DE1270208B - Verfahren zur Herstellung von Pigmentdispersionen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C09d

C08g
D 21h

22 g-10/01

39 b-22/01
55 c-3/01

P 12 70 208.8-43
2. November 1957
12.Juni 1968

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf organische Pigmentdispersionen, die sich zum Färben von Papier, synthetischen Fasern, Kunststoffen und insbesondere zum Pigmentieren von Latexanstrichen eignen.

Nach dem üblichen Verfahren zur Herstellung von organischen Pigmentdispersionen wird ein Gemisch aus dem organischen Pigmentpreßkuchen und einem wasserlöslichen Dispergiermittel, beispielsweise Natriumalkylarylsulfonat, Natriumalkylnaphthalinsulfonat, Alkylnaphthalinsulfonsäure usw., einer intensiven mechanischen Bearbeitung unterzogen, beispielsweise durch Mischen oder Kneten. Unter diesen Bedingungen kommen zwar Pigmenteigenschaften zustande, und das erhaltene Produkt läßt sich zur Bildung einer Paste mit Wasser verdünnen oder zur " Bildung eines dispergierten Pulvers trocknen; nichtsdestoweniger zeigen die Produkte bei der späteren Verwendung beträchtliche Wasserempfindlichkeit und können deshalb nicht unbeschadet gewaschen werden.

Ferner sind aus der britischen Patentschrift 735 534 Pigmentdispersionen bekannt, die aus einem Pigment eines bestimmten, wasserlöslichen Polyvinylharzes und einer wasserunlöslichen, zwischen 35 und 100⁰C schmelzenden Substanz, z. B. einem Opalharz, bestehen. Diese bekannten Dispersionen müssen jedoch getrocknet werden, um schließlich in Form von Tabletten oder Kügelchen in den Handel zu kommen.

Es ist nun Zweck der vorliegenden Erfindung, die genannten Mängel zu überwinden und organische Pigmentdispersionen zu schaffen, welche einen hohen Farbwert besitzen, ausgezeichnete Beständigkeit gegen ein Ausflocken und Zusammenballen zeigen und Anstrichfarben auf Wasserbasis liefern, welche keine Wasserempfindlichkeit zeigen.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Pigmentdispersionen zum Färben von Papier, Kunststoffen und insbesondere zum Pigmentieren von Latexanstrichen durch Vermischen einer wäßrigen Masse eines organischen Pigments mit einem Polymerisat und ist dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Masse eines organischen Pigments mit einem wasserlöslichen oder wassermischbaren Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, Polyvinylmethyläther oder Mischpolymerisat, das durch Polymerisation von 85 bis 90 Gewichtsprozent Vinylmethyläther und 10 bis 15 Gewichtsprozent Vinyläthyl-, Vinylpropyl- oder Vinylbutyläther erhalten worden ist, im Verhältnis organisches Pigment zu Polymerisat von 10:1 bis 1:1, zusammen verknetet.

Es wurde gefunden, daß es zur Erreichung der erfinderischen Zwecke zweckmäßig ist, daß das Verfahren zur Herstellung von
Pigmentdispersionen

Anmelder:

General Aniline and Film Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

6000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:

Robert Ernest Brouillard, Westfield, N. J.;

Leon Katz, Springfield, N. J.;

James Joseph Gannon,

Florham Park, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. November 1956
(622 246)

Gemisch in der Knetvorrichtung eine solche Viskosität besitzt, daß es eine steife Knetmasse bildet. Viskositäten von bis zu 1000000 cP sind möglich. Die entstehenden Dispersionen können vor dem Gebrauch mit Wasser oder einem anderen Lösungsmittel auf die gewünschte Konsistenz verdünnt werden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen eignen sich besonders zum Pigmentieren von Öl-Harz-Systemen oder wäßrigen Systemen. Das pigmentierte Endprodukt zeigt keinerlei Wasserempfindlichkeit; trotzdem es beträchtliche Mengen eines ursprünglich wasserlöslichen oder -mischbaren Materials enthalten kann. Erfindungsgemäß können beliebige organische Pigmente verwendet werden, solange sie nur im verwendeten Medium unlöslich sind.

Erfindungsgemäß wird unter dem Ausdruck »Polyvinylpyrrolidon «ein Polymerisat verstanden, das durch Polymerisation von N-Vinyl-2-pyrrolidon, N-Vinyl- - methyl - pyrrolidon, N -Vinyl - 5 - äthyl - pyrrolidon; N-Vinyl-S^-dimethyl-pyrrolidon, N-Vinyl-4-methylpyrrolidon oder N-Vinyl-4-äthyl-pyrrolidon erhalten worden ist. Je nach dem Polymerisationsgrad besitzen diese polymeren N-Vinyl-pyrrolidone Molekularge-

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wichte zwischen 500 und 200000. Der K-Wert dieser dar, da keine organische Lösungsmittel verwendet Polymerisate beträgt 10 bis 100, insbesondere 30 bis bzw. zurückgewonnen werden müssen. Ebenso können 100. auch alle Schutzmaßnahmen entfallen, die bei Ver-

Die erfindungsgemäß verwendbaren Polyvinylme- Wendung brennbarer und gesundheitsschädlicher Löthyläther und Mischpolymerisate besitzen ein Mole- 5 sungsmittel notwendig sind.

kulargewicht im Bereich von 1000 bis etwa 200000, In den nachfolgenden Beispielen sind Teile, soweit

entsprechend K-Werten im Bereich von 10 bis 60. nichts anderes ausgeführt wird, Gewichtsteile.

