EP1558682A1 - Method and device for carrying out chemical and physical methods - Google Patents
Method and device for carrying out chemical and physical methodsInfo
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- EP1558682A1 EP1558682A1 EP03748080A EP03748080A EP1558682A1 EP 1558682 A1 EP1558682 A1 EP 1558682A1 EP 03748080 A EP03748080 A EP 03748080A EP 03748080 A EP03748080 A EP 03748080A EP 1558682 A1 EP1558682 A1 EP 1558682A1
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- EP
- European Patent Office
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- pigment
- pigments
- swirl chamber
- acid
- nozzles
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- C09B67/006—Preparation of organic pigments
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
- B01J4/002—Nozzle-type elements
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- B01F25/23—Mixing by intersecting jets
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
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- C09B67/0017—Influencing the physical properties by treatment with an acid, H2SO4
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- C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
- C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
- C09B67/0084—Dispersions of dyes
- C09B67/0091—Process features in the making of dispersions, e.g. ultrasonics
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- C09B67/0096—Purification; Precipitation; Filtration
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- C09D11/00—Inks
- C09D11/30—Inkjet printing inks
- C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
- C09D11/322—Pigment inks
Definitions
- the present invention relates to a method for carrying out chemical and physical processes, in particular for the production of organic pigments, and to a swirl chamber reactor suitable therefor.
- Organic pigments have become of great industrial importance for coloring high molecular weight organic materials such as paints, plastics, printing inks or inks.
- quality requirements regarding coloristic and rheological properties such as color strength, color purity, transparency, dispersibility and viscosity are correspondingly high.
- special process conditions in pigment synthesis or subsequent conditioning such as grinding and finishing, are required to achieve a specific particle shape, size and distribution, which are known to the person skilled in the art.
- One goal of the pigment manufacturers is to make the process steps for pigment production as economical as possible, i.e. perform different process steps in the same equipment.
- One approach to achieving this goal was to use a microjet reactor for the production of azo colorants (EP-A-1 195411), for the fine distribution of organic pigments (EP-A-1 195413) and for the production of liquid pigment preparations (EP-A-1 195414).
- a gas phase is maintained in the reactor space and the educts are sprayed through a high-pressure nozzle onto a common collision point.
- Disadvantages of this method are the difficult adjustment of the educt jets to a common collision point, problems in carrying out the experiment when the pulse currents are unequal, and the product separation from the gas phase.
- medium A can pass into the nozzle of medium B, that is to say possibly a component in front of the corresponding nozzle fails and thus clogs it up and causes the microjet reactor to fail completely.
- the present invention was therefore based on the object of developing a universally applicable and technically reliable process for carrying out chemical and physical processes, in particular for the production of organic pigments, in which the products, in particular organic pigments, are produced in high quality.
- the invention relates to a method for carrying out chemical and physical processes, in particular for the production of organic pigments or pigment preparations, characterized in that two or more liquids or suspensions are passed through two or more nozzles which are not coaxially aligned with one another with a pressure between 1 and 1000 bar, preferably 2 to 500 bar, in particular 5 to 300 bar, and a volume flow between 5 and 500 l / h, preferably between 25 and 400 l / h and particularly preferably between 50 and 300 l / h, without using a carrier gas stream injected into a swirl chamber, thereby causing a turbulent mixing of the liquid phase with a change in substance and, after the change in substance, the liquid phase is continuously discharged from the swirl chamber through an outlet opening.
- the two or more, expediently 2 to 7, nozzles open into the swirl chamber and are distributed over its inner circumference in such a way that they are not aligned coaxially.
- the angle of entry of the axis of the nozzles can be between 90 ° (orthogonal injection) and 0 ° (tangential injection). It is also advantageous if the axes of the nozzles are at an angle between 0 ° and 90 °, based on the cross-sectional area of the swirl chamber against the outlet opening, which is expediently located at the head of the swirl chamber.
- the geometry of the swirl chamber can be of any type, but advantageous are shapes which allow little or no dead volume, such as a ball or cylinder, the bottom of which is flat or convexly curved outwards.
- the vortex chamber reactor can also be connected to a residence, e.g. a flow tube can be connected in order to maintain the mixture state generated in the vortex chamber reactor after the reaction mixture has left the vortex chamber for longer periods and to exclude back-mixing.
- the flow tube is preferably a double-walled one in order to be able to control endo- and exothermic chemical reactions or physical processes in a controlled manner.
- the reactor space of the apparatus according to the invention is virtually completely filled with the liquid phase during operation.
- the educts step into one Vortex chamber in which there are highly turbulent flow conditions.
- the invention also relates to a swirl chamber reactor (FIG. 1) for carrying out the processes described above, characterized in that two or more nozzles (3, 7), each with an associated pump and feed line (4, 6), for injecting a liquid medium each In a swirl chamber (2) enclosed by a housing (1) there are provided that the nozzles are not aligned coaxially with one another and that an outlet opening (5) is provided for removing the resulting products from the swirl chamber (2).
- a temperature measuring device (8) is brought up to the swirl chamber.
- Q 1 , Q 2 and Q 3 can be the same or different and N, NR 2 , CO, N-CO,
- R 1 and n are as defined above and R 20 is hydrogen, methyl or ethyl; and pyrazolones of the general formula (V),
- azo dyes 4- [5-hydroxy-3-methyl-pyrazol-1-yl] -benzenesulfonic acid, 2-amino-naphthalene-1,5-disulfonic acid, 5-methoxy-2-methyl-4 [3-oxo-butyrylamino] -benzenesulfonic acid, 2-methoxy-5-methyl-4- [3-oxo-butyrylamino] -benzenesulfonic acid, 4-acetylamino-2-amino-benzenesulfonic acid, 4- [4-chloro-6- ( 3-suIfo-phenylamino) - [1, 3,5] -triazin-2-yl-amino] -5-hydroxy-naphthalene-2,7-disulfonic acid, 4-acetylamino-5-hydroxy-naphthalene-2,7- disulfonic acid, 4-amino-5-hydroxy-naphthalene
- Suitable surfactants are anionic or anionic, cationic or cationic and nonionic substances or mixtures of these agents. Examples of surfactants, pigmentary and non-pigmentary dispersants which can be used for the process according to the invention are given in EP-A-1 195 411.
- the reactants can be injected as a mixture or separately.
- the azo colorant is preferably isolated directly after the reaction. However, it is also possible to carry out a post-treatment (finish) with water and / or an organic solvent, for example at temperatures from 20 to 250 ° C., if appropriate also with the addition of auxiliaries.
- the temperatures of the pigment solution supplied and the precipitation medium are expediently in the range from -50 to 250 ° C., preferably between 0 and 190 ° C., particularly between 0 to 170 ° C.
- the energy required for the heating can be supplied before it emerges from the nozzles of the pigment solution and / or the precipitation medium, for example in the supply lines, or via the thermostattable housing.
- Coarse-crystalline raw pigments include, for example, those from the group of the perylenes, perinones, quinacridones, for example unsubstituted quinacridone of the beta or gamma phase, or also crude quinacridone mixed crystal pigments, quinacridone quinones, anthraquinones, anthanthrones, benzimidazolones, disazo phthalocyanine pigments, and phthalates, such as indazo condensation pigments, such as indazo condensation pigments, such as indazo condensation pigments, and phthalone indigo phthalone pigments, such as disazo condensation pigments, phasone, dese phthalone digestion pigments such as indazo condensation pigments CuPc, unchlorinated CuPc of the alpha or beta phase, metal-free phthalocyanines or phthalocyanines with other metal atoms such as, for example, aluminum or cobalt, dioxazines, for example triphendioxazines,
- Suitable solvents are all liquids such as organic solvents, acids and alkalis, and mixtures thereof, optionally also with the addition of water, of which at most 40 times the amount by weight, preferably at most 25 times the amount by weight, in particular at most 15 times Amount of weight, based on the weight of the raw pigment to be dissolved, must be used in order to achieve a complete solution of the raw pigment. Solutions which have a pigment content of 2.5 to 40% by weight, preferably 5 to 20% by weight, based on the total weight of the solution, are therefore economically advantageous.
- glycerol such as polyethylene glycols or polypropylene glycols; Ethers such as methyl isobutyl ether, tetrahydrofuran or dimethoxyethane; Glycol ethers, such as monomethyl or monoethyl ether of ethylene or propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, butyl glycols or methoxybutanol; Ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone or cyclohexanone; aliphatic acid amides such as formamide, dimethylformamide, N-methylacetamide or N, N-dimethylacetamide; Urea derivatives such as tetramethyl urea; or cyclic carboxamides, such as N-methylpyrrolidone, valero or caprolactam; Esters,
- solvents are mixtures of organic, polar solvents, for example aliphatic acid amides, such as formamide, dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide; Urea derivatives such as tetramethyl urea; cyclic carboxamides, such as N-methylpyrrolidone, valero- or caprolactam; Nitriles such as acetonitrile; aromatic solvents such as nitrobenzene, o-dichlorobenzene, benzoic acid or phenol; aromatic
- Heterocycles such as pyridine or quinoline; Hexamethylphosphoric acid triamide, 1, 3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide or sulfolane; or optionally mixtures of these solvents with alkalis, such as oxides or hydroxides of the alkali or alkaline earth metals, such as, for example, potassium hydroxide solution or sodium hydroxide solution.
- alkalis such as oxides or hydroxides of the alkali or alkaline earth metals, such as, for example, potassium hydroxide solution or sodium hydroxide solution.
- all liquids can be used as the precipitation medium which, when mixed with the pigment solution, reduce the solubility of the pigment to such an extent that precipitation is as quantitative as possible. Therefore water comes an aqueous-organic liquid or an organic liquid, with or without the addition of acids or bases.
- the precipitation medium is preferably water or an aqueous-organic liquid, if appropriate with the addition of acid, or a mixture of an organic liquid with an acid.
- organic liquids for the precipitation medium for example alcohols with 1 to 10 carbon atoms, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanols, such as n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, pentanols, such as n Pentanol, 2-methyl-2-butanol, hexanols, such as 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2-methyl-2-hexanol, 3-ethyl-3-pentanol, octanols, such as 2 , 4,4-trimethyl-2-pentanol, cyclohexanol; or glycols, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, or glycerin; Polyglycols, such as polyethylene glycols or polypropylene glycols; Ether
- Urea derivatives such as tetramethyl urea; or cyclic carboxamides, such as N-methylpyrrolidone, valero- or caprolactam;
- Esters such as carboxylic acid -C 6 -alkyl esters, such as butyl formate, ethyl acetate or propyl propionate; or carboxylic acid CtC 6 glycol ester; or glycol ether acetates such as 1-methoxy-2-propyl acetate; or phthalic acid or benzoic acid C 1 -C 6 alkyl esters, such as ethyl benzoate; cyclic esters such as caprolactone; Nitriles such as acetonitrile or benzonitrile; aliphatic or aromatic hydrocarbons, such as cyclohexane or benzene; or by alkyl, alkoxy, nitro or halogen-substituted benzene, such as toluene, x
- customary auxiliaries such as, for example, surfactants, non-pigmentary and pigmentary dispersants, fillers, adjusting agents, resins, waxes, defoamers, anti-dust agents, extenders, colorants for shading, preservatives, drying retardants, additives for controlling the rheology, wetting agents, antioxidants, UV Absorbers, light stabilizers, or a combination thereof can be used.
- the total amount of auxiliaries added can be 0 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, in particular 2.5 to 25% by weight, based on the crude pigment.
- the pigment can be isolated directly after the precipitation, but it is also possible, if appropriate, to carry out an aftertreatment (finish) with water and / or an organic solvent, with or without intermediate insulation, for example at temperatures from 20 to 250 ° C., optionally with the addition of aids.
- Pigment preparations are dispersions of pigments in flocculation-stabilizing, liquid media.
- auxiliaries can also be present.
- the pigments are dispersed in the flocculation-stabilizing, liquid medium and completely enveloped by it.
- the flocculation-stabilizing, liquid media are similar or well compatible with the intended application medium.
- the pigments are contained in the pigment preparations in higher concentrations than in the later application medium.
- Pigment preparations serve as colorants for pigmenting high-molecular materials such as paints, emulsion paints, inks such as ink-jet inks, printing inks, plastics and printing inks for textile printing.
- Pigment preparations can usually be incorporated into the flocculation-stabilizing, liquid media with little distribution and mixing effort and without ecological problems and are characterized in many application media by excellent coloristic and rheological properties as well as by favorable flocculation and settling behavior.
- Fine pigment is normally used to make pigment preparations.
- the incorporation into the flocculation-stabilizing, liquid media takes place here by dispersion in roller mills, vibratory mills, Agitator ball mills with low and high energy density, mixers, roller mills or kneaders.
- the dispersing device used depends on the dispersibility of the pigment used, the flocculation-stabilizing liquid medium and the auxiliaries.
- Laboratory-scale products on a large industrial scale are often complex and can cause difficulties because, for example, the input of mechanical energy, the transfer of energy for effective grinding, the loss of energy due to the generation of heat and the necessary dissipation of heat from the apparatus geometries and sizes depend and thus also determine the economics of the process on an industrial scale.
- liquid pigment preparations with particularly advantageous rheological and coloristic properties can be produced with the aid of the swirl chamber reactor according to the invention.
- the procedure is such that a 10 to 80% by weight, preferably 20 to 60% by weight, in particular 30 to 50% by weight, suspension of a crude pigment, prepigment and / or pigment, based on the Total weight of the suspension, in a flocculation-stabilizing, liquid medium via 1, 2 or more nozzles is injected into the swirl chamber.
- the temperatures of the suspensions supplied are advantageously in the range from -50 to 250 ° C., preferably from 0 to 180 ° C., in particular between 0 and 100 ° C., in particular between 10 to 80 ° C. It is also possible to work under pressure above the boiling point of the flocculation-stabilizing liquid medium. If work is to be carried out at elevated temperature, the energy required for heating can be supplied to the suspension before it emerges from the nozzles, for example in the supply lines, or via the thermostattable housing.
- organic and inorganic pigments can be used for the process according to the invention, for example organic pigments such as perylene, perinone, quinacridone, quinacridonequinone, anthraquinone, anthanthrone, benzimidazolone, disazo condensation, azo, indanthrone, phthalocyanine , Triarylcarbonium, dioxazine.
- organic pigments such as perylene, perinone, quinacridone, quinacridonequinone, anthraquinone, anthanthrone, benzimidazolone, disazo condensation, azo, indanthrone, phthalocyanine , Triarylcarbonium, dioxazine.
- Coarse-crystalline raw pigments are understood to mean those raw pigments which are only suitable for pigmenting organic materials after the particles have been comminuted. In most cases, these are those with an average particle size D 50 of more than 1 ⁇ m. It is also possible to use finely divided, but strongly agglomerated and thus difficult to disperse prepigments or difficult to disperse pigments, or else mixtures of coarsely crystalline raw pigments, prepigments and pigments. Of course, it is also possible to convert easily dispersible pigments, prepigments or raw pigments into pigment preparations by the process according to the invention.
- the dispersing behavior of a pigment is its behavior when dispersing with regard to changing various criteria of the dispersion state (for example particle size, color strength, gloss) depending on various influencing variables (dispersing device, dispersing process, dispersing time, mill base composition).
- the color strength is mainly used to assess the dispersing behavior of pigments that are difficult to disperse. It increases with increasing quality of the dispersion state and with increasing particle fineness.
- the average particle diameter (D50) can therefore also be used to assess dispersibility.
- the test medium and the dispersion conditions are determined in advance depending on the area of application of the pigment.
- the dispersing effort (dispersing time) required to achieve a certain average particle size serves as a measure.
- the average particle size depends on the pigment used in each case.
- Prepigments that are difficult to disperse include, for example, dioxazine, phthalocyanine, anthanthrone, perylene and quinacridone prepigments.
- Azo, dioxazine, phthalocyanine, anthanthrone, perylene, quinacridone, diketopyrrolopyrrole, isoindolinone and isoindoline pigments are considered to be difficult to disperse pigments.
- a flocculation-stabilizing, liquid medium is understood to mean a medium which the reagglomeration of the dispersed pigment particles in the Prevents dispersion.
- the flocculation resistance is determined by the "rubout" test, in which the color strength difference or the color tone difference of the flocculated and deflocked sample is determined.
- a flocculation-stabilizing, liquid medium in the sense of the present invention brings about a color strength difference of less than 10%. The determination the color strength is in accordance with DIN 55986.
- Organic solvents of the flocculation-stabilizing, liquid medium for the purposes of the present invention are, if appropriate, water-miscible, alcohols, glycols and glycol ethers, such as ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether or glycerol; Polyglycols, such as polyethylene glycols or polypropylene glycols; polyols; polyether polyols; aromatic solvents such as white spirit; Ketones such as methyl ethyl ketone; or esters, such as butyl esters; into consideration.
- alcohols, glycols and glycol ethers such as ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether or glycerol
- Polyglycols such as polyethylene glycols or polypropylene glycols
- water as such monohydric alcohols, ketones or their mixtures with water without a carrier material are not flocculation-stabilizing, liquid media in the sense of the present invention.
