DE102004059863A1 - Verfahren zur Behandlung von Phthalocyaninpigmenten für wetter- und lichtechte Einfärbung von Kunststoffen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Phthalocyaninpigmenten, dadurch gekennzeichnet, dass DOLLAR A a) ein Phthalocyaninpigment in einem flüssigen Medium, das wässrige Salzsäure und ein Carbonyl- und/oder Ethergruppen enthaltendes organisches Lösemittel enthält, suspendiert wird, DOLLAR A b) die Suspension für 5 bis 300 min auf einer Temperatur zwischen 0 DEG C und 150 DEG C gehalten wird und DOLLAR A c) anschließend die Suspension filtriert und gewaschen wird.
Description
- Bei Kunststoffen, insbesondere PVC, die mit Phthalocyaninpigmenten eingefärbt wurden, kommt es nach längerer Bewitterungszeit oftmals zur Bildung von braunschwarzen Verfärbungen im Kunststoff. Diese Verfärbungen werden möglicherweise durch Abbaureaktionen hervorgerufen, die durch im Pigment in Spuren enthaltene Verunreinigungen katalysiert werden. Diese Verunreinigungen gelangen entweder über die eingesetzten Rohmaterialien, Katalysatoren oder prozessbedingt in die Pigmente.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Behandlung von Phthalocyaninpigmenten zu entwickeln, welche für eine wetter- und lichtechte Einfärbung von Kunststoffen, insbesondere von PVC, geeignet sind, ohne die coloristischen Eigenschaften der Pigmente zu verändern.
- Überraschenderweise wurde gefunden, dass das nachstehend beschriebene Verfahren diese Aufgabe löst.
- Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Phthalocyaninpigmenten, dadurch gekennzeichnet, dass
- a) ein Phthalocyaninpigment in einem flüssigen Medium, das wässrige Salzsäure und ein Carbonyl- und/oder Ethergruppen enthaltendes organisches Lösemittel enthält, gegebenenfalls in Gegenwart von Hilfsmitteln, suspendiert wird,
- b) die Suspension für 5 bis 300 min, bevorzugt 20 bis 120 min, auf einer Temperatur zwischen 0 und 150°C, vorzugsweise 40 und 90°C, gehalten wird, und
- c) anschließend die Suspension filtriert und gewaschen wird.
- Die so behandelten Pigmente werden im Allgemeinen anschließend getrocknet und entsprechend dem Anwendungsgebiet konfektioniert.
- Als Phthalocyaninpigmente kommen metallhaltige, metallfreie, halogenierte und nichthalogenierte Phthalocyanine, beispielsweise C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, C.I. Pigment Green 7 und 36, in Betracht.
- In der Regel werden die Pigmente trocken, als Roh- oder gefinishtes Pigment, eingesetzt. Möglich ist jedoch auch der Einsatz als wässriger oder lösemittelhaltiger Presskuchen.
- Zu der erfindungsgemäßen Behandlung werden zweckmäßigerweise 0,01 bis 0,5 Gewichtsteile, insbesondere 0,05 bis 0,15 Gewichtsteile Pigment, bezogen auf ein Gewichtsteil flüssiges Medium eingesetzt.
- Die Salzsäure wird zweckmäßigerweise als 5 bis 35 gew.-%ige, insbesondere 15 bis 25 gew.-%ige, wässrige HCl eingesetzt.
- Als organisches Lösemittel wird ein eine Carbonyl- und/oder Etherfunktion enthaltenes organisches Lösungsmittel, bevorzugt aliphatische, aromatische oder araliphatische Ketone, Aldehyde, Ether oder Glykolether eingesetzt, wie zum Beispiel:
- – C3-C15 Ketone wie Methylethylketon, Methylisopropylketon, Methylisobutylketon, Ethyl-sek.-butylketon, Methyl-tert.-butylketon, Methylisoamylketon, Diethylketon, Ethylamylketon, Diisopropylketon, Diisobutylketon, Mesityloxid oder Cyclohexanon
- – Di-(C2-C15)-Alkylether oder Cycloalkylether wie Diethylether, Tetrahydrofuran, 3-Methyltetrahydrofuran, oder Pentamethylenoxid
- – Di-, Tri- und Tetra-C2-C4-alkylenglycole wie Di-, Tri- und Tetraethylenglykol oder Di-, Tri- und Tetra-Propylenglykol,
- – C2-C4-Alkylenglycol-mono-C1-C6-alkylether und -di-C1-C6-alkylether sowie deren Di-, Tri- und Tetra-C2-C4-alkylenglycole, wie Ethylenglykolmonobutyl- und -monohexylether, Propylenglykolmonobutyl- und -monohexylether, Ethylenglykoldimethyl-, -diethyl-, dipropyl-, -diisopropyl- und -dibutylether, Propylenglykoldimethyl-, -diethyl-, dipropyl-, -diisopropyl- und -dibutylether, Di-, Tri- und Tetraethylenglykolmonomethyl-, -monoethyl- und -monobutylether, Di-, Tri- und Tetraethylenglykoldimethyl-, -diethyl- und -dibutylether, Di-, Tri- und Tetrapropylenglykolmonomethyl-, -monoethyl- und -monobutylether, Di-, Tri- und Tetrapropylenglycoldimethyl-, -diethyl- und -dibutylether,
- Bei den organischen Flüssigkeiten sind solche bevorzugt, die nicht mit der salzsauren wässrigen Flüssigkeit mischbar sind. So lässt sich die spezifisch leichtere oder schwerere organische Phase des Filtrats leicht abtrennen und in den Prozess zurückführen.