Der erfindungsgemäß verwendbare Polyvinylalkohol . -I₁

ist wasserlöslich und besitzt eine Viskosität von 10 bis Beispiel!

70, vorzugsweise 30 bis 5OcP, bestimmt mit einer io 214 Teile einer wäßrigen, 38,5%igen Paste aus einem 4°/₀igen wäßrigen Lösung bei 20⁰C. Phthalocyanin-Grün und 34 Teile eines Polyvinyl-

Aus der deutschen Patentschrift 684 820 sind wäßrige N-pyrrolidons mit einem K-Wert von 30 werden in Anstrichfarben bekannt, die als Bindemittel wasser- einem Werner-Pfleiderer-Mischer innig vermischt. Der lösliche Polyvinyläther oder wasserlösliche Misch- Mantel wird mit Dampf beheizt, bis so viel Wasser polymerisate aus wasserlöslichen Vinyläthern und 15 abgetrieben ist, daß eine steife Knetmasse (Viskosität wasserunlöslichen Vinyläthern oder andere wasser- ungefähr 250000 cP) entstanden ist. Man knetet diese unlösliche Vinylverbindungen enthalten; ferner sind Masse 5 Stunden lang, um eine innige Mischung aus aus der deutschen Patentschrift 744 020 Anstrich- Pigment und Harz herzustellen. Dann gießt man farben aus Pigment, wäßrigen Lösungen künstlicher, genügend Wasser zu, um eine fließbare Paste herzuorganischer Bindemittel und gegebenenfalls auch 20 stellen. Der Pigmentgehalt dieser Dispersion kann, je Emulgatoren bekannt, die zusätzlich eine wäßrige nach der gewünschten Viskosität, im Bereich von Suspension von Polyäthylenpolysulfid enthalten. Der- 1 bis 30 % liegen. In einen Standard-Styrol-Butadienartige Anstrichfarben besitzen den bereits erwähnten Latex eingemischt, entwickelte das Produkt eine volle Nachteil, daß sie eine beträchtliche Wasserempfind- Farbe, ohne auszufiocken, und der entstehende Film lichkeit aufweisen und daher nicht ohne ungünstige 25 war hinsichtlich Abwaschbarkeit bekannten Erzeug-Beeinträchtigung gewaschen werden können. nissen überlegen.

Es ist aus der USA.-Patentschrift 2 647 094 bekannt, Beist>iel2

zur Herstellung von Pigmentdispersionen wasserun-

lösliche Mischpolymerisate zu verwenden, die z. B. Man behandelt 200 Teile einer wäßrigen 20%igen

durch Zugabe von Ammoniak löslich oder teilweise 30 Paste von einem Phthalocyanin-Blau und 40 Teile löslich gemacht werden können. Es ist dabei ange- Polyvinyl-N-pyrrolidon mit einem K-Wert von 20 in geben, daß man früher für diesen Verwendungszweck gleicher Weise wie im Beispiel 1, außer daß man die auch bereits wasserlösliche Polymerisate verwendet Masse nach Beendigung der Knetoperation zur hat, daß aber die aus den entsprechenden Dispersionen Trockne bringt, indem man durch den Dampfhergestellten Überzüge wasserempfindlich sind. Die in 35 mantel Dampf oder heißes Wasser leitet und das dieser Patentschrift beschriebenen, in Wasser an sich restliche Wasser durch Eindampfen unter Atmounlöslichen Mischpolymerisate sollen demgegenüber sphärendruck oder reduziertem Druck abdampft, zu vorteilhaften Ergebnissen führen. Diese Literatur- Diese Paste läßt sich zum Tönen von Acryl-, PoIystelle zeigt, daß gegen die Verwendung von wasser- vinylacetat- oder Styrol-Butadien-Latizes für die löslichen Polymerisaten für die Herstellung von Pig- 40 Bildung von Filmen mit verbesserter Wasserbeständigmentdispersionen ein Vorurteil bestanden hat. Es war keit verwenden, daher außerordentlich überraschend, daß die erfin- Beispiel 3

dungsgemäß verwendeten speziellen wasserlöslichen

oder mit Wasser mischbaren Polymerisate zu Pigment- 100 Teile eines durch Diazotieren von m-Nitro-

dispersionen führen, die ihrerseits wasserunempfind- 45 p-toluidin und Kuppeln mit Aceto-acetanilid erhalliche Überzüge liefern. tenen Azopigmente, 80 Teile Polyvinylalkohol mit