- the moist raw or prepigments can be used. This eliminates the need for expensive drying. Because the same fine distribution device is used for all areas of application, there is no longer any need to maintain different types of fine distribution devices.
- urea and melamine-formaldehyde resins in particular urea and melamine-formaldehyde resins, alkyd resins, acrylic resins, phenoplasts, polycarbonates, polyolefins, such as polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyacrylic acid esters, polyamides, polyurethanes or polyesters, rubber, casein, latices, silicones and silicone resins, individually or in mixtures.
- azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are also suitable as colorants in electrophotographic toners and developers, such as e.g. One or
- Two-component powder toner also called one- or two-component developer
- magnetic toner
- liquid toner
- polymerization toner
- special toner
- Typical toner binders are polymerization, polyaddition and polycondensation resins, such as styrene, styrene-acrylate, styrene-butadiene, acrylate, polyester, phenol-epoxy resins, polysulfones, polyurethanes, individually or in combination, and polyethylene and polypropylene, which also contain other ingredients, such as charge control agents, waxes or flow aids, can contain or be modified afterwards with these additives.
- Typical hardener components are, for example, acid anhydrides, imidazoles and dicyandiamide and their derivatives, blocked isocyanates, bisacylurethanes, phenolic and melamine resins, triglycidyl isocyanurates, oxazolines and dicarboxylic acids.
- the azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are suitable as colorants in ink-jet inks on an aqueous and non-aqueous basis and in those inks which work according to the hot-melt process.
- the azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are also suitable as colorants for color filters, both for subtractive and for additive color generation.
- the pigment preparations mentioned according to the invention can of course also contain, as a pigment, an azo pigment which was prepared by the method described under A) above.
- a vortex chamber reactor which has either two or three nozzles, each with a diameter of 300 ⁇ m.
- the two or three nozzles enclose an angle of 144 ° in total and are set at an angle of 30 °, based on the cross-sectional area of the mixing chamber, against the outlet opening.
- the nozzles have an angular spacing of 72 °.
- the swirl chamber is a cylinder 5 mm in diameter and 11 mm in length.
- the pigment solution is metered into the vortex chamber reactor at a flow rate of 7 l / h (12.6 kg / h) through a nozzle, and water at a total flow rate of 23.8 l / h through two nozzles.
- the resulting pigment suspension (75 ° C) is collected in a storage vessel, suction filtered, washed neutral with water and worked up further.
- Example for an azo clutch clutch from C.I. Pigment Red 269:
- the diazonium salt solution and the naphthol solution are each metered into the vortex chamber reactor through a nozzle at a flow rate of 42.5 l / h and 42.0 l / h, respectively.
- Collection vessel collected, suction filtered, washed neutral with water and further processed.
- 3800 g of a commercially available pigment P.R.168, 400 g of a 5-core nonylphenol condensate composed of formaldehyde and nonylphenol and 600 g of an ethoxylated oleyl alcohol are stirred in 2500 g of ethylene glycol and 2700 g of water.
- This suspension is metered at a total flow rate of 42.5 l / h through two nozzles into the swirl chamber reactor.
- the resulting pigment preparation is collected in a storage container.
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Abstract
Description
Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung chemischer und physikalischer ProzesseMethod and device for carrying out chemical and physical processes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung chemischer und physikalischer Prozesse, insbesondere zur Herstellung organischer Pigmente, sowie einen dafür geeigneten Wirbelkammerreaktor.The present invention relates to a method for carrying out chemical and physical processes, in particular for the production of organic pigments, and to a swirl chamber reactor suitable therefor.
Organische Pigmente haben zum Einfärben von hochmolekularen organischen Materialien wie Lacken, Kunststoffe, Druckfarben oder Tinten, große industrielle Bedeutung erlangt. Entsprechend groß sind die Qualitätsanforderungen hinsichtlich coloristischer und rheologischer Eigenschaften, wie Farbstärke, Farbreinheit, Transparenz, Dispergierbarkeit und Viskosität. Um diese Eigenschaften entsprechend dem gewünschten Einsatzgebiet zu erreichen, sind spezielle Verfahrensbedingungen bei der Pigmentsynthese oder der anschließenden Konditionierung, wie Mahlung und Finish, zur Erzielung einer bestimmten Teilchenform, -große und -Verteilung erforderlich, die dem Fachmann bekannt sind. Ein Ziel der Pigmenthersteller ist es, die Verfahrensschritte zur Pigmentherstellung möglichst ökonomisch zu gestalten, d.h. verschiedene Prozessschritte in der gleichen Apparatur durchführen. Ein Ansatz zur Lösung dieses Ziels war der Einsatz eines Mikrojetreaktors zur Herstellung von Azofarbmitteln (EP-A-1 195411), zur Feinverteilung organischer Pigmente (EP-A-1 195413) und zur Herstellung flüssiger Pigmentpräparationen (EP-A-1 195414). In dem dort verwendeten Mikrojetreaktor wird im Reaktorraum eine Gasphase aufrechterhalten und die Edukte durch Hochdruckdüsen auf einen gemeinsamen Kollisionspunkt gespritzt.Organic pigments have become of great industrial importance for coloring high molecular weight organic materials such as paints, plastics, printing inks or inks. The quality requirements regarding coloristic and rheological properties such as color strength, color purity, transparency, dispersibility and viscosity are correspondingly high. In order to achieve these properties in accordance with the desired field of use, special process conditions in pigment synthesis or subsequent conditioning, such as grinding and finishing, are required to achieve a specific particle shape, size and distribution, which are known to the person skilled in the art. One goal of the pigment manufacturers is to make the process steps for pigment production as economical as possible, i.e. perform different process steps in the same equipment. One approach to achieving this goal was to use a microjet reactor for the production of azo colorants (EP-A-1 195411), for the fine distribution of organic pigments (EP-A-1 195413) and for the production of liquid pigment preparations (EP-A-1 195414). In the microjet reactor used there, a gas phase is maintained in the reactor space and the educts are sprayed through a high-pressure nozzle onto a common collision point.
Nachteile dieses Verfahrens sind die schwierige Justierung der Eduktstrahlen auf einen gemeinsamen Kollisionspunkt, Probleme bei der Versuchsdurchführung bei ungleichen Impulsströmen, sowie die Produktabtrennung aus der Gasphase. Insbesondere bei ungleichen Impulsströmen kann es zum Übertritt von Medium A in die Düse von Medium B kommen, d.h. ggf. zum Ausfallen einer Komponente vor der entsprechenden Düse und damit zu deren Verstopfung und Totalausfall des Mikrojetreaktors.Disadvantages of this method are the difficult adjustment of the educt jets to a common collision point, problems in carrying out the experiment when the pulse currents are unequal, and the product separation from the gas phase. Particularly in the case of unequal impulse currents, medium A can pass into the nozzle of medium B, that is to say possibly a component in front of the corresponding nozzle fails and thus clogs it up and causes the microjet reactor to fail completely.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein universell einsetzbares und technisch zuverlässiges Verfahren zur Durchführung chemischer und physikalischer Prozesse, insbesondere zur Herstellung organischer Pigmente zu entwickeln, bei dem die Produkte, insbesondere organische Pigmente, in hoher Qualität entstehen.The present invention was therefore based on the object of developing a universally applicable and technically reliable process for carrying out chemical and physical processes, in particular for the production of organic pigments, in which the products, in particular organic pigments, are produced in high quality.
Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäße Aufgabe überraschenderweise durch den Einsatz eines neuen, nachstehend beschriebenen Wirbelkammerreaktors gelöst werden kann.It has been found that the object of the invention can surprisingly be achieved by using a new vortex chamber reactor described below.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Durchführung chemischer und physikalischer Prozesse, insbesondere zur Herstellung organischer Pigmente oder Pigmentpräparationen, dadurch gekennzeichnet, dass man zwei oder mehrere Flüssigkeiten oder Suspensionen durch zwei oder mehrere Düsen, die nicht koaxial zueinander ausgerichtet sind, mit einem Druck zwischen 1 und 1000 bar, vorzugsweise 2 bis 500 bar, insbesondere 5 bis 300 bar, und einem Volumenstrom zwischen 5 und 500 l/h, bevorzugt zwischen 25 und 400 l/h und besonders bevorzugt zwischen 50 und 300 l/h, ohne Verwendung eines Trägergasstromes in eine Wirbelkammer spritzt, dadurch eine turbulente Durchmischung der flüssigen Phase unter Stoffveränderung herbeiführt und die flüssige Phase nach erfolgter Stoffveranderung kontinuierlich durch eine Auslassöffnung aus der Wirbelkammer austrägt.The invention relates to a method for carrying out chemical and physical processes, in particular for the production of organic pigments or pigment preparations, characterized in that two or more liquids or suspensions are passed through two or more nozzles which are not coaxially aligned with one another with a pressure between 1 and 1000 bar, preferably 2 to 500 bar, in particular 5 to 300 bar, and a volume flow between 5 and 500 l / h, preferably between 25 and 400 l / h and particularly preferably between 50 and 300 l / h, without using a carrier gas stream injected into a swirl chamber, thereby causing a turbulent mixing of the liquid phase with a change in substance and, after the change in substance, the liquid phase is continuously discharged from the swirl chamber through an outlet opening.
Die zwei oder mehreren, zweckmäßigerweise 2 bis 7, Düsen münden in die Wirbelkammer und sind so über deren Innenumfang verteilt, dass sie nicht koaxial ausgerichtet sind. Der Eintrittswinkel der Achse der Düsen, bezogen auf die Innenmantelfläche der Wirbelkammer, kann zwischen 90° (orthogonale Eindüsung) und 0° (tangentiale Eindüsung) liegen. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Achsen der Düsen mit einem Winkel zwischen 0° und 90°, bezogen auf die Querschnittsfläche der Wirbelkammer entgegen der Auslassöffnung, die sich zweckmäßigerweise am Kopf der Wirbelkammer befindet, angestellt sind. Die Geometrie der Wirbelkammer kann beliebig sein, vorteilhaft sind jedoch Formen, die keine oder nur geringe Totvolumina zulassen, wie z.B. Kugel oder Zylinder, dessen Boden plan oder konvex nach außen gekrümmt ist.The two or more, expediently 2 to 7, nozzles open into the swirl chamber and are distributed over its inner circumference in such a way that they are not aligned coaxially. The angle of entry of the axis of the nozzles, based on the inner surface of the swirl chamber, can be between 90 ° (orthogonal injection) and 0 ° (tangential injection). It is also advantageous if the axes of the nozzles are at an angle between 0 ° and 90 °, based on the cross-sectional area of the swirl chamber against the outlet opening, which is expediently located at the head of the swirl chamber. The geometry of the swirl chamber can be of any type, but advantageous are shapes which allow little or no dead volume, such as a ball or cylinder, the bottom of which is flat or convexly curved outwards.
Das Volumen der Wirbelkammer muss auf ein solches Maß begrenzt sein, dass ein turbulenter Strömungszustand aufrechterhalten wird. Zweckmäßig sind 0,1 bis 100 ml, bevorzugt 1 bis 10 ml. Die Wirbelkammer selbst kann durch ein umschließendes Gehäuse thermostatierbar sein.The volume of the swirl chamber must be limited to such a degree that a turbulent flow state is maintained. 0.1 to 100 ml, preferably 1 to 10 ml, are expedient. The swirl chamber itself can be thermostatted by an enclosing housing.
Der Wirbelkammerreaktor kann auch an einen Verweiler, z.B. ein Strömungsrohr, angeschlossen werden, um den im Wirbelkammerreaktor generierten Mischungszustand nach Austritt der Reaktionsmischung aus der Wirbelkammer für längere Zeiten zu erhalten und back-mixing auszuschließen. Das Strömungsrohr ist vorzugsweise ein doppelwandiges, um endo- wie exotherme chemische Reaktionen oder physikalische Prozesse kontrolliert beherrschen zu können.The vortex chamber reactor can also be connected to a residence, e.g. a flow tube can be connected in order to maintain the mixture state generated in the vortex chamber reactor after the reaction mixture has left the vortex chamber for longer periods and to exclude back-mixing. The flow tube is preferably a double-walled one in order to be able to control endo- and exothermic chemical reactions or physical processes in a controlled manner.
Die Flüssigkeiten oder Suspensionen werden zweckmäßigerweise durch Pumpen, insbesondere Hochdruckpumpen, durch die Düsen gepresst. Das Material der Düsen sollte möglichst hart und verschleißarm sein, es kommen beispielsweise Keramiken, wie Oxide, Carbide, Nitride oder Mischverbindungen davon in Betracht, wobei vorzugsweise Aluminiumoxid, insbesondere als Saphir oder Rubin eingesetzt wird, aber auch Diamant besonders geeignet ist. Es kommen auch Metalle, insbesondere gehärtete Metalle in Betracht. Die Bohrungen der Düsen haben Durchmesser von 100 μm bis 1 mm, vorzugsweise 300 bis 800 μm.The liquids or suspensions are expediently pressed through the nozzles by pumps, in particular high-pressure pumps. The material of the nozzles should be as hard and low-wear as possible, for example ceramics, such as oxides, carbides, nitrides or mixed compounds thereof, into which aluminum oxide, in particular as sapphire or ruby, is preferably used, but diamond is also particularly suitable. Metals, especially hardened metals, are also suitable. The holes in the nozzles have diameters of 100 μm to 1 mm, preferably 300 to 800 μm.
Im Gegensatz zu dem in Stand der Technik beschriebenen Mikrojetreaktor ist der Reaktorraum der erfindungsgemäßen Apparatur während des Betriebs praktisch vollständig mit flüssiger Phase gefüllt. Die Edukte treten dabei in eine Wirbelkammer ein, in der stark turbulente Strömungsverhältnisse vorliegen. Überraschenderweise entsprechen die auf diese Weise hergestellten Produkte, insbesondere Pigmente oder Pigmentpräparationen, den hohen Qualitätsanforderungen unter Wegfall der beim Mikrojetreaktor beschriebenen prozesstechnischen Nachteile.In contrast to the microjet reactor described in the prior art, the reactor space of the apparatus according to the invention is virtually completely filled with the liquid phase during operation. The educts step into one Vortex chamber in which there are highly turbulent flow conditions. Surprisingly, the products produced in this way, in particular pigments or pigment preparations, meet the high quality requirements while eliminating the process engineering disadvantages described in the microjet reactor.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Wirbelkammerreaktor (Fig. 1 ) zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Prozesse, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Düsen (3, 7) mit jeweils zugeordneter Pumpe und Zuführleitung (4, 6) zum Eindüsen von jeweils einem flüssigen Medium in eine von einem Gehäuse (1 ) umschlossene Wirbelkammer (2) vorgesehen sind, dass die Düsen nicht koaxial zueinander ausgerichtet sind, und dass eine Auslassöffnung (5) zum Abführen der entstehenden Produkte aus der Wirbelkammer (2) vorgesehen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Temperaturmessvorrichtung (8) an die Wirbelkammer herangeführt.The invention also relates to a swirl chamber reactor (FIG. 1) for carrying out the processes described above, characterized in that two or more nozzles (3, 7), each with an associated pump and feed line (4, 6), for injecting a liquid medium each In a swirl chamber (2) enclosed by a housing (1) there are provided that the nozzles are not aligned coaxially with one another and that an outlet opening (5) is provided for removing the resulting products from the swirl chamber (2). In a preferred embodiment, a temperature measuring device (8) is brought up to the swirl chamber.
Alle Komponenten des erfindungsgemäßen Wirbelkammerreaktors sind zweckmäßigerweise aus legierten Edelstahlen, Hastelloy oder Titan gefertigt. Für die Düsen gilt das vorstehend Beschriebene.All components of the vortex chamber reactor according to the invention are expediently made of alloyed stainless steels, Hastelloy or titanium. What has been described above applies to the nozzles.
