Композиция для получения окрашенных изделий
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К АНИЛИНОКРАСОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПОЗВОЛЯЕТ ПОВЫСИТЬ СТЕПЕНЬ НАСЫЩЕНИЯ ОКРАСКИ В 3-6 РАЗ ПРИ СОХРАНЕНИИ ЕЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ЗА СЧЕТ ТОГО, ЧТО КОМПОЗИЦИЯ СОДЕРЖИТ ПИГМЕНТ РЯДА 1,4-ДИКЕТОПИРРОЛО(3,4С)ПИРРОЛ ОБЩЕЙ ФОРМУЛЫ @ ИЛИ @ , В КОЛИЧЕСТВЕ 0,05-10 МАС.% И ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ОСТАЛЬНОЕ. 6 ТАБЛ.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
» L551ÙÙ (51) 4 С 07 D 519/00, С 09 В 57/00, С 08 J 3/20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
6.Е -ОЮЗА ,- ZÄ,1IÈ×ÜÑIN1I
;; } 1- А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Х IlATEHTY
R1 0 где Р.„и.. Р / I 1 (;1 I 3 Др, I щ
ХЯ Cl
СН3 С 3 0СН 3
Q c(cH) + а с1, З 0(н
Оs-Clil-p-0 остальное. 6 табл.
i2 I ) 3444133/23-05 (22) 19,03.82 (31) 1905/81 (32) 20.03.81 (33) СН (46) 15.10.89. Бил. И 38 (71) Циба-Гейги АГ (СН) (72) Абул Икбал (BD) и Луиджи
Кассар (IT) (53) 678.029.82 (088.8) (56) Патент Великобритании Р 1501470, кл. С 09 В 7/IO, опублик. 1978.
Color Index 88. в -количестве 0,05-10 мас.й и высокомолекулярный органический материал
Изобретение относится к . анннинокрасочной промышленности, в частности к композиции для получения окрашенных изделий, Цель изобретения ", повышение с 1 епени насыщения окраски при сохранении ее поочностных свойств. (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к анилинокрасочной промышленности. Изобретение позволяет повысить степень насыщенйя окраски в 3-6 раз при сохранении ее прочностных свойств за счет того, что композиция содержит пигмент ряда 1,4-дикетопирроло(3,4с) пиорол общей фОрмулы
Композиция для получения окрашен«ных изделий содержит новый пигмент1,4-дикетопирроло(3,4 с) пиррол общей формулы 1
1516014 1 О где R1,и Н > С1 В1 (H)
С1
NH
СН3 (-F> O(:Hg
N ов Q + усну,Q 3 Q Q
s ct. s осн или +lb ß- — P ß в количестве 0,05-10 вес.%.
Соединения формулы T получают путем нагревания нитрила формулы К„СН с нитрилои формулы КдСН, бромуксусным эфиром и цинком в инертном орга- 20 ническом растворителе, предпочтительно в ароматическом углеводороде, например бензолв, толуоле, ксилоле.
Предпочтительно реакцию проводить в две стадии, В первой стадии к 25 к взвеси цинковой пыли в органическом-. растворителе, активированной медью, добавляют постепенно без доступа воздуха смесь бромуксусного эфира, нит < ла и цинковой пыли. Затем нагрева. 30 короткое время H затем в соотвеt ствующем случае при пропускании воздуха нагревают более длительное время, Соединение формулы 1 можно выделить фильтрованием.
В зависимости от типа заместителей и полимеров, которые должны быть окрашены,,соединения формулы 1 можно применять в качестве растворимых в полимере красителей и предпочтитель- 40 но, в качестве пигментов, В последнем случае целесообразно продукты, получающиеся при синтезе, переводить в тонкодисперсную форму. Это возможно ocyrqerTaHTx различными HsaecTHbt choco- 45 бами.
Целесообразно пигменты дополнительно обработать органическим растворителем, предпочтительно таким, который кипит выше 100 С. о °
Пигменты обладают удельной поверхностью по БЭТ 5-150 м /г.