Im übrigen ist die erfindungsgemäße Herstellung einer Viskosität von 30 cP und 400 Teile Wasser der Dispersionen, die lediglich in einem Verkneten werden in einem Werner-Pfleiderer-Mischer 2 Stunden der entsprechenden Bestandteile besteht, dem Ver- lang geknetet. Nach beendetem Dispergieren gibt fahren zur Herstellung der bekannten Dispersionen 50 man 400 Teile Wasser zu und mischt während etwa überlegen, da sie einfacher ist. Bei den bekannten 1 Stunde, bis eine gleichförmige Paste entstanden ist. Pigmentdispersionen muß zuerst das feste Polymerisat Beim Einmischen der Paste in einem Styrol-Butadienmit dem Pigment vermischt werden, bevor das Latex genügt kurzes Rühren von Hand, um die volle Polymerisat löslich gemacht wird. Verwendet man Farbstärke zu entwickeln, nämlich bei der Herstellung dieser bekannten Disper- 55

sionen das bereits löslich gemachte Polymerisat, so Beispiel4

wird das gewünschte Resultat nicht erhalten. Das

erfindungsgemäße Verfahren ist gegenüber dem be- Man geht gleich vor wie im Beispiel 1, verwendet

kannten Verfahren bereits dadurch einfacher, daß die jedoch an Stelle des Polyvinyl-N-pyrrolidons eine Neutralisationsstufe mit Ammoniak entfällt. 60 äquivalente Menge Polyvinylmethyläther mit einem

Es ist auch bereits bekannt, für den gleichen Zweck K-Wert von 20. Die Masse wird ungefähr 5 Stunden in Kohlenwasserstoffen lösliche Polymerisate zu ver- lang geknetet, bis eine gleichförmige und innige wenden. Diese sind jedoch in der Regel wasser- Mischung von Pigment und Polyvinylmethyläther unlöslich. Gegenüber der Verwendung von Pigment- entstanden ist. Nach Zusatz von genügend Wasser dispersionen in organischen Lösungsmitteln, die noch 65 erhält man eine füeßbare grüne Paste, welche eine ein gelöstes polymeres Bindemittel enthalten, ergibt ausgezeichnete Beständigkeit gegen ein Ausflocken sich erfindungsgemäß der Vorteil, daß in wäßrigen oder Zusammenballen besitzt. Die Abwaschbarkeit Lösungen gearbeitet wird. Dies stellt eine Verbilligung des entstehenden Films ist besser als diejenige eines

Films, der durch Tönen des Acryllatex mit einer anionischen Dispersion von Phthalocyanin-Grün hergestellt worden ist.

Beispiel5 _g

150 Teile eines Azopigments in Form eines 25%igen Preßkuchens, hergestellt durch Tetrazotieren von 3,3'-Dichlorbenzidin und Kuppeln mit Aceto-acetanilid, werden zusammen mit 200 Teilen einer 50%igen wäßrigen Lösung von Polyvinylmethyläther bei 200000 cP vermählen, bis eine vollkommene Dispersion entstanden ist. Hierauf verdünnt man die Paste mit Wasser bis zur Fließbarkeit. Setzt man dieses Produkt einem Polyvinylacetatlatex zu und prüft einen daraus hergestellten Film in üblicher Weise auf Abwaschbarkeit, so ergibt sich eine gegenüber bekannten Produkten verbesserte Wasserbeständigkeit.

Beispiel 6

Man geht gleich vor wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß man an Stelle von 34 Teilen Polyvinyl-N-pyrrolidon 30 Teile eines durch Mischpolymerisation von 90 Gewichtsprozent Vinylmethyläther und 10 Gewichtsprozent Vinylbutyläther erhaltenen copolymeren Vinylalkyläthers verwendet. Bei der Einverleibung in einem üblichen Styrol-Butadien-Latex zeigt das Produkt eine volle Farbe, ohne auszuflocken, und ein daraus hergestellter Film besitzt eine gegenüber bekannten Produkten verbesserte Abwaschbarkeit.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Pigmentdispersionen zum Färben von Papier, Kunststoffen und insbesondere zum Pigmentieren von Latexanstrichen durch Vermischen einer wäßrigen Masse eines organischen Pigments mit einem Polymerisat, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Masse eines organischen Pigments mit einem wasserlöslichen oder wassermischbaren Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, Polyvinylmethyläther oder Mischpolymerisat, das durch Polymerisation von 85 bis 90 Gewichtsprozent Vinylmethyläther und 10 bis 15 Gewichtsprozent Vinyläthyl-, Vinylpropyl- oder Vinylbutyläther erhalten worden ist, im Verhältnis organisches Pigment zu Polymerisat von 10:1 bis 1:1, zusammen verknetet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 662 936, 684 820, 020;

   britische Patentschrift Nr. 735 534;
   französische Patentschriften Nr. 691 070, 1 063 084; USA.-Patentschriften Nr. 2 647 094, 2 649 382.