(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl5: C09B 67/20 C09B 51/00 (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 02/93 (72) Twórcy wynalazku: Janusz Pawelec, Łódź, PL Witold Chlebny, Łódź, PL PL B1 (57) 1. Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych na drodze osadzania kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 na nośniku glinowym, znamienn y 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, przy 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 poniżej 100 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 w razie potrzeby rozdrabnia.

2 Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych na drodze osadzania kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 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, przy 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 poniżej 100 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 w razie potrzeby rozdrabnia. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pastę wodorotlenku glinowego stosowaną jako nośnik otrzymuje się przez zalkalizowanie wodnego lub wodno-rozpuszczalnikowego roztworu soli glinowej kwasu nieorganicznego albo organicznego, korzystnie kwaśnym węglanem amonowym lub sodowym do ph 6,0-8,5 w temperaturze poniżej 70 C, po czym otrzymaną zawiesinę ewentualnie wyodrębnia się. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pastę zasadowego węglanu glinowego stosowaną jako nośnik otrzymuje się przez zalkalizowanie wodnego lub wodno-rozpuszczalnikowego roztworu soli glinowej kwasu nieorganicznego albo organicznego, korzystnie węglanem sodu do ph 8,0-10,0 w temperaturze poniżej 100 C, po czym otrzymaną zawiesinę ewentualnie wyodrębnia się. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że jako rozpuszczalniki stosuje się mieszające się z wodą niższe alkohole alifatyczne mono- lub wielowodorotlenowe, ich estry, etery bądź aceton lub dioksan, względnie ich mieszaniny. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środki pomocnicze stosuje się środki niejonowe będące produktami przyłączenia tlenku etylenu do nasyconych lub nienasyconych alkoholi względnie kwasów tłuszczowych i/lub kationowe, których głównym składnikiem jest siarczan dodecylopirydyniowy i/lub anionowe takie jak produkty kondensacji formaldehydu z kwasami arylosulfonowymi bądź sole amonowe względnie sodowe siarczanowanego oleju rycynowego. 6. Sposób wytwarzania preparatów pigmentowych na drodze osadzania kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 na nośniku glinowym, znamienny tym, że jako nośnik stosuje się ortofosforan glinowy w postaci pasty, którą 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 nośnika, przy czym proces prowadzi się w temperaturze poniżej 70 C, korzystnie C przy ph = 3,0-8,0, korzystnie 4,0-6,0, w obecności soli metali alkalicznych lub amonowych aromatycznych kwasów karboksylowych, korzystnie benzoesanu sodu, w ilości poniżej 100 części wagowych na 100 części wagowych nośnika, po czym otrzymany produkt wyodrębnia się ze środowiska reakcji, ewentualnie przemywa wodą, suszy i rozdrabnia. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako rozpuszczalniki stosuje się mieszające się z wodą niższe alkohole alifatyczne mono- lub wielowodorotlenowe, ich estry, etery bądź aceton lub dioksan, względnie ich mieszaniny. 8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako środki pomocnicze stosuje się środki niejonowe będące produktami przyłączenia tlenku etylenu do nasyconych lub nienasyconych alkoholi względnie kwasów tłuszczowych i/lub kationowe, których głównym składnikiem jest

3 siarczan dodecylopirydyniowy i/lub anionowe takie jak produkty kondensacji formaidehydu z kwasami arylosulfonowymi bądź sole amonowe względnie sodowe siarczanowanego oleju rycynowego. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania preparatów pigmentowych przeznaczonych głównie do barwienia wyrobów kosmetycznych, zwłaszcza lakierów do paznokci, pudrów i szminek. Znane są sposoby wytwarzania preparatów pigmentowych (A. Dobrowolski, Chemia i technologia laków i pigmentów, PWT, Warszawa, 1953 r., str ) na drodze osadzania kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 na różnego rodzaju nośnikach z użyciem lub bez użycia środka strącającego. Jako nośniki stosowane są: siarczan barowy, kreda, wodorotlenek glinowy, a jako środek strącający chlorek baru. Wytwarzane w ten sposób preparaty pigmentowe charakteryzują się niewielką zawartością zadsorbowanego barwnika, przez co wykazują niską intensywność barwy, mało żywe odcienie i słabe odporności na czynniki zewnętrzne. Powoduje to, że ich zastosowanie praktycznie jest bardzo ograniczone. Sposobem według wynalazku preparaty pigmentowe wytwarza się na drodze osadzania kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 znanego jako Zieleń kwasowa G, na nośniku glinowym, przy czym jako nośnik stosuje się wodorotlenek glinowy i/lub zasadowy węglan glinowy lub ortofosforan glinowy w mieszaninie z solami metali alkalicznych lub am onowymi 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 glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego oraz sole metali alkalicznych lub amonowe aromatycznych kwasów karboksylowych, korzystnie benzoesan sodowy, w ilości poniżej 100 części wagowych na 100 części wagowych wodorotlenku glinowego i/lu b 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 w razie potrzeby rozdrabnia. Jako 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. Stosowane w procesie pasty wodorotlenku glinowego i zasadowego węglanu glinowego otrzymuje się sposobem według wynalazku przez zalkalizowanie wodnego lub wodno-rozpuszczalnikowego roztworu soli glinowej kwasu nieorganicznego albo organicznego, w przypadku wodorotlenku glinowego korzystnie kwaśnym węglanem amonowym lub sodowym do ph 6,0-8,5 w temperaturze poniżej 70 C, w przypadku zasadowego węglanu glinowego korzystnie węglanem sodowym do ph 8-10 w temperaturze poniżej 100 C, po czym otrzymane zawiesiny ewentualnie wyodrębnia się. Preparaty pigmentowe mogą być również otrzymane sposobem według wynalazku polegającym na osadzaniu kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 na ortofosforanie sodowym w postaci pasty, którą 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 nośnika, przy czym proces prowadzi się w temperaturze poniżej 70 C, korzystnie C przy ph = 3,0-8,0, korzystnie 4,0-6,0, w obecności soli metali alkalicznych lub amonowych aromatycznych kwasów karboksylowych, korzystnie benzoesanu sodu, w ilości poniżej 100 części wagowych na 100 części wagowych nośnika, po czym otrzymany produkt wyodrębnia się ze środowiska reakcji, ewentualnie przemywa wodą, suszy i rozdrabnia.

