Способ получения дневных флуоресцентных пигментов на основе мочевиноформальдегидной смолы Советский патент 1986 года по МПК C09D5/22 

f

Изобретение относится к технологии производства пигментов, в частности к способу получения дневных флуоресцентных пигментов, используемых в дневных флуоресцентных красках, карандашах, мелках и туши.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта и температуры его размягчения, а также упрощение технологического процесса. Дневной флуоресцентньй пигмент на основе мочевиноформальдегидной смолы получают конденсацией предварительно приготовленной мочевиноформальдегидной смолы с арилсульфамидом, взятым в соотношении t:О,55-1,86 соответственно в присутствии органического люминофора и красителя при 85-105 С с последующей обработкой кислотой до рН 1-3.

Изменение указанного соотношения смол и арилсульфамида приводит к ухудшению качества пигментов, его технологических свойств. Уменьшенное количество (менее 0,54 мае.ч. на 1 мае.ч. смолы) модифицирующего компонента - арилсульфамида приводит к получению реэиноподобной массы, которую невозможно размалывать, значительно ухудшается яркость пигмента. Увеличенное количество арилсульфамида приводит к образованию пигмента в виде стекловидной глыбы, которую очень трудно выгружать из аппарата и размалывать.

Количество кислоты, применяемой для кислотной обработки, ограничивается показателем рН 1-5. Увеличение количества кислоты до рН ниже 1 и уменьшение количества кислоты до рН выше 5 нежелательно, в первом случае из-за ее перерасхода, а во втором - из-за резкого снижения скорости осаждения пигмента.

При температуре ниже 85 С арил- сульфамид в системе находится в виде суспензии, поэтому реакция конденсации не идет. Температуру конденсации вьше t05°C, т.е. вьш1е температуры кипения системы, повышать нецелесообразно, так как для этого необходимо конденсацию проводить под давлением.

Кроме того,необходима обработка реакционной массы кислотой после конденсации.

Если вместо кислотной обработки продукта конденсации провести обра12358902

ботку водой, то образуется аморфный осадок (примеры 6-8), не пригодньм для применения в качестве пигмента. Температура кислотной обработки реакционной массы ограничивается пределами 85-105 С. Вьш1е 105°С повьш ать температуру нецелесообразно, так как

эта температура кипения реакционной массы при конденсации. Ниже 85 с об- 10 работку реакционной массы проводить невозможно, так как система кристаллизуется.

Мочевиноформальдегидную смолу получают следующим образом.

15 По перЕюму варианту смесь карбамида и нейтрализованного 8%-ным раствором едкого натра 37% формалина конденсируют в мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:1591 при

20 50°С и рН 7-8 и коэффициенте рефрак- 1ЩИ 1,400-1,420, затем добавляют 5%-ный раствор серной кислоты и конденсируют с фурфуролом при рН 5j1- 5,5 и температуре 98-102 С, после че25 го нейтрализуют 8%-ным раствором едкого натра до рН среды 7,5-8,5, до- конденсируют со второй порцией карбамида и проводят вакуум-сушку.

По второму варианту смесь карба30 мида и нейтрализованного 8%-ным раствором едкого натра 37% формалина конденсируют в мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:2,1 при 50- и рН 7р5-8,О, затем в присутст,, ВИИ хлористого цинка при 96-98 с и рН 4,8-5,0, после чего нейтрализуют 8%-ным раствором едкого натра до рН 7,5-8,5 с последукяцим концентрированием смолы при 75-85 0 (рН 7,5-8,5),

4Q коэффициенте рефракции 1,4600 - 1j4510 и доконденсируют со второй порцией (0,53 моль) карбамида и тет- раборнокислого натрия при 50-60°С,

45

Пример 1. В колбу, снабженную мешалкой, термометром, баней для обогрева, загружают 50 г н-толуол- сульфамида, 0,48 г 3-метокснбензант- рона, 0,48 г родамина С, 0,79 г родамина 6Ж и 50 г воды. Смесь при раз мешивании нагревают до , вьщер- жизают 15 мин после чего добавляют 50 г.,в пересчете на сухой остаток, мояевиноформальдегидной смолы (соотношение смолы и ti -толуолсульфамида

55 t;1) и размешивают при этой темпера-. туре 10 :мин. Затем реакционную массу обрабатывают 84 г водного раствора ортофосфорной кислоты до

эта температура кипения реакционной массы при конденсации. Ниже 85 с об- работку реакционной массы проводить невозможно, так как система кристаллизуется.