Im folgenden werden beispielhaft einige chemische und physikalische Prozesse beschrieben, die besonders vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Wirbelkammerreaktor gemäß dem erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können:Some chemical and physical processes that can be carried out particularly advantageously with the swirl chamber reactor according to the invention according to the method described according to the invention are described below by way of example:
A) Herstellung von Azofarbmitteln:A) Production of azo colorants:
Es können die Stufen der Diazotierung, Kupplung, Verlackung und/oder Komplexierung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden. Es können auch mehrere dieser Stufen in entsprechender Zahl hintereinander geschalteter Wirbelkammerreaktoren durchgeführt werden.The steps of diazotization, coupling, lacquering and / or complexing can be carried out in accordance with the process according to the invention. Several of these stages can also be carried out in a corresponding number of vortex chamber reactors connected in series.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für alle durch Azokupplungsreaktion herstellbaren Azofarbmittel, beispielsweise für Azopigmente aus der Reihe der Monoazopigmente, Disazopigmente, ß-Naphthol- und Naphthol-AS-Pigmente, verlackten Azopigmente, Benzimidazolonpigmente, Disazokondensationspigmente und Metallkomplexazopigmente; und für Azofarbstoffe aus der Reihe der kationischen, anionischen und nichtionischen Azofarbstoffe, insbesondere Mono-, Dis- und Polyazofarbstoffe, Formazan- und andere Metallkomplexazofarbstoffe und Anthrachinonazofarbstoffe.The process according to the invention is suitable for all azo colorants which can be produced by azo coupling reaction, for example for azo pigments from the series of monoazo pigments, disazo pigments, β-naphthol and naphthol-AS pigments, laked azo pigments, benzimidazolone pigments, disazo condensation pigments and metal complex azo pigments; and for azo dyes from the series of cationic, anionic and nonionic azo dyes, in particular mono-, dis- and polyazo dyes, formazan and other metal complex azo dyes and anthraquinone azo dyes.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft auch die Herstellung von Vorstufen der eigentlichen Azofarbmittel durch Azokupplungsreaktion. Beispielsweise können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Vorstufen für verlackte Azofarbmittel, d.h. verlackbare Azofarbmittel, für Disazokondensationspigmente, d.h. über eine bifunktionelle Gruppe verknüpfbare Monoazofarbmittel oder beispielsweise über eine Säurechlorid-Zwischenstufe erweiterbare Disazofarbmittel, für Formazanfarbstoffe, oder andere schwermetallhaltige, beispielsweise kupfer-, chrom-, nickel- oder kobalthaltige Azofarbmittel, d.h. mit Schwermetallen komplexierbare Azofarbmittel, hergestellt werden.The process according to the invention also relates to the preparation of precursors of the actual azo colorants by azo coupling reaction. For example, precursors for lacquered azo colorants, i.e. paintable azo colorants, for disazo condensation pigments, i.e. Monoazo dyes which can be linked via a bifunctional group or disazo dyes which can be expanded via an acid chloride intermediate, for formazan dyes, or other azo dyes containing heavy metals, for example copper, chromium, nickel or cobalt, i.e. azo dyes that can be complexed with heavy metals.
Bei den Azofarbstoffen handelt es sich besonders um die Alkalisalze oder Ammoniumsalze der Reaktivfarbstoffe sowie der sauren Wollfarbstoffe oder Substantiven Baumwollfarbstoffe der Azoreihe. Als Azofarbstoffe kommen vorzugsweise metallfreie und metallisierbare Mono-, Dis- und Polyazofarbstoffe, und Azofarbstoffe, die eine oder mehrere Sulfonsäuregruppen enthalten, in Betracht.The azo dyes are especially the alkali salts or ammonium salts of the reactive dyes and the acidic wool dyes or noun cotton dyes of the azo series. As azo dyes are preferably metal-free and metallizable mono-, dis- and polyazo dyes, and azo dyes which contain one or more sulfonic acid groups.
Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Azofarbmitteln bzw. bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Vorstufen von Azofarbmitteln handelt es sich im Falle der Azopigmente insbesondere um C.l. Pigment Yellow 1 , 3, 12, 13, 14, 16, 17, 65, 73, 74, 75, 81 , 83, 97, 98, 106, 111 , 113, 114, 120, 126, 127, 150, 151 , 154, 155, 174, 175, 176, 180, 181 , 183, 191 , 194, 198, 213; Pigment Orange 5, 13, 34, 36, 38, 60, 62, 72, 74; Pigment Red 2, 3, 4, 8, 9, 10, 12, 14, 22, 38, 48:1-4, 49:1 , 52:1-2, 53:1-3, 57:1 , 60, 60:1 , 68, 112, 137, 144, 146, 147, 170, 171 , 175, 176, 184, 185, 187, 188, 208, 210, 214, 242, 247, 253, 256, 262, 266; Pigment Violet 32; Pigment Brown 25; gegebenenfalls um deren Vorstufen, die durch Azokupplungsreaktion hergestellt werden. Im Falle der Azofarbstoffe handelt es sich insbesondere um C.l. Reactive Yellow 15, 17, 23, 25, 27, 37, 39, 42, 57, 82, 87, 95, 111 , 125, 142, 143, 148, 160, 161 , 165, 168, 176, 181 , 205, 206, 207, 208; Reactive Orange 7, 11 , 12, 13, 15, 16, 30, 35, 64, 67, 69, 70, 72, 74, 82, 87, 91 , 95, 96, 106, 107, 116, 122, 131 , 132, 133; Reactive Red 2, 21 , 23, 24, 35, 40, 49, 55, 56, 63, 65, 66, 78, 84, 106, 112, 116, 120, 123, 124, 136, 141 , 147, 152, 158, 159, 174, 180, 181 , 183, 184, 190, 197, 200, 201 , 218, 225, 228, 235, 238, 239, 242, 243, 245, 264, 265, 266, 267, 268, 269; Reactive Violet 2, 5, 6, 23, 33, 36, 37; Reactive Blue 19, 28, 73, 89, 98, 104, 113, 120, 122, 158, 184, 193, 195, 203, 213, 214, 225, 238, 264, 265, 267; Reactive Green 32; Reactive Brown 11 , 18, 19, 30, 37; Reactive Black 5, 13, 14, 31 , 39, 43; Disperse Yellow 3, 23, 60, 211 , 241 ; Disperse Orange 1 :1 , 3, 21 , 25, 29, 30, 45, 53, 56, 80, 66, 138, 149; Disperse Red 1 , 13, 17, 50, 56, 65, 82, 106, 134, 136, 137, 151 , 167, 167:1 , 169, 177, 324, 343, 349, 369, 376; Disperse Blue 79, 102, 125, 130, 165, 165:1 , 165:2, 287, 319, 367; Disperse Violet 40, 93, 93:1 , 95; Disperse Brown 1 , 4:1 ; Basic Yellow 19; Basic Red 18, 18: 1 , 22, 23, 24, 46, 51 , 54, 115; Basic Blue 41 , 149; Mordant Yellow 8, 30; Mordant Red 7, 26, 30, 94; Mordant Blue 9, 13, 49; Mordant Brown 15; Mordant Black 7, 8, 9, 11 , 17, 65; Acid Yellow 17, 19, 23, 25, 59, 99, 104, 137, 151 , 155, 169, 197, 219, 220, 230, 232, 240, 242, 246, 262; Acid Orange 7, 67, 74, 94, 95, 107, 108, 116, 162, 166; Acid Red 1 , 14, 18, 27, 52, 127, 131 , 151 , 154, 182, 183, 194, 195, 211 , 249, 251 , 252, 260, 299, 307, 315, 316, 337, 360, 361 , 405, 407, 414, 425, 426, 439, 446, 447; Acid Blue 113, 156, 158, 193, 199, 229, 317, 351 ; Acid Green 73, 109; Acid Brown 172, 194, 226, 289, 298, 413, 415; Acid Black 24, 52, 60, 63, 63:1 , 107, 140, 172, 207, 220; Direct Yellow 27, 28, 44, 50, 109, 110, 137, 157, 166, 169; Direct Orange 102, 106; Direct Red 16, 23, 79, 80, 81 , 83, 83:1 , 84, 89, 212, 218, 227, 239, 254, 262, 277; Direct Violet 9, 47, 51 , 66, 95; Direct Blue 71 , 78, 94, 98, 225, 229, 244, 290, 301 , 312; Direct Green 26, 28, 59; Direct Black 19, 22, 51 , 56, 112, 113, 122; gegebenenfalls um deren Vorstufen, die durch Azokupplungsreaktion hergestellt werden.The azo dyes which can be prepared by the process according to the invention or the precursors of azo dyes which can be prepared by the process according to the invention are, in the case of azo pigments, in particular Cl Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 97, 98, 106, 111, 113, 114, 120, 126, 127, 150, 151, 154, 155, 174, 175, 176, 180, 181, 183, 191, 194, 198, 213; Pigment Orange 5, 13, 34, 36, 38, 60, 62, 72, 74; Pigment Red 2, 3, 4, 8, 9, 10, 12, 14, 22, 38, 48: 1-4, 49: 1, 52: 1-2, 53: 1-3, 57: 1, 60, 60: 1, 68, 112, 137, 144, 146, 147, 170, 171, 175, 176, 184, 185, 187, 188, 208, 210, 214, 242, 247, 253, 256, 262, 266; Pigment violet 32; Pigment brown 25; if necessary, their precursors, which are produced by azo coupling reaction. In the case of azo dyes, it is in particular Cl Reactive Yellow 15, 17, 23, 25, 27, 37, 39, 42, 57, 82, 87, 95, 111, 125, 142, 143, 148, 160, 161, 165, 168, 176, 181, 205, 206, 207, 208; Reactive Orange 7, 11, 12, 13, 15, 16, 30, 35, 64, 67, 69, 70, 72, 74, 82, 87, 91, 95, 96, 106, 107, 116, 122, 131, 132, 133; Reactive Red 2, 21, 23, 24, 35, 40, 49, 55, 56, 63, 65, 66, 78, 84, 106, 112, 116, 120, 123, 124, 136, 141, 147, 152, 158, 159, 174, 180, 181, 183, 184, 190, 197, 200, 201, 218, 225, 228, 235, 238, 239, 242, 243, 245, 264, 265, 266, 267, 268, 269; Reactive Violet 2, 5, 6, 23, 33, 36, 37; Reactive Blue 19, 28, 73, 89, 98, 104, 113, 120, 122, 158, 184, 193, 195, 203, 213, 214, 225, 238, 264, 265, 267; Reactive green 32; Reactive Brown 11, 18, 19, 30, 37; Reactive black 5, 13, 14, 31, 39, 43; Disperse Yellow 3, 23, 60, 211, 241; Disperse Orange 1: 1, 3, 21, 25, 29, 30, 45, 53, 56, 80, 66, 138, 149; Disperse Red 1, 13, 17, 50, 56, 65, 82, 106, 134, 136, 137, 151, 167, 167: 1, 169, 177, 324, 343, 349, 369, 376; Disperse Blue 79, 102, 125, 130, 165, 165: 1, 165: 2, 287, 319, 367; Disperse Violet 40, 93, 93: 1, 95; Disperse Brown 1: 4: 1; Basic Yellow 19; Basic Red 18, 18: 1, 22, 23, 24, 46, 51, 54, 115; Basic Blue 41, 149; Mordant Yellow 8, 30; Mordant Red 7, 26, 30, 94; Mordant Blue 9, 13, 49; Mordant Brown 15; Mordant Black 7, 8, 9, 11, 17, 65; Acid Yellow 17, 19, 23, 25, 59, 99, 104, 137, 151, 155, 169, 197, 219, 220, 230, 232, 240, 242, 246, 262; Acid Orange 7, 67, 74, 94, 95, 107, 108, 116, 162, 166; Acid Red 1, 14, 18, 27, 52, 127, 131, 151, 154, 182, 183, 194, 195, 211, 249, 251, 252, 260, 299, 307, 315, 316, 337, 360, 361, 405, 407, 414, 425, 426, 439, 446, 447; Acid Blue 113, 156, 158, 193, 199, 229, 317, 351; Acid Green 73, 109; Acid Brown 172, 194, 226, 289, 298, 413, 415; Acid Black 24, 52, 60, 63, 63: 1, 107, 140, 172, 207, 220; Direct Yellow 27, 28, 44, 50, 109, 110, 137, 157, 166, 169; Direct Orange 102, 106; Direct Red 16, 23, 79, 80, 81, 83, 83: 1, 84, 89, 212, 218, 227, 239, 254, 262, 277; Direct Violet 9, 47, 51, 66, 95; Direct Blue 71, 78, 94, 98, 225, 229, 244, 290, 301, 312; Direct Green 26, 28, 59; Direct Black 19, 22, 51, 56, 112, 113, 122; if necessary, their precursors, which are produced by azo coupling reaction.
Zweckmäßigerweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Reaktanden als wässrige Lösungen oder Suspensionen und vorzugsweise in äquivalenten Mengen dem Wirbelkammerreaktor zugeführt. Die Azokupplungsreaktion erfolgt vorzugsweise in wässriger Lösung oder Suspension, es können aber auch organische Lösemittel, gegebenenfalls im Gemisch mit Wasser eingesetzt werden, beispielsweise Alkohole mit 1 bis 10 C-Atomen, wie beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanole, wie n-Butanol, sek.-Butanol, tert.-Butanol, Pentanole, wie n-Pentanol, 2-Methyl-2-butanol, Hexanole, wie 2-Methyl-2-pentanol, 3-Methyl-3-pentanol, 2-Methyl-2-hexanol, 3-Ethyl-3-pentanol, Octanole, wie 2,4,4-Trimethyl-2-pentanol, Cyclohexanol; oder Glykole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, oder Glycerin; Polyglykole, wie Polyethylenglykole oder Polypropylenglykole; Ether, wie Methylisobutylether, Tetrahydrofuran oderIn the process according to the invention, the reactants are expediently fed to the swirl chamber reactor as aqueous solutions or suspensions and preferably in equivalent amounts. The azo coupling reaction is preferably carried out in aqueous solution or suspension, but it is also possible to use organic solvents, if appropriate in a mixture with water, for example alcohols having 1 to 10 carbon atoms, such as, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanols, such as n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, pentanols, such as n-pentanol, 2-methyl-2-butanol, hexanols, such as 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2- Methyl 2-hexanol, 3-ethyl-3-pentanol, octanols such as 2,4,4-trimethyl-2-pentanol, cyclohexanol; or glycols, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, or glycerin; Polyglycols, such as polyethylene glycols or polypropylene glycols; Ethers such as methyl isobutyl ether, tetrahydrofuran or
Dimethoxyethan; Glykolether, wie Monomethyl- oder Monoethylether des Ethylen- oder Propylenglykols, Diethylenglykol-monomethylether, Diethylenglykol- monoethylether, Butylglykole oder Methoxybutanol; Ketone, wie Aceton, Diethylketon, Methylisobutylketon, Methylethylketon oder Cyclohexanon; aliphatische Säureamide, wie Formamid, Dimethylformamid, N-Methylacetamid oder N,N-Dimethylacetamid; Harnstoffderivate, wie Tetramethylharnstoff; oder cyclische Carbonsäureamide, wie N-Methylpyrrolidon, Valero- oder Caprolactam; Ester, wie Carbonsäure-C1-C6-alkylester, wie Ameisensäurebutylester, Essigsäureethylester oder Propionsäurepropylester; oder Carbonsäure-C-ι-C6- glykolester; oder Glykoletheracetate, wie 1-Methoxy-2-propylacetat; oder Phthalsäure- oder Benzosäure-C1-C6-alkylester, wie Benzoesäureethylester; cyclische Ester, wie Caprolacton; Nitrile, wie Acetonitril oder Benzonitril; aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan oder Benzol; oder durch Alkyl, Alkoxy, Nitro oder Halogen substituiertes Benzol, wie Toluol, Xylole, Ethylbenzol, Anisol, Nitrobenzol, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, 1 ,2,4- Trichlorbenzol oder Brombenzol; oder andere substituierte Aromaten, wie Benzoesäure oder Phenol; aromatische Heterocyclen, wie Pyridin, Morpholin, Picolin oder Chinolin; sowie Hexamethylphosphorsäuretriamid, 1 ,3-Dimetyl-2- imidazolidinon, Dimethylsulfoxid und Sulfolan eingesetzt. Die genannten Lösemittel können auch als Mischungen eingesetzt werden. Vorzugsweise werden mit Wasser mischbare Lösemittel eingesetzt. Als Reaktanden für die Azokupplungsreaktion werden Diazoniumsalze von aromatischen oder heteroaromatischen Aminen eingesetzt, wie beispielsweise Anilin, 2-Nitroanilin, Anthranilsäuremethylester, 2,5-Dichloro-anilin, 2-Methyl-4- chloroanilin, 2-Chlor-anilin, 2-Trifluormethyl-4-chloroanilin, 2,4,5-Trichloroanilin; 3-Amino-4-methyl-benzamid, 2-Methyl-5-chloranilin, 4-Amino-3-chloro-N'- methylbenzamid, o-Toluidin, o-Dianisidin, 2,2',5,5'-Tetrachlorbenzidin, 2-Amino-5- methyl-benzolsulfonsäure und 2-Amino-4-chIoro-5-methyl-benzolsulfonsäure.dimethoxyethane; Glycol ethers, such as monomethyl or monoethyl ether of ethylene or propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, butyl glycols or methoxybutanol; Ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone or cyclohexanone; aliphatic acid amides such as formamide, dimethylformamide, N-methylacetamide or N, N-dimethylacetamide; Urea derivatives such as tetramethyl urea; or cyclic carboxamides, such as N-methylpyrrolidone, valero- or caprolactam; Esters, such as C1-C6-carboxylic acid alkyl esters, such as butyl formate, ethyl acetate or propyl propionate; or carboxylic acid-C-C 6 - glycol ester; or glycol ether acetates such as 1-methoxy-2-propyl acetate; or C1-C6 alkyl phthalic acid or benzoic acid, such as ethyl benzoate; cyclic esters such as caprolactone; Nitriles such as acetonitrile or benzonitrile; aliphatic or aromatic hydrocarbons, such as cyclohexane or benzene; or benzene substituted by alkyl, alkoxy, nitro or halogen, such as toluene, xylenes, ethylbenzene, anisole, nitrobenzene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, 1, 2,4-trichlorobenzene or bromobenzene; or other substituted aromatics such as benzoic acid or phenol; aromatic heterocycles such as pyridine, morpholine, picoline or quinoline; and hexamethylphosphoric triamide, 1, 3-dimetyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide and sulfolane. The solvents mentioned can also be used as mixtures. Water-miscible solvents are preferably used. Diazonium salts of aromatic or heteroaromatic amines, such as, for example, aniline, 2-nitroaniline, methyl anthranilate, 2,5-dichloro-aniline, 2-methyl-4-chloroaniline, 2-chloro-aniline, 2-trifluoromethyl-, are used as reactants for the azo coupling reaction. 4-chloroaniline, 2,4,5-trichloroaniline; 3-amino-4-methylbenzamide, 2-methyl-5-chloroaniline, 4-amino-3-chloro-N'-methylbenzamide, o-toluidine, o-dianisidine, 2,2 ', 5,5'-tetrachlorobenzidine , 2-amino-5-methyl-benzenesulfonic acid and 2-amino-4-chIoro-5-methyl-benzenesulfonic acid.
