DE2849618C2

DE2849618C2 -

Info

Publication number: DE2849618C2
Application number: DE19782849618
Authority: DE
Inventors: George Heddle Dr. Cincinnati Ohio Us Robertson; Alistair Brodie Paisley Renfrewshire Schottland/Scotland Gb Boyd
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1977-11-18
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1988-04-21
Also published as: CA1118961A; DE2849618A1; FR2409293B1; JPS6256189B2; FR2409293A1; JPS5478728A; DK153328C; DK514178A; NL7810923A; DK153328B; CH637155A5

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Azopigmenten mit bestimmten Aminen oder mit deren Derivaten.

Die Herstellung von Pigmentgranulaten durch Verfahren einer wäßrigen Pigmentdispersion mit einer Lösung eines wasserunlöslichen organischen Trägerstoffes in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit ist be kannt. Die nach diesem bekannten Verfahren erhält lichen Produkte enthalten jedoch etwas Lösungsmittel und es ist nötig, letzteres durch Destillation zu entfernen.

Es wurde nun gefunden, daß man das Produkt direkt, ohne Verwendung von organischen Lösungsmitteln erhalten kann.

Aus der GB-PS 14 06 797, 14 55 653 und 14 56 331 und aus der US-PS 36 71 281 ist auch bekannt, daß bestimmte Pigmente mit organischen Lösungsmitteln wie aromatische Amine, ohne Zugabe von Trägerstoffen be handelt werden können um die Pigmenteigenschaften zu verbessern. Das organische Lösungsmittel wird dabei im allgemeinen entweder durch Waschen oder durch Dampf destillation entfernt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behand lung von Azopigmenten, mit aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Aminen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pigment mit einem gegebenenfalls substituierten Amino benzol oder einem linearen, verzweigten oder substituierten Alkyl- oder Cycloalkylamin mit 6-12 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Amins be handelt und danach die Pigment/Amin-Zusammensetzung mit Wasser und einer Säure bei einem pH, bei welchem sich das Amin voll ständig in Wasser löst, behandelt und zum Schluß das amin freie Pigment abtrennt.

Das aminfreie Pigment kann nach üblichen Methoden isoliert werden, wie beispielsweise durch Abfiltrieren oder Waschen.

Das Amin ist bei Temperaturen unter 100°C flüssig, im alkalischen pH-Bereich wasserunlöslich, aber im sauren pH-Bereich wasserlöslich.

Unter ggf. substituiertem Aminobenzol versteht man z. B. Anilin oder ein N-Mono- oder N,N-Di-alkylanilin, worin die jeweiligen Alkylgruppen 1-8 Kohlenstoffatome aufweisen. Von besonderem Interesse sind Anilin, N-Methylanilin, N-Aethyl anilin, N-Propylanilin, N-Butylanilin, N,N-Dimethylanilin, N,N-Diäthylanilin, N,N-Dipropylanilin, N-Cyclohexylanilin, N-Cyclohexyl-N-hydroxyäthylanilin, N-Octylanilin, N-Methyl- o-toluidin, N-Aethyl-p-toluidin, N-Butyl-m-toluidin, N,N- Diäthyl-m-toluidin, Methylanthranilat. Bevorzugt ist aber N,N-Diäthylanilin.

Lineares, verzweigtes oder substituiertes Alkyl- oder Cycloalkylamin mit 6-12 Kohlenstoffatomen ist bevor zugt lineares oder verzweigtes Alkylamin mit 6- 12 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise n-Hexylamin, n-Octylamin, Di-isobutylamin, ein syntheti sches verzweigtes Dodecylamin, und vorzugsweise 2-Aethyl-hexylamin.

Azopigmente, bei denen die erfindungsgemäße Behandlung besondere Vorzüge zeigt sind Mono- und Disazopigmente basierend auf Kupplungskomponenten der Arylamid- und Pyrazolonreihe, beispielsweise Azopigmente mit der folgenden Grundstruktur:

a) A-N = N-B für Monoazopigmente basierend auf Monoaminen und monofunktionelle Kupplungskomponenten;
b) B-N = N-C-N = N-B für Disazopigmente basierend auf Diaminen und monofunktionellen Kupplungskomponenten;
c) A-N = N-D-N = N-A für Disazopigmente basierend auf Mono aminen und bifunktionellen Kupplungskomponenten.