4 Sposobem według wynalazku zarówno na etapie wytrącania nośnika jak i w trakcie procesu osadzania barwnika na nośniku jako rozpuszczalniki mogą być stosowane mieszające się z wodą niższe alkohole alifatyczne mono- lub wielowodorotlenowe, ich estry, etery bądź aceton lub dioksan, względnie ich mieszaniny. Ponadto ustalono, że sposobem według wynalazku, korzystnie jest prowadzić proces osadzania barwnika na nośniku w obecności środków pomocniczych o działaniu dyspergując i/lub zwilżającym. Jako środki pomocnicze mogą być użyte niejonowe środki powierzchniowo-czynne stanowiące produkty przyłączenia tlenku etylenu do nasyconych lub nienasyconych alkoholi tłuszczowych, znane jako Rokanole, lub produkty przyłączenia tlenku etylenu do nasyconych lub nienasyconych kwasów tłuszczowych, znane jako Rokacety. Jako środki pomocnicze stosowane mogą być również kationowe środki powierzchniowo-czynne będące kompozycjami, których głównym składnikiem jest siarczan dodecylopirydyniowy, znane jako Pilasol F i Pilasol W. Innymi środkami pomocniczymi, które mogą być użyte sposobem według wynalazku, są anionowe środki o działaniu dyspergującym, takie jak produkty kondensacji formaldehydu z kwasami arylosulfonowymi, znane pod nazwą Dyspergator NNO lub sole amonowe bądź sodowe siarczanowanego oleju rycynowego będące przedmiotem obrotu handlowego jako różnego rodzaju Oleje tureckie. W wyniku przeprowadzonych badań nieoczekiwanie okazało się, że nieodzownym elementem sposobu wytwarzania preparatów pigmentowych, na drodze osadzania kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 na nośniku glinowym w postaci wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego czy też ortofosforanu glinowego, jest dodatek aromatycznych kwasów karboksylowych. Między nośnikiem glinowym a wprowadzonymi kwasami zachodzi reakcja, w wyniku której na powierzchni tego nośnika tworzy się 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 jednorodny w masie, bez wyraźnych centrów aktywnych. Równowaga procesu jest w tych warunkach zdecydowanie przesunięta w kierunku adsorpcji. Otrzymywany sposobem według wynalazku nośnik pigmentu jest wielokrotnie efektywniejszy od wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego czy też ortofosforanu glinowego stosowanych indywidualnie i umożliwia uzyskanie do 60% wagowych zaadsorbowanego kompleksu żelazowego znitrozowanego kwasu 2-naftolosulfonowego-6 w stosunku do wagi wodorotlenku glinowego i/lub zasadowego węglanu glinowego oraz do 40% wagowych w stosunku do wagi ortofosforanu glinowego. Uzyskiwane sposobem według wynalazku zielone preparaty pigmentowe posiadają znacznie lepsze własności użytkowe, tz n. bardzo miękką teksturę, wysoką wydajność kolorystyczną oraz bardzo żywy i czysty odcień. Wynalazek ilustrują, niżej podane przykłady, w których części i procenty oznaczają części i procenty wagowe a stopnie temperatury podano w stopniach Celsjusza. Przykład I. 200 części siarczanu glinowego rozpuszcza się w 1200 częściach wody i z uzyskanego roztworu wydziela się wodorotlenek glinowy w wyniku dodania 10% roztworu kwaśnego węglanu amonowego do ph = 7. Wytrącony osad odfiltrowuje się i przemywa 1000 części wody. Otrzymuje się 360 części 15% pasty, którą rozprowadza się w 500 częściach wody i do uzyskanej zawiesiny dodaje się mieszając 5 części benzoesanu sodowego rozpuszczonego w 100 częściach wody. Do powstałej mieszaniny dodaje się w temperaturze 30 roztwór 15 części Zieleni kwasowej G w 500 częściach wody. Po dodaniu barwnika do środowiska reakcji wprowadza się 30% kwas solny aż do uzyskania ph = 4,5, kontrolując jednocześnie barwny wyciek na bibule. Brak zielonego wycieku stanowi o całkowitym osadzaniu barwnika na nośniku. Wówczas zawiesinę filtruje się, przemywa 500 częściami wody, a otrzymaną pastę suszy w temperaturze 50. Otrzymuje się 60 części zielonego preparatu pigmentowego, co odpowiada 51% zaadsorbowanego barwnika w stosunku do masy suchego preparatu. Przykład II. 200 części siarczanu glinowego rozpuszcza się w 1400 częściach wody i z uzyskanego roztworu wydziela się zasadowy węglan glinu w wyniku dodania 10% roztworu węglanu sodowego do ph = 9. Wytrącony osad odfiltrowuje się. Otrzymuje się 320 części 15%