- Weiterhin ist bei der Auswahl der organischen Flüssigkeiten darauf zu achten, dass sie keine chemischen Reaktionen mit den übrigen Komponenten eingehen.
- Das organische Lösemittel wird bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 5 Gewichtsteile, insbesondere 0,5 bis 1,5 Gewichtsteile, bezogen auf ein Gewichtsteil wässrige Salzsäure, eingesetzt.
- Neben den genannten Bestandteilen können noch 0 bis 0,5 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Gewichtsteile, bezogen auf ein Gewichtsteil der Suspension, mindestens eines weiteren Hilfsmittels aus der Gruppe der Tenside, nichtpigmentäre und pigmentäre Dispergiermittel, Entschäumer, Netzmittel, Alkohole, Antioxidantien, UV-Absorber, Wachse und Lichtstabilisatoren zugesetzt werden.
- Die erfindungsgemäß behandelten Phthalocyanine können zum Färben von Polymeren, wie zum Beispiel PVC, Polyolefine, PA, PUR, PMMA, Polyester oder PVC, bevorzugt zum Färben von PVC eingesetzt werden, wobei das Einfärben nach bekannten Verfahren, gegebenenfalls durch Zugabe von dem Fachmann bekannten Hilfsmitteln und Additiven, erfolgt, z.B. durch Spritzgießen, Extrusion oder Heißwalzen. Dabei kann das erfindungsgemäß behandelte Phthalocyaninpigment als Pulver, als Granulat, als Masterbatch oder in Form einer Präparation eingesetzt werden.
- Insbesondere PVC, das mit einem erfindungsgemäß behandelten Phthalocyanin eingefärbt ist, kann zur Herstellung von Fensterprofilen, Fußbodenbelägen, Verpackungen, zum Beispiel von Lebensmitteln oder auch für Rohre für Entwässerung, Trink- und Abwasserleitungen, Kabelkanäle und Elektroinstallationen oder auch PVC-Folien verwendet werden.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein mit einem erfindungsgemäß behandelten Phthalocyaninpigment eingefärbter Kunststoff, vorzugsweise PVC, Polyolefine, PA, PUR, PMMA oder Polyester.
- Beispiel 1:
- 15 g C.I. Pigment Blue 15:3 wurden in einer Mischung aus 150 ml Salzsäure (6 molar) und 150 ml Methylisobutylketon (MIBK) 15min dispergiert und anschließend 30 min bei 90°C gerührt. Nach dem Abkühlen wurde 30 min unter Eisbadkühlung nachgerührt, die Suspension filtriert und mit 50ml Methylisobutylketon, 100 ml heißem Wasser (ca.70°C) und 50 ml Methanol gewaschen. Der erhaltene Presskuchen wurde im Vakuumtrockenschrank bei 80°C für 12 h getrocknet und gemahlen. Das gereinigte Pigment zeigt unveränderte coloristischen Eigenschaften.
- Beispiel 2:
- 15 g C.I. Pigment Blue 15:3 wurden in einer Mischung aus 150 ml Salzsäure (6 molar) und 150ml Methylisobutylketon 15 min dispergiert und anschließend 30min bei 40°C gerührt. Nach dem Abkühlen wurde 30 min unter Eisbadkühlung nachgerührt, die Suspension filtriert und mit 50ml Methylisobutylketon, 100ml heißem Wasser (ca.70°C) und 50 ml Methanol gewaschen. Der erhaltene Presskuchen wurde im Vakuumtrockenschrank bei 80°C für 12 h getrocknet und gemahlen. Das gereinigte Pigment zeigt unveränderte coloristischen Eigenschaften.
- Beispiel 3:
- 15 g C.I. Pigment Blue 15:3 wurden in einer Mischung aus 150 ml Salzsäure (6 molar) und 150 ml Diethylenglykoldimethylether 15 min dispergiert und anschließend 30 min bei 90°C gerührt. Nach dem Abkühlen wurde 30 min unter Eisbadkühlung nachgerührt, die Suspension filtriert und mit 50 ml Diethylenglykoldimethylether (DGDME), 100 ml heißem Wasser (ca.70°C) und 50 ml Methanol gewaschen. Der erhaltene Presskuchen wurde im Vakuumtrockenschrank bei 80°C für 12 h getrocknet und gemahlen. Das gereinigte Pigment zeigt unveränderte coloristischen Eigenschaften.