Beispielsweise von Monoaminen für den Rest A in den Strukturen a) und c) sind:
2-Nitroanilin, 4-Nitro-anilin, 2-Nitro-4-methyl-anilin, 2-Nitro-4-chlor-anilin, 2-Nitro-4-methoxy-anilin, 2-Nitro-4-ethoxy-anilin, 2-Methyl-4-nitro-anilin, 2-Chlor- 4-nitro-anilin, 2-Methoxy-4-nitro-anilin, 2-Methoxy-4- nitro-anilin, 2,5-Dichloranilin, 2,4-Dichloranilin, 2,4,5-Trichloranilin, 2-Methyl-4-chlor-anilin, 2,4-Dinitro- anilin, sowie 2-Carboxyanilin und 3-Carboxy-6-cloranilin.

Beispiele von Diaminen für den Rest C in Struktur b) sind:
3,3′-Dichlorbenzidin, 2,2′-Dichlorbenzidin, 2,2′-5,5′- Tetrachlorbenzidin, 3,3′-Dimethoxybenzidin, 2,2′-Dichlor- 5,5′-dimethoxy-benzidin und 3,3-Dimethylbenzidin.

Beispiele von monofunktionellen Kupplungskomponenten für den Rest B in den Strukturen a) und b) sind die Aceto acetyl- und 2-Hydroxy-3-naphthoylderivate von Anilin, 2-Chloranilin, 2-Methoxy-anilin, 2-Aethoxy-anilin, 2-Methyl-anilin, 4-Methyl-anilin, 4-Methoxy-anilin, 4-Aethoxy-anilin, 2,4-Dimethyl-anilin, 2-Methoxy-4-chlor- anilin, 2,4-Dimethoxy-anilin, 2,4-Dimethoxy-5-chlor- anilin, 2,5-Dimethoxy-4-chlor-anilin, 5-Amino-benzimida zolon, 4-Methyl-7-amino-chinolon oder Pyrazolonderivate, wie 1-Phenyl-3-methyl-pyrazol-5-on, 1-Tolyl-3-methyl- pyrazol-5-on und 1-Phenyl-3-carbäthoxy-pyrazol-5-on oder heterocyclische Verbindungen wie beispielsweise Barbitur säure oder ferner 2-Hydroxynaphthalin.

Beispiele von bifunktionellen Kupplungskomponenten für den Rest D in Struktur c) sind die Bis-acetoacetyl- und Bis-2-Hydroxy-3-naphthoylderivate der folgenden Diaminen:
1,3 Diamino-benzol, 1,3-Diamino-4-chlorbenzol, 1,4-Diamino- benzol, 1,4-Diamino-2-methyl-5-chlor-benzol, 1,4-Diamino-2, 5-dichlor-benzol, 3,3′-Dimethyl-benzidin und 3,3′-Di- methoxy-benzidin.

Für die anfängliche Behandlung mit dem Amin kann das Azopigment in Form von trockenem Pulver, Preßkuchen oder wäßriger Aufschlämmung vorliegen.

Wenn das Pigment in Form von trockenem Pulver verwendet wird, so wird es im allgemeinen dem Amin in einer Kon zentration zugegeben, welche entweder eine flüssige Dispersion, die leicht gerührt werden kann, oder einen dicken Teig ergibt, der mit einem Hochleistungsmischer nach üblichen Methoden vermischt werden kann.

Wenn das Pigment in Form von Preßkuchen verwendet wird, so können ähnliche Mischer, d. h. Rührer für flüssige Dispersionen oder Hochleistungsmischer für viskose Massen verwendet werden.

Nach der erfindungsgemäßen Methode wird das Wasser durch Abdestillieren vom System abgetrennt, beispielsweise durch Ausführen der Behandlung bei Temperaturen über 100°C. Gleichwohl ob das Pigment in Pulver- oder Preßkuchenform zugesetzt wird, muß nach abgeschlossener Behandlung mit dem Amin die Mischung mit einer genügenden Menge Wasser und bei geeignetem pH behandelt werden, um das Amin zu lösen und zwar hauptsächlich als dessen Salz. Das Pigment wird dann isoliert, beispielsweise durch Abfiltrieren und Auswaschen des Amins. Das vollständige Auswaschen des Amins wird, wenn nötig, durch Zugabe von Säure zu dem Waschwasser gewährleistet, wobei danach neutral gewaschen werden kann. Das Trocknen geschieht nach üblichen Methoden.

