(21)Numer zgłoszenia: (54)Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21)Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej C09B 67/20 (54)Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych (43)Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/90 (73)Uprawniony z patentu: Instytut Barwników i Produktów Organicznych, Zgierz, PL (45)O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/93 (72)Twórcy wynalazku: Janusz Pawelec, Łódź, PL Witold Chlebny, Łódź, PL Wiesław Cherasko, Łódź, PL PL B1 (57)1. Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych na drodze osadzania barwników disazowych pochodnych kwasu stilbenowego o ogólnym wzorze B-N=N-A-N=N-B', w którym A oznacza resztę kwasu 4,4 - diaminostilbeno-2,2 -disulfonowego, B i B są jednakowe bądź różne i oznaczają reszty składnika biernego pochodnego benzenu lub naftalenu na nośniku glinowym, znamienny tym, że jako nośnik stosuje się wodorotlenek glinowy i/lub zasadowy węglan glinowy w mieszaninie z solami metali alkalicznych lub amonowymi aromatycznych kwasów karboksylowych, przy czym wodorotlenek glinowy i/lub zasadowy węglan glinowy wstępnie rozprowadza się w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszczalnikowym, ewentualnie w obecności środków pomocniczych, po czym do strefy reakcji wprowadza się barwnik, korzystnie w postaci roztworu, w ilości co najmniej 5 części wagowych na 100 części wagowych wodorotlenku linowego i/lub zasadowego węglanu glinowego oraz sole metali alkalicznych lub amonowych aromatycznych kwasów karboksylowych, korzystnie benzoesan sodowy, w ilości co najmniej 5 części wagowych na 100 części wagowych wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego utrzymując całość w temperaturze poniżej 100 C, korzystnie C i ph 3,0-8,0, korzystnie 4,5-5,5, a otrzymany produkt wyodrębnia się ze środowiska reakcji, korzystnie przemywa wodą, ewentualnie suszy i ewentualnie rozdrabnia.

2 SPOSÓB WYTWARZANIA PREPARATÓW PIGMENTOWYCH Z a s t r z e ż e n i a p a t e n t o w e 1. Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych na drodze osadzania barwników disazowych pochodnych kwasu stilbanowego o ogólnym wzorze B-N-N-A-N=N-B', w którym A oznacza resztę kwasu 4,4'-diam ino-stillbeno-2,2'-d isulfonow e g o, B i B' są jednakowe bą dź różne i oznaczają re szty składnika biernego pochodnego banzenu lub naftalenu na nośniku glinowym, z n a m i e n n y t y m, te ja ko nośnik stos uje się wodorotlenek glinowy i/lub zasadowy węglan glinowy w mieszaninie z solami metali alkalicznych lub amonowymi aromatycznych kwasów karboksylowych, przy czym wodorotlene k glinowy i/lub zasadowy węglan glinowy wstępnie rozprowadza się w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszczalnikowym, ewentualnie w obecności środków pomocniczych, po czym do strefy reakcji wprowadza się barwnik, korzystnie w postaci roztworu, w ilości co najmniej 5 części wagowych na 100 części wagowych wodorotlenku gliinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego oraz sole metali alkalicznych lub amonowych aromatycznych kwasów karboksylowych, korzystnie benzoesan sodowy, w ilości co najmniej 5 części wagowych na 100 części wagowych wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego utrzymując całość w temperaturze poniżej 100 C, korzystnie C i ph 3,0-8,0, korzystnie 4,5-5,5, a otrzym any produkt wyodrębnia się ze środowiska reakcji, korzystnie przemywa wodę, ewentualnie suszy i ewentualnie rozdrabnia. 2. Sposób według zastrz.1, z n a m i e n n y t y m, ż e pastę wodorotlenku glinowego stosowaną jako nośnik otrzymuje się przez zalkalizowanie wodnego lub wodno-rozpuszczalnikowego roztworu soli glinowej kwasu nieorganicznego lub organicznego, korzystnie kwaśnym węglanem amonowym lub sodowym do ph 6-8,5 w temperaturze poniżej 70 C, po czym otrzymaną zawiesinę ewentualnie wyodrębnia się. 3. Sposób według za strz.1, z n a m i e n n y t y m, że pastę zasadowego węglanu glinowego stosowaną j ako nośnik otrzymuje się przez zalkalizowanie wodnego lub wodno-rozpuszczolnikowogo roztworu soli glinowej kwasu nieorganicznego lub organicznego, korzystnie węglanem sodu do ph 8-10 w temperaturze poniżej 100 C, po czym otrzymaną zawiesinę ewentualnie wyodrębnia się. 4. Sposób w e d ług z a s t r z.1 albo 2 albo 3, z n a m i e n n y t y m, że jako rozpuszczalniki stosuje się mieszające się z wodą niższe alkohole alifatyczne mono- lub wielowodorotlenow e, ich estry, etery bą dź aceton lub dioksan, względnie ich mieszaniny. 