Von besonderem Interesse für Azopigmente sind folgende Aminkomponenten: 4-Methyl-2-nitro-phenylamin, 4-Chloro-2-nitro-phenylamin, 3,3'-Dichloro-biphenyl- 4,4'-diamin, 3,3'-Dimethyl-biphenyl-4,4'-diamin, 4-Methoxy-2-nitro-phenylamin, 2-Methoxy-4-nitro-phenylamin, 4-Amino-2,5-dimethoxy-N-phenyl- benzensulfonamid, 5-Amino-isophthalsäuredimethylester, Anthranilsäure, 2-Trifluoromethyl-phenylamin, 2-Amino-terephthalsäuredimethylester, 1 ,2-Bis-(2- Amino-phenoxy)-ethan, 2-Amino-4-chloro-5-methyl-benzensulfonsäure, 2-Methoxyphenylamin, 4-(4-Amino-benzoylamino)-benzamid, 2,4-Dinitro- phenylamin, 3-Amino-4-chloro-benzamid, 3-Amino-4-chloro-benzoesäure, 4-Nitrophenylamin, 2,5-Dichloro-phenylamin, 4-Methyl-2-nitro-phenylamin, 2-Chloro-4-nitro-phenylamin, 2-Methyl-5-nitro-phenylamin, 2-Methyl-4-nitro- phenylamin, 2-Methyl-5-nitro-phenylamin, 2-Amino-4-chloro-5-methyl- benzensulfonsäure, 2-Amino-naphthalin-1-sulfonsäure, 2-Amino-5-chloro-4- methyl-benzolsulfonsäure, 2-Amino-5-chloro-4-methyl-benzensulfonsäure, 2-Amino-5-methyl-benzolsulfonsäure, 2,4,5-Trichloro-phenylamin, 3-Amino-4- methoxy-N-phenyl-benzamid, 4-Amino-benzamid, 2-Amino-benzoesäure- methylester, 4-Amino-5-methoxy-2,N-dimethyl-benzensulfonamid, 2-Amino-N-(2,5- dichloro-phenyl)-terephthalsäuremonomethyl ester, 2-Amino- benzoesäurebutylester, 2-Chloro-5-trifluoromethyl-phenyIamin, 4-(3-Amino-4- methyl-benzoylamino)-benzensulfonsäure, 4-Amino-2,5-dichloro-N-methyl- benzensulfonamid, 4-Amino-2,5-dichloro-N,N-dimethyl-benzensulfonamid, 6-Amino-1 H-chinazolin-2,4-dion, 4-(3-Amino-4-methoxy-benzoylamino)-benzamid und 4-Amino-2,5-dimethoxy-N-methyl-benzensulfonamid, 5-Aminobenzimidazolon, 6-Amino-7-methoxy-1,4-dihydro-chinoxalin-2,3-dion, 3-Amino-4-methyl- benzoesäure-(2-chlorethylester), 3-Amino-4-chlor-benzoesäure-isopropylester, 3-Amino-4-chlor-benzotrifluorid, 3-Amino-4-methyl-benzoesäure-n-propylester, 2-Amino-naphthalin-3,6,8-trisulfonsäure, 2-Amino-naphthalin-4,6,8-trisulfonsäure, 2-Amino-naphthalin-4,8-disulfonsäure, 2-Amino-naphthalin-6,8-disulfonsäure, 2-Amino-8-hydroxy-naphthalin-6-sulfonsäure, 1-Amino-8-hydroxy-naphthalin-3,6- disulfonsäure, 1 -Amino-2-hydroxy-benzol-5-sulfonsäure, 1 -Amino-4-acetylamino- benzol-2-sulfonsäure, 2-Aminoanisol, 2-Aminomethoxybenzol-ω- methansulfonsäure, 2-Aminophenol-4-sulfonsäure, o-Anisidin-5-sulfonsäure, [2-(3-Amino-1 ,4-dimethoxy-benzensulfonyl)ethyl]-schwefelsäureester und [2-(1-Methyl-3-amino-4-methoxy-benzensulfonyl)ethyl]-schwefelsäureester.The following amine components are of particular interest for azo pigments: 4-methyl-2-nitro-phenylamine, 4-chloro-2-nitro-phenylamine, 3,3'-dichlorobiphenyl-4,4'-diamine, 3,3'- Dimethyl-biphenyl-4,4'-diamine, 4-methoxy-2-nitro-phenylamine, 2-methoxy-4-nitro-phenylamine, 4-amino-2,5-dimethoxy-N-phenylbenzenesulfonamide, 5-amino -isophthalic acid dimethyl ester, anthranilic acid, 2-trifluoromethyl-phenylamine, 2-amino-terephthalic acid dimethyl ester, 1, 2-bis (2-amino-phenoxy) -ethane, 2-amino-4-chloro-5-methyl-benzenesulfonic acid, 2-methoxyphenylamine , 4- (4-amino-benzoylamino) benzamide, 2,4-dinitrophenylamine, 3-amino-4-chloro-benzamide, 3-amino-4-chloro-benzoic acid, 4-nitrophenylamine, 2,5-dichloro -phenylamine, 4-methyl-2-nitro-phenylamine, 2-chloro-4-nitro-phenylamine, 2-methyl-5-nitro-phenylamine, 2-methyl-4-nitro-phenylamine, 2-methyl-5-nitro -phenylamine, 2-amino-4-chloro-5-methylbenzenesulfonic acid, 2-amino-naphthalene-1-sulfonic acid, 2-amino-5-chloro-4-methyl-benzenesulfonic acid, 2-amino-5-chloro-4 -meth yl-benzenesulfonic acid, 2-amino-5-methyl-benzenesulfonic acid, 2,4,5-trichloro-phenylamine, 3-amino-4-methoxy-N-phenyl-benzamide, 4-amino-benzamide, 2-amino-benzoic acid methyl ester, 4-amino-5-methoxy-2, N-dimethyl-benzenesulfonamide, 2-amino-N- (2,5-dichloro-phenyl) terephthalic acid monomethyl ester, 2-amino-benzoic acid butyl ester, 2-chloro-5-trifluoromethyl phenylamine, 4- (3-amino-4-methyl-benzoylamino) -benzenesulfonic acid, 4-amino-2,5-dichloro-N-methyl-benzenesulfonamide, 4-amino-2,5-dichloro-N, N-dimethyl -benzenesulfonamide, 6-amino-1 H-quinazoline-2,4-dione, 4- (3-amino-4-methoxy-benzoylamino) -benzamide and 4-amino-2,5-dimethoxy-N-methyl-benzenesulfonamide, 5-aminobenzimidazolone, 6-amino-7-methoxy-1,4-dihydroquinoxaline-2,3-dione, 3-amino-4-methylbenzoic acid (2-chloroethyl ester), 3-amino-4-chloro benzoic acid isopropyl ester, 3-amino-4-chloro-benzotrifluoride, 3-amino-4-methyl-benzoic acid n-propyl ester, 2-amino-naphthalene-3,6,8-trisulfonic acid, 2-amino-naphthalene-4,6,8- trisulfonic acid, 2-amino-naphthalene-4,8-disulfonic acid, 2-amino-naphthalene-6,8-disulfonic acid, 2-amino-8-hydroxy-naphthalene-6-sulfonic acid, 1-amino-8-hydroxy-naphthalene 3,6-disulfonic acid, 1-amino-2-hydroxy-benzene-5-sulfonic acid, 1-amino-4-acetylamino-benzene-2-sulfonic acid, 2-amino anisole, 2-aminomethoxybenzene-ω-methanesulfonic acid, 2-aminophenol 4-sulfonic acid, o-anisidine-5-sulfonic acid, [2- (3-amino-1, 4-dimethoxy-benzenesulfonyl) ethyl] sulfuric acid ester and [2- (1-methyl-3-amino-4-methoxy-benzenesulfonyl ) ethyl] -schwefelsäureester.
Von besonderem Interesse für Azofarbstoffe sind folgende Aminkomponenten: [2-(4-Amino-benzensulfonyl)-ethyl]schwefelsäureester, [2-(4-Amino-5-methoxy-2- methyl-benzensulfonyl)-ethyl] schwefelsäureester, [2-(4-Amino-2,5-dimethoxy- benzensulfonyl)-ethyl] schwefelsäureester, {2-[4-(5-Hydroxy-3-methyl-pyrazol-1 - yl)-benzensulfonyl]-ethyl}schwefelsäureester, [2-(3-Amino-4-methoxy- benzensulfonyl)-ethyl]schwefelsäureester und [2-(3-Amino-benzensulfonyl)- ethyljschwefelsäureester.The following amine components are of particular interest for azo dyes: [2- (4-amino-benzenesulfonyl) ethyl] sulfuric acid esters, [2- (4-amino-5-methoxy-2-methyl-benzenesulfonyl) ethyl] sulfuric acid esters, [2- (4-amino-2,5-dimethoxybenzenesulfonyl) ethyl] sulfuric acid ester, {2- [4- (5-hydroxy-3-methylpyrazol-1 - yl) benzene sulfonyl] ethyl} sulfuric acid ester, [2- (3-Amino-4-methoxybenzenesulfonyl) ethyl] sulfuric acid ester and [2- (3-amino-benzenesulfonyl) ethylisulfuric acid ester.
Von besonderem Interesse für Azopigmente sind folgende Kupplungskomponenten:The following coupling components are of particular interest for azo pigments:
Acetessigsäurearylide der allgemeinen Formel (I),Acetoacetic acid arylides of the general formula (I),
in welcher n eine Zahl von 0 bis 3 bedeutet, undin which n is a number from 0 to 3, and
R1 eine Cι-C4-Alkylgruppe, wie Methyl oder Ethyl; eine Cι-C4-Alkoxygruppe, wie Methoxy oder Ethoxy; eine Trifluormethylgruppe; eine Nitrogruppe; ein Halogenatom wie Fluor, Chlor oder Brom; eine NHCOCH3-Gruppe; eine S03H-Gruppe; eine SO2NR10R11-Gruppe, in der R10 und R11 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder Cι-C4-Alkyl bedeuten; eine COOR10-Gruppe, in der R10 die vorstehend genannte Bedeutung hat; oder eine COONR 2R13-Gruppe sein kann, in der R12 und R13 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Cι-C4-Alkyl oder Phenyl steht, wobei der Phenylring durch ein zwei oder drei gleiche oder verschiedene Substituenten aus der Gruppe CrC -Alkyl, C-ι-C -Alkoxy, Trifluormethyl, Nitro, Halogen, COOR10, wobei R10 die oben genannte Bedeutung hat, COONR10R11, wobei R10 und R11 gleich oder verschieden sind und die vorstehend genannte Bedeutung haben, substituiert sein kann, wobei bei n > 1 R1 gleich oder verschieden sein kann;R 1 is a -C 4 alkyl group, such as methyl or ethyl; a -CC 4 alkoxy group, such as methoxy or ethoxy; a trifluoromethyl group; a nitro group; a halogen atom such as fluorine, chlorine or bromine; an NHCOCH 3 group; a S0 3 H group; a SO 2 NR 10 R 11 group in which R 10 and R 11 are the same or different and are hydrogen or -CC 4 alkyl; a COOR 10 group in which R 10 has the meaning given above; or can be a COONR 2 R 13 group, in which R 12 and R 13 independently of one another represent hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl or phenyl, the phenyl ring being substituted by two or three identical or different substituents from the group CrC - Alkyl, C 1 -C 8 alkoxy, trifluoromethyl, nitro, halogen, COOR 10 , where R 10 has the meaning given above, COONR 10 R 11 , where R 10 and R 11 are identical or different and have the meaning given above, may be substituted, where n> 1 R 1 may be the same or different;
2-Hydroxynaphthaline der allgemeinen Formel (II),2-hydroxynaphthalenes of the general formula (II),
in welcherin which
X für Wasserstoff, für eine COOH-Gruppe oder für eine Gruppe der allgemeinen Formel (III), (VI) oder (VII) steht;X represents hydrogen, a COOH group or a group of the general formula (III), (VI) or (VII);
in welcher n und R1 wie oben definiert sind; und R20 Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeutet;in which n and R 1 are as defined above; and R 20 represents hydrogen, methyl or ethyl;
Bisacetoacetylierte Diaminophenyle und -biphenyle, N,N'-Bis(3-hydroxy-2- naphthoyl)-phenylendiamine, wobei der Phenyl- oder Biphenylring unsubstituiert oder mit 1 , 2, 3 oder 4 gleichen oder verschiedenen Resten CH3, C2Hs, OCH3, OC2H5, N02, F, Cl, CF3 substituiert sein können;Bisacetoacetylated diaminophenyls and biphenyls, N, N'-bis (3-hydroxy-2-naphthoyl) phenylenediamines, the phenyl or biphenyl ring being unsubstituted or having 1, 2, 3 or 4 identical or different radicals CH 3 , C 2 Hs , OCH 3 , OC 2 H 5 , N0 2 , F, Cl, CF 3 can be substituted;
Acetessigsäurearylide von zweikernigen Heterocyclen der allgemeinen Formel (IV),Acetoacetic acid arylides of dinuclear heterocycles of the general formula (IV),
in welcher n und R1 wie oben definiert sind,in which n and R 1 are as defined above,
Q1, Q2 und Q3 gleich oder verschieden sein können und N, NR2, CO, N-CO,Q 1 , Q 2 and Q 3 can be the same or different and N, NR 2 , CO, N-CO,
NR2-CO, CO-N, CO-NR2, CH, N-CH, NR2-CH, CH-N, CH-NR2, CH2, N-CH2, NR2-CH2, CH2-N, CH2-NR2 oder S02, bedeuten, wobei R2 für ein Wasserstoffatom; für eine CrC4-Alkylgruppe, wie Methyl oder Ethyl; oder für eine Phenylgruppe steht, die unsubstituiert oder durch Halogen, CrC -Alkyl, C-ι-C4-Alkoxy, Trifluormethyl, Nitro, Cyano ein oder mehrfach substituiert sein kann, mit der Maßgabe, dass die Kombination von Q1, Q2 und Q3 mit den zwei Kohlenstoffatomen des Phenylrings einen gesättigten oder ungesättigten, fünf oder sechsgliedrigen Ring ergibt; bevorzugt Acetessigsäurearylide der allgemeinen Formel (Via) und (Vlla),NR 2 -CO, CO-N, CO-NR 2 , CH, N-CH, NR 2 -CH, CH-N, CH-NR 2 , CH 2 , N-CH 2 , NR 2 -CH 2 , CH 2 -N, CH 2 -NR 2 or S0 2 , where R 2 represents a hydrogen atom; for a CrC 4 alkyl group such as methyl or ethyl; or represents a phenyl group which may be unsubstituted or substituted one or more times by halogen, CrC-alkyl, C 1 -C 4 -alkoxy, trifluoromethyl, nitro, cyano, with the proviso that the combination of Q 1 , Q 2 and Q 3 with the two carbon atoms of the phenyl ring results in a saturated or unsaturated, five or six-membered ring; preferably acetoacetic acid arylides of the general formula (Via) and (Vlla),
worin R1 und n wie vorstehend definiert und R20 Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist; sowie Pyrazolone der allgemeinen Formel (V),wherein R 1 and n are as defined above and R 20 is hydrogen, methyl or ethyl; and pyrazolones of the general formula (V),
in welcherin which
R3 eine Gruppe CH3, COOCH3 oder COOC2H5l R 3 is a group CH 3 , COOCH 3 or COOC 2 H 5l
R4 eine Gruppe CH3, S03H oder ein Chlor-Atom, und p eine Zahl von 0 bis 3 bedeutet, wobei bei p > 1 R4 gleich oder verschieden sein kann.R 4 is a group CH 3 , S0 3 H or a chlorine atom, and p is a number from 0 to 3, where p> 1 R 4 may be the same or different.