Die Behandlungszeit kann von wenigen Sekunden bis mehreren Tagen variieren, je nach Pigment. Amin, Tempe ratur und erwünschte Eigenschaftsänderung. Längere Behandlung, höhere Temperatur und aromatische Amine er geben beispielsweise ausgeprägtere Eigenschaftsänderungen. Eine besondere Ausführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens besteht darin, daß die Behandlungszeit durch geeignete Zugabe von Wasser bei geeignetem pH, wobei das organische Amin entfernt wird, sorgfältig gesteuert werden kann, um die erwünschte, spezifische Eigenschaftsverbesserung zu erreichen.

Die erforderliche Menge an Amin hängt zum Teil vom angewendeten Verfahren ab, d. h. beispielsweise ob das Pigment in Pulver- oder Preßkuchenform oder ob eine flüssige oder eine viskose Zusammensetzung erwünscht wird. Die Menge an Amin ist vorteilhaft größer als 2 Gew.-% und bevorzugt größer als 15 Gew.-%, bezogen auf die Pigmentmenge.

Die Behandlungstemperatur kann zwischen 0°C und 150°C variieren; bevorzugt wird aber bei Temperaturen über 50°C gearbeitet. Arbeitet man mit Pigmenten in Preßkuchenform, so wird das Wasser entfernt und auf Temperaturen bis nahe an den Siedepunkt des Amins bei atmosphärischem Druck geheizt. Wenn aber die Temperatur höher als der Siedepunkt des Amins ist, so muß bei Überdruck gear beitet werden. Bei der Anwendung von Pigmenten in trockener Pulverform ist bei Behandlungstemperaturen, die über dem Siedepunkt des Amins liegen, ebenfalls Überdruck erforderlich.

Die zur Entfernung des Amins verwendete Säure kann jeg liche Säure sein, die mit dem entsprechenden Amin ein wasserlösliches Salz bildet. Geeignete Säuren sind aliphatische Carbonsäuren mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, organische Sulfonsäuren oder Mineralsäuren. Bevorzugt werden Salzsäure, Schwefelsäure oder Essigsäure. Die zur Lösung des Amins notwendige Menge an Säure hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise Anfangs-pH, Salzgehalt des Wassers, Temperatur und Konzentration; im allgemeinen ist ein pH <5 für die Lösung des Amins er forderlich, aber ein pH <3,5 ist bevorzugt, um die vollständige Entfernung des Amins zu gewährleisten.

Die Aminverbindung kann dann zurückgewonnen werden, indem man durch Zugabe von Alkali das pH des Filtrats über 7, bevorzugt über 10, erhöht. Dabei scheidet das Amin aus und kann zur erneuten Verwendung, beispielsweise durch Dekantieren, vom Wasser abgetrennt werden. Wenn nötig, kann das zurückgewonnene Amin durch Dampfdestillation zusätzlich gereinigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine leichte Steuerung der durch die Behandlung erzielten Eigen schaftsänderungen und stellt eine einfache Methode der Lösungsmittelentfernung sowie der Pigmentisolierung dar. Das als gelöstes Salz im Filtrat anfallende Amin kann durch Alkalizugabe leicht zurückgewonnen werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können folgende Eigen schaften verbessert werden: Glanz, rheologisches Ver halten, und insbesondere Deckkraft, Licht- und Wetterecht heit.

Eigenschaften wie Deckkraft sowie Licht- und Wetterecht heit sind besonders gewünscht für dunkeltönige Anstrich farben für extremen Gebrauch.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, worin sofern nicht anders vermerkt, die Teile Gewichtsteile bedeuten.

Beispiel 1

In 100 Teile C. I. Pigmentgelb 17 in Form eines 25 Gew.-%igen wäßrigen Preßkuchens werden unter Rühren 100 Teile Diäthylanilin zugegeben. Die Temperatur wird auf 120°C erhöht durch eintauchen des Reaktionsgefäßes in ein Ölbad. Dabei wandert das Pigment in das Diäthyl anilin und es bildet sich, bei gleichzeitigem Abdampfen des Wassers, eine dickflüssige Paste. Es wird bei gleich bleibender Temperatur während 3 Stunden weiterbehandelt. Das in der Mischung enthaltene Wasser wird vollständig durch Abdampfen entfernt. Die Paste wird dann auf 80°C abgekühlt, bevor unter Rühren die zur Herstellung einer 5gew.-%igen wäßrigen Aufschlämmung mit pH 1 des Pigments erforderliche Menge verdünnter Salzsäure zugegeben wird. Das Diäthylanilin wird in der Form seines löslichen Hydrochlorids mit Wasser extrahiert und das in Pulver form zurückgebliebene Pigment wird neutralgewaschen und getrocknet.