5. Sposób w a d ług za s trz.1, z n a m i e n n y t y m, że jako środki pomocnicze stosuje się środki niejonowe będą ce produktami przyłą czenia tlenku etylenu do nasyconych lub nienasyconych alkoholi względnie kwasów tłuszczowych i/lub kationowe, których głównym składnikiem jest siarczan dodecyloplrydyniowy i/lub anionowe takie jak produkty kondensacji formaldehydu z kwasami arylosulfonowymi bą dź sole amonowe względnie sodowe siarczanowanego oleju rycynowego. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania preparatów pigmentowych przeznaczonych do barwienia wyrobów kosmetycznych, farb klejowych, emulsyjnych i ołówków kolorowych. Znane sa sposoby wytwarzania preparatów pigmentowych /A.D obrowolski, Chemia i technologia laków i pigmentów, PWT, Warszawa, 1953 r. str.93-95/ na drodze osadzania barwników disazowych pochodnych kwasu stilbenowego o ogólnym wzorze B - N = N - A = N - B ', w którym A

3 oznacza resztę kwasu 4,4'-diamino-stilbeno-2,2'- d isulfonow ego, B i B ' są j ednakowe bądź różne i oznaczają reszty składnika biernego pochodnego benze nu lub naftalenu, wytrą conych z roztworu wodnego najczęściej środkiem strącającym w postaci chlorku barowego, na znajdującym się w stanie zawiesiny nośniku, którym może być siarczan barowy, wodorotlenek glinowy, kreda, szpat ciężki, gips, biel cynkowa, kaolin, siarczan ołowiu lub ich mieszanina. Ilość zaadsorbowanego w ten sposób barwnika zależy przede wszystkim od wielkości powierzchni właściwej nośnika oraz stężenia barwnika w roztworze, nigdy Jednak nie przekracza kilku procent. Wytworzone preparaty pigmentowe ze względu na mało żywe odcienie, n iską intensywność barwy oraz słabą podatność na rozdrabnianie, posiadają małą przydatność użytkową. P os tępują c sposobem według wynalazku preparaty pigmentowe wytwarza się na drodze osadzania barwników d isazowych pochodnych kwasu stilbenowego o ogólnym wzorze B-N=N-A-N= N - B ", w którym symbole maję wyżej podane znaczenie, na nośniku glinowym, przy czym j ako nośnik stosuje się wodorotlenek glinowy i/lub zasadowy węglan glinowy w mieszaninie z solami metali alkalicznych lub amonowymi aromatycznych kwasów karboksylowych, przy czym wo d o r o - tlenek glinowy i/lub zasadowy węglan glinowy wstępnie rozprowadza się w środowisku wodnym lub wodno-rozpuszczalnikowym, ewentualnie w obecności środków pomocniczych, po czym do strefy reakcji wprowadza się barwnik, korzystnie w postaci roztworu, w ilości co najmniej 5 części wagowych na 100 części wagowych wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego oraz sole metali alkalicznych lub amonowych aromatycznych kwasów karboksylowych, korzystnie benzoesan sodowy, w ilości co najmniej 5 części wagowych na 100 części wagowych wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego utrzymują c całość w temperaturze poniżej 100 C, korzystnie C i ph 3,0-8,0, korzystnie 4,5-5,5, a otrzymany produkt wyodrębnia się ze środowiska reakcji, korzystnie przemywa wodę, ewentualnie suszy i w razie potrzeby rozdrabnia. J ako sole aromatycznych kwasów karboksylowych mogą być również stosowane sole kwasu o-, m-, p-nitrobenzoesowego, o-, m-, p-chlorobenzoesowego, salicylowego, m-, p-hydroksybenzoesowego, 1- lub 2-naftoesowego, 1- lub 3-hydroksy-2-naftoesowego, 2-, 4-, 5-, 6-, 7-, względnie 8=hydroksy- 1=naftoesowego, ftalowego, izoftalowego, tereftalowego. Stosowana w procesie pasty w odorotlenku glinow ego i zasadowego węglanu glinowego otrzymuje się sposobem według wynalazku przez za lka lizowanie wodnego lub w odno-rozpuszczalnikowego roztworu soli glinowej kwasu nieorganicznego albo organicznego, w przypadku w odorotlenku glinowego korzystnie kwaśnym węglanem amonowym lub sodowym do ph 6-8,5 w temperaturze poniżej 70 C, w przypadku zasadowego węgla nu glinowego korzystnie węglanom sodowym do ph 8 = 10 w tempereturze poniżej 10 0 C, po czym otrzym a ne z awiesiny ewentualnie w y o d r ę b - nia