated in a generally customary manner, such as filtration or centrifugation.
  • the azo dye can thus be freed of its salt load in a simple manner.
  • the dye obtained is preferably washed with water until the salt content is ⁇ 5% by weight, preferably ⁇ 2% by weight.
  • the sulfonic acid azo dye is then dissolved in dilute bases. Depending on the choice of base, the corresponding salt of the dye is obtained.
  • the sodium and / or ammonium salts are particularly preferred.
  • Suitable salts are metal or ammonium salts.
  • Metal salts are in particular the lithium, sodium or potassium salts.
  • salts are to be understood which contain either unsubstituted or substituted ammonium cations.
  • Substituted ammonium cations are, for example, monoalkyl, dialkyl, trialkyl, tetraalkyl or benzyltrialkylammonium cations or cations which are derived from nitrogen-containing five- or six-membered saturated heterocycles, such as pyrrolidinium,
  • Alkyl is generally understood to mean straight-chain or branched CrC 2 o-alkyl which can be substituted by one or two hydroxyl groups and / or interrupted by one to four oxygen atoms in ether function.
  • lithium, sodium, potassium salts or NH 4 + salts or their mixture are produced.
  • Vesuvin is produced from m-phenylenediamine and is converted to the sulfonic acid azo dye without intermediate isolation.
  • the vesuvin is produced in a generally known manner by formally tetrazotizing one of three parts of m-phenylenediamine and coupling it to the remaining two parts. For this purpose, 3 moles of m-phenylenediamine are reacted with 1.5 to 2.5 moles, preferably 1.8 to 2.2 moles, of sodium nitrite in acid. A process is preferred in which the acid is metered in over a longer period, for example 30 to 60, preferably 40 to 50, minutes. To complete the reaction, the pH of the reaction mixture is adjusted to 2 to 4 and stirring is continued for some time. The entire conversion to Vesuvin is carried out at a temperature of -5 to +25 ° C, preferably 0 to 15 ° C. After the nitrite addition is complete, this will be
  • reaction mixture stirred for a period of 0.5 to 4 hours.
  • the diazonium salt of aminoarylsulfonic acid I can then be metered directly into the reaction mixture.
  • the aqueous salt solution of the sulfonic acid azo dye can be used directly for liquid formulations.
  • solubilizing additives are added to the dye solutions. For this, either its solution or already the solid is mixed with solubilizing additives.
  • additives are, for example, water-miscible organic solvents such as CC 4 alkanols, for example methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, sec-butanol or tert-butanol, carboxamides, such as N, N-dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide , Ketones or keto alcohols, such as acetone, methyl ethyl ketone or 2-methyl-2-hydroxypentan-4-one, ethers, such as tetrahydrofuran or dioxane, mono-, oligo- or polyalkylene glycols or - thioglycols which have C 2 -C 6 alkylene units, such as ethylene glycol, 1, 2- or 1, 3-propylene glycol
  • Urea such as 1,3-dimethylimidazolidin-2-one or 1,3-dimethylhexahydropyrimid-2-one
  • polyacrylic acids such as 1,3-dimethylimidazolidin-2-one or 1,3-dimethylhexahydropyrimid-2-one
  • polyacrylic acids such as 1,3-dimethylimidazolidin-2-one or 1,3-dimethylhexahydropyrimid-2-one
  • polyacrylic acids such as 1,3-dimethylimidazolidin-2-one or 1,3-dimethylhexahydropyrimid-2-one
  • polyacrylic acid derivatives such as 1,3-dimethylimidazolidin-2-one or 1,3-dimethylhexahydropyrimid-2-one
  • polyacrylic acid derivatives such as 1,3-dimethylimidazolidin-2-one or 1,3-dimethylhexahydropyrimid-2-one
  • polyacrylic acid derivatives such as 1,3-d
  • Preferred solubilizing additives are ureas, mono, di- or triethanolamine, caprolactam, mono-, di- or trialkylene glycols which have C 2 -C 5 -alkylene units and / or oligo- and polyalkylene glycols with ethylene and / or propylene units and their CC 4 -Alkyl ether and CrC ⁇ alkyl esters.
  • Ethylene glycol, 1, 2- or 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, butyl diglycol, alkyl polyethylene glycols (MW 200-500), ureas and caprolactam are very particularly preferred.
  • Preferred liquid settings essentially contain
  • liquid formulations which essentially comprise 15 to 30% by weight of sulfonic acid azo dyes and 1 to 30% by weight, preferably 1 to 5% by weight, of solubilizing additives, especially ethylene glycol, 1,2- or 1,3-propylene glycol,
  • liquid settings Contain neopentyl glycol, butyl diglycol, alkyl polyethylene glycols (MW 200 - 500), ureas and / or caprolactam.