Пример l. 1 ч, Си (ООССН )
«Н О в эрленмейеровскои колбе раство L
0 рают в 25 об.ч. этилацетата при 90 С и непосредственно после этого смешивают с 17,9) ч, цинковой пили (0,274 моль). Всю смесь хорошо перемешивают в течение 1 мин и непосредственно после этого отфильтровывают, промывают небольшим количеством
l этилацетата и 75 об. ч. ксилола. Активированный таким образом Цинк тотчас же помещают в колбу для сульфирова ния с 40 об.ч. ксилола. Туда прикапывают в токе аргона 15-20 об.ч. смеси, состоящей из 60 об.ч. ксилола, 28 об,ч. бензонитрила (0,27 моль) и 30.4 об.ч. этилового эфира бромук сусной кислоты (0,27 моль). Смесь медленно нагревают до 60ОС. Реакция идет экзотермически, и температура содержимого колбы быстро поднимается приблизительно до 90 С, С этого времени температуру поддерживают окоо ло 90 С,, регулируя скорость добавле ния оставшегося раствора бензонитрилэтилового эфира бромуКсусной кислоты.
По окончании прикапывания реакционную смесь перемешивают 0,5 ч при 90-95 С.
Непосредственно после этого удаляют аргон и в смесь пропускают воздух, который нагревают до температуры кипения флегмы, и при этой температуре продолжают перемешивать 10 ч. Затем
-смесь охлаждают приблизительно до
79 С и добавляют около 100 об.ч, ацетона. Выпавший продукт отфильтровывают при комнатной температуре, промывают метанолом и высушивают под о вакуумом в течение ночи при 80 С, Получают 10,16 ч, сырого продукта.
3 ч. этого продукта перемешивают при комнатной температуре со 100 wt диметилформамида, содержащего около 1,8 об.ч. ЗОМ-ного раствора метилата натрия, в течение 2 ч. После кристаллизации фильтрат смешивают с ", об,ч. этилацетата и непосредственно после этого с 13 об.ч, воды и перемешивают в течение ночи при комнатной температуре. На следующее утро отфильтровывают осадок, проиаI5I60l4
10 вают его этанолом, водой и этанолом и в течение ночи высушивают под вакуумом при 80 С. Получают 1,5 ч соединения формулы I (R, и К, — фенил) в виде красного порошка с поверхностью покрытия 1? м /г.
Элементарный анализ.
Рассчитано,7.: С 74,99, Н 4,22, N 9,72. .С зН, 0 0, мол.вес. 288,3, Найдено, ; С 75,0 Н 4,4
N 9,8.
УФ-спектроскопический анализ (растворитель: N-метилпирролидон): 1манс 504 NN ° Емец. 33 000 °
Полученный пигмент окрашивает искусственные вещества и лаки в чистые кошеннльно-красные тона, отличающиеся светостойкостью, жаростой костью и прочностью при воздействии погодных условий.
Пример 2. 8,8 ч. (0,185 моль) цинковой пыли добавляют к хорошо перемешиваемому горячему раствору (90- 25
95 С) О ° 7 ч. ацетата меди — H O в
12,5 ч.об. этилацетата. Через 1 мин осаждают появившуюся муть и декантируют этилацетат. Остаток промывают один раз 12,5 об.ч. этилацетата и не- 30 посредственно после этого трижды порциямн по 25 об.ч. ксилола. Оставшийся серый осадок вместе с 65 мл ксилола и 18,6 ч. (0,135 моль) и-хлорбензонитрила переносят в колбу для сульфирования. Смесь нагревают приблизительно до 70 С и непосредственно после этого по каплям добавляют
15 об.ч. этилового эфира бромуксусной кислоты в течение приблизитель- 40 но 30 мии так, чтобы температура в колбе не превышала 80-85 С. По окончании прикапывания нагревают смесь до температуры кипения флегмы и при цропускании воздуха реакционную смесь 45 перемешивают при этой температуре в течение ночи.На следующее утро охлаждают смесь до комнатной. темпе ратуры и прибавляют к ней при переме- шивании 50 od.ч. ацетона. Приблизителен но через 15 мии отфильтровывают и на фильтре промывают ацетоном, ПолуФеиным таким образом сырой продукт переносят в 250 об.ч. диметилформамида и смешивают с 5 об.ч. ЗОЛ-ного
55 раствора метилата натрия и в течение
5 мин перемешивают всю смесь. После осветлнтельной фильтрации щелочной чистый раствор диметнлформамида подкисляют 8 об.ч. ледяной уксусной кислоты, разбавляют 30 об.ч. воды и перемешивают в течение ночи при комнатной температуре. Красный осадок отфильтровывают, промывают метанолом и высушивают в течение ночи под вакуумом при 80 С. Получают 3,6 об.ч. (15 от теории) соединения формулы
I (R„ и R q — и-хлорфенил) в виде красного порошка.