Von besonderem Interesse für Azofarbstoffe sind folgende Kupplungskomponenten: 4-[5-Hydroxy-3-methyl-pyrazol-1 -yl]-benzensulfonsäure, 2-Amino-naphthalin-1 ,5- disulfonsäure, 5-Methoxy-2-methyl-4[3-oxo-butyrylamino]-benzensulfonsäure, 2-Methoxy-5-methyl-4-[3-oxo-butyrylamino]-benzensulfonsäure, 4-Acetylamino-2- amino-benzensulfonsäure, 4-[4-Chloro-6-(3-suIfo-phenylamino)-[1 ,3,5]-triazin-2-yl- amino]-5-hydroxy-naphthalin-2,7-disulfonsäure, 4-Acetylamino-5-hydroxy- naphthalin-2,7-disulfonsäure, 4-Amino-5-hydroxy-naphthalin-2,7-disulfonsäure, 5-Hydroxy-1 -[4-sulfophenyl]-1 H-pyrazol-3-carbonsäure, 2-Amino-naphthalin-6,8- disulfonsäure, 2-Amino-8-hydroxy-naphthalin-6-sulfonsäure, 1 -Amino-8-hydroxy- naphthalin-3,6-disulfonsäure, 2-Aminoanisol, 2-Aminomethoxybenzol-ω- methansulfonsäure und 1 ,3,5-Trishydroxybenzol.The following coupling components are of particular interest for azo dyes: 4- [5-hydroxy-3-methyl-pyrazol-1-yl] -benzenesulfonic acid, 2-amino-naphthalene-1,5-disulfonic acid, 5-methoxy-2-methyl-4 [3-oxo-butyrylamino] -benzenesulfonic acid, 2-methoxy-5-methyl-4- [3-oxo-butyrylamino] -benzenesulfonic acid, 4-acetylamino-2-amino-benzenesulfonic acid, 4- [4-chloro-6- ( 3-suIfo-phenylamino) - [1, 3,5] -triazin-2-yl-amino] -5-hydroxy-naphthalene-2,7-disulfonic acid, 4-acetylamino-5-hydroxy-naphthalene-2,7- disulfonic acid, 4-amino-5-hydroxy-naphthalene-2,7-disulfonic acid, 5-hydroxy-1 - [4-sulfophenyl] -1 H-pyrazole-3-carboxylic acid, 2-amino-naphthalene-6,8-disulfonic acid , 2-amino-8-hydroxy-naphthalene-6-sulfonic acid, 1-amino-8-hydroxy-naphthalene-3,6-disulfonic acid, 2-aminoanisole, 2-aminomethoxybenzene-ω-methanesulfonic acid and 1, 3,5-trishydroxybenzene ,
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Azofarbmitteln können auch die in den konventionellen Verfahren verwendeten Hilfsmittel wie beispielsweise Tenside, pigmentäre und nichtpigmentäre Dispergiermittel, Füllstoffe, Stellmittel, Harze, Wachse, Entschäumer, Antistaubmittel, Extender, Farbmittel zum Nuancieren, Konservierungsmittel, Trocknungsverzögerungsmittel, Additive zur Steuerung der Rheologie, Netzmittel, Antioxidantien, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, oder eine Kombination davon eingesetzt werden. Die Zugabe der Hilfsmittel kann zu einem beliebigen Zeitpunkt vor, während oder nach der Reaktion im Wirbelkammerreaktor erfolgen, auf einmal oder in mehreren Portionen. Dabei können die Hilfsmittel beispielsweise vor dem Einspritzen zu den Lösungen oder Suspensionen der Reaktanden, aber auch während der Reaktion in flüssiger, gelöster oder suspendierter Form zugegeben werden. Die Gesamtmenge der zugegebenen Hilfsmittel kann 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 2,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Azofarbmittel, betragen.In the process according to the invention for the production of azo colorants, the auxiliaries used in the conventional processes, such as, for example, surfactants, pigmentary and non-pigmentary dispersants, fillers, adjusting agents, resins, waxes, defoamers, anti-dusting agents, extenders, colorants for shading, preservatives, drying retardants, additives for control of rheology, wetting agents, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, or a combination thereof. The auxiliaries can be added at any time before, during or after the reaction in the swirl chamber reactor, all at once or in several portions. The auxiliaries can be added to the solutions or suspensions of the reactants, for example, before injection, but also during the reaction in liquid, dissolved or suspended form. The total amount of auxiliaries added can be 0 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, particularly preferably 2.5 to 25% by weight, based on the azo colorant.
Als Tenside kommen anionische oder anionaktive, kationische oder kationaktive und nichtionische Substanzen oder Mischungen dieser Mittel in Betracht. Beispiele für Tenside, pigmentäre und nichtpigmentäre Dispergiermittel, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden können, sind in der EP-A-1 195 411 angegeben.Suitable surfactants are anionic or anionic, cationic or cationic and nonionic substances or mixtures of these agents. Examples of surfactants, pigmentary and non-pigmentary dispersants which can be used for the process according to the invention are given in EP-A-1 195 411.
Da das Einhalten eines gewünschten pH-Wertes während und nach der Reaktion oft entscheidend für die Qualität ist, können mittels eines separaten Strahls auch Pufferlösungen zugeführt werden, vorzugsweise von organischen Säuren und deren Salzen, wie beispielsweise Ameisensäure/Formiat-Puffer, Essigsäure/Acetat-Puffer, Zitronensäure/Citrat-Puffer; oder von anorganischen Säuren und deren Salzen, wie beispielsweise Phosphorsäure/Phosphat-Puffer oder Kohlensäure/ Hydrogencarbonat- bzw. Carbonat-Puffer.Since maintaining a desired pH value during and after the reaction is often crucial for the quality, buffer solutions can also be added using a separate jet, preferably of organic acids and their salts, such as formic acid / formate buffer, acetic acid / acetate Buffer, citric acid / citrate buffer; or of inorganic acids and their salts, such as phosphoric acid / phosphate buffer or carbonic acid / bicarbonate or carbonate buffer.
Es ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, durch den Einsatz mehr als eines Diazoniumsalzes und/oder mehr als einer Kupplungskomponente Mischungen oder auch, im Falle von festen Produkten, Mischkristalle vonIt is also possible with the process according to the invention, by using more than one diazonium salt and / or more than one coupling component, or, in the case of solid products, mixed crystals of
Azofarbmitteln herzustellen. Dabei können die Reaktanden als Mischung oder getrennt eingespritzt werden.To produce azo dyes. The reactants can be injected as a mixture or separately.
Vorzugsweise wird das Azofarbmittel direkt nach der Reaktion isoliert. Es ist aber auch möglich, eine Nachbehandlung (Finish) mit Wasser und/oder einem organischen Lösemittel durchzuführen, beispielsweise bei Temperaturen von 20 bis 250°C, gegebenenfalls auch unter Zusatz von Hilfsmitteln.The azo colorant is preferably isolated directly after the reaction. However, it is also possible to carry out a post-treatment (finish) with water and / or an organic solvent, for example at temperatures from 20 to 250 ° C., if appropriate also with the addition of auxiliaries.
B) Feinverteilung von organischen Pigmenten durch Fällung:B) Fine distribution of organic pigments by precipitation:
Zahlreiche organische Pigmente fallen bei der Synthese als grobkristalline Rohpigmente an, die erst einer Feinverteilung unterworfen werden müssen, bevor sie als Pigment einsetzbar sind. Eine Möglichkeit, dieses Ziel ohne Mahlaggregate zu erreichen, ist das Lösen des Rohpigments in einem Lösemittel und anschließende Fällung.Numerous organic pigments are obtained in the synthesis as coarse-crystalline raw pigments, which must first be subjected to a fine distribution before they can be used as a pigment. One way to achieve this goal without grinding units is to dissolve the crude pigment in a solvent and then to precipitate it.
Es wurde gefunden, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wirbelkammerreaktors besonders feinteilige und farbstarke Pigmente erzeugt werden können. Zweckmäßigerweise wird dabei so verfahren, dass die Pigmentlösung durch 1 , 2 oder mehrere Düsen in die mit Fällmedium gefüllte Wirbelkammer gespritzt wird. Durch 1 , 2 oder mehrere weitere Düsen wird weiteres Fällmedium eingespritzt, um eine kontinuierliche Betriebsweise zu ermöglichen.It has been found that the swirl chamber reactor according to the invention can be used to produce particularly finely divided and strongly colored pigments. Appropriately, the procedure is such that the pigment solution is injected through 1, 2 or more nozzles into the swirl chamber filled with precipitation medium. Additional precipitation medium is injected through 1, 2 or more additional nozzles in order to enable continuous operation.
Die Temperaturen der zugeführten Pigmentlösung und des Fällmediums liegen zweckmäßigerweise im Bereich von -50 bis 250°C, vorzugsweise zwischen 0 und 190°C, besonders zwischen 0 bis 170°C.The temperatures of the pigment solution supplied and the precipitation medium are expediently in the range from -50 to 250 ° C., preferably between 0 and 190 ° C., particularly between 0 to 170 ° C.
Wenn bei erhöhter Temperatur gearbeitet werden soll, kann die für die Erwärmung erforderliche Energie vor dem Austritt aus den Düsen der Pigmentlösung und/oder dem Fällmedium, beispielsweise in den zuführenden Leitungen, oder über das thermostatierbare Gehäuse zugeführt werden.If work is to be carried out at elevated temperature, the energy required for the heating can be supplied before it emerges from the nozzles of the pigment solution and / or the precipitation medium, for example in the supply lines, or via the thermostattable housing.
Für die Feinverteilung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zweckmäßigerweise die bei ihrer Synthese oder bei ihrer Reinigung grobkristallin anfallenden Rohpigmente, Mischungen dieser Rohpigmente, Pigmentzubereitungen dieser Rohpigmente, oberflächenbehandelte Rohpigmente oder grobkristalline Mischkristallrohpigmente eingesetzt. Als grobkristalline Rohpigmente kommen beispielsweise solche aus der Gruppe der Perylene, Perinone, Chinacridone, beispielsweise unsubstituiertes Chinacridon der beta- oder der gamma-Phase oder auch Chinacridonmischkristallrohpigmente, Chinacridonchinone, Anthrachinone, Anthanthrone, Benzimidazolone, Disazokondensationspigmente, Azopigmente, Indanthrone, Phthalocyanine, wie beispielsweise chlorierte CuPc, unchlorierte CuPc der alpha- oder beta-Phase, metallfreie Phthalocyanine oder Phthalocyanine mit anderen Metallatomen wie beispielsweise Aluminium oder Cobalt, Dioxazine, beispielsweise Triphendioxazine, Aminoanthrachinone, Diketopyrrolopyrrole, Indigopigmente, Thioindigopigmente, Thiazinindigopigmente, Isoindoline, Isoindolinone, Pyranthrone, Isoviolanthrone, Flavanthrone und Anthrapyrimidine, einzeln, in Mischungen oder als Mischkristalle, z.B. aus zwei oder drei solcher Pigmente, in Betracht. Unter grobkristallinen Rohpigmenten werden solche Rohpigmente verstanden, die erst nach einer Zerkleinerung der Teilchen zum Pigmentieren von organischen Materialien geeignet sind. In den meisten Fällen sind dies solche mit einer mittleren Teilchengröße D50 von mehr als 1 μm.For the fine distribution by the process according to the invention, the crude pigments obtained in their synthesis or in their purification, mixtures of these crude pigments, pigment preparations of these crude pigments, surface-treated crude pigments or coarsely crystalline mixed crystal crude pigments are expediently used. Coarse-crystalline raw pigments include, for example, those from the group of the perylenes, perinones, quinacridones, for example unsubstituted quinacridone of the beta or gamma phase, or also crude quinacridone mixed crystal pigments, quinacridone quinones, anthraquinones, anthanthrones, benzimidazolones, disazo phthalocyanine pigments, and phthalates, such as indazo condensation pigments, such as indazo condensation pigments, such as indazo condensation pigments, and phthalone indigo phthalone pigments, such as disazo condensation pigments, phasone, dese phthalone digestion pigments such as indazo condensation pigments CuPc, unchlorinated CuPc of the alpha or beta phase, metal-free phthalocyanines or phthalocyanines with other metal atoms such as, for example, aluminum or cobalt, dioxazines, for example triphendioxazines, aminoanthraquinones, diketopyrrolopyrroles, indigo pigments, thioindigopigments, thiazineindo indone, pyrone, isotone, flanthone, flanthane, isotonicone, flanthane, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone, isotonicone Anthrapyrimidines, individually, in mixtures or as mixed crystals, for example composed of two or three such pigments, are considered. Coarse-crystalline raw pigments are understood to mean those raw pigments which are only suitable for pigmenting organic materials after the particles have been comminuted. In most cases, these are those with an average particle size D 50 of more than 1 μm.
Als Lösemittel kommen alle Flüssigkeiten wie organische Lösemittel, Säuren und Laugen, und Mischungen daraus, gegebenenfalls auch unter Zusatz von Wasser, in Betracht, von denen höchstens die 40-fache Gewichtsmenge, bevorzugt höchstens die 25-fache Gewichtsmenge, insbesondere höchstens die 15-fache Gewichtsmenge, bezogen auf das Gewicht des zu lösenden Rohpigments, eingesetzt werden muss, um eine vollständige Lösung des Rohpigments zu erreichen. Ökonomisch zweckmäßig sind daher Lösungen, deren gelöster Pigmentanteil 2,5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, beträgt.Suitable solvents are all liquids such as organic solvents, acids and alkalis, and mixtures thereof, optionally also with the addition of water, of which at most 40 times the amount by weight, preferably at most 25 times the amount by weight, in particular at most 15 times Amount of weight, based on the weight of the raw pigment to be dissolved, must be used in order to achieve a complete solution of the raw pigment. Solutions which have a pigment content of 2.5 to 40% by weight, preferably 5 to 20% by weight, based on the total weight of the solution, are therefore economically advantageous.
Als Lösemittel werden bevorzugt Säuren wie Schwefelsäure, beispielsweise als 96 gew.-%ige Schwefelsäure, als Monohydrat oder als Oleum; Chlorsulfonsäure und Polyphosphorsäure, einzeln oder in Mischung, eingesetzt. Diese Säuren können auch als Mischungen mit einem oder mehreren organischen Lösemitteln eingesetzt werden, wie Alkohole mit 1 bis 10 C-Atomen, wie beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanole, wie n-Butanol, sek.- Butanol, tert.-Butanol, Pentanole, wie n-Pentanol, 2-Methyl-2-butanol, Hexanole, wie 2-Methyl-2-pentanol, 3-Methyl-3-pentanol, 2-Methyl-2-hexanol, 3-Ethyl-3- pentanol, Octanole, wie 2,4,4-Trimethyl-2-pentanol, Cyclohexanol; oder Glykole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, oderPreferred solvents are acids such as sulfuric acid, for example as 96% strength by weight sulfuric acid, as a monohydrate or as an oleum; Chlorosulfonic acid and polyphosphoric acid, individually or in a mixture. These acids can also be used as mixtures with one or more organic solvents, such as alcohols with 1 to 10 carbon atoms, such as, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanols, such as n-butanol, sec-butanol, tert .-Butanol, pentanols, such as n-pentanol, 2-methyl-2-butanol, hexanols, such as 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2-methyl-2-hexanol, 3-ethyl 3-pentanol, octanols such as 2,4,4-trimethyl-2-pentanol, cyclohexanol; or glycols, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, or
Glycerin; Polyglykole, wie Polyethylenglykole oder Polypropylenglykole; Ether, wie Methylisobutylether, Tetrahydrofuran oder Dimethoxyethan; Glykolether, wie Monomethyl- oder Monoethylether des Ethylen- oder Propylenglykols, Diethylenglykol-monomethylether, Diethylenglykol-monoethylether, Butylglykole oder Methoxybutanol; Ketone, wie Aceton, Diethylketon, Methylisobutylketon, Methylethylketon oder Cyclohexanon; aliphatische Säureamide, wie Formamid, Dimethylformamid, N-Methylacetamid oder N,N-Dimethylacetamid; Harnstoffderivate, wie Tetramethylharnstoff; oder cyclische Carbonsäureamide, wie N-Methylpyrrolidon, Valero- oder Caprolactam; Ester, wie Carbonsäure-Cι-C6- alkylester, wie Ameisensäurebutylester, Essigsäureethylester oder Propionsäurepropylester; oder Carbonsäure-Cι-C6-glykolester; oder Glykoletheracetate, wie 1-Methoxy-2-propylacetat; oder Phthalsäure- oder Benzoesäure-CrC6-alkylester, wie Benzoesäureethylester; cyclische Ester, wie Caprolacton; Nitrile, wie Acetonitril oder Benzonitril; aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan oder Benzol; oder durch Alkyl, Alkoxy, Nitro oder Halogen substituiertes Benzol, wie Toluol, Xylole, Ethylbenzol, Anisol, Nitrobenzol, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, 1 ,2,4-Trichlorbenzol oder Brombenzol; oder andere substituierte Aromaten, wie Benzoesäure oder Phenol; aromatische Heterocyclen, wie Pyridin, Morpholin, Picolin oder Chinolin; sowie Hexamethylphosphorsäuretriamid, 1 ,3-Dimethl-2-imidazolidinon, Dimethylsulfoxid und Sulfolan.glycerol; Polyglycols, such as polyethylene glycols or polypropylene glycols; Ethers such as methyl isobutyl ether, tetrahydrofuran or dimethoxyethane; Glycol ethers, such as monomethyl or monoethyl ether of ethylene or propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, butyl glycols or methoxybutanol; Ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone or cyclohexanone; aliphatic acid amides such as formamide, dimethylformamide, N-methylacetamide or N, N-dimethylacetamide; Urea derivatives such as tetramethyl urea; or cyclic carboxamides, such as N-methylpyrrolidone, valero or caprolactam; Esters, such as carboxylic acid -C 6 -alkyl esters, such as butyl formate, ethyl acetate or propyl propionate; or carboxylic acid -C 6 glycol ester; or glycol ether acetates such as 1-methoxy-2-propyl acetate; or CrC 6 alkyl phthalic acid or benzoic acid, such as ethyl benzoate; cyclic esters such as caprolactone; Nitriles such as acetonitrile or benzonitrile; aliphatic or aromatic hydrocarbons, such as cyclohexane or benzene; or benzene substituted by alkyl, alkoxy, nitro or halogen, such as toluene, xylenes, ethylbenzene, anisole, nitrobenzene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, 1, 2,4-trichlorobenzene or bromobenzene; or other substituted aromatics such as benzoic acid or phenol; aromatic heterocycles such as pyridine, morpholine, picoline or quinoline; and also hexamethylphosphoric triamide, 1, 3-dimethl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide and sulfolane.