  • the liquid settings are characterized by excellent storage stability.
  • the liquid settings are suitable for dyeing and printing cellulosic fiber materials such as wood-containing and wood-free paper pulps.
  • ready-for-sale liquid formulations of sulfonic acid azo dyes are obtained which enable the direct production of dyebaths by merely diluting them with water.
  • the liquid formulations have a low salt content.
  • the process according to the invention enables the preparation of liquid formulations of salts of the sulfonic acid tetraazo dyes in a good space-time yield and high stability at temperatures in the range from 4 to 50 ° C.
  • the diazo component was added to the coupling component and the pH was adjusted to 5.0-6 using sodium hydroxide solution. After coupling was complete, the pH was adjusted to 1 by adding hydrochloric acid. The solid dye was filtered off and washed salt-free with water and dried. 360 g of dye minus 1.5% by weight of NaCl were obtained. The vesuve content was 12% by weight, based on the dye.
  • the coupling component 163 parts of m-phenylenediamine were initially dissolved in 900 parts of water and 45 parts of 20% hydrochloric acid at room temperature. 1300 parts of ice were entered in it. 76 parts of sodium nitrite were then added solidly with stirring. 395 parts of 20% hydrochloric acid were within 40-50 minutes metered in and stirred to complete the reaction. The pH was adjusted to 3 with 25% strength by weight sodium hydroxide solution and the mixture was stirred at 3 ° C. for one hour.
  • diazo component To prepare the diazo component, 1300 parts of water and 157 parts of 25% strength by weight sodium hydroxide solution were introduced and X parts of sulfanilic acid were dissolved therein. 1300 parts of ice and Y parts of sodium nitrite solution (23% by volume) were added to the sulfanilic acid solution and diazotized by adding 447 parts of 20% hydrochloric acid. After a short stirring time, excess nitrite was destroyed by adding amidosulfonic acid.
  • the diazo component was added to the coupling component and the pH was adjusted to 5.0-6 using sodium hydroxide solution. After coupling was complete, the pH was adjusted to 1 by adding hydrochloric acid, the solid dye was filtered off and washed with water until free from salt and dried.
  • the dye was prepared according to the general experimental procedure, using 144 parts of sulfanilic acid (X) and 283 parts of nitrite solution (Y). 332 g of dye were obtained, minus NaCl 0.84% by weight. The vesuve content was 15% by weight, based on the dye.
  • the dye was prepared according to the general experimental procedure, using 170 parts of sulfanilic acid (X) and 335 parts of nitrite solution (Y). 350 g of dye were obtained, minus NaCl 0.46% by weight. The vesuve content was 12% by weight, based on the dye.
  • Example 5 The dye was prepared according to the general experimental procedure, using 183 parts of sulfanilic acid (X) and 361 parts of nitrite solution (Y). 390 g of dye were obtained, minus NaCl 1.3% by weight. The vesuve content was 10% by weight, based on the dye.
  • the dye was prepared according to the general experimental procedure, using 170 parts of sulfanilic acid (X) and 344 parts of nitrite solution (Y). 347 g of dye were obtained, minus NaCl 1.3% by weight. The vesuve content was 6.8% by weight, based on the dye.
  • X sulfanilic acid
  • Y nitrite solution
  • the dye was prepared according to the general experimental procedure, using 177 parts of sulfanilic acid (X) and 357 parts of nitrite solution (Y). 352 g of dye were obtained, minus NaCl 0.16% by weight. The vesuve content was 5.8% by weight, based on the dye.
  • Example 10 23 parts (calc. 100%) of the dye obtained according to Examples 3 to 7 were dissolved as a moist press cake together with 5 parts of neopentyl glycol in 72 parts of a mixture of dilute sodium hydroxide solution and 25% ammonia at pH 9-10 (man formally receives the 1/1 sodium / ammonium salt). After clarification filtration, the dye solution was used directly for paper dyeing.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierungen von Salzen sulfonsaurer Azofarbstoffe umfassend: a) Herstellen von Vesuvin aus m-Phenylendiamin; b) ohne Zwischenisolierung des Vesuvins Kuppeln einer wenigstens äquimolaren Menge von diazotierten Aminoarylsulfonsäuren I H2N - Ar - SO3H (I) , wobei Ar Phenylen, das einfach mit Sulfo, oder Naphthylen, das ein- oder zweifach mit Sulfo und/oder einfach mit Hydroxy substituiert sein kann, bedeutet auf Vesuvin undc) Isolierung der Farbstoffe in ihrer Säureform und anschließendes Lösen in wässrigen Basen.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER FLUSSIGFORMULIERUNG VON SALZEN SULFONSAURER AZOFARBSTOFFE
Beschreibung
5
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierung von Salzen sulfonsaurer Azofarbstoffe.