Элементарный анализ.
Рассчитано,".: С 60,53; Н 2,82, N 7,84; О 8,96) Cl 19,85.
С, Н„С1 Н О, мол.вес. 375,21.
Найдено, : С 60,0; Н 2,8; N 7,71
О 9,6 Cl !9,6.
УФ-спектроскопический анализ: (растворитель V-метилпирролидон):
Д„„„514 нм, Е„„„,33 000.
Полученное соединение окрашивает искусственные материалы и лаки вочень чистые,большой интенсивности голубовато-красные тона,. отличающиеся светостойкостью, жаростойкостью и с высокой прочностью к действию погодных условий.
Пример 3. Если вместо примененного Ь примере 2 и-хпорбензонитрира применяют m-хлорбензонитрил, то получают при таких же условиях проведения способа 4 r сырого пигмента, который обрабатывают, как указано ниже.
Пример 4. Щелочное переосажде-, ние, 4 ч, сырого пигмента по примеру 3 суспендируют в 135 об.ч, диметилформамида, смешивают с 2,5 об.ч. ЗОХ-ного раствора метилата натрия и в течение
2 ч перемешивают при комнатной температуре, Непосредственно после этого раствор осветляют через "High flow" и фнльтрат нейтрализуют 4 об.ч. ледяной уксусной KHcJIGTbl добавляют 1 8 % Bopb1 H 110Jl ченную в результате суспензию при комнатной температуре перемешивают в течение ночи. Выпавший пигмент отфильтровывают, IlpoMblBBI0T сначала небольшим количеством диметилформамида и непосредственно после этого во дой и этанолом и высушивают в течение ночи под вакуумом при 80 С. Получают 2,4 ч. оранжево-красного порошка формулы (R, и R - m-хлорфенил).
Элементарный анализ.
Рассчитано,X: С 60,53, Н 2,82
CI 19,85; N 7,84.
С1 Н f+C4 И10q, мол.вес. 357,2 °
1516014
Найдено,7: С 60,0, Н 2,80;
С1 19,90; N 7,80.
УФ-спектроскопический анализ: (растворитель Ч-метилпирролидон):
"мамс512 HM ° макс 27 000 °
Полученный пигмент из щелочного переосаждения окрашивает искусственные материалы и лаки в красно-оранжевые тона с высокой миграционной 10 свето- и жаропрочностью.
Пример 5. Кислое переосаждение.
1,4 ч. полученного согласно приме-. ру 4 щелочным переосаждением продукта суспендируют в 70 об.ч. концентрированной серной кислоты и перемешивают полученную смесь приблизительно
45 мин при комнатной температуре.