się. Sposobem według wynalazku zarówno na etapie wytrą cenia nośnika jak i w trakcie procesu osadzania barwnika na nośniku jako rozpuszczalniki mogą być stosowane mieszające się z wodę niższe alkohole alifatyczne mono- lub wielowodorotlenow e, ich estry, etery bą dź aceton lub dioksan, względnie ich mieszaniny. Ponadto ustalono, że sposobem według w y n a l a z - ku, korzystnie j est prowadzić proces osadzania barwnika na nośniku w obecności środków pomocniczych o działaniu dyspergującym i/lub zwilżającym. J ako środki pomocnicze mogą być użyte niejonowe środki powierzchniowo-czynne stanowiące produkty przyłączenia tlenku e t ylenu do nasyconych lub nienasyconych alkoholi tłuszczowych, znane jako Rokanole lub produkty przyłączenia tlenku etylenu do nasyconych lub nienasyconych kwasów tłuszczowych, znane J ako Rokacety. Jako środki pomocnicze stosowane mogę być również kationowe środki powierzchniowoczynne będęce kompozycjami, których głównym składnikiem jest siarczan dodecylopirydyniowy, znane jako Pilasol F i Pilasol W. Innymi środkami pomocniczymi, które mogę być użyte sposobem według wynalazku są anionowe środki o działaniu dyspergującym, takie jak produkty kondensacji formaldehydu z kwasami arylosulfonowymi, znane pod nazwę D yspergator NNO lub sole amonowe bą dź sodowe siarczanowego oleju rycynowego będące przedmiotem obrotu handlowego jako różnego rodzaju Oleje tureckie.

4 W wyniku przeprowadzonych badań nieoczekiwanie okazało się, ż e nieodzownym elementem sposobu wytwarzania preparatów p igmentowych, na drodze osadzania barwników d isazowych pochodnych kwasu s tilbenowego o ogólnym wzorze B-N=N-A-N=N - B ', w którym symbole mają wyżej podane znaczania, na nośniku glinowym w po s taci wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego jest dodatek aroma tycznych kwasów karboksylowych. Między nośnikiem glinowym a wprowadzonymi kwasami zachodzi reakcja, w wyniku której na powierzchni tego nośnika tworzy s ię warstwa soli o bardzo wysokiej aktywności adsorpcyjnej. Powstały układ charakteryzuje się zdecydowanie większą powierzchnią czynną, zwielokrotnioną siłą adhezji pigmentu, przez co układ jest stabilny i j ednorodny w masie, bez wyraźnych centrów aktywnych. Równowaga procesu j e s t w tych warunkach zdecydowanie przesunięta w kie runku adsorpcji. Otrzymywany sposobem według wynalazku nośnik p igmentu jest wielokrotnie efektywniejszy od wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego stosowanych indywidualnie i umożliwia uzyskanie do 60% wagowych zaadsorbowanych barwników disazowych pochodnych kwasu stilbenowego o ogólnym wzorze B-N=N-A-N=N - B ', w którym A, B i B ' mają w y żej podane znaczenie, w stosunku do wagi wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego. Uzyskiwane sposobom według wynalazku preparaty pigmentowe posiadają znacznie lepsze własności użytkowe, t z n. bardzo miękką teksturę, wysoką wydajność kolorystyczną oraz bardzo żywy i czysty odcień. Wynalazek ilustrują podane przykłady, w których części i procenty oznaczają części i procenty wagowe, a stopnie temperatury podano w stopniach Celsjusza. P r z y k ł a d części siarczanu glinowego rozpuszcza się w 1600 częściach wody i z uzyskanego roztworu wytrąca się wodorotlenek glinu w wyniku dodania 10% roztworu kwaśnego węglanu amonowego do ph= 8. Wytrącony osad odfiltrowuje się i przemywa 1000 częściami wody. Otrzymuje się 330 części 15% pasty wodorotlenku glinu, którą rozprowadza się w 600 częściach roztworu składającego się z 500 części wody i 100 części m e tanolu i do uzyskanej zawiesiny dodaje się m i e szając 10 części salicylanu amonowego rozpuszczonego w 600 częściach wody. Do pow stałej mieszaniny dodaje się w temperaturze 30 roztwór 15 części barwnika stanowiącego produkt sprzęgania diazowanego kwasu 4,4'-diaminos tilbeno-2, 2 '-dioulfonowego z e toksy fenolem, znanego j ako Chryzofenin a, rozpuszczonego w 300 częściach wody. Po dodaniu barwnika do środow iska reakcji wprowadza się 30% kwas solny, aż do uzyskanie ph-4, 5. Po o sodzeniu barwnika /bra k żółtego wycieku na bibule/ zawiesinę filtruje się i przemywa 500 czę ściam i wody, a otrzymaną pastę suszy w temperaturze 50. Otrzymuje się 52 części żółtego