DE69614464T2

DE69614464T2 - Pigmentzusammensetzungen

Info

Publication number: DE69614464T2
Application number: DE69614464T
Authority: DE
Inventors: Kanwaljit Bal; Brian Tuck
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2016-07-06
Also published as: EP0758004B1; CN1140733A; KR970059238A; EP0758004A1; DK0758004T3; SK90096A3; CZ291033B6; US5800609A; CA2180928A1; ES2161980T3; JPH0948928A; CN1080288C; KR100433139B1; MX9602338A; AU715077B2; AU5839596A; SK281548B6; CZ205196A3; TW367348B; DE69614464D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des als Pigment Yellow 12 bekannten Diarylidpigments.
Diarylidpigmente werden in Öldruckfarbenanwendungen eingesetzt, und sie werden häufig geharzt, um vorteilhafte Eigenschaften, wie gutes Dispergiervermögen, guten Fluss und gute Farbkraft bereitzustellen.
Die Harzung mit hohen Anteilen ergibt auch Pigmente, die gute Durchsichtigkeit aufweisen.
Opake Produkte sind für einige Druckanwendungen, wie beim Zeitungsdruck verwendete kalt abbindende Druckfarben, erwünscht. Im Allgemeinen sind stark geharzte Diarylidpigmente zu durchsichtig, wenn ein opakes Pigment gefordert wird.
Chemical Abstracts, Band 113, Nr. 2, Abstract Nr. 8014e, beschreibt die Herstellung von Pigment Yellow 12 durch Kuppeln von 3,3'-Dichlorbenzidin und Acetoacetanilid in Gegenwart einer oberflächenaktiven Aminoxidverbindung. Das Azopigment wird als eine ausgezeichnete Durchsichtigkeit aufweisend beschrieben. Ein Harz wird während dieses Verfahrens nicht verwendet.
FR-A-1 226 652 beschreibt die Herstellung von geharzten Pigmenten. In Beispiel 7 wird die Synthese eines geharzten Pigment Yellow 12 beschrieben. Jedoch wird auf Seite 1 erwähnt, dass die erhaltenen geharzten Pigmente eine verbesserte Durchsichtigkeit, verglichen mit den Pigmenten selbst, aufweisen.
Wir haben nun überraschenderweise gefunden, dass es möglich ist, geharztes Pigment Yellow 12 herzustellen, das opak ist, jedoch die anderen durch Harzung bereitgestellten vorteilhaften Eigenschaften beibehält, wie gute Dispersion, Farbkraft, guter Glanz und Fluss in der Druckfarbe.
Pigment Yellow 12 ist das durch Kuppeln von Acetoacetanilid mit tetrazotiertem 3,3'-Dichlorbenzidin erhaltene Diarylidpigment.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein opakes, geharztes Pigment Yellow 12 bereitgestellt, das 10 bis 40 Gewichtsprozent eines Harzes, bezogen auf das Gewicht des Pigmentprodukts, enthält.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines opaken, geharzten Pigments Yellow 12 durch Umsetzen von Acetoacetanilid mit tetrazotiertem 3,3'- Dichlorbenzidin bereit, wobei die Reaktion in Gegenwart eines kationischen Tensids oder Aminoxidtensids ausgeführt wird.
Vor der Kupplungsreaktion wird die Kupplungskomponente normalerweise in einem Alkali gelöst und dann in feinverteilter Form durch Zugabe einer Säure, wie Essigsäure oder einem Gemisch von Essig- und Salzsäure, ausgefällt. Das Diarylidpigment wird dann durch Umsetzung dieser kuppelnden Komponente mit einer Lösung von tetrazotiertem Dichlorbenzidin gebildet. Das Pigment kann dann durch ein oder mehrere Verfahren, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, wie die Zugabe eines Farbstoffs, Zugabe eines Amins, Harzung und Wärmebehandlung, weiter behandelt werden.