По окончании осветлительной фильтра-. 20 ции через "Нщй й1оч" (стеклянный фильтр)фильтрат выливают приблизительно в 300 ч. льда и перемешивают
15 мин при комнатной температуре. Выпавший пигмент отфильтровывают, про- 25 мывают водой и этанолом и высушивают в течение ночи в вакууме при
80 С. Получают 1,2 ч,красного порошка, который имеет такие же данные элементарного анализа, масс- и УФ- 3О спектрометрии и такую же химическую структуру, как и продукт полученный щелочным переосаждением в соответст-! вии с примером 4. При проведении настоящего кислого переосаждения получают продукт, который дает в случае искусственных материалов и лаков лишь чистое кошенильно-красное окрашивание (вместо оранжевого ), а также отличную прочность окраски. 40
Рентгеновская дифрактограмма полученного согласно примеру 5 пигмента показывает при мвжплоскостном расстоянии 3,22 А линию очень сильной интенсивности, при 14 3, 6,7 и 45
3,45 А линии сильной интенсивности, при 4,72, 4,20, 3,51 и 3,35 А линии средней интенсивности, при 5,3 и
2,98 А линии слабой интенсивности и о при 3,15 А линию очень слабой интенсивности
Рентгеновская дифрактограмма полученного согласно примеру 4 пигмено .та показывает при 14,2 и 3,7 А линии очень сильной интенсивности, при
4,72 А линию сильной интенсивности, о при 3,52 А линию средней интенсивности и при 6,9 А линию слабой интенсивности .
Пример 6. Осуществляют способ, по аналогии с примером 5 с продуктом, полученным в результате щелочного пе- реосаждения по примеру 1, получают красный пигмент с очень большой интенсивностью окрашивания, транспорентный, с удельной поверхностью по Н3Т
110 м /г.
Пример 7. Заменяют применяемое количество и-хлорбензонитрила в примере 2 эквимолярной смесью и-хлорбензонитрила и п-метилбензонитрила
) получают при таких же условиях проведения способа и при такой же обработке красную смесь пигментов, которая согласно данным элементарного анализа и масс-спектроскопии содержит наряду с пигментом формулы !(К, и R и-хпорфенил и R, и R — и-метилфенил соединение формулы 1 (К „ — и-хлорфенил, R - и- толуол).
Масс-спектроскопия: MS; М : 336.
Полученная пигментная смесь окрашивает искусственные материалы и лаки в красные тона высокой интенсивности 1насыщенности ) и отличается прочностью окраски.
Пример ы 8-37. Аналогично примеру 1 получают другие примеры Форму" лы I ° подвергая нитрил формулы R-CN взаимодействию с этиловым эфиром бромуксусной кислоты в присутствии Zn-Cu причем R имеет значения, указанные в табл.1.
Пример 38. (Мягкий поливинилхлорид). 0,6 r (0,575 вес.l) пигмента формулы 1 (R,è R< — фенил) смешивают с 67 г (64 125 вес.Ж) поливинилхлорида, 33 г (31,57) диоктилфталата, 2 г (1,97.) дибутилоловодилаурата и 2 г (1,97) двуокиси титана и на вальцовочном станке в течение 15 мин при о
160 С перерабатывают в тонкую пленку.
По-.учают интенсивное красное окрашивание, прочность к миграции 5 бап. и к действию света 8 бал.
Пример 39. (Полиэтилен).
0,2 ч (0,2X) пигмента Формулы ? (R, и К вЂ” фенил), 1 ч (1,0X) двуокиси титана рутил и 100 ч. (98,8X) LD-полиэтиленового гранулята смешиваю". в барабане и смесь непосредственно после этого перерабатывают на смеснтельных вальцах при 130 С. Массу прессуют в горячем виде до плит или формуют в экструдере. Получают плас1516014 тины с красной окраской, стойкой к действию света.
Пример 40. (Полистирол), 0,05 ч, (0,057) пигмента формулы I (R, и R -фенил) смешивают в сухом
5 виде с 100 ч (99,957) полистирола.
Смесь перемешивают при 200 — 280 С до получения гомогенного окрашивания.
Окрашенную массу охлаждают и иэмель- 1О чают в мельнице до величины частиц
2-4 мм. Полученный таким образом гранулят перерабатывают в машине для литья под давлением при 220 — 300 С до получения формованных изделий.
Получают окрашенную в красный цвет массу. Окраска обладает хорошей проч% ностьв к действию света и термостабильнос тью.
Пример 41. (Полиамид) .99,5 ч ° (99,57) полиамида из f -капролактама . в виде кусочков покрывают 0,5 ч. (0,57) тонкоизмельченного пигмента формулы I (R, v R < — фенил) в сухом 25 виде, Опыленные таким образом кусочки формуют как обычно, например способом мокрого прядения, при 280о
285 С, Полученное таким образом волокно окрашено в желтый цвет. Окраска флюоресцирует и обладает хорошей стойкостью по отношению к действию света и устойчивостью к мокрым обработкам.