Bei Verwendung in Drucktinten und Anstrichfarben ergibt das so behandelte Pigment einen Film mit bedeutend höherer Deckkraft als das gleiche Pigment, das einer ähnlichen Behandlung, jedoch ohne Zugabe von Diäthylanilin, unter worfen wird.

Beispiel 2

10 Teile C. I. Pigmentgelb 17 in Pulverform, erhalten durch die übliche Diazotierung und Kupplung, werden zu 100 Teilen Diäthylanilin gegeben und die Temperatur auf 120°C erhöht. Die flüssige Dispersion wird während 3 Stunden bei derselben Temperatur behandelt und dann auf 80°C abgekühlt. Die Mischung wird der zur Herstellung einer 5gew.-%igen wäßrigen Aufschlämmung mit pH 1 des Pigments erforderlichen Menge verdünnter Salzsäure zu gegeben. Das Diäthylanilin wird in der Form seines lös lichen Hydrochlorids mit Waser extrahiert und das in Pulverform zurückgebliebene Pigment wird neutral gewaschen und getrocknet. Bei Verwendung in Anstrichfarben auf Basis von Alkyd-Melamin/Formaldehyd-Harzen ergibt das so behandelte Pigment im Vergleich zum gleichen aber unbehandelten Pigment eine bessere Deckkraft sowie höheren Glanz und bessere Wetterechtheit.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 2 wird wiederholt mit der einzigen Ausnahme, daß als Pigment C. I. Pigmentgelb 83 verwendet wird, welches nach der in der GB-PS 9 86 116, Beispiel 15, beschriebenen Methode vorbehandelt wurde. Bei Verwendung in Anstrichfarben auf Basis von Alkyd- und Melamin/Formaldehyd-Harzen ergibt das erfindungsge mäß behandelte Pigment im Vergleich zu demselben unbehandelten Pigment ebenfalls eine Verbesserung der Deckkraft, des Glanzes und der Wetterechtheit.

Beispiel 4

10 Teile C. I. Pigmentgelb 13 in Pulverform, erhalten durch die übliche Diazotierung und Kupplung werden mit 100 Teilen 2-Aethyl-hexylamin vermischt und 48 Stunden gerührt. Das Gemisch wird dann in verdünnter Salzsäure gegeben und wie in den Beispielen 1 und 2 aufgearbeitet. Bei Einarbeitung in Drucktinten auf Basis von Nitro cellulose ergibt das erfindungsgemäß behandelte Pigment gegenüber dem gleichen, aber unbehandelten Pigment, eine deutliche Verbesserung des Glanzes und des rheologischen Verhaltens.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von Azopigmenten mit aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Aminen, dadurch ge kennzeichnet, daß man das Pigment mit einem gegebenenfalls substituierten Aminobenzol oder einem linearen, verzweigten oder substituierten Alkyl- oder Cycloalkylamin mit 6-12 Kohlenstoffatomen bei einer Temperatur oberhalb des Schmelz punktes des Amins behandelt und danach die Pigment/Amin- Zusammensetzung mit Wasser und einer Säure bei einem pH, bei welchem sich das Amin vollständig in Wasser löst, behandelt, und zum Schluß das aminfreie Pigment abtrennt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin Anilin, N-Mono- oder N,N-Di-alkyl-anilin bedeutet, worin die jeweiligen Alkylgruppen 1-8 Kohlenstoffatome auf weisen oder das Amin ein lineares oder verzweigtes Alkylamin mit 6-12 Kohlenstoffatomen sein kann.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin N,N-Diäthylanilin oder 2-Aethylhexylamin ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Azopigment ein Mono- oder Disazopigment, basierend auf Kupplungskomponenten der Arylamid- und Pyrazolonreihe, ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment in Pulverform verwendet wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment in Preßkuchenform verwendet wird, und das Wasser durch Abdestillieren vom System entfernt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Amin größer als 2 Gew.-%, bezogen auf das Pigment, ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure eine aliphatische Carbonsäure mit 1-4 Kohlenstoff atomen, eine organische Sulfonsäure oder eine Mineralsäure ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure Salzsäure, Schwefelsäure oder Essigsäure ist.