Es ist bekannt, dass Eigenschaften des fertigen Pigmentprodukts durch Einarbeiten eines Tensids in den Reaktionsmechanismus während der Kupplungsreaktion modifiziert werden können. Beispielsweise beschreibt US 3 120 508 die Herstellung von Azopigmenten mit größerer Farbkraft und verbesserter Stabilität durch Kuppeln in Gegenwart eines Tensids. In einem weiteren Beispiel beansprucht US 4 927 466 die Bildung von Azopigmenten hoher Farbkraft und hoher Durchsichtigkeit durch Kuppeln in Gegenwart von bestimmten kationischen Tensiden.
Es ist dem Fachmann ebenfalls gut bekannt, dass die Eigenschaften von Pigmentprodukten modifiziert und durch die Verwendung von Kolophonium oder anderen Harzen in dem Verfahren verbessert werden können. Beispielsweise berichten W. Herbst und K. Hunger in, "Industrial Organic Pigments", VCH, Weinheim, 1993, Seite 206, dass die Zugabe von Harzen während des Verfahrens durchsichtige Pigmente mit feiner Teilchengröße ergibt.
Überraschenderweise haben wir nun gefunden, dass das Ausführen der Kupplungsreaktion in Gegenwart eines kationischen Tensids oder Aminoxidtensids, gefolgt von Harzung, Produkte ergibt, die erhöhte Opazität aufweisen.
Das Tensid kann vor dem Kuppeln zu der kuppelnden Komponente gegeben werden. Die kuppelnde Komponente kann aus der Lösung in Gegenwart eines Tensids, beispielsweise durch die Verwendung einer das Tensid enthaltenden Säure, ausgefällt werden, oder das Tensid kann nach Ausfällung, jedoch vor dem Kuppeln, zu der kuppelnden Komponente gegeben werden.
Das Tensid kann eine quaternäre Verbindung oder ein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin sein. Das Tensid kann auch ein Di-, Tri- oder Polyamin sein, oder ein Amin, das zusätzliche funktionelle Gruppen enthält oder ein Aminoxid.
Bevorzugte Tenside sind quaternäre Ammoniumverbindungen oder tertiäre Amine oder Aminoxide.
Die Menge an Tensid kann 1 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der verwendeten Kupplungskomponente, vorzugsweise 5-25 Gewichtsprozent, betragen.
In einigen Fällen liegt das Tensid in dem Pigmentprodukt gewöhnlich in Mengen von 0,5 bis 20 Gewichtsprozent des Pigments vor.
Beispiele für kationische Tenside sind
Cocoamin
Oleylamin
Dicocoamin
Dimethyldodecylamin
Cocodimethylamin
Dimethyloctadecylamin
Dicocomethylamin, wobei die Amine unter den Bedingungen der Kupplungsreaktionen protoniert werden,
Hexadecyltrimethylammoniumchlorid
Cocotrimethylammoniumchlorid
hydriertes Talgtrimethylammoniumchlorid Dicocodimethylammoniumchlorid
hydriertes Talgbenzyldimethylammoniumchlorid
N-Talg-1,3-diaminopropan
Beispiele für Aminoxidtenside sind
Cocodimethylaminoxid
Tetradecyldimethylaminoxid.
Die Temperatur der Reaktion während des Kuppelns kann über einen Temperaturbereich von 0º-50ºC, typischerweise 15 -35ºC, schwanken.
Das Pigment wird, nachdem es hergestellt wurde, durch Techniken unter Verwendung eines natürlichen oder synthetischen Harzes geharzt. Bevorzugte Harze sind Holzkolophonium oder Holz- oder Tallölharz, das chemisch durch beispielsweise Hydrierung, Disproportionierung, Polymerisation oder durch Reaktion mit einem organischen Reaktanten modifiziert wurde.