Пример 42. (Поликарбонат).
0,05 ч. (0,05 ) пигмента формулы
35 (R„H R -фенил) перемешивают в сухом виде с 100 ч. (99 957.) поликарбоната иэ 2,2 (4,4 -диоксидифенил) пропана со значением К около 50 и гомогенизирувт в двушнековом экструС дере при 280 С. Получают транспорентное желтое окрашивание с хорошей прочностью по отношению к действию света. Гранулированный продукт можно перерабатывать обычным образом путем термопластичного формования, например способом литья под давлением до получения формованных изделий.
Пример 43. (Алкидно-меламиновый лак горячей сушки). Смешивают
60 ч. 60Х-ного раствора невысушенной апкидной смолы в ксилоле (бекозол
27-320 фирмы Reichhold-Albert Chemik)
36 ч. 507-ного раствора меламино-Аормальдегидной смоли в смеси бутенол— ксилол (супер бекамин 13-501 фирмы
Reichhold-Albert СЬеппс)„ 2 ч. ксилола и 2 ч. метилцеллозольва, 100 ч. полученной смеси с помоцью мешалки перемешивают до получения гомогенного раствора лака.
95 ч. (957) полученного таким образом прозрачного лака и 5 ч .(5 ) пигмента формулы (R, и Rz — фенил) измельчают в шаровой мельнице в течение 72 ч. Окрашенный лак наносят способом разбрызгивания на жесть и обжигают 30 мин при 120 С. Получают лаковое покрытие с хорошей светостойкостью.
Пример 44. Повторяют пример
43, при этом берут 90 ч. прозрачного лака и 10 ч. пигмента. Получавт лаковое покрытие с хорошей светостойкостью и высокой чистотой со степенью насыщения 566. Для сравнения берут образец, окрашенный с использованием
90 ч. описанного в примере 43 прозрачного лака и 1О ч. красного пигмента CI 88. Образец показывает степень насыщения 122.
Для крашения пигментами: из.вестным формулы ( (цветовой индекс CI пигментрот 88) и формулы 1, где Rè R — Rh или й,и R,-С1 использ овали: а) полистирол (0,057. пигмента) по примеру 40; б) полиамид (0,57. пигмента) по примеру 4!; в) поликарбонат (0,057 пигмента) по примеру 42.
Никаких целевых добавок в композицию не добавляли.
В табл.2 представлены значения насыцения полученных викрасок показатели степени чистоты тока окрашивания; чем вьппе степень насыцения, тем чище пигмент.
Как видно из данных табл.2 выкраски, полученные с предлагаемыми соединениями - 1,4-дикетопирроло-(3,4 с) пирролами,по сравнению с выкраской,полученной с известным пигментом - CI пигментрот 88, отличаются повьппенной чистотой (повышенная степень насыщения).
1516014
Формул а из обретения
- -с1 -Я - -вг, - -сн,, В1 О
МН;
О R
СНЗ П3 ОСН3
° - ") ° « -с(сну Q « . » -Яи
- Я, - -в- -сь -Я-в-Я-осн при следующем соотношении компонентов, мас.Х:
Указанный пигмент 0,05-10,00
Высокомолекулярный органический материал
Остальное
Таблица!
НЗС
Красный 507
472
5ОО
Бордо сн, сн,- —
Красно- 554 фиолето- 512 вый
В табл.3 приведены данные по насыщенности цветового тона при окрашивании,полиэтилена.и лака предлагаемым пигментом и тетрахлортиоиндиго
Окрашивание полиэтилена осуществляли .согласно примеру 39, окрашивание лака — согласно примеру 43, В табл.4 приведены величины насыщенности окраски.
По примеру 38 били изготовлены
0,2Х-ные мягкие поливинилхлоридные пленки, по примеру 43 — лаковые полоски из алкилмеламиноформальдегидной смолы.
В табл.5 - приведены величины насыщения пигментов.
