Способ получения кристаллической модификации органических пигментов Советский патент 1988 года по МПК C09B67/48 

(21)3979248/23-05

(22)25.11.85

(46) 23.01.88. Бюл. № 3

(72) Н.П. Штанов, В.А. Мороз,

С.А. Коваленко, В.Г. Кисельков,

О.П. Шеляпин и В.И. Тихонов

(53) 667.622.32(088.8)

(56) Патент США № 3523030, .

кл. 106-288, опублик. 1970.

Патент Англии № 1140836, кл. С 09 В 67/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 1030391, кл. С 09 В 67/12, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1079655, кл. С 09 В 67/00, 1984,

Авторское свидетельство СССР № 64-2344, кл. С 09 В 67/00, 1978.

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ- МОДИФИКАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ПИШЕНТОВ (57) Изобретение относится к анилино- красочной промышленности, в частно-- сти к способу получения кристаллической модификации органических пигментов. Проведение активации органического пигмента в вихревой трехкамерной мельнице с минеральной солью в при-; сутствии соли карбоновой кислоты с числом углеродных атомов 6-20 и t,, 95-205 С при соотношении (мае.ч.) 1:1-3:0,05-0,15 с последующей обработкой органическим растворителем в присутствии 0,01-0,03 мае.ч. на 1 мае.ч. исходного пигмента октаде- канола или 1-аминооктадекана при 80- позволяет повысить степень дисперсности пигмента с 7-15 мкм до I3мкм, устойчивость к свету на 1 балл, к термообработкам с 200-370 до 230- 380°С (в зависимости от пигмента) и сократить длительность технологии в

4раза. 4 табл.

(О

СО

со

с

00 Сд IsD

Изобретение относится к анилинокра- сбчной промьшшенности, в частности к способу получения кристаллической модификации органических пигментов.

Цель изобретения - повьшение дисперсности, устойчивости к свету, миграции и термообработкам, а также сокращение длительности технологии.

Сущность предложенного способа заключается в активации исходного пиг-f мента со смесью минеральной соли и соли карбоновой кислоты с числом атомов . углерод.а С т.пл. 95-205°С в соотношении (мае.ч.) 1;1-3:0,05- -0,15 в вихревой трехкамерной мельнице в течение 1-5 циклов / длительность цикла 1 ,5-1 мин) при скорости вращения ротора мельницы 10-12 тыс.

5

каном или октадеканолом препятствует агрегированию пигментных частиц при сушке и приводит к тому, что сохраняется высокая дисперсность пигментного порошка. Преимуществом такой последовательности обработки пигментных частиц является мягкая текстура, что расширяет отрасли применения пигментов как в водных, так и неводных средах и водно-органических флексо- графских красках. Использование минеральной соли в количестве менее 1 мае.,ч. неэффективно, так как значительно увеличивается время активации, а активированный пигмент после обработки не способен переходить в требуемую 1 :ристаллическую модифика- цию. Увеличение количества минераль

об/мини последующей обработке активи- 2Q ной соли более 3 мае,ч. на 1 мае.ч.

рованнои смеси в пластичном режиме при бО-ЭО С органическим растворителем в .количестве 0,3-1 мае.ч. на 1 мае.ч. сухого пигмента, содержащим 0,01-0,03 мае.ч. 1-аминооктадекана . или октадеканола. В качестве органического растворителя пригодны такие углеводороды, как трихлорэтилен, ди- метилформамид, этиленгликоль, уксусная кислота, бензол и ряд других. В качестве минеральной соли пригодны водорастворимые неорганические соединения щелочных, щелочно-зёмельных металлов, их смеси, а также водорастворимые соли других металлов.

В качестве соли карбоновой кислоты

10

и

с числом атомов углерода т.пл, 95-205°С пригодны рицинолеат алюминия, цинка; нафтенат свинца, марганца; олеат алюминия; стеарат меди, свинца, цинка, кальция, бария; абиетат меди; лаурат цинка; линолеат кобальта; пальмитат цинка; резинат цинка, свинца, марганца, ко бальта, кальция, алюминия, железа и другие. Температура плавления 205°С является предельной для этих солей карбоновых кислот. Использование соли карбоног вой кислоты ст.пл, менее 95°С приводит вследствие их плавления (мельница разогревается до 80-90°С) к зали панию смеси пигмента и соли на узлах мельницы и комкованию, что приводит к снижению активации. Добавление эти солей в количестве 0,05-0,15 мае,ч, способствует повышению не только эффективности активаций, но и увеличению дисперсности и укрываемоети, а последующая обработка 1-аминооктаде5

0

5

0

5

0

5

пигмента целесообразно вследствие увеличения материального Индекса и образования повьш1енного количества сточных вод, что связано с увеличением энергозатрат на их утилизацию.