Der Verhältnis von Harz : Pigment kann in Abhängigkeit von dem Pigment über einen breiten Bereich schwanken und kann 10% bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Pigments, sein. Zusammen mit dem Harz können andere Additive zu dem Pigment gegeben werden. Beispiele für solche zusätzlichen Additive schließen ein zweites Tensid, langkettige Fettsäuren und Alkohole ein. Verwendete Tenside können vom anionischen Typ sein, wie Fettsäuretauride, Fettsäure-N-methyltauride, Fettsäureisothionate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkylphenolpolyglycolethersulfate und Fettalkoholpolyglycolethersulfate, Fettsäuren, wie Palmitin-, Stearin- und Ölsäuren; N-Oxide von tertiären Aminen oder Salzen davon; nichtionische Tenside, einschließlich Fettalkoholpolyglycolether (ethoxylierte Fettalkohole), Fettsäurepolyglycolester, Alkylphenolpolyglycolether und Dialkylpolyglycolether; Polyamine, Polyamide und ethoxylierte Amine. Alkohole können langkettige primäre Alkohole, wie Stearyl, Oleyl oder Cetyl, sein. Weitere Beispiele für Additive, die zu dem Pigment gegeben werden können, sind wasserlösliche Farbstoffe, die Azoverbindungen mit einer oder mehreren Wasser-solubilisierenden Gruppe(n), wie -CO&sub2;H oder -SO&sub3;H, substituiert, sein können.
Das Pigment kann während des erfindungsgemäßen Verfahrens auch weiteren Behandlungen unterzogen werden. Die Behandlungen schließen das Erhitzen bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei 80º bis 100ºC, und die Zugabe von Verbindungen eines mehrwertigen Elements, wie Zirkonium oder Aluminium, ein.
Das opake, geharzte Pigment Yellow 12 der Erfindung ist bei der Färbung von Oberflächenbeschichtungen, insbesondere Druckfarben, und bei der Färbung von Kunststoffen verwendbar.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Eine Lösung von 650 Teilen Acetoacetanilid in 6000 Teilen Wasser, das 150 Teile Natriumhydroxid enthält, wird durch Zugabe innerhalb 15 Minuten einer Lösung von 80 Teilen Essigsäure, 300 Teilen konzentrierter Salzsäure und 60 Teilen Cocotrimethylammoniumchlorid in 1000 Teilen Wasser angesäuert. Die erhaltene Aufschlämmung wird auf ein Volumen von 17000 Teilen bei pH 6 und eine Temperatur von 18ºC durch Zugabe von Säure, Eis und Wasser eingestellt. Die Acetoacetanilidaufschlämmung wird dann über einen Zeitraum von ungefähr einer Stunde bei pH 5,0 mit einer 10%igen Lösung von tetrazotiertem 3,3'-Dichlorbenzidin in verdünnter Salzsäure (hergestellt durch Tetrazotieren von 450 Teilen 3,3'-Dichlorbenzidin in verdünnter Salzsäure mit leichtem Überschuss an Natriumnitrit), wobei der pH-Wert durch gleichzeitige Zugabe von verdünnter Natriumhydroxidlösung gehalten wird, gekuppelt.
Eine Lösung von 650 Teilen Kaliumsalz von disproportioniertem Tallölharz in 2500 Teilen Wasser wird dann zu der Pigmentaufschlämmung gegeben, bevor die Temperatur der Aufschlämmung sich auf 90ºC erhöht und der pH-Wert durch die Zugabe von verdünnter Salzsäure auf 5,5 eingestellt wird. Nach Halten bei 90ºC für 20 Minuten wird eine Lösung von 100 Teilen basischer Zirkoniumcarbonatpaste in 60 Teilen konzentrierter Salzsäure und 1000 Teilen Wasser zugegeben. Die Aufschlämmung wird 5 Minuten bei 90ºC gehalten, dann auf 70ºC zurückgekühlt und das Pigmentprodukt abfiltriert, gewaschen und getrocknet.