Колористические данные пигментов по изобретению представлены в табл.б, Композиция для получения окрашенных иэделий на основе высокомолекулярного органического материала и пигмента ряда пятичленных гетероциклических соединений с дикетогруппами отличающаяся тем, что, с целью повьппения степени насыщения окраски при сохранении ее прочностных свойств, в качестве пигмента она содержит 1,4-дикетопирроло(3,4 e) пиррол общей формулы
1 516014
П о
470
Красный
Bt
5 15
480
Голубовато-красный
l4
Красный
Желтооранжевый
Красный
l6. 17!!
Краснооранжевый
19
21
23
480
510, 480
509
472
Красный
28
30
31
33
494
533
492
582
35 а-Нафтил
3-Трифториетилфенил
4-Фторфенил
4-Бензоиламинофенил
4-тр е т- Бу тилфенил
3,4-Диме тил- Красный фенил
R, — фенил, К вЂ” n-толуил
It
4-Иетилсульфонилфенил
3-Метоксикарбонилфенил
4-Метоксикарбо-Красно-. нилфенил фиолетовьй
3,4-Диметокси- Красный фенил
3,4,5-Триме- Краснотокснфенил фиолетовый
3-Хлор-4-метилфенил
4-Метокснфеннл
4-Ацетоксифенил
4-Ацетиламинофенил
3-Цианфенил и-Метилмеркаптофенил и-Феноксифенил в-Феноксифенил п-Феннлмеркаптофенил
526
474
509
464
474
51О
472
509
472
509
488
520
472
5I0
473
492
531
477
512
474
508
l4
П одолжение табл.!
151601ч
512, l N
37 / Красный
П р и м е ч а н и е: Все измерения производились в Nметилпирролидоне, эа исключением примера 10 (в диметилформамиде), Т а б л и ц а 2 насыщение в
Пигмент
517
623.ч9
909
504
560
550
781
Таблица3
Насыщенность
Пигмент полиэти- лак лен
Тетрахлортиоиндиго
Предлагаемый, где к„ и фенил
312
151
508
598
CH3
509
644, С1
501
Известный
Предлагаемый
®iи Rq-Ph, То же .(R и R — полис- полиами поликартироле де бонате (0,05X) (0,57) (0,053) 15
1516014
Таблица4
1б
Пигмент типогpahcxoA краске
Тетрахлортиоинди461
221
764
417
СН
733
436
345
726 таолица5
Пигмент
Насыщение
R! и 412 по в поли винилхлорид-1 ной в лаке иэ алпримеру килмеламиноформальдегидной с молы
0,2Х пленке
0 2Х
803
771
548
398 о 47 СН30 S 520
48 () О ()-$ ) - gag
407
658
766
49 сн, 723
811
639
N го
Предлагаемый, где и R
1н3
СН,-
СИЗ
46 С1 /
Насыщенность при.0,02Х в ПВХ
Насыщенность при 20Х в 20Х-ной
Г7
l 5l Ь014 Г8
Продожкение табл 5
Пи гмент
Насыщение
R! и в.2 по в лаке и9 ал в поли винил» хлорнд. ной примеру пленке
0 2Х
681
559
618
417
731
4l 7
591
691
434
538
731
795
CF3
494
673
151
472
Таблица6
Пигмент
Нас граонщенност по рочость аллы примеру
13
l5!
27
СН
58 Тетрахлортиоиндиго (Колор Индекс 88) и-Бромфенил 541
3-Трифторметилфенил 731 и-Метоксифенил 658
m-Циаифеннл 706 килмеламинформальдегидной смолы
0,2X
Светостой- . кость, баллы
1516014 20
П о олжение табл.6
3 5 и-Иетипмеркаптофенил 436 и-Фенокснфенил 452
m-Феноксифеннл 702 и-Фенилмеркаптофенил 452
8
32
33 34
350
4,4 7-8
261
4,8 8
471
Составитель Т. Калинина
Техред А. Кравчук Корректор Л, Патай
Редактор Л. Веселовская
Закаэ 6299/59 Тираж 352 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101