Количество соли карбоновой кислоты Сд- Cji, менее 0,05 мае.ч, недостаточно для интенсификации процесса перевода пигментных частиц в активное (возбужденное) состояние и как следствие этого, не позволяет полностью осуществлять фазовые переходы в требуемую кристаллическую структуру и не приводит к достижению колористических показателей пигментов и дисперсности их частиц. Превьшение количества соли карбоновой кислоты C, более 0,15 мае.ч. экономически нецелесообразно из-за того, что не происходит повышения красящей спо- собноети и диеперсности целевого продукта и приводит к высокому значению коэффициента уплотнения активированного продукта, ухудшая тем самым показатели укрывистости .и маслоемкости.

При обработке активированной сме-. си органическим растворителем, содержащим 1-аминооктадекан или октадекаг НОЛ в количестве менее 0,01 мае.ч, качеетво получаемых пигментов неудовлетворительное из-за неполного емачи- вания и модифицирования чаетиц, , вследствие чего ухудшается дисперсность после сушки, затрудняется перестройка кристаллов и образование необходимой модификации. Превьш1ение количества 1-аминооктадекана или I-октадеканола более 0,03 мае.ч, при оди10

маковом качестве и 1солористическом свойстве получаемого продукта ухудшает реологические показатели и блеск пигментированных покрытий.

Проведение процесса активации в вихревой мельнице в отличие от шаровой и вибрационной мельниц наряду с интенсификацией процесса позволяет исключить намол железа, ухудшающего дисперсность пигмента и соответственно колористические показатели. Кроме того, сокращается длительность процесса до 1,5 мае.ч. вместо 7 мае.ч., уменьшается количество минеральной g соли и соответственно снижается/объем образующихся сточных вод.

Пример 1. Смесь, состоящую из исходного фталоцианина меди, хлористого натрия (при соотношении ПИР- уп мента и соли 1:1) и 0,05 мае.ч. резината кальция в количестве 110 г через загрузочную воронку подают в вихревую мельницу при скорости вращения дисков 12000 об/мин и мощности ударной обработки IО к.Вт в течение 3-х циклов с удельным расходом смеси 240 г/мин. По окончании активации смесь обрабатывают 0,0 мае.ч. 1-ами- ноантрахинона в 80 г этиленгликоля (0,70 мае.ч.) в пластичном режиме при в течение 30 мин, после чего массу разбавляют водой до получения 10-15%-ной суспензии, фильтруют, промывают и сушат. Маточник от фильтрации регенерируют, отделяют этилен- гликоль и возвращают в цикл. Получают голубой пигмент -модификации с дисперсностью 1-3 мкм с красным оттенком и укрывистостью 18,0 , что на 10% больше, чем в известном способе. Пигмент пригоден для окрашивания синтетических волокон, резины, пластмасс , искусственной и натуральной кожи и для полиграфии.

Пример 2. Смесь, состоящую из сухого цис-нафтоиленбисбензимида- зола в 0 -модификации, хлористого натрия (при соотношении пигмента и соли 1:2) и 0,15 мае.ч. стеарата. кальция в количестве 100 г через загрузочную воронку подают в вихревую мельницу и активируют как в примере 1 в течение 2-х циклов. По окончании активации смесь обрабатывают , 0,03 мае.ч. 1-октадеканола в 90 г (0,8 мае.ч.) трихлорэтиленй в пластичном режиме при 60°С в течение 1 ч, после чрго обработанную смесь пигмен2530

35

40

45

50

55

10

g

уп

та с солью выделяют на предварительно нагрет то до 90 С воду до получения 8-Ю%-ной суспензии, отгоняют растворитель азеотропом и далее фильтруют, промывают от хлоридов и сушат. Получают /3 -модификацию пигмента бордового цвета с желтоватым оттенком с дисперсностью 1-3 мкм, с укрывистостью 18,6 г/м и красящей способностью на 7% больше, чем в известном способе, пригодный для полиграфии, лаков, красок и для окрашивания пластмасс.

П-р и м е р 3. Смесь, состоящую из сухого с/ -хинакридона, хлористого натрия (при соотношении пигмента и соли 1:3), 0,1 мае.ч. рицинолеата в количестве ПО г через загрузочную воронку подают в вихревую мельницу и активируют в течение 5 циклов. По окончании активации смесь обрабаты-, вают 0,015 мае.ч. 1-аминооктадекана в 90 г (0,8 мае.ч.) диметилформамида 25 в пластичном режиме при в течение ч, после чего растворитель отгоняют под вакуумом и смесь пигмента и соли выделяют шнеком на горячую воду до получения 8-10%-ной суспен- 30 зии, далее суспензию фильтруют, промывают до отсутствия хлоридоз-ионов и сушат. Получают хинакридановый пигмент в /3-модификации с дисперсностью 1-2 мкм и красящей способностью 105%, укрывистостью 18,4 г/м, что на 8% больше, чем в известном способе, пригодный для полиграфии, лаков, красок и для окрашивания пластмасс в розовый цвет.