Мочевиноформальдегидную смолу получают следующим образом.

По перЕюму варианту смесь карбамида и нейтрализованного 8%-ным раствором едкого натра 37% формалина конденсируют в мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:1591 при

50°С и рН 7-8 и коэффициенте рефрак- 1ЩИ 1,400-1,420, затем добавляют 5%-ный раствор серной кислоты и конденсируют с фурфуролом при рН 5j1- 5,5 и температуре 98-102 С, после чего нейтрализуют 8%-ным раствором едкого натра до рН среды 7,5-8,5, до- конденсируют со второй порцией карбамида и проводят вакуум-сушку.

По второму варианту смесь карбамида и нейтрализованного 8%-ным раствором едкого натра 37% формалина конденсируют в мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:2,1 при 50- и рН 7р5-8,О, затем в присутстВИИ хлористого цинка при 96-98 с и рН 4,8-5,0, после чего нейтрализуют 8%-ным раствором едкого натра до рН 7,5-8,5 с последукяцим концентрированием смолы при 75-85 0 (рН 7,5-8,5),

коэффициенте рефракции 1,4600 - 1j4510 и доконденсируют со второй порцией (0,53 моль) карбамида и тет- раборнокислого натрия при 50-60°С,

Пример 1. В колбу, снабженную мешалкой, термометром, баней для обогрева, загружают 50 г н-толуол- сульфамида, 0,48 г 3-метокснбензант- рона, 0,48 г родамина С, 0,79 г родамина 6Ж и 50 г воды. Смесь при размешивании нагревают до , вьщер- жизают 15 мин после чего добавляют 50 г.,в пересчете на сухой остаток, мояевиноформальдегидной смолы (соотношение смолы и ti -толуолсульфамида

t;1) и размешивают при этой темпера-. туре 10 :мин. Затем реакционную массу обрабатывают 84 г водного раствора ортофосфорной кислоты до

рН 1 и охлаждан}т в течение 10 мин до комнатной температуры. Вьтавший кристаллический пигмент обрабатьша- ют 25 мл 10%-ного водного раствора едкого натра до рН 7,5, фильтруют, сушат и размалывают. Получают 98,5 г хрупкого порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента. Выход составляет 98,5%. Температура размягчения 165°С.

Укрьгоистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 110 г/см.

П р и м е р 2. Готовят смесь: 35,0 г банзолсульфамида, 0,47 г 1,3,5-трифенилпиразолина-2, 0,87 г красителя прямого бирюзового (суль- фиров нного фталоцианина меди) я .50 мл воды, нагревают до и после 10-минутного размешивания добавля ют 65 г, в пересчете на сухой остаток, мочевиноформальдегидной смолы, модифицированной фурфуролом (соотношение смолы и бензолсульфамида 1: : 0,54), размешивают при 10 мин и обрабатывают 85,0 г 5%-ного водного раствора щавелевой кислоты до рН 3, охлаждают в течение 15 мин до комнатной температуры, обрабатьюают 28 мл 10%-ного .водного раствора ед- кого натра до рН 9, фильтруют, сушат и размалывают. Получают 98,8 г пор-ош ка дневного флуоресцентного бирюзового пигмента. Выход составляет 98,8%. Температура размягчения .

Укрывистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 120 г/м.

П р и м е р 3. Готовят смесь: 65 г бензолсульфамида, 0,48 г 3-ме- токсибензантрона и 50 мл воды нагревают до 85°С и после 10-минутного размешивания добавляют 35 г, в пересчете на сухой остаток, мочевинофор- мальдегидной смолы (соотношение смо- лы и бензолсульфамида 1:1,86) и размешивают при 85°С 10 мин и обрабатывают 92 г 5%-ного раствора соляной кислоты до рН 1, охлаждают в течение Т5 мин до комнатной температуры, об- рабатьшают 28 мл 10%-ного водного раствора едкого натра до рН 9, фильтруют, сушат и размалывают.

Получают 98,8 г порошка дневного 55 флуоресцентного желтого пигмента. Выход составляет 98,8%, температура размягчения 170 С.

10

5

2025 3035

50 552358904

Укрывистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 124,8 г/м.

Красящая пленка, образованная 5 дневными флуоресцентными красками, включающими дневные флуоресцентные пигменты, полученные по примерам 1- 3, непрозрачна, поэтому при использовании таких красок не требуется предварительное нанесение подложек.