Weiterhin als Lösemittel bevorzugt werden Mischungen aus organischen, polaren Lösemitteln, beispielsweise aliphatische Säureamide, wie Formamid, Dimethylformamid oder N,N-Dimethylacetamid; Harnstoffderivate, wie Tetramethylharnstoff; cyclische Carbonsäureamide, wie N-Methylpyrrolidon, Valero- oder Caprolactam; Nitrile, wie Acetonitril; aromatische Lösemittel, wie Nitrobenzol, o-Dichlorbenzol, Benzoesäure oder Phenol; aromatischeAlso preferred as solvents are mixtures of organic, polar solvents, for example aliphatic acid amides, such as formamide, dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide; Urea derivatives such as tetramethyl urea; cyclic carboxamides, such as N-methylpyrrolidone, valero- or caprolactam; Nitriles such as acetonitrile; aromatic solvents such as nitrobenzene, o-dichlorobenzene, benzoic acid or phenol; aromatic
Heterocyclen, wie Pyridin, oder Chinolin; Hexamethylphosphorsäuretriamid, 1 ,3-Dimetyl-2-imidazolidinon, Dimethylsulfoxid oder Sulfolan; oder gegebenenfalls Mischungen dieser Lösemittel mit Laugen, wie Oxiden oder Hydroxiden der Alkalioder Erdalkalimetalle, wie beispielsweise Kalilauge oder Natronlauge.Heterocycles such as pyridine or quinoline; Hexamethylphosphoric acid triamide, 1, 3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide or sulfolane; or optionally mixtures of these solvents with alkalis, such as oxides or hydroxides of the alkali or alkaline earth metals, such as, for example, potassium hydroxide solution or sodium hydroxide solution.
Besonders bevorzugte polare, organische Lösemittel sind Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid und Sulfolan als Mischung mit Kalilauge oder Natronlauge.Particularly preferred polar, organic solvents are dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide and sulfolane as a mixture with potassium hydroxide solution or sodium hydroxide solution.
Als Fällmedium können prinzipiell alle Flüssigkeiten eingesetzt werden, die bei der Mischung mit der Pigmentlösung die Löslichkeit des Pigments soweit herabsetzen, dass eine möglichst quantitative Fällung stattfindet. Es kommen daher Wasser, eine wässrig-organische Flüssigkeit oder eine organische Flüssigkeit, mit oder ohne Zusatz von Säuren oder Laugen, in Betracht.In principle, all liquids can be used as the precipitation medium which, when mixed with the pigment solution, reduce the solubility of the pigment to such an extent that precipitation is as quantitative as possible. Therefore water comes an aqueous-organic liquid or an organic liquid, with or without the addition of acids or bases.
Im Falle der Pigmentlösungen in Säure wird bevorzugt Wasser als Fällmedium verwendet, das Wasser kann aber auch in Mischung mit einer bevorzugt mit Wasser mischbaren, organischen Flüssigkeit eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die Säure während der Fällung teilweise oder ganz zu neutralisieren. Im Falle der alkalischen Pigmentlösungen in einem polaren Lösemittel ist das Fällmedium bevorzugt Wasser oder eine wässrig-organische Flüssigkeit, gegebenenfalls mit Säurezusatz, oder eine Mischung aus einer organischen Flüssigkeit mit einer Säure.In the case of pigment solutions in acid, water is preferably used as the precipitation medium, but the water can also be used in a mixture with an organic liquid which is preferably miscible with water. It is also possible to partially or completely neutralize the acid during the precipitation. In the case of alkaline pigment solutions in a polar solvent, the precipitation medium is preferably water or an aqueous-organic liquid, if appropriate with the addition of acid, or a mixture of an organic liquid with an acid.
Als organische Flüssigkeiten für das Fällmedium können beispielsweise Alkohole mit 1 bis 10 C-Atomen, wie beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanole, wie n-Butanol, sek.-Butanol, tert.-Butanol, Pentanole, wie n-Pentanol, 2-Methyl-2-butanol, Hexanole, wie 2-Methyl-2-pentanol, 3-Methyl-3- pentanol, 2-Methyl-2-hexanol, 3-Ethyl-3-pentanol, Octanole, wie 2,4,4-Trimethyl-2- pentanol, Cyclohexanol; oder Glykole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, oder Glycerin; Polyglykole, wie Polyethylenglykole oder Polypropylenglykole; Ether, wie Methylisobutylether, Tetrahydrofuran oder Dimethoxyethan; Glykolether, wie Monomethyl- oder Monoethylether des Ethylen- oder Propylenglykols, Diethylenglykol- monomethylether, Diethylenglykol-monoethylether, Butylglykole oder Methoxybutanol; Ketone, wie Aceton, Diethylketon, Methylisobutylketon, Methylethylketon oder Cyclohexanon; aliphatische Säureamide, wie Formamid, Dimethylformamid, N-Methylacetamid oder N,N-Dimethylacetamid;As organic liquids for the precipitation medium, for example alcohols with 1 to 10 carbon atoms, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanols, such as n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, pentanols, such as n Pentanol, 2-methyl-2-butanol, hexanols, such as 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 2-methyl-2-hexanol, 3-ethyl-3-pentanol, octanols, such as 2 , 4,4-trimethyl-2-pentanol, cyclohexanol; or glycols, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, or glycerin; Polyglycols, such as polyethylene glycols or polypropylene glycols; Ethers such as methyl isobutyl ether, tetrahydrofuran or dimethoxyethane; Glycol ethers, such as monomethyl or monoethyl ether of ethylene or propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, butyl glycols or methoxybutanol; Ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone or cyclohexanone; aliphatic acid amides such as formamide, dimethylformamide, N-methylacetamide or N, N-dimethylacetamide;
Harnstoffderivate, wie Tetramethylharnstoff; oder cyclische Carbonsäureamide, wie N-Methylpyrrolidon, Valero- oder Caprolactam; Ester, wie Carbonsäure-Cι-C6- alkylester, wie Ameisensäurebutylester, Essigsäureethylester oder Propionsäurepropylester; oder Carbonsäure-C-t-C6-glykolester; oder Glykoletheracetate, wie 1-Methoxy-2-propylacetat; oder Phthalsäure- oder Benzosäure-C-ι-C6-alkylester, wie Benzoesäureethylester; cyclische Ester, wie Caprolacton; Nitrile, wie Acetonitril oder Benzonitril; aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan oder Benzol; oder durch Alkyl, Alkoxy, Nitro oder Halogen substituiertes Benzol, wie Toluol, Xylole, Ethylbenzol, Anisol, Nitrobenzol, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, 1 ,2,4-Trichlorbenzol oder Brombenzol; oder andere substituierte Aromaten, wie Benzoesäure oder Phenol; aromatische Heterocyclen, wie Pyridin, Morpholin, Picolin oder Chinolin; sowie Hexamethylphosphorsäuretriamid, 1 ,3-Dimetyl-2-imidazolidinon, Dimethylsulfoxid und Sulfolan; oder Mischungen dieser Flüssigkeiten eingesetzt werden.Urea derivatives such as tetramethyl urea; or cyclic carboxamides, such as N-methylpyrrolidone, valero- or caprolactam; Esters, such as carboxylic acid -C 6 -alkyl esters, such as butyl formate, ethyl acetate or propyl propionate; or carboxylic acid CtC 6 glycol ester; or glycol ether acetates such as 1-methoxy-2-propyl acetate; or phthalic acid or benzoic acid C 1 -C 6 alkyl esters, such as ethyl benzoate; cyclic esters such as caprolactone; Nitriles such as acetonitrile or benzonitrile; aliphatic or aromatic hydrocarbons, such as cyclohexane or benzene; or by alkyl, alkoxy, nitro or halogen-substituted benzene, such as toluene, xylenes, ethylbenzene, anisole, nitrobenzene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, 1, 2,4-trichlorobenzene or bromobenzene; or other substituted aromatics such as benzoic acid or phenol; aromatic heterocycles such as pyridine, morpholine, picoline or quinoline; and also hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide and sulfolane; or mixtures of these liquids can be used.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können auch übliche Hilfsmittel wie beispielsweise Tenside, nichtpigmentäre und pigmentäre Dispergiermittel, Füllstoffe, Stellmittel, Harze, Wachse, Entschäumer, Antistaubmittel, Extender, Farbmittel zum Nuancieren, Konservierungsmittel, Trocknungsverzögerungsmittel, Additive zur Steuerung der Rheologie, Netzmittel, Antioxidantien, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, oder eine Kombination davon eingesetzt werden.In the process according to the invention, customary auxiliaries such as, for example, surfactants, non-pigmentary and pigmentary dispersants, fillers, adjusting agents, resins, waxes, defoamers, anti-dust agents, extenders, colorants for shading, preservatives, drying retardants, additives for controlling the rheology, wetting agents, antioxidants, UV Absorbers, light stabilizers, or a combination thereof can be used.
Die Gesamtmenge der zugegebenen Hilfsmittel kann 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 2,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Rohpigment, betragen.The total amount of auxiliaries added can be 0 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, in particular 2.5 to 25% by weight, based on the crude pigment.
Beispiele für Tenside, pigmentäre und nichtpigmentäre Dispergiermittel, die für die erfindungsgemäße Fällung eingesetzt werden können, sind in der EP-A-1 195 413 angegeben.Examples of surfactants, pigmentary and non-pigmentary dispersants which can be used for the precipitation according to the invention are given in EP-A-1 195 413.
Es ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, durch den Einsatz mehr als eines Rohpigments Mischungen oder gegebenenfalls auch Mischkristalle von Pigmenten herzustellen. Bevorzugt werden dabei die Rohpigmente zusammen gelöst und eingespritzt, sie können aber auch als getrennte Lösungen eingespritzt werden.It is also possible with the method according to the invention to produce mixtures or optionally also mixed crystals of pigments by using more than one raw pigment. The raw pigments are preferably dissolved and injected together, but they can also be injected as separate solutions.
Das Pigment kann direkt nach der Fällung isoliert werden, gegebenenfalls ist es aber auch möglich, mit oder ohne Zwischenisolierung eine Nachbehandlung (Finish) mit Wasser und/oder einem organischen Lösemittel durchzuführen, beispielsweise bei Temperaturen von 20 bis 250°C, gegebenenfalls unter Zusatz von Hilfsmitteln. C) Herstellung von flüssigen Pigmentpräparationen:The pigment can be isolated directly after the precipitation, but it is also possible, if appropriate, to carry out an aftertreatment (finish) with water and / or an organic solvent, with or without intermediate insulation, for example at temperatures from 20 to 250 ° C., optionally with the addition of aids. C) Production of liquid pigment preparations:
Pigmentpräparationen sind Dispersionen von Pigmenten in flockungsstabilisierenden, flüssigen Medien. Außer dem Pigment und dem flockungsstabilisierenden, flüssigen Medium können noch Hilfsmittel enthalten sein. Die Pigmente sind im flockungsstabilisierenden, flüssigen Medium dispergiert und von diesem vollständig umhüllt. Die flockungsstabilisierenden, flüssigen Medien sind mit dem vorgesehenen Anwendungsmedium ähnlich bzw. gut verträglich. Die Pigmente sind in den Pigmentpräparationen in höheren Konzentrationen enthalten als im späteren Anwendungsmedium. Pigmentpräparationen dienen als Farbmittel zum Pigmentieren von hochmolekularen Materialien, wie Lacken, Dispersionsfarben, Tinten wie beispielsweise Ink-Jet Tinten, Druckfarben, Kunststoffen und Druckfarben für den Textildruck. Beim Einarbeiten von Pigmenten in diese Medien treten häufig Schwierigkeiten auf, da sich zahlreiche Pigmente im Anwendungsmedium nur unter hohem Aufwand in einen dispergierten Zustand mit befriedigenden anwendungstechnischen Eigenschaften bringen lassen. Wenn die Pigmentteilchen zu grobteilig sind, lassen sich keine brauchbaren Ergebnisse erzielen, beispielsweise wird die optimale Farbstärke nicht erreicht. Während und nach einem Dispergiervorgang können Flockungserscheinungen auftreten, die zu Viskositätsänderungen des Anwendungsmediums, zu Farbtonänderungen und Verlusten an Farbstärke, Deckvermögen, Glanz, Homogenität und Brillanz bei den gefärbten Materialien führen. Diese Schwierigkeiten können durch den Einsatz geeigneter Pigmentpräparationen vermieden werden. Pigmentpräparationen lassen sich normalerweise mit geringem Verteilungs- und Mischaufwand und ohne ökologische Probleme in die flockungsstabilisierenden, flüssigen Medien einarbeiten und zeichnen sich in vielen Anwendungsmedien durch hervorragende coloristische und rheologische Eigenschaften sowie durch günstiges Flockungsund Absetzverhalten aus.Pigment preparations are dispersions of pigments in flocculation-stabilizing, liquid media. In addition to the pigment and the flocculation-stabilizing, liquid medium, auxiliaries can also be present. The pigments are dispersed in the flocculation-stabilizing, liquid medium and completely enveloped by it. The flocculation-stabilizing, liquid media are similar or well compatible with the intended application medium. The pigments are contained in the pigment preparations in higher concentrations than in the later application medium. Pigment preparations serve as colorants for pigmenting high-molecular materials such as paints, emulsion paints, inks such as ink-jet inks, printing inks, plastics and printing inks for textile printing. Difficulties often arise when pigments are incorporated into these media, since numerous pigments in the application medium can only be brought into a dispersed state with satisfactory application properties with great effort. If the pigment particles are too coarse, no useful results can be achieved, for example the optimal color strength is not achieved. During and after a dispersing process, flocculation phenomena can occur, which lead to changes in the viscosity of the application medium, to changes in color tone and to loss of color strength, opacity, gloss, homogeneity and brilliance in the colored materials. These difficulties can be avoided by using suitable pigment preparations. Pigment preparations can usually be incorporated into the flocculation-stabilizing, liquid media with little distribution and mixing effort and without ecological problems and are characterized in many application media by excellent coloristic and rheological properties as well as by favorable flocculation and settling behavior.
Für die Herstellung von Pigmentpräparationen werden normalerweise feinteilige Pigmente eingesetzt. Die Einarbeitung in die flockungsstabilisierenden, flüssigen Medien erfolgt hierbei durch Dispergierung in Rollmühlen, Schwingmühlen, Rührwerkskugelmühlen mit niedriger und hoher Energiedichte, Mischern, Walzenstühlen oder Knetern. Der verwendete Dispergierapparat ist abhängig von der Dispergierbarkeit des eingesetzten Pigments, dem flockungsstabilisierenden, flüssigen Medium und den Hilfsmitteln.Fine pigment is normally used to make pigment preparations. The incorporation into the flocculation-stabilizing, liquid media takes place here by dispersion in roller mills, vibratory mills, Agitator ball mills with low and high energy density, mixers, roller mills or kneaders. The dispersing device used depends on the dispersibility of the pigment used, the flocculation-stabilizing liquid medium and the auxiliaries.
Bei den bislang bekannten Verfahren wird die Energie mechanisch eingetragen, der größte Teil der Energie wird in Wärme umgewandelt, nur ein Bruchteil der eingetragenen Energie wird effektiv zur Mahlung und Feinverteilung verwendet. Bei Verwendung von Mahlhilfsmitteln wie Kugeln kommt es zu Abrieb und damit zu Kontamination des Produkts durch Fremdstoffe. Der scale-up von neuenIn the processes known to date, the energy is input mechanically, most of the energy is converted into heat, and only a fraction of the energy input is used effectively for grinding and fine distribution. When using grinding aids such as balls, there is abrasion and thus contamination of the product by foreign substances. The scale-up of new ones
Produkten vom Labormaßstab in den großtechnischen Maßstab ist oft aufwendig und kann Schwierigkeiten bereiten, da beispielsweise der Eintrag der mechanischen Energie, die Übertragung der Energie zur effektiven Mahlung, der Energieverlust durch Erzeugung von Wärme und die notwendige Abfuhr der Wärme stark von den Apparategeometrien und -großen abhängen und damit auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens im großtechnischen Maßstab mitbestimmen.Laboratory-scale products on a large industrial scale are often complex and can cause difficulties because, for example, the input of mechanical energy, the transfer of energy for effective grinding, the loss of energy due to the generation of heat and the necessary dissipation of heat from the apparatus geometries and sizes depend and thus also determine the economics of the process on an industrial scale.