Аналогично примерам 1-3 получены ряд органических пигментов в новых кристаллических модификациях, по качеству превосходящих образцы по известному способу.

В примерах 1-3 и 4-27, 34 - 36 (табл.1-3) приведены данные конкретного получения модификаций: других марок органических пигментов и красителей .

В примерах 28-33 приведены данные процесса получения кристаллических модификаций в условиях запредельных значений. Как видно из приведенных в табл.1 (примеры 28-33) данных, снижение и повьшгение предельных параметров приводят к резкому ухудшению кра- способности и получению смеси кристаллических модификаций, влияющих на чистоту тона и оттенок целево35

40

45

0

5

го продукта. Примеры 29-30 хорошо иллюстрируют взаимное влияние (синер- гетическое взаимодействие) дополни- . тельно вводимых вспомогательных добавок при активации и добавок при последующем модифицировании пигментных частиц в среде органического растворителя . Исследование соли щелоч-: но-земельного металла алифатической карбоновой кислоты с температурой плавления менее 95° С в данном случае с. рицинолеатом кальция с температурой плавления и олеатом цинка

10

ся от исходных и полученных в усло ях известного способа.

Кроме того, предложенный способ позволяет в 4 раза интенсифицирова процесс обработки и соответственно уменьшить энергозатраты; в 2-3 раз снизить материальный индекс и как следствие сократить количество обр зующихся минерализованных сточных в

Формула изобретени Способ получения кристаллической

(т.пл. ) (примеры 32-33, табл.|) is модификации органических пигментов

снижает качество целевого продукта и не позволяет получать (даже при увеличении времени последующей обработки) кристаллические модификации в чистом врще, а только смеси модификаций из-за низкой активирующей способности, обусловленной плавлением этих добавок в процессе размола смеси пигмента с минеральной солью в вихревой мельнице и залипанием этой смеси в узлах мельницы.

В табл.4 приведены сравнительные данные по качеству получаемых образцов флотацианина меди известного и предлагаемого способов,

Пр едложенный способ в сравнении с известным позволяет повысить красящую способность до 10%; укрывистост до 7%; дисперсность до 1-3 мкм (против 7-10 мкм); по кристаллическим модификациям многие пигменты отличают

ся от исходных и полученных в условиях известного способа.

Кроме того, предложенный способ позволяет в 4 раза интенсифицировать процесс обработки и соответственно уменьшить энергозатраты; в 2-3 раза снизить материальный индекс и как следствие сократить количество образующихся минерализованных сточных вод.

Формула изобретения Способ получения кристаллической

модификации органических пигментов

0

путем размола исходного органического пигмента с водорастворимой неорганической солью с последующей обработкой органическим растворителем при повьшенной температуре в пластичном режиме, удалением растворителя и неорганической соли, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния дисперсности, устойчивости к све- 5 ту, миграции и термообработкам, а также сокращения длительности технологии, размол ведут в вихревой мельнике в присутствии соли карбоновой кислоты с числом углеродных атомов 6-20 и температурой плавления 95 -. при соотношении, пигмента к неорганической соли и соли карбоновой кислоты 1:1-3:0,05-0,15 соответственно, а обработку ведут в присутствии 0,01-0,03 мае.ч. на 1 мае.ч. исходного пигмента октадеканола или 1-ами- нооктадекана при 80-90°С.

0

5

о

00

S

s

«0

о

&g. 16

S

и

1-0 S

S oO «ТЛ

|2 g S2

. 9

I III

S 3

s

0

00

§

e n

00

o

«

S

rt

2

«. 5 I

r

о

I

к

Ш

о

о

о

с о

о о

о m

о

m

.„

t

и

S Ь Ь S г §г.

S L §1

и tf S а я о 5 |5jes

s а . e к и

tM

o

к g в о

X

Q.O,

ЬО

01q

HЙ

о

о

jj

t

3

§

vO

ON

«.

R

о

0

о

I

s

9 I

о

I

о

D О

I

«I я

3 г

n (

eo

т

S

§

(M

00

m

«

Ol

о со

g

я

о

§..

S

и

Ьб

о

о

сэ о

о

о

о

о

л

о

о

N

о

о

о

о

о

о

&

,3 С

н о

по

&00 см

г

5

S

е г

а а

fж

Ш

W

«

IT)

со

«а.

5

г

S

i;§ Ei

ю

о

о

о о

§

о

8

U

о

в:

to

и

I

П.

S

и

со

л

-а

16

+ «L

и S , к

о

ц

о

о

о

°

еэ

о

о

Я.

я S о

t- fd и«-I(4 о

Soя«о

5 С

о

а

d, 1-1Си

аз tt

Таблица 2