- Beispiel 4:
- 20 g C.I. Pigment Green 7 wurden analog Beispiel 1 gereinigt. Das gereinigte Pigment zeigt unveränderte coloristischen Eigenschaften.
- Anwendungsbeispiele:
- Beispiel 5:
- 100 Teile einer PVC-Mischung in Pulverform werden mit 0,1 Teilen Pigment aus Beispiel 1 in einem Gefäß 10 Minuten gemischt. Anschließend wird die Mischung auf ein Walzwerk gegeben und bei 130°C (Oberflächentemperatur der Walze) plastifiziert und in eine abnahmefertige Form gebracht. Nach dem Walzen werden aus den von der Walze abgezogenen Fellen ein rechteckiges Stück herausgeschnitten und nach DIN EN ISO 4892 bewittert (Gefilterte Xenonbogenstrahlung, Bewitterung im Gleichlauf, Gerät: Weatherometer der Firma Atlas).
- Nach einer Bewitterung gemäß DIN EN ISO 4892 von 8000 Stunden treten im Gegensatz zu einem nicht erfindungsgemäß behandelten Pigment P.Blue 15:3 keine braun-schwarzen Verfärbungen im Kunststoff auf.
- Beispiel 6:
- Analog Beispiel 5 wird mit dem Pigment aus Beispiel 2 eine PVC-Folie hergestellt und bewittert. Nach einer Bewitterung gemäß DIN EN ISO 4892 von 8000 Stunden treten im Gegensatz zu einem nicht erfindungsgemäß behandelten Pigment P.Blue 15:3 keine braun-schwarzen Verfärbungen im Kunststoff auf.
- Beispiel 7:
- Analog Beispiel 5 wird mit dem Pigment aus Beispiel 3 eine PVC-Folie hergestellt und bewittert. Nach einer Bewitterung gemäß DIN EN ISO 4892 von 8000 Stunden treten im Gegensatz zu einem nicht erfindungsgemäß behandelten Pigment P.Blue 15:3 keine braun-schwarzen Verfärbungen im Kunststoff auf.
- Beispiel 8:
- Analog Beispiel 5 wird mit dem Pigment aus Beispiel 4 eine PVC-Folie hergestellt und bewittert. Nach einer Bewitterung gemäß DIN EN ISO 4892 von 8000 Stunden treten im Gegensatz zu einem nicht erfindungsgemäß behandelten Pigment P.Green 7 keine braun-schwarzen Verfärbungen im Kunststoff auf.
Claims (10)
- Verfahren zur Behandlung von Phthalocyaninpigmenten, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein Phthalocyaninpigment in einem flüssigen Medium, das wässrige Salzsäure und ein Carbonyl- und/oder Ethergruppen enthaltendes organisches Lösemittel enthält, suspendiert wird, b) die Suspension für 5 bis 300 min auf einer Temperatur zwischen 0° und 150°C gehalten wird, und c) anschließend die Suspension filtriert und gewaschen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Phthalocyaninpigment C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, C.I. Pigment Green 7 oder 36 ist.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 0,01 bis 0,5 Gewichtsteile Pigment, bezogen auf ein Gewichtsteil flüssiges Medium, eingesetzt werden.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösemittel aus der Gruppe der aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Ketone, Aldehyde, Ether oder Glykolether ist.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösemittel aus der Gruppe der C3-C15 Ketone, Di(C2-C15)-Alkylether oder Cycloalkylether, Di-, Tri- und Tetra-C2-C4-alkylenglycole, C2-C4-Alkylenglycol-mono-C1-C6-alkylether und -di-C1-C6-alkylether sowie deren Di-, Tri- und Tetra-C2-C4-alkylenglycole ist.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösemittel in einer Menge von 0,05 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf ein Gewichtsteil wässrige Salzsäure, eingesetzt wird.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass 0 bis 0,5 Gewichtsteile, bezogen auf ein Gewichtsteil der Suspension, mindestens eines Hilfsmittels aus der Gruppe der Tenside, nichtpigmentäre und pigmentäre Dispergiermittel, Entschäumer, Netzmittel, Alkohole, Antioxidantien, UV-Absorber, Wachse und Lichtstabilisatoren zugesetzt werden.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension auf einer Temperatur zwischen 40 und 90°C gehalten wird.
- Ein mit einem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 behandelten Phthalocyaninpigment eingefärbter Kunststoff.
- Ein mit einem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 behandelten Phthalocyaninpigment eingefärbtes PVC.
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