Beispiel 2

Ein Produkt wird im Wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 80 Teile Cocodimethylamin anstelle des Cocotrimethylammoniumchlorids verwendet wurden.

Beispiel 3

Ein Produkt wird im Wesentlichen wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Endzugabe von basischer Zirkoniumcarbonatlösung weggelassen wird.

Beispiel 4

Ein Produkt wird im Wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 60 Teile Tetradecyldimethylaminoxid anstelle des Cocotrimethylammoniumchlorids verwendet werden.

Beispiel 5

Vergleichsbeispiel: Ein Produkt wird im Wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein Cocotrimethylammoniumchlorid während der Ausfällung der Kupplungslösung verwendet wird.

Beispiel 6

Vergleichsbeispiel: Ein Produkt wird im Wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 60 Teile eines ethoxylierten, langkettigen Fettalkohols anstelle des Cocotrimethylammoniumchlorids verwendet wurden.

Beispiel 7

Vergleichsbeispiel: Ein Produkt wird im Wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein Cocotrimethylammoniumchlorid während der Ausfällung dieser Kupplungslösung verwendet wird und 120 Teile eines Gemisches von Cetyl- und Stearylalkoholen vor der Zugabe zu der Pigmentaufschlämmung in der Harzlösung gelöst werden.

Beispiel 8

Druckfarben werden aus den Produkten von Beispielen 1-7, bei 11,5% Pigmentierung durch Drei-Walzen-Mahlen in einem typischen kalt abbindenden Lack hergestellt.
Die Dispersion wird durch mikroskopische Prüfung der Druckfarbe bewertet.
Coloristische Eigenschaften und Druckqualitäten werden visuell aus Druckfarben, hergestellt bei 1-1,2 g/m Filmgewicht Zeitungspapier, bewertet.
Die Opazität wird visuell durch Abziehen der Druckfarbe auf schwarzes Papier bewertet.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 angeführt, die, bezogen auf das Produkt von Beispiel 7, angegeben werden. Tabelle 1

Beispiel 9

Eine Lösung von 650 Teilen Acetoacetanilid in 6000 Teilen Wasser, das 150 Teile Natriumhydroxid und 80 Teile Cocotrimethylammoniumchlorid enthält, wird durch die Zugabe einer Lösung von 80 Teilen Essigsäure, 300 Teilen konzentrierter Salzsäure in 1000 Teilen Wasser innerhalb 15 Minuten angesäuert.
Die erhaltene Aufschlämmung wird bei pH 6,0 und einer Temperatur von 26ºC durch die Zugabe von Säure zu Wasser auf ein Volumen von 17000 Teilen eingestellt. Die Acetoacetanilidaufschlämmung wird dann innerhalb etwa einer Stunde bei pH 5,0 mit einer 10%igen Lösung von tetrazotiertem 3,3'-Dichlorbenzidin in verdünnter Salzsäure (hergestellt durch Tetrazotieren von 4.50 Teilen 3,3'-Dichlorbenzidin in verdünnter Salzsäure mit einem leichten Überschuss Natriumnitrit) gekuppelt. Der pH-Wert wird durch gleichzeitige Zugabe von verdünnter Natriumhydroxidlösung gehalten.
Eine Lösung von 650 Teilen des Kaliumsalzes von disproportioniertem Tallölharz in 2500 Teilen Wasser wird dann zu der gekuppelten Aufschlämmung gegeben, bevor die Temperatur der Aufschlämmung auf 90ºC erhöht wird und der pH-Wert durch die Zugabe von verdünnter Salzsäure auf 5,5 eingestellt wird. Nach Halten bei 90ºC für 20 Minuten wird die Aufschlämmung auf 70ºC zurückgeflusht und das Pigmentprodukt abfiltriert, gewaschen und getrocknet.
Das Produkt wird wie in Beispiel 8 beschrieben getestet und weist eine Opazität auf, die gleich jener des Produkts von Beispiel 2 ist.

Beispiel 10

Das Verfahren wird im Wesentlichen wie in Beispiel 9 beschrieben ausgeführt, mit der Ausnahme, dass das tertiäre Amintensid nach Ausfällung durch Zugabe von Säure anstelle zu der Kupplungskomponentenlösung zu der Kupplungskomponente gegeben wird.
Das Produkt wird wie in Beispiel 8 beschrieben geprüft und hat eine Opazität, die gleich der des Produkts von Beispiel 2 ist.

Claims

1. Opakes, geharztes Pigment Yellow 12, enthaltend 10 bis 40 Gewichtsprozent eines Harzes, bezogen auf das Gewicht des Pigmentprodukts.

2. Opakes, geharztes Pigment Yellow 12 nach Anspruch 1, das ebenfalls 0,5 bis 20 Gewichtsprozent eines kationischen Tensids oder Aminoxidtensids enthält:

3. Verfahren zur Herstellung eines opaken, geharzten Pigments Yellow 12 durch Umsetzen von Acetoacetanilid mit tetrazotiertem 3,3'-Dichlorbenzidin, wobei die Reaktion in Gegenwart eines kationischen Tensids oder Aminoxidtensids ausgeführt wird und die erhaltene Pigmentaufschlämmung geharzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Kupplungskomponente in Gegenwart des Tensids aus der Lösung ausgefällt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Kupplungskomponente durch Zugabe einer das Tensid enthaltenden Säure aus der Lösung ausgefällt wird.

6. Verfähren nach Anspruch 3, wobei das Tensid nach der Ausfällung, jedoch vor dem Kuppeln, zu der Kupplungskomponente gegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das kationische Tensid ein tertiäres Amin ist, das unter den Bedingungen der Kupplungsreaktion protoniert wird oder eine quaternäre Ammoniumverbindung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das kationische Tensid aus Dodecyldimethylamin, Cocodimethylamin, Hexadecyltrimethylammoniumchlorid und hydriertem Talgtrimethylammoniumchlorid ausgewählt ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Menge an Tensid 5-25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Kupplungskomponente, beträgt. ·

10. Verwendung eines opaken, geharzten Pigments Yellow 12 bei der Färbung von Oberflächenbeschichtungen.