5 pasty zasadowego węglanu glinu, którą rozprowadza się w 500 częściach wody i do uzyskanej zawiesiny dodaje się mieszając 5 części soli sodowej kwasu benzoesowego rozpuszczonej w 200 częściach wody. Do powstałej mieszaniny dodaje się, w temperaturze 60 2 części Dyspergatora NNO rozpuszczonego w 50 częściach wody a następnie roztwór 15 części Zieleni kwasowej G rozpuszczonej w 600 częściach wody. Po dodaniu barwnika do środowiska reakcji dodaje się 30% kwas solny, do uzyskania ph = 4,5. Po osadzeniu barwnika (brak zielonego wycieku na bibule) zawiesinę filtruje się i przemywa 500 częściami wody. Otrzymuje się 330 części 20% pasty wodnej zielonego preparatu pigmentowego, co odpowiada 50% w stosunku do masy suchego preparatu. Przykład III. 340 części 20% pasty handlowego ortofosforanu glinowego rozprowadza się w 600 częściach wody i do uzyskanej zawiesiny dodaje się mieszając 30 części benzoesanu sodowego rozpuszczonego w 300 częściach wody. Do powstałej mieszaniny dodaje się w temperaturze 30 roztwór 17 części Zieleni kwasowej G rozpuszczonej w 400 częściach wody. Po dodaniu barwnika wprowadza się do środowiska reakcji 30% kwas solny aż do uzyskania ph = 5 kontrolując barwny wyciek na bibule. Po osadzeniu barwnika (brak zielonego wycieku na bibule) zawiesinę filtruje się i przemywa 300 częściami wody. Otrzymuje się 370 części 15% pasty wodnej zielonego preparatu pigmentowego, co odpowiada 36% zaadsorbowanego barwnika w stosunku do masy suchego preparatu. Przykład IV. 330 części 15% pasty handlowego ortofosforanu glinowego rozprowadza się w 500 częściach roztworu składającego się z 400 części wody i 100 części metanolu i do uzyskanej zawiesiny dodaje się mieszając 10 części salicylanu amonowego rozpuszczonego w 700 częściach wody. Do powstałej mieszaniny dodaje się w temperaturze 25 roztwór 12 części Zieleni kwasowej G rozpuszczonej w 300 częściach wody. Po dodaniu barwnika do środowiska reakcji wprowadza się 30% kwas solny, aż do uzyskania ph = 4,5 kontrolując barwny wyciek na bibule. Po osadzeniu barwnika (brak zielonego wycieku na bibule) zawiesinę filtruje się i przemywa 300 częściami wody, a otrzymaną pastę suszy w temperaturze 50. Po wysuszeniu otrzymuje się 65 części zielonego preparatu pigmentowego, co odpowiada 32% zaadsorbowanego barwnika w stosunku do masy suchego preparatu. Przykład V. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, po dodaniu Zieleni kwasowej G dodaje się 3 części Pilasolu F rozpuszczonego w 50 częściach wody, a następnie postępuje się analogicznie jak w wyżej wymienionym przykładzie. Otrzymuje się 75 części zielonego preparatu pigmentowego, co odpowiada 58% w stosunku do masy suchego preparatu. Przykład VI. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, po dodaniu Zieleni kwasowej G dodaje się 4 części Dyspergatora NNO rozpuszczonego w 50 częściach wody, a następnie postępuje się analogicznie jak w wyżej wymienionym przykładzie. Otrzymuje się 75 części zielonego preparatu pigmentowego, co odpowiada 58% w stosunku do masy suchego preparatu. Przykład VII. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, po dodaniu Zieleni kwasowej G dodaje się 5 części Oleju tureckiego G rozpuszczonego w 50 częściach wody, a następnie postępuje się analogicznie jak w wyżej wymienionym przykładzie. Otrzymuje się 75 części zielonego preparatu pigmentowego, co odpowiada 58% w stosunku do masy suchego preparatu. Przykład VIII. Postępuje się sposobem jak w przykładzie I, stosując 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 również zastosowane do barwienia na różne odcienie koloru zielonego farb klejowych i emulsyjnych oraz ołówków kolorowych.

6 Zakład W ydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena zł