П р и м е р 4. Пигмент получают в условиях примера t с той разницей, что на конденсацию загружают 30 г h-толз Ьлсульфамида и 70 г, в пересчете на сухой остаток, мочевиноформальдегидной смолы (соотношение смолы и и-толуолсульфамида 1:0,43).

Получают оранжево-красный продукт в виде резиноподобной массы, которую невозможно размалывать. Температуру размягчения определить не возможно из-за невозможности заполнения капилляра .

П р и м е р 5. Пигмент получают ,в условиях примера 1 с той разницей, что на конденсацию загружают 70 г h-толуолсульфамида и 30 г, в пересчете на сукой остаток, мочевиноформальдегидной смолы (соотношение смолы и ь-толуолсульфамида 1:2,3).

Получают оранжево-красньм продукт в виде крупных стекловидных гранул, трудно подданищхся размолу, из-за чего температура размягчения не определяется.

Примеры 6-8. Проводят в условиях примеров 1-3 с той разницей, что вместо кислотной обработки реакционную массу после конденсации обрабатывают водой.

В случае, когда соотношение смолы и арилсульфамида составляет 1:t, образуется аморфный осадок, при соотношении 1:0,54 соответственно образуется резиноподобный аморфный осадок, при соотношении 1:1,86 соответственно образуется аморфньй осадок, который начинает кристаллизоваться спустя 24 ч, причем красящая пленка, полученная на основе продукта кристаллизации, прозрачна.

П р и м е р 9. Проводят в условиях примера 1 с той разницей, что реакционную массу после конденсации обрабатьЕвают 80 г 3%-ного водного раствора ортофосфорной кислоты до ipH 5. Пряная кристаллизация пигмен40

та происходит за время охлаждения до

комнатной температуры (в течение 15 мин). Получают 98,5 однородного порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента. Температура размягчения .

Укрьюистость вэдно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 110 г/м .

Пример 10. Проводят в условиях примера 1 с той разницей, что реакционную массу после конденсации обрабатьшают 75 г 3%-ного водного раствора ортофосфорной кислоты до рН 6. Полная кристаллизация пигмента происходит спустя 35 мин после охлаждения реакционной массы до комнатной температуры. Получают 97,5 г однородного порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента с температурой размягчения 163°С.

Укрывистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 152 г/м.

Таким образом, резкое увеличение времени кристаллизации (более чем в три раза) и снижение температуры размягчения на 2°С при обработке реак- 1ЩОННОЙ массы после конденсации кислотой до рН 6 позволяет считать верхним пределом обработки кислотой до рН 5.

Пример 11. Проводят в условиях примера 9 с той разницей, что не проводят щелочную обработку вьтавше- го кристаллического пигмента. Получают 98 г однородного порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента, температура размягчения . Водная вытяжка при обработке 1 г пигмента имеет рН 2, 3. После отмывки пробы пигмента от кислоты, температура размягчения 165°С.

Составитель А.Молин Редактор Г.Волкова Техред М.Ходанич

Заказ 3060/22 Тираж 644Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб„, д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Дневной флуоресцентный пигмент, полученный по примеру 11, используют для получения мелков. В этом случае 5 свободная кислота нейтрализуется при смешении с мелом (СаСО ) .

Качество пигментов по примерам 1- 3: однородный порошок оранжево-красного цвета, по цветовому току и яр- 10 кости накраски близок накраске стан- дар тного образца, температура размягчения 165°С, остаток просева на сите с сеткой 01К 1,85% (пример 1); одно- родньв порошок бирюзового цвета, по 15 цветовому тону и яркости накраски близок накраске стандартного образ- ца, температура размягчения остаток просева на сите с сеткой 01К 1,9% (пример 2); однородный порошок 20 желтого образца, температура размягчения 170 С, остаток просева на сите с сеткой 01К 1,95 (пример 3).

Таким образом, отличием дневных .флуоресцентных пигментов, полученных 25 по предлагаемому способу, от известных является более высокая температура размягчения 165-171 С против 120-140°С.. .

30 Кроме того, по предлагаемому способу получают пористые хрупкие дневные флуоресцентные пигменты в отличие от известных, которые получают в виде монолитной стекловидной глы35 бы, которую очень трудно выгружать из реакгдионной емкости и которую необходимо небольшими порциями направлять на повторную конденсацию. Длительность предлагаемого технологи4(1 ческого процесса 2-3 ч, в отличие от 20-26 ч по известному способу, Выход ц.елевого продукта повьш1ается с 78-82 до 98%.

Корректор М.Самборская