Es wurde gefunden, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wirbelkammerreaktors flüssige Pigmentpräparationen mit besonders vorteilhaften rheologischen und coloristischen Eigenschaften erzeugt werden können. Zweckmäßigerweise wird dabei so verfahren, dass eine 10 bis 80 gew.-%ige, vorzugsweise 20 bis 60 gew.-%ige, insbesondere 30 bis 50 gew.-%ige, Suspension eines Rohpigments, Präpigments und/oder Pigments, bezogen auf das Gesamtgewicht der Suspension, in einem flockungsstabilisierenden, flüssigen Medium über 1 , 2 oder mehrere Düsen in die Wirbelkammer gespritzt wird.It has been found that liquid pigment preparations with particularly advantageous rheological and coloristic properties can be produced with the aid of the swirl chamber reactor according to the invention. Appropriately, the procedure is such that a 10 to 80% by weight, preferably 20 to 60% by weight, in particular 30 to 50% by weight, suspension of a crude pigment, prepigment and / or pigment, based on the Total weight of the suspension, in a flocculation-stabilizing, liquid medium via 1, 2 or more nozzles is injected into the swirl chamber.
Die Temperaturen der zugeführten Suspensionen liegen zweckmäßigerweise im Bereich von -50 bis 250°C, vorzugsweise von 0 bis 180°C, besonders zwischen 0 und 100°C, insbesondere zwischen 10 bis 80°C. Es kann auch über dem Siedepunkt des flockungsstabilisierenden, flüssigen Mediums unter Druck gearbeitet werden. Wenn bei erhöhter Temperatur gearbeitet werden soll, kann die für die Erwärmung erforderliche Energie vor dem Austritt aus den Düsen der Suspension, beispielsweise in den zuführenden Leitungen, oder über das thermostatierbare Gehäuse zugeführt werden.The temperatures of the suspensions supplied are advantageously in the range from -50 to 250 ° C., preferably from 0 to 180 ° C., in particular between 0 and 100 ° C., in particular between 10 to 80 ° C. It is also possible to work under pressure above the boiling point of the flocculation-stabilizing liquid medium. If work is to be carried out at elevated temperature, the energy required for heating can be supplied to the suspension before it emerges from the nozzles, for example in the supply lines, or via the thermostattable housing.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können prinzipiell alle organischen und anorganischen Pigmente eingesetzt werden, beispielsweise organische Pigmente wie Perylen-, Perinon-, Chinacridon-, Chinacridonchinon-, Anthrachinon-, Anthanthron-, Benzimidazolon-, Disazokondensations-, Azo-, Indanthron-, Phthalocyanin-, Triarylcarbonium-, Dioxazin-. wie beispielsweise Triphendioxazin, Aminoanthrachinon-, Diketopyrrolopyrrol-, Indigo-, Thioindigo-, Thiazinindigo-, Isoindolin-, Isoindolinon-, Pyranthron-, Isoviolanthron-, Flavanthron-, Anthrapyrimidin- oder Carbon Black-Pigmente (Ruß), Mischkristalle oder Mischungen davon; oder anorganische Pigmente wie beispielsweise Titandioxid-, Zinksulfid-, Zinkoxid-, Eisenoxid-, Chromoxid-, Mischmetalloxid- (wie beispielsweise Nickelrutilgelb, Chromrutilgelb, Kobaltblau, Kobaltgrün, Zinkeisenbraun, Spinelschwarz), Cadmium-, Wismuth-, Chromat-, Ultramarin-, Eisenblaupigmente und Mischungen daraus, und Mischungen aus anorganischen und organischen Pigmenten. Es werden zweckmäßigerweise die bei ihrer Synthese oder bei ihrer Reinigung grobkristallin anfallenden Rohpigmente, Mischungen dieser Rohpigmente, Pigmentzubereitungen dieser Rohpigmente, oberflächenbehandelte Rohpigmente oder grobkristalline Mischkristallrohpigmente eingesetzt, insbesondere grobkristalline Chinacridonrohpigmente der beta- oder der gamma-Phase, grobkristalline Chinacridonmischkristallrohpigmente, grobkristalline Kupferphthalocyaninrohpigmente der alpha- oder beta-Phase, grobkristalline chlorierte Kupferphthalocyanine, grobkristalline Dioxazin-, Perylen-, Indanthron-, Perinon-, Chinacridonchinon-, Anthrachinon-, Aminoanthrachinon- und Anthanthronrohpigmente. Unter grobkristallinen Rohpigmenten werden solche Rohpigmente verstanden, die erst nach einer Zerkleinerung der Teilchen zum Pigmentieren von organischen Materialien geeignet sind. In den meisten Fällen sind dies solche mit einer mittleren Teilchengröße D50 von mehr als 1 μm. Es können auch bereits feinverteilte, aber stark agglomerierte und damit schwer dispergierbare Präpigmente oder schwer dispergierbare Pigmente oder auch Mischungen von grobkristallinen Rohpigmenten, Präpigmenten und Pigmenten eingesetzt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, leicht dispergierbare Pigmente, Präpigmente oder Rohpigmente nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Pigmentpräparationen zu überführen.In principle, all organic and inorganic pigments can be used for the process according to the invention, for example organic pigments such as perylene, perinone, quinacridone, quinacridonequinone, anthraquinone, anthanthrone, benzimidazolone, disazo condensation, azo, indanthrone, phthalocyanine , Triarylcarbonium, dioxazine. such as triphendioxazin, aminoanthraquinone, diketopyrrolopyrrole, indigo, thioindigo, thiazine indigo, isoindoline, isoindolinone, pyranthrone, isoviolanthrone, flavanthrone, anthrapyrimidine or carbon black pigments (soot mixtures), mixed mixtures, soot, or mixed black pigments (soot mixtures); mixed, mixed, soot, or mixed black pigments; or inorganic pigments such as titanium dioxide, zinc sulfide, zinc oxide, iron oxide, chromium oxide, mixed metal oxide (such as nickel rutile yellow, chrome rutile yellow, cobalt blue, cobalt green, zinc iron brown, spinel black), cadmium, bismuth, chromate, ultramarine, Iron blue pigments and mixtures thereof, and mixtures of inorganic and organic pigments. The crude pigments obtained in their synthesis or in their purification, mixtures of these crude pigments, pigment preparations of these crude pigments, surface-treated crude pigments or coarse-crystalline mixed-crystal crude pigments, in particular coarse-crystalline quinacridone crude pigments of the beta or gamma phase, coarse-crystalline crude crystalline quinine pigments, or beta phase, coarsely crystalline chlorinated copper phthalocyanines, coarsely crystalline dioxazine, perylene, indanthrone, perinone, quinacridonequinone, anthraquinone, aminoanthraquinone and anthanthrone raw pigments. Coarse-crystalline raw pigments are understood to mean those raw pigments which are only suitable for pigmenting organic materials after the particles have been comminuted. In most cases, these are those with an average particle size D 50 of more than 1 μm. It is also possible to use finely divided, but strongly agglomerated and thus difficult to disperse prepigments or difficult to disperse pigments, or else mixtures of coarsely crystalline raw pigments, prepigments and pigments. Of course, it is also possible to convert easily dispersible pigments, prepigments or raw pigments into pigment preparations by the process according to the invention.
Das Dispergierverhalten eines Pigments ist sein Verhalten beim Dispergieren hinsichtlich der Änderung verschiedener Kriterien des Dispersionszustands (beispielsweise Teilchengröße, Farbstärke, Glanz) in Abhängigkeit von verschiedenen Einflussgrößen (Dispergiergerät, Dispergierverfahren, Dispergierzeit, Mahlgutzusammensetzung).The dispersing behavior of a pigment is its behavior when dispersing with regard to changing various criteria of the dispersion state (for example particle size, color strength, gloss) depending on various influencing variables (dispersing device, dispersing process, dispersing time, mill base composition).
Zur Beurteilung des Dispergierverhaltens von schwer dispergierbaren Pigmenten wird hauptsächlich die Farbstärke herangezogen. Sie nimmt mit steigender Güte des Dispersionszustands und mit zunehmender Teilchenfeinheit zu. Deshalb kann auch der mittlere Teilchendurchmesser (D50) für die Beurteilung der Dispergierbarkeit herangezogen werden. Das Prüfmedium und die Dispergierbedingungen werden je nach Anwendungsbereich des Pigments vorher festgelegt. Als Maßzahl dient der zur Erzielung einer bestimmten mittleren Teilchengröße erforderliche Dispergieraufwand (Dispergierzeit). Die mittlere Teilchengröße ist abhängig von dem jeweils eingesetzten Pigment. Nur bei gleichen Dispergierbedingungen sind die erhaltenen Kennzahlen vergleichbar. Wenn der höchstzulässige Wert unter Standarddispergierbedingungen (tmax = 240 Min.) überschritten wird, ist dieses Pigment schwer dispergierbar und für den Einsatz zur Herstellung von Pigmentpräparationen auf einer herkömmlichen Rührwerkskugelmühle nicht geeignet.The color strength is mainly used to assess the dispersing behavior of pigments that are difficult to disperse. It increases with increasing quality of the dispersion state and with increasing particle fineness. The average particle diameter (D50) can therefore also be used to assess dispersibility. The test medium and the dispersion conditions are determined in advance depending on the area of application of the pigment. The dispersing effort (dispersing time) required to achieve a certain average particle size serves as a measure. The average particle size depends on the pigment used in each case. The key figures obtained can only be compared under the same dispersion conditions. If the maximum permissible value is exceeded under standard dispersion conditions (tmax = 240 min.), This pigment is difficult to disperse and is not suitable for use in the preparation of pigment preparations on a conventional stirred ball mill.
Als schwer dispergierbare Präpigmente gelten beispielsweise Dioxazin-, Phthalocyanin-, Anthanthron-, Perylen- und Chinacridonpräpigmente. Als schwer dispergierbare Pigmente gelten Azo-, Dioxazin-, Phthalocyanin-, Anthanthron-, Perylen-, Chinacridon-, Diketopyrrolopyrrol-, Isoindolinon- und Isoindolinpigmente.Prepigments that are difficult to disperse include, for example, dioxazine, phthalocyanine, anthanthrone, perylene and quinacridone prepigments. Azo, dioxazine, phthalocyanine, anthanthrone, perylene, quinacridone, diketopyrrolopyrrole, isoindolinone and isoindoline pigments are considered to be difficult to disperse pigments.
Unter einem flockungsstabilisierenden, flüssigen Medium wird ein Medium verstanden, das die Reagglomeration der dispergierten Pigmentteilchen in der Dispersion verhindert. Die Flockungsbeständigkeit wird bestimmt durch den „Rub- out"-Test, bei dem der Farbstärkeunterschied oder die Farbtondifferenz der flockulierten und deflockulierten Probe bestimmt wird. Ein flockungsstabilisierendes, flüssiges Medium im Sinne der vorliegenden Erfindung bewirkt einen Farbstärkeunterschied von kleiner als 10 %. Die Bestimmung der Farbstärke erfolgt dabei nach DIN 55986.A flocculation-stabilizing, liquid medium is understood to mean a medium which the reagglomeration of the dispersed pigment particles in the Prevents dispersion. The flocculation resistance is determined by the "rubout" test, in which the color strength difference or the color tone difference of the flocculated and deflocked sample is determined. A flocculation-stabilizing, liquid medium in the sense of the present invention brings about a color strength difference of less than 10%. The determination the color strength is in accordance with DIN 55986.
Das flockungsstabilisierende, flüssige Medium besteht aus einem oder mehreren Trägermaterialien, und gegebenenfalls aus Wasser und/oder einem oder mehreren der nachstehend genannten organischen Lösemittel. Als Trägermaterialien kommen beispielsweise in Betracht: pigmentäre und nichtpigmentäre Dispergiermittel; Harze, wie Novolake, Alkydmelaminharze, Acrylmelaminharze oder Polyurethanharze; Weichmacher, wie Diisodecylphthalat oder Dioctylphthalat.The flocculation-stabilizing, liquid medium consists of one or more carrier materials, and optionally of water and / or one or more of the organic solvents mentioned below. Examples of suitable carrier materials are: pigmentary and non-pigmentary dispersants; Resins such as novolaks, alkyd melamine resins, acrylic melamine resins or polyurethane resins; Plasticizers such as diisodecyl phthalate or dioctyl phthalate.
Beispiele für Tenside, pigmentäre und nichtpigmentäre Dispergiermittel, die für die erfindungsgemäße Herstellung flüssiger Pigmentpräparationen eingesetzt werden können, sind in der EP-A-1 195 414 angegeben.Examples of surfactants, pigmentary and non-pigmentary dispersants which can be used for the production of liquid pigment preparations according to the invention are given in EP-A-1 195 414.
Als organische Lösemittel des flockungsstabilisierenden, flüssigen Mediums im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen, gegebenenfalls mit Wasser mischbare, Alkohole, Glykole und Giykolether, wie Ethanol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Ethylenglykoldimethylether oder Glycerin; Polyglykole, wie Polyethylenglykole oder Polypropylenglykole; Polyole; Polyetherpolyole; aromatische Lösemittel, wie beispielsweise white spirit; Ketone, wie beispielsweise Methylethylketon; oder Ester, wie beispielsweise Butylester; in Betracht.Organic solvents of the flocculation-stabilizing, liquid medium for the purposes of the present invention are, if appropriate, water-miscible, alcohols, glycols and glycol ethers, such as ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether or glycerol; Polyglycols, such as polyethylene glycols or polypropylene glycols; polyols; polyether polyols; aromatic solvents such as white spirit; Ketones such as methyl ethyl ketone; or esters, such as butyl esters; into consideration.
In dem flockungsstabilisierenden, flüssigen Medium sind gegebenenfalls noch ein oder mehrere Hilfsmittel, wie beispielsweise Füllstoffe, Stellmittel, Wachse, Entschäumer, Extender, Konservierungsmittel, Trocknungsverzögerungsmittel, beispielsweise Zucker, wie Rohrzucker, oder Harnstoffe, Additive zur Steuerung der Rheologie, Netzmittel, Antioxidantien, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, oder eine Kombination davon, in einer Menge von 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Pigmentpräparation, enthalten.The flocculation-stabilizing, liquid medium may also contain one or more auxiliaries, such as, for example, fillers, adjusting agents, waxes, defoamers, extenders, preservatives, drying retardants, for example sugars, such as cane sugar, or ureas, additives for controlling rheology, wetting agents, antioxidants, UV -Absorbers, light stabilizers, or a combination thereof, in an amount of 0 to 30 wt .-%, based on the total weight of the liquid pigment preparation.
Beispielsweise sind Wasser als solches, einwertige Alkohole, Ketone oder deren Mischungen mit Wasser ohne Trägermaterial keine flockungsstabilisierenden, flüssigen Medien im Sinne der vorliegenden Erfindung.For example, water as such, monohydric alcohols, ketones or their mixtures with water without a carrier material are not flocculation-stabilizing, liquid media in the sense of the present invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei beliebigen pH-Werten durchgeführt werden, beispielsweise bevorzugt man neutrale bis alkalische pH-Werte bei wässrigen Präparationen, die für Dispersionsfarben eingesetzt werden.The process according to the invention can be carried out at any pH values, for example neutral to alkaline pH values are preferred for aqueous preparations which are used for emulsion paints.
Die Pigmentpräparationen werden in Form von flüssigen Dispersionen, Teigen oder Pasten erhalten. Die Viskosität kann in weiten Bereichen variieren, vorzugsweise beträgt sie 0,01 bis 35 Pas, besonders bevorzugt 0,05 bis 25 Pas, insbesondere 0,05 bis 10 Pas. Entscheidend ist lediglich, dass die Pigmentpräparation noch förderbar ist.The pigment preparations are obtained in the form of liquid dispersions, doughs or pastes. The viscosity can vary within wide ranges, preferably it is 0.01 to 35 Pas, particularly preferably 0.05 to 25 Pas, in particular 0.05 to 10 Pas. The only decisive factor is that the pigment preparation can still be funded.
Die Anzahl der Passagen ist abhängig von der Feinheitsanforderung für das jeweilige Anwendungsgebiet wie beispielsweise das Lack-, Druck- oder Kunststoffgebiet.The number of passages depends on the fineness requirement for the respective application area, such as the paint, printing or plastic area.
Unter Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Variationsmöglichkeiten lassen sich Pigmentpräparationen für verschiedene Verwendungszwecke herstellen. Dies kann gesteuert werden über die Art des Rohpigments, des Präpigments oder Pigments, die Art des Trägermaterials, des Lösemittels und der Hilfsmittel, sowie durch deren Konzentration, der Anzahl der Passagen und der Temperatur.Utilizing the available variation options, pigment preparations can be produced for various purposes. This can be controlled via the type of the crude pigment, the prepigment or pigment, the type of carrier material, the solvent and the auxiliaries, as well as by their concentration, the number of passages and the temperature.