preparatu pigmentowego, co odpowiada 32% zaadsorbowanego barwnika w s tosunku do masy suchego preparatu. P r z y k ł a d II. 200 części siarczanu glinow ego rozpuszcza s ię w 1600 częściach mieszaniny składającej się z 1500 części wody i 100 części alkoholu e tylowego i z uzyskanego roztworu wydziela się zasadowy węglan glinowy w wyniku dodania 10% roztworu węglanu sodowego do ph = 9,5. Wydzielony osad odfiltrowuje się i przemywa 1000 części wody. Otrzymuje się 350 części 15% pasty zasadowego węglanu glinowego, którą rozprowadza się w 700 częściach wody 1 do uzyskanej zawiesiny dodaje się mieszając 10 części soli sodowej kwasu p-nitroben- zoesowego rozpuszczonej w 1000 częściach wody. D o powstałej mieszaniny dodaje się w temperaturze 30 roztwór 20 części barwnika stanowiącego produkt sprzęgania diazowanego kwasu 4, 4 '-diaminostilbeno-2, 2'-disulfonowego z kwasem salicylowym, znanego jako Żółcień bezpośrednia RN, rozpuszczonego w 600 częściach roztworu składającego się z 400 części wody i 200 części alkoholu etylowego. Następnie do środowiska reakcji wprowadza się 30% kwas solny, aż do uzyskania ph = 4,5, kontrolując wyciek barwny na bibule. Po zakończeniu osadzania barwnika /brak żółtego wycieku na bibule/ zawiesinę filtruje s ię i przemywa 500 częściami wody. Otrzymuje się 350 części 15% pasty wodnej żółtego preparatu pigmentowego, co odpowiada 35% zaadsorbowanego barwnika w stosunku do wagi suchego preparatu. Sposobami opisanymi w przykładach I i II można otrzymać szereg preparatów pigmentowych zawierających barwnik o ogólnym wzorze B- N=N-A- N=N - B ', w którym symbole mają wyżej

5 podane znaczenie. Dalsze kolejne przykłady wykonania wynalazku tymi sposobami ilustruje następująca tabela. T a b e l a Przykład Sk ł adniki bierne barwnika Barwa preparatu pigmentowego B B ' III fenol fenol żółcień IV o-krezol o-krezol żółcień V 1 -naftyloamina 1-naftyloamina bordo VI 2-naftyloamina 2-naftyloamina purpura VII 1-naftyloamina 2-naftol fiolet VIII kwas 2-aminonaftalenosulfonowy-6 kwas 2-aminonaftalenosulfonowy-6 purpura IX s kwas 2-aminonaftalenoulfonowy-6 kwas 2-aminonaftalenosulfonowy-7 purpura X kwas 2-aminonaftalenosulfonowy-5 kwas 2-amlnonaftalenosulfonowy-5 purpura P r z y k ł a d XI. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, a po dodaniu roztworu salicylanu amonowego do powstałej zawiesiny wprowadza się 3 części Pilasolu F, rozpuszczonego w 50 częściach wody, a następnie postępuje się analogicznie jak w wyżej wymienionym przykładzie. Otrzymuje się 60 części żółtego preparatu pigmentowego, co odpowiada 56% zaadsorbowanego barwnika w stosunku do masy suchego preparatu. P r z y k ł a d XII. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, a po dodaniu roztworu salicylanu amonowego, do zawiesiny wodorotlenku glinowego wprowadza się 4 części Oleju tureckiego G rozpuszczonego w 50 częściach wody, a następnie postępuje analogicznie Jak w wyżej wymienionym przykładzie. Otrzymuje się 60 części żółtego prepa ratu pigmentowego, co odpowiada 52% zaadsorbowanego barwnika w stosunku do masy suchego preparatu. P r z y k ł a d XIII. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, a po dodaniu roztworu salicylanu amonowego, do otrzymanej zawiesiny wprowadza się 4 części D ysperga tora NNO rozpuszczonego w 50 częściach wody, a następnie postępuje analogicznie jak w wyżej wymienionym przykładzie. Otrzymuje się 61 części żółtego preparatu pigm e ntoweg o, co odpowiada 57% za adsorbowanego barwnika w stosunku do m a sy suchego preparatu. P r z y k ł a d XIV. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, stosują c zamiast siarczanu glinowego octan glinowy. Wytworzone sposobem według wynalazku preparaty pigmentowe w postaci past wodnych lub po wysuszeniu i ewentualnym zmieleniu w postaci proszku mogą być zastosowane do barwienia tworzyw sztucznych, farb klejowych i emulsyjnych oraz ołówków kolorowych. Ponadto otrzymane preparaty pigmentowe, dzięki bardzo dobrym własnościom kolorystycznym i dużej podatności na rozdrobnienie, wykazują szczególną przydatność do barwienia wyrobów kosmetycznych, a zwłaszcza pudrów, szminek i lakierów do paznokci.

6 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena zł