Vesuvin und dessen Kupplungsprodukte wie C.l. Direct Brown 44 sind seit Anbeginn 0 der Farbstoffchemie bekannt. So ist dem Colour Index zu entnehmen, dass formal zwei Teile Sulfanilsäure auf ein Teil Vesuvin (Bismarck Brown C.l. 21000) gekuppelt werden, um zu C.l. Direct Brown 44 zu gelangen. Die hierin zitierte deutsche Patentschrift 46804 lehrt die Umsetzung von Vesuvin mit Sulfanilsäure. Das Produkt ist jedoch mit großen Mengen Vesuvin verunreinigt, die durch Filtration abgetrennt 5 werden. Der Farbstoff wird aus der wässrigen Lösung durch Aussalzen gewonnen. Ein durch Aussalzen erhaltener Farbstoff ist jedoch zur Herstellung von Flüssigformulierungen ungeeignet, da er mit einer viel zu hohen Salzfracht behaftet ist. Ferner sind derartige Isolierschritte sehr aufwendig.
0 Die JP 61 296 069 lehrt die Herstellung des Lithiumsalzes von Direct Brown 44, indem ausgehend vom Natriumsalz die Säure gefällt wird und anschließend mit Lithiumhydroxid das Lithiumsalz hergestellt wird.
Daher war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, dessen Ergebnis eine salzarme und vesuvinarme Flüssigformulierung des 5 Farbstoffs ist. Weiterhin soll das Verfahren eine gute Raum-Zeit-Ausbeute aufweisen bei möglichst wenig Abwasser.
Demgemäss wurde ein Verfahren zur Herstellung von Flüssigformulierungen von Salzen sulfonsaurer Azofarbstoffe gefunden umfassend: a) Herstellen von Vesuvin aus 0 m-Phenylendiamin; b) ohne Zwischenisolierung des Vesuvins Kuppeln einer wenigstens äquimolaren Menge von diazotierten Aminoarylsulfonsäuren I
H2N - Ar- SO3H (I),
5 wobei Ar Phenyien, das einfach mit Sulfo, oder Naphthylen, das ein- oder zweifach mit Sulfo und/oder einfach mit Hydroxy substituiert sein kann, bedeutet auf Vesuvin und c) Isolierung der Farbstoffe in ihrer Säureform und anschließendes Lösen in wässrigen Basen.
0 Als Diazokomponenten I sind Aminoarylsulfonsäuren wie o-, m- und p-
Aminobenzolsulfonsäure, 1 -Aminobenzol-3,5-disulfonsäure, 1 -Aminobenzol-2,4- disulfonsäure, 1 -Aminobenzol-2,5-disulfonsäure, 1 -Naphthylamin-2-sulfonsäure, 1- NaphthyIamin-3-sulfonsäure, 1 -NaphthyIamin-4-sulfonsäure, 1 -Naphthylamin-5- sulfonsäure 1 -Naphthylamin-6-sulfonsäure, 1 -Naphthylamin-7-sulfonsäure, 1 -Naphthyl- amin-8-sulfonsäure, 1 -Naphthylamin-3,6-disulfonsäure, 1 -Naphthylamin-3,8- disulfonsäure, 1-Naphthylamin-4,7-disulfonsäure, 1-Amino-8-hydroxynaphthalin-4,6- disulfon-säure, 1 -Amino-8-hydroxynaphthalin-4-sulfonsäure, 1 -Amino-8- hydroxynaphthalin-3,6-disulfonsäure, 2-Aminonaphthalin-1 -sulfonsäure, 2- Naphthylamin-5-sulfonsäure, 2-Naphthylamin-6-sulfonsäure, 2-Naphthylamin-7- sulfonsäure, 2-Aminonaphthalin-8-sulfonsäure, 2-Naphthylamin-1 ,5-disulfonsäure, 2- Naphthylamin-3,6-disulfonsäure, 2-Naphtylamin-4,8-disulfonsäure, 2-Naphthylamin- 5,7-disulfonsäure, 2-Naphthylamin-6,8-disulfonsäure, 2-Naphthylamin-3,6-disul- fonsäure, 2-Naphthylamino-5,7-disulfonsäure , 2-Naphthylamin-3,6,8-trisulfonsäure , 2- Amino-8-hydroxynaphthalin-6-sulfonsäure, 2-Amino-5-hydroxynaphthalin-7- sulfonsäure, 2-Amino-3-hydroxynaphthalin-6-sulfonsäure und 2-Amino-5- hydroxynaphthalin-1 ,7-disulfonsäure zu nennen.
Bevorzugt werden Aminoarylsulfonsäuren, bei denen Ar Phenyien oder Naphthylen bedeutet, die jeweils mit einer Sulfogruppe substituiert sein können. Besonders bevorzugt werden o-, m- und p-Aminobenzolsulfonsäure, insbesondere Sulfanilsäure (p-Aminobenzolsulfonsäure).
Die Diazotierung der Aminoarylsulfonsäuren I erfolgt mit üblichen Diazotierungsmitteln wie salpetriger Säure, die im Sauren aus Alkalinitrit gebildet wird. Weiterhin sind Nitrosylschwefelsäure und Alkylnitrit, speziell Neopentylglykoldinitrit, geeignete Diazotierungsmittel.
Nach Zerstörung des überschüssigen Nitrits, beispielsweise mit Amidosulfonsäure, wird das das Diazoniumsalz enthaltende Reaktionsgemisch der in der Regel wässrigen Lösung von Vesuvin zugesetzt. Die Kupplung erfolgt bevorzugt im pH-Bereich von 4 bis 8, besonders bevorzugt von 5 bis 6.
Man stellt den pH-Wert für die Kupplung mit dem Fachmann bekannten Mitteln ein. Hierfür geeignete Basen sind beispielsweise basische Metallhydroxide wie Natronlauge, basische Metallcarbonate wie Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonate, oder Natriumdihydrogenphosphate, Amine wie
Ethanolamin, oder Alkalisalze von Carbonsäuren wie Natriumacetat, Lithiumacetat, Kaliumacetat, Natriumformiat, Natriumpropionat, Natriumoxalat, Natriumsuccinat, Natriumglutamat, Natriumadipinat, Natriumglykolat, Natriumlactat, Natriummaiat, Natriumeitrat, Natriumtartrat, Natriumfumarat oder Natriummaleinat. Die Diazokomponenten I können einzeln oder in ihren Mischungen eingesetzt werden. Bei Einsatz der Gemische erhält man Farbstoffgemische, die auch unsymmetrisch substituierte Farbstoffe enthalten. Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante werden keine Diazokomponentengemische gekuppelt. Rein formal erhält man bei zweimolarer Kupplung einer Diazokomponente I auf Vesuvin einen symmetrischen Farbstoff. In der Regel liegt jedoch ein Gemisch aus dem einfachen, zweifachen, dreifachen und vierfachen Kupplungsprodukt vor.
Auf ein Mol Kupplungskomponente werden bevorzugt 1 bis 4, besonders bevorzugt 1 ,5 bis 2,5 insbesondere 1 ,8 bis 2,2 Mol Diazokomponente eingesetzt. Auf diese Weise kann man in der Regel ein Vesuvingehalt von < 10 Gew.-% im Produktgemisch erreichen.
Die Kupplung erfolgt in der Regel im Temperaturbereich von 0 bis 20°C. Um die Umsetzung zu vervollständigen wird bevorzugt auf Temperaturen von 20 bis 30°C erwärmt.
Erfindungsgemäß wird der sulfonsaure Azofarbstoff in seiner Säureform isoliert. Dies geschieht, indem man die Mischungen nach erfolgter Kupplung ansäuert. Bevorzugt stellt man einen pH-Wert im Bereich von 0 bis 4,5, besonders bevorzugt von 0 bis 2 ein. Nach einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird der pH-Wert schrittweise gesenkt. Das kann geschehen, indem man die Säure in mindestens zwei Portionen über einen Zeitraum von 15 bis 45 Minuten zugibt. Ebenso ist es möglich, die Säure in mehreren Portionen bis hin zu kontinuierlich zu dosieren.
Nach einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante ist es vorteilhaft, wenn man die Säure des sulfonsauren Azofarbstoffs bei Temperaturen von 20 bis 70 °C kristallisiert.
Man erhält die Säure des sulfonsauren Azofarbstoffs als Feststoff, der auf allgemein übliche Weise wie Filtrieren oder Zentrifugieren isoliert werden kann. So kann der Azofarbstoff auf einfachem Wege von seiner Salzfracht befreit werden. Vorzugsweise wäscht man den erhaltenen Farbstoff mit Wasser, bis der Salzgehalt < 5 Gew.-% bevorzugt < 2 Gew.-% ist.
Der sulfonsaure Azofarbstoff wird anschließend in verdünnten Basen gelöst. Je nach Wahl der Base erhält man das entsprechende Salz des Farbstoffs. Besonders bevorzugt werden die Natrium- und/oder Ammoniumsalze.
Als Salze kommen dabei Metall- oder Ammoniumsalze in Betracht. Metallsalze sind insbesondere die Lithium-, Natrium- oder Kaliumsalze. Unter Ammoniumsalzen im erfindungsgemäßen Sinne sind solche Salze zu verstehen, die entweder unsubstituierte oder substituierte Ammoniumkationen aufweisen. Substituierte Ammoniumkationen sind z.B. Monoalkyl-, Dialkyl-, Trialkyl-, Tetraalkyl- oder Benzyltrialkylammoniumkationen oder solche Kationen, die sich von stickstoffhaltigen fünf- oder sechsgliedrigen gesättigten Heterocyclen ableiten, wie Pyrrolidinium-,
Piperidinium-, Morpholinium- oder Piperaziniumkationen oder deren N-monoalkyl- oder N,N-dialkylsubstituierte Produkte. Unter Alkyl ist dabei im allgemeinen geradkettiges oder verzweigtes CrC2o-Alkyl zu verstehen, das durch ein oder zwei Hydroxylgruppen substituiert und/oder durch ein bis vier Sauerstoffatome in Etherfunktion unterbrochen sein kann. In der Regel werden Lithium-, Natrium-, Kaliumsalze oder NH4 +-Salze oder ihre Mischung hergestellt.
Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante stellt man Vesuvin aus m- Phenylendiamin her und setzt dieses ohne Zwischenisolierung zum sulfonsauren Azofarbstoff um.
Das Vesuvin wird dabei auf allgemein bekannte Weise hergestellt, indem man formal einen von drei Teilen m-Phenylendiamin tetrazotiert und auf die restlichen zwei Teile kuppeln lässt. Hierzu werden 3 Mol m-Phenylendiamin mit 1 ,5 bis 2,5 Mol, bevorzugt 1 ,8 bis 2,2 Mol Natriumnitrit im Sauren umgesetzt. Bevorzugt wird dabei ein Verfahren bei dem man die Säure über einen längeren Zeitraum beispielsweise 30 bis 60 bevorzugt 40 bis 50 Minuten zudosiert. Zur Vervollständigung der Reaktion stellt man den pH-Wert des Reaktionsgemisches auf 2 bis 4 und rührt noch einige Zeit nach. Die gesamte Umsetzung zum Vesuvin führt man bei einer Temperatur von -5 bis +25 °C, vorzugsweise 0 bis 15 °C durch. Nach beendeter Nitritzugabe wird das
Reaktionsgemisch über einen Zeitraum von 0,5 bis 4 Stunden gerührt. Anschließend kann zum Reaktionsgemisch direkt das Diazoniumsalz der Aminoarylsulfonsäure I dosiert werden.
Die wässrige Salzlösung des sulfonsauren Azofarbstoffs kann direkt für Flüssigformulierungen weiterverwendet werden.
Sofern erwünscht, werden die Farbstofflösungen mit solubilisierenden Zusätzen versetzt. Hierfür wird entweder seine Lösung oder bereits der Feststoff mit solubilisierenden Zusätzen versetzt. Solche Zusätze sind beispielsweise mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel wie C C4-Alkanole, z.B. Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, sec-Butanol oder tert-Butanol, Carbonsäureamide, wie N,N-Dimethylformamid oder N,N-Dimethylacetamid, Ketone oder Ketoalkohole, wie Aceton, Methylethylketon oder 2-Methyl-2-hydroxypentan-4-on, Ether, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan, Mono-, Oligo- oder Polyalkylenglykole oder - thioglykole, die C2-C6-Alkyleneinheiten aufweisen, wie Ethylenglykol, 1 ,2- oder 1 ,3- Propylenglykol, 1 ,2- oder 1 ,4-Butylenglykol, Neopentylglykol, Hexan-1 ,6-diol, Diethylenglykoi, Triethylenglykol, Dipropylenglykol, Thiodiglykol, Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol, andere Polyole, wie Glycerin oder Hexan-1 ,2,6-triol, C C4- Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglykolmonomethyl- oder - monoethylether, Diethylenglykolmonomethyl- oder -monoethylether, Diethylenglykol- monobutylether (Butyldiglykol) oder Triethyienglykolmonomethyl- oder - monoethylether, d-C^Alkylester von mehrwertigen Alkoholen, γ-Butyrolacton oder Dimethylsulfoxid. Geeignete solubilisierende Zusätze sind ferner Lactame, wie Caprolactam, Pyrrolidin-2-on oder N-Methylpyrrolidin-2-on, Harnstoff, cyclische
Harnstoffe, wie 1 ,3-Dimethylimidazolidin-2-on oder 1 ,3-Dimethylhexahydropyrimid-2-on sowie Polyacrylsäuren, Polyacrylsäurederivate, Polyvinylamine, Polyvinylamide, Polyvinylacetate, Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone, Polysiloxane oder Copolymere der jeweiligen Monomere. Desgleichen können Oligomere des Ethylenimins, Ethylenoxids oder Propylenoxids oder Derivate dieser Oligomere zur Anwendung kommen.
Bevorzugte solubilisierende Zusätze sind Harnstoffe, Mono, Di- oder Triethanolamin, Caprolactam, Mono-, Di- oder Trialkylenglykole, die C2-C5-Alkyleneinheiten aufweisen und/oder Oligo- und Polyalkylenglykole mit Ethylen- und/oder Propyleneinheiten sowie deren C C4-Alkylether und CrC^Alkylester. Ganz besonders bevorzugt sind Ethylenglykol, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylenglykol, Neopentylglykol, Butyldiglykol, Alkylpolyethylenglykole (MW 200 - 500), Harnstoffe und Caprolactam.
Bevorzugte Flüssigeinstellungen enthalten im wesentlichen
15 bis 30 Gew.-% sulfonsaure Azofarbstoffe (bezogen auf den Farbstoff ohne Gegenion)
0 bis 30 Gew.-% solubilisierende Zusätze
bezogen auf die Gesamtmenge der wässrigen Flüssigeinstellung. Besonders bevorzugt werden Flüssigeinstellungen, die im wesentlichen 15 bis 30 Gew.-% sulfonsaure Azofarbstoffe und 1 bis 30 Gew.-% bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% solubilisierende Zusätze speziell Ethylenglykol, 1 ,2- oder 1 ,3-Propylenglykol,
Neopentylglykol, Butyldiglykol, Alkylpolyethylenglykole (MW 200 - 500), Harnstoffe und/oder Caprolactam enthalten. Diese Flüssigeinstellungen zeichnen sich durch eine hervorragende Lagerstabilität aus. . Die Flüssigeinstellungen eignen sich unter anderem zum Färben und Bedrucken cellulosischer Fasermaterialien wie holzhaltige und holzfreie Papiermassen. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man verkaufsfertige Flüssigformulierungen von sufonsauren Azofarbstoffen, die die direkte Herstellung von Färbebädern durch ledigliches Verdünnen mit Wasser ermöglichen. Die Flüssigformulierungen weisen einen geringen Salzgehalt auf. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Flüssigformulierung von Salzen der sufonsauren Tetraazofarbstoffe in guter Raum-Zeit-Ausbeute und hoher Stabilität bei Temperaturen im Bereich von 4 bis 50 °C.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Bei den Angaben in Teilen handelt es sich um Gewichtsteile sofern nicht anders erwähnt.
Beispiele
Beispiel 1
Es wurden 173 Teile Vesuvin Base in 2500 Teilen eines Eis/Wassergemisches eingerührt. Zur Herstellung der Diazokomponente wurden 1300 Teile Wasser und 157 Teile 25 gew.-%ige Natronlauge vorgelegt und 170 Teile Sulfanilsäure darin gelöst. Zur Sulfanilsäure-Lösung wurden 1300 Teile Eis und 335 Teile 23 vol.-%ige Natriumnitrit Lösung zugegeben und durch Zugabe von 447 Teilen 20 %iger Salzsäure diazotiert. Nach einer kurzen Nachrührzeit wurde überschüssiges Nitrit durch Zugabe von Amidosulfonsäure zerstört.
Die Diazokomponente wurde zur Kupplungskomponente gegeben und mit Natronlauge ein pH - Wert von 5,0 - 6 eingestellt. Nach beendeter Kupplung wurde der pH-Wert durch Zusatz von Salzsäure auf pH 1 gestellt. Der feste Farbstoff wurde abfiltriert und mit Wasser salzfrei gewaschen und getrocknet. Man erhielt 360 g Farbstoff abzüglich 1 ,5 Gew.-% NaCI. Der Vesuvingehalt betrug 12 Gew.-% bezogen auf den Farbstoff.
Beispiel 2
20 Teile des nach dem Beispiel 1 erhaltenen Farbstoffs wurden als feuchter Presskuchen zusammen mit 5 Teilen 1 ,2-Propandiol in 72 Teilen verdünnter Natronlauge bei pH 10-12 gelöst. Nach Klärfiltration wurde die Farbstofflösung direkt zur Papierfärbung eingesetzt.
Allgemeine Versuchsvorschrift zu den Beispielen 3 - 7:
Zur Herstellung der Kupplungskomponente wurden 163 Teile m-Phenylendiamin in 900 Teilen Wasser und 45 Teilen 20%iger Salzsäure bei Raumtemperatur gelöst vorgelegt. Darin wurden 1300 Teile Eis eintragen. Danach wurden unter Rühren 76 Teile Natriumnitrit fest zugegeben. 395 Teile 20 %ige Salzsäure wurden innerhalb von 40 - 50 Minuten zudosiert und zur Vervollständigung der Reaktion nachgerührt. Mit 25 gew.-%iger Natronlauge wurde der pH auf 3 eingestellt und eine Stunde bei 3°C nachgerührt.
Zur Herstellung der Diazokomponente wurden 1300 Teile Wasser und 157 Teile 25 gew.-%ige Natronlauge vorgelegt und X Teile Sulfanilsäure darin gelöst. Zur Sulfanilsäure-Lösung wurden 1300 Teile Eis und Y Teile Natriumnitrit Lösung (23 vol.%ig) zugegeben und durch Zugabe von 447 Teilen 20%ige Salzsäure diazotiert. Nach einer kurzen Nachrührzeit wurde überschüssiges Nitrit durch Zugabe von Amidosulfonsäure zerstört.
Die Diazokomponente wurde zur Kupplungskomponente gegeben und mit Natronlauge ein pH-Wert von 5,0 - 6 eingestellt. Nach beendeter Kupplung wurde der pH-Wert durch Zusatz von Salzsäure auf pH 1 gestellt, der feste Farbstoff wurde abfiltriert und mit Wasser salzfrei gewaschen und getrocknet.
Beispiel 3
Der Farbstoff wurde nach der allgemeinen Versuchsvorschrift hergestellt, wobei 144 Teile Sulfanilsäure (X) und 283 Teile Nitritlösung (Y) eingesetzt wurden. Man erhielt 332 g Farbstoff, abzüglich NaCI 0,84 Gew.-%. Der Vesuvingehalt betrug 15 Gew.-% bezogen auf den Farbstoff.
Beispiel 4
Der Farbstoff wurde nach der allgemeinen Versuchsvorschrift hergestellt, wobei 170 Teile Sulfanilsäure (X) und 335 Teile Nitritlösung (Y) eingesetzt wurden. Man erhielt 350 g Farbstoff, abzüglich NaCI 0,46 Gew.-%. Der Vesuvingehalt betrug 12 Gew.-% bezogen auf den Farbstoff.
Beispiel 5 Der Farbstoff wurde nach der allgemeinen Versuchsvorschrift hergestellt, wobei 183 Teile Sulfanilsäure (X) und 361 Teile Nitritlösung (Y) eingesetzt wurden. Man erhielt 390 g Farbstoff, abzüglich NaC1 1 ,3 Gew.-%. Der Vesuvingehalt betrug 10 Gew.-% bezogen auf den Farbstoff.
Beispiel 6
Der Farbstoff wurde nach der allgemeinen Versuchsvorschrift hergestellt, wobei 170 Teile Sulfanilsäure (X) und 344 Teile Nitritlösung (Y) eingesetzt wurden. Man erhielt 347 g Farbstoff, abzüglich NaC1 1 ,3 Gew.-%. Der Vesuvingehalt betrug 6,8 Gew.-% bezogen auf den Farbstoff. Beispiel 7
Der Farbstoff wurde nach der allgemeinen Versuchsvorschrift hergestellt, wobei 177 Teile Sulfanilsäure (X) und 357 Teile Nitritlösung (Y) eingesetzt wurden. Man erhielt 352 g Farbstoff, abzüglich NaCI 0,16 Gew.-%. Der Vesuvingehalt betrug 5,8 Gew.-% bezogen auf den Farbstoff.
Beispiel 8
20 Teile des nach den Beispielen 3 bis 7 erhaltenen Farbstoffs wurden als feuchter Presskuchen zusammen mit 5 Teilen 1 ,2-Propandiol in 75 Teilen verdünnter Natronlauge bei pH 10-12 gelöst. Nach Klärfiltration wurde die Farbstoff lösung direkt zur Papierfärbung eingesetzt.
Beispiel 9
20 Teile des nach den Beispielen 3 bis 7 erhaltenen Farbstoffs wurden als feuchter Presskuchen zusammen mit 5 Teilen 1 ,2-Propandiol in 75 Teilen verdünnter, wässriger Ammoniaklösung bei pH 9-10 gelöst. Nach Klärfiltration wurde die Farbstofflösung direkt zur Papierfärbung eingesetzt.
Beispiel 10 23 Teile (ber. 100 %) des nach den Beispielen 3 bis 7 erhaltenen Farbstoffs wurden als feuchter Presskuchen zusammen mit 5 Teilen Neopentylglykol in 72 Teilen eines Gemisches aus verdünnter Natronlauge und 25 %-igem Ammoniak bei pH 9-10 gelöst (man erhält formal das 1/1 Natrium/Ammoniumsalz). Nach Klärfiltration wurde die Farbstofflösung direkt zur Papierfärbung eingesetzt.
Beispiel 11
23 Teile (ber. 100 %) des nach den Beispielen 3 bis 7 erhaltenen Farbstoffs wurden als feuchter Presskuchen zusammen mit 1 Teil eines Ethylpolyethylenglykol (MW 400) in 76 Teilen eines Gemisches aus verdünnter Natronlauge und 25 %-igem Ammoniak bei pH 9-10 gelöst (man erhält formal das 1/1 Natrium/Ammoniumsalz). Nach Klärfiltration wurde die Farbstofflösung direkt zur Papierfärbung eingesetzt
Beispiel 12
21 Teile (ber. 100 %) des nach den Beispielen 3 bis 7 erhaltenen Farbstoffs wurden als feuchter Presskuchen zusammen mit 5 Teilen eines Ethylpolyethylenglykols (MW
200) in 74 Teilen eines Gemisches aus verdünnter Natronlauge und 25 %-igem Ammoniak bei pH 9-10 gelöst (man erhält formal das 1/1 Natrium/Ammoniumsalz). Nach Klärfiltration wurde die Farbstofflösung direkt zur Papierfärbung eingesetzt Beispiel 13
23 Teile (ber. 100 %) des nach den Beispielen 3 bis 7 erhaltenen Farbstoffs wurden als feuchter Presskuchen zusammen mit 2,5 Teilen Harnstoff in 74,5 Teilen eines Gemisches aus verdünnter Natronlauge und 25 %-igem Ammoniak bei pH 9-10 gelöst (man erhält formal das 1/1 Natrium/Ammoniumsalz). Nach Klärfiltration wurde die Farbstoff lösung direkt zur Papierfärbung eingesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierung von Salzen sulfonsaurer Azofarbstoffe umfassend: a) Herstellen von Vesuvin aus m-Phenylendiamin; b) ohne Zwischenisolierung des Vesuvins Kuppeln einer wenigstens äquimolaren
Menge von diazotierten Aminoarylsulfonsäuren I
H2N - Ar - SO3H (I),
wobei Ar Phenyien, das einfach mit Sulfo, oder Naphthylen, das ein- oder zweifach mit Sulfo und/oder einfach mit Hydroxy substituiert sein kann, bedeutet auf Vesuvin und c) Isolierung der Farbstoffe in ihrer Säureform und anschließendes Lösen in wässrigen Basen.
2. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man ausgehend von o-, m- und/oder p- Aminobenzolsulfonsäure als Diazokomponente die Azofarbstoffe herstellt.
3. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man Vesuvin und Diazokomponente im stöchiometrischen Verhältnis 1 : 1 bis 1 : 4 einsetzt.
4. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Azofarbstoffe durch Einstellen des pH-Wertes auf 0 bis 4,5 isoliert.
5. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man durch schrittweises Ansäuern die Azofarbstoffe kristallisiert.
6. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die sulfonsauren Azofarbstoffe in ihrer Säureform bei Temperaturen von 20 bis 70 °C kristallisiert.
7. Flüssigformulierung erhältlich nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie solubilisierende Zusätze enthalten ausgewählt aus der Gruppe aus Harnstoffe, Mono-, Di- oder Triethanolamin, Caprolactam, Mono-, Di- oder Trialkylenglykole, die C2-C5-Alkyleneinheiten aufweisen, sowie Oligo- und Polyalkylenglykole mit Ethylen- und/oder Propyleneinheiten sowie deren C C -Alkylether und C C4-Alkylester. Flüssigformulierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie 15 bis 30 Gew.-% sulfonsaure Azofarbstoffe bezogen auf den Farbstoff ohne Gegenion und 0 bis 30 Gew.-% solubilisierende Zusätze bezogen auf die Gesamtmenge der wässrigen Flüssigeinstellung enthalten.
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