Die Hersteilung von Pigmentpräparationen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sich als besonders wirtschaftlich und umweltfreundlich erwiesen, weil dabei keine Verschmutzung der Luft aufgrund von Staubentwicklung auftritt. Außerdem werden nur geringe Mengen an Chemikalien und Lösemitteln eingesetzt, welche anschließend weiterverarbeitet werden können. Somit treten keine Entsorgungsprobleme auf. Beim Einsatz von grobkristallinen Rohpigmenten entfällt die herkömmliche aufwendige Feinverteilung und der Lösemittelfinish zur Überführung in die Pigmentform. Die durch den bislang nötigen Lösemittelfinish bedingten Lösemittelverluste werden vermieden, und aufwendige Apparaturen für den Lösemittelfinish und die Lösemittelregeneration werden nicht benötigt.The production of pigment preparations according to the method according to the invention has proven to be particularly economical and environmentally friendly because there is no pollution of the air due to the development of dust. In addition, only small amounts of chemicals and solvents are used, which can then be processed further. This means that there are no disposal problems. When using coarse-crystalline raw pigments, there is no need for the traditional, complex fine distribution and solvent finish to convert them into the pigment form. The solvent losses caused by the previously required solvent finish are avoided, and expensive equipment for the solvent finish and the solvent regeneration are not required.
Wird in wässrigem oder wässrig-organischem Medium gemahlen, so können die feuchten Roh- oder Präpigmente eingesetzt werden. Dadurch entfällt eine teure Trocknung. Weil für alle Einsatzgebiete der gleiche Feinverteilungsapparat eingesetzt wird, entfällt die unwirtschaftliche Vorhaltung verschiedenartiger Feinverteilungsapparate.If grinding is carried out in an aqueous or aqueous-organic medium, the moist raw or prepigments can be used. This eliminates the need for expensive drying. Because the same fine distribution device is used for all areas of application, there is no longer any need to maintain different types of fine distribution devices.
Die erfindungsgemäß hergestellten Azofarbmittel, feinverteilten Pigmente sowie Pigmentpräparationen eignen sich zum Einfärben von natürlichen oder synthetischen hochmolekularen organischen Materialien, wie beispielsweise Celluloseether und -ester, wie Ethylcellulose, Nitrocellulose, Celluloseacetat oder Cellulosebutyrat, natürliche Harze oder Kunstharze, wie Polymerisationsharze oder Kondensationsharze, beispielsweise Aminoplaste, insbesondere Harnstoff- und Melamin-Formaldehydharze, Alkydharze, Acrylharze, Phenoplaste, Polycarbonate, Polyolefine, wie Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylnitril, Polyacrylsäureester, Polyamide, Polyurethane oder Polyester, Gummi, Casein, Latices, Silikone und Silikonharze, einzeln oder in Mischungen.The azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are suitable for coloring natural or synthetic high-molecular organic materials, such as cellulose ethers and esters, such as ethyl cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate or cellulose butyrate, natural resins or synthetic resins, such as polymerization resins or condensation resins, for example aminopolymer resins, for example aminoplast resins. in particular urea and melamine-formaldehyde resins, alkyd resins, acrylic resins, phenoplasts, polycarbonates, polyolefins, such as polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyacrylic acid esters, polyamides, polyurethanes or polyesters, rubber, casein, latices, silicones and silicone resins, individually or in mixtures.
Die erwähnten hochmolekularen organischen Verbindungen können als plastische Massen, Gießharze, Pasten, Schmelzen oder in Form von Spinnlösungen, Lacken, Lasuren, Schäumen, Tuschen, Tinten, Beizen, Anstrichstoffen, Dispersionsfarben oder Druckfarben vorliegen.The high-molecular organic compounds mentioned can be present as plastic compositions, casting resins, pastes, melts or in the form of spinning solutions, lacquers, glazes, foams, inks, inks, stains, paints, emulsion paints or printing inks.
Die erfindungsgemäß hergestellten Azofarbmittel, feinverteilten Pigmente sowie Pigmentpräparationen sind auch geeignet als Farbmittel in elektrophotographischen Tonern und Entwicklern, wie z.B. Ein- oderThe azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are also suitable as colorants in electrophotographic toners and developers, such as e.g. One or
Zweikomponentenpulvertonem (auch Ein- oder Zweikomponenten-Entwickler genannt), Magnettoner, Flüssigtoner, Polymerisationstoner sowie Spezialtoner. Typische Tonerbindemittel sind Polymerisations-, Polyadditions- und Polykondensationsharze, wie Styrol-, Styrolacrylat-, Styrolbutadien-, Acrylat-, Polyester-, Phenol-Epoxidharze, Polysulfone, Polyurethane, einzeln oder in Kombination, sowie Polyethylen und Polypropylen, die noch weitere Inhaltsstoffe, wie Ladungssteuermittel, Wachse oder Fließhilfsmittel, enthalten können oder im Nachhinein mit diesen Zusätzen modifiziert werden.Two-component powder toner (also called one- or two-component developer), magnetic toner, liquid toner, polymerization toner and special toner. Typical toner binders are polymerization, polyaddition and polycondensation resins, such as styrene, styrene-acrylate, styrene-butadiene, acrylate, polyester, phenol-epoxy resins, polysulfones, polyurethanes, individually or in combination, and polyethylene and polypropylene, which also contain other ingredients, such as charge control agents, waxes or flow aids, can contain or be modified afterwards with these additives.
Des weiteren sind die erfindungsgemäß hergestellten Azofarbmittel, feinverteilten Pigmente sowie Pigmentpräparationen sind auch geeignet als Farbmittel in Pulver und Pulverlacken, insbesondere in triboelektrisch oder elektrokinetisch versprühbaren Pulverlacken, die zur Oberflächenbeschichtung von Gegenständen aus beispielsweise Metall, Holz, Kunststoff, Glas, Keramik, Beton, Textilmaterial, Papier oder Kautschuk zur Anwendung kommen. Als Pulverlackharze werden typischerweise Epoxidharze, carboxyl- und hydroxylgruppenhaltige Polyesterharze, Polyurethan- und Acrylharze zusammen mit üblichen Härtern eingesetzt. Auch Kombinationen von Harzen finden Verwendung. So werden beispielsweise häufig Epoxidharze in Kombination mit carboxyl- und hydroxylgruppenhaltigen Polyesterharzen eingesetzt. Typische Härterkomponenten (in Abhängigkeit vom Harzsystem) sind beispielsweise Säureanhydride, Imidazole sowie Dicyandiamid und deren Abkömmlinge, verkappte Isocyanate, Bisacylurethane, Phenol- und Melaminharze, Triglycidylisocyanurate, Oxazoline und Dicarbonsäuren.Furthermore, the azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are also suitable as colorants in powders and powder coatings, in particular in triboelectrically or electrokinetically sprayable powder coatings, which are used for the surface coating of objects made of, for example, metal, wood, plastic, glass, ceramic, concrete, textile material , Paper or rubber are used. Epoxy resins, carboxyl- and hydroxyl-containing polyester resins, polyurethane and acrylic resins are typically used as powder coating resins together with conventional hardeners. Combinations of resins are also used. For example, epoxy resins are often used in combination with carboxyl- and hydroxyl-containing polyester resins. Typical hardener components (depending on the resin system) are, for example, acid anhydrides, imidazoles and dicyandiamide and their derivatives, blocked isocyanates, bisacylurethanes, phenolic and melamine resins, triglycidyl isocyanurates, oxazolines and dicarboxylic acids.
Außerdem sind die erfindungsgemäß hergestellten Azofarbmittel, feinverteilten Pigmente sowie Pigmentpräparationen als Farbmittel in Ink-Jet Tinten auf wässriger und nichtwässriger Basis sowie in solchen Tinten, die nach dem hot- melt-Verfahren arbeiten, geeignet.In addition, the azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are suitable as colorants in ink-jet inks on an aqueous and non-aqueous basis and in those inks which work according to the hot-melt process.
Darüber hinaus sind die erfindungsgemäß hergestellten Azofarbmittel, feinverteilten Pigmente sowie Pigmentpräparationen auch als Farbmittel für Farbfilter, sowohl für die subtraktive als auch für die additive Farberzeugung, geeignet. Die genannten erfindungsgemäß hergestellten Pigmentpräparationen können selbstverständlich als Pigment auch ein Azopigment enthalten, das nach der vorstehend unter A) beschriebenen Methode hergestellt wurde.In addition, the azo colorants, finely divided pigments and pigment preparations produced according to the invention are also suitable as colorants for color filters, both for subtractive and for additive color generation. The pigment preparations mentioned according to the invention can of course also contain, as a pigment, an azo pigment which was prepared by the method described under A) above.
In einer besonderen Ausführungsform kann die erfindungsgemäß hergestellte Pigmentpräparation bereits selbst eine Tinte, insbesondere Ink-Jet-Tinte, oder ein elektrophotographischer Toner, z.B. ein Flüssigtoner, sein. Ink-Jet-Tinten enthalten im allgemeinen insgesamt 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1 ,5 bis 8 Gew.-%, (trocken gerechnet) einer oder mehrerer der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen.In a particular embodiment, the pigment preparation produced according to the invention can itself itself be an ink, in particular ink jet ink, or an electrophotographic toner, e.g. be a liquid toner. Ink-jet inks generally contain a total of 0.5 to 15% by weight, preferably 1.5 to 8% by weight (calculated on a dry basis) of one or more of the pigment preparations according to the invention.
Mikroemulsionstinten basieren auf organischen Lösemitteln, Wasser und ggf. einer zusätzlichen hydrotropen Substanz (Grenzflächenvermittler). Mikroemulsionstinten enthalten im allgemeinen 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1 ,5 bis 8 Gew.-%, einer oder mehrerer der erfindungsgemäß hergestellten Pigmentpräparationen, 5 bis 99 Gew.-% Wasser und 0,5 bis 94,5 Gew.-% organisches Lösungsmittel und/oder hydrotrope Verbindung.Microemulsion inks are based on organic solvents, water and possibly an additional hydrotropic substance (interface mediator). Microemulsion inks generally contain 0.5 to 15% by weight, preferably 1.5 to 8% by weight, of one or more of the pigment preparations produced according to the invention, 5 to 99% by weight of water and 0.5 to 94.5% by weight .-% organic solvent and / or hydrotropic compound.
"Solvent based" Ink-Jet-Tinten enthalten vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-% einer oder mehrerer der erfindungsgemäß hergestellten Pigmentpräparationen, 85 bis 99,5 Gew.-% organisches Lösungsmittel und/oder hydrotrope Verbindungen."Solvent based" ink-jet inks preferably contain 0.5 to 15% by weight of one or more of the pigment preparations produced according to the invention, 85 to 99.5% by weight of organic solvent and / or hydrotropic compounds.
In den nachfolgenden Beispielen wird ein Wirbelkammerreaktor verwendet, der entweder über zwei oder über drei Düsen mit einem Durchmesser von jeweils 300 μm verfügt. Die zwei oder drei Düsen schließen insgesamt einen Winkel von 144° ein und sind in einem Winkel von 30°, bezogen auf die Querschnittsfläche der Mischkammer, entgegen der Austrittsöffnung angestellt. Im Falle der Dreidüsen-Anordnung haben die Düsen einen Winkelabstand von 72°. Die Wirbelkammer ist ein Zylinder von 5 mm Durchmesser und 11 mm Länge.In the examples below, a vortex chamber reactor is used, which has either two or three nozzles, each with a diameter of 300 μm. The two or three nozzles enclose an angle of 144 ° in total and are set at an angle of 30 °, based on the cross-sectional area of the mixing chamber, against the outlet opening. In the case of the three-nozzle arrangement, the nozzles have an angular spacing of 72 °. The swirl chamber is a cylinder 5 mm in diameter and 11 mm in length.
Beispiel für eine Fällung: Feinverteilung von C.l. Pigment Blue 151Example of a precipitation: fine distribution of C.I. Pigment Blue 151
a) Hersteilung der Pigment-Lösung: In einem 12 I Rührgefäß werden 16364 g Schwefelsäure (96 gew.-%ig) vorgelegt und 1636 g Tetrachlor-phthalocyanin bei 30°C eingerührt und durch 2-stündiges Rühren bei 30°C gelöst.a) Preparation of the pigment solution: 16364 g of sulfuric acid (96% by weight) are placed in a 12 l stirred vessel and 1636 g of tetrachlorophthalocyanine are stirred in at 30 ° C. and dissolved by stirring at 30 ° C. for 2 hours.
b) Fällung im Wirbelkammerreaktor:b) Precipitation in the vortex chamber reactor:
Alternative 1):Alternative 1):
Die Pigment-Lösung wird mit einer Flussrate von 7 l/h (12,6 kg/h) und Wasser mit einer Flussrate von 23,8 l/h durch jeweils eine Düse in den Wirbelkammerreaktor dosiert. Die entstehende Pigmentsuspension (75°C) wird in einem Vorlagegefäß gesammelt, abgesaugt, mit Wasser neutral gewaschen und weiter aufgearbeitet.The pigment solution is metered into the vortex chamber reactor through a nozzle at a flow rate of 7 l / h (12.6 kg / h) and water at a flow rate of 23.8 l / h. The resulting pigment suspension (75 ° C) is collected in a storage vessel, suction filtered, washed neutral with water and worked up further.
Alternative 2):Alternative 2):
Die Pigment-Lösung wird mit einer Flussrate von 7 l/h (12,6 kg/h) durch eine Düse, und Wasser mit einer Flussrate von insgesamt 23,8 l/h durch zwei Düsen in den Wirbelkammerreaktor dosiert. Die entstehende Pigmentsuspension (75°C) wird in einem Vorlagegefäß gesammelt, abgesaugt, mit Wasser neutral gewaschen und weiter aufgearbeitet.The pigment solution is metered into the vortex chamber reactor at a flow rate of 7 l / h (12.6 kg / h) through a nozzle, and water at a total flow rate of 23.8 l / h through two nozzles. The resulting pigment suspension (75 ° C) is collected in a storage vessel, suction filtered, washed neutral with water and worked up further.
Beispiel für eine Azokupplung: Kupplung von C.l. Pigment Red 269:Example for an azo clutch: clutch from C.I. Pigment Red 269:
a) Herstellung der Anisbase-Diazo-Lösung:a) Preparation of the anise base diazo solution:
Es werden 330 g Wasser vorgelegt und 290 g 3-Amino-4-methoxybenzanilid bei Raumtemperatur zunächst homogen verrührt, unter Zugabe von Salzsäure gefällt und mit 1 ,5 kg Wasser/Eis auf 10°C abgekühlt. Beim Diazotieren des gefällten Hydrochlorids mit 210 g Natriumnitrit entsteht schließlich eine gut rührbare Anisbase-Diazo-Lösung. Diese wird dann nach Zugabe eines Klärhilfsmittels in ein Vorlagegefäß abfiltriert. b) Herstellung des Puffers für die Anisbase-Diazo-Lösung330 g of water are initially introduced and 290 g of 3-amino-4-methoxybenzanilide are first stirred homogeneously at room temperature, precipitated with the addition of hydrochloric acid and cooled to 10 ° C. with 1.5 kg of water / ice. When the precipitated hydrochloride is diazotized with 210 g of sodium nitrite, an anisbase-diazo solution which can be easily stirred is finally formed. This is then filtered off into a storage container after adding a clarifying agent. b) Preparation of the buffer for the anise base diazo solution
Es werden 2 kg Wasser/Eis vorgelegt, 447 g Essigsäure sowie 774 g Natronlauge zugegeben und die Temperatur nach Zugabe von 1 kg Wasser bei Raumtemperatur gehalten. Der Nitritüberschuss wird mit Amidosulfonsäure beseitigt.2 kg of water / ice are introduced, 447 g of acetic acid and 774 g of sodium hydroxide solution are added, and the temperature is kept at room temperature after the addition of 1 kg of water. The excess nitrite is removed with sulfamic acid.
c) Herstellung der Lösung der Kupplungskomponente (Naphtol)c) Preparation of the solution of the coupling component (naphthol)
Es werden 6 kg Wasser, enthaltend ein Benetzungshilfsmittel, vorgelegt und auf 80°C erhitzt. Unter Rühren werden 420 g N-(5-Chlor-2-methoxyphenyl)-3- hydroxynaphtalin-2-carboxamid eingetragen und alkalisch gelöst. Unter Zugabe von weiteren 13 kg Wasser/Eis wird die Naphtol-Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Schließlich wird diese unter Zugabe eines Klärhilfsmittels filtriert.6 kg of water containing a wetting aid are introduced and heated to 80.degree. 420 g of N- (5-chloro-2-methoxyphenyl) -3-hydroxynaphtaline-2-carboxamide are introduced with stirring and dissolved in an alkaline solution. With the addition of a further 13 kg of water / ice, the naphthol solution is cooled to room temperature. Finally, it is filtered with the addition of a clarifying agent.
d) Azokupplung von C.l. Pigment Red 269 im Wirbelkammerreaktor:d) azo coupling of C.I. Pigment Red 269 in a vortex chamber reactor:
Die Diazonium-Salz-Lösung und die Naphtol-Lösung werden mit einer Flussrate von 42,5 l/h bzw. 42,0 l/h durch jeweils eine Düse in den Wirbelkammerreaktor dosiert. Die gekuppelte Pigmentsuspension (21 °C, pH = 5,0) wird in einemThe diazonium salt solution and the naphthol solution are each metered into the vortex chamber reactor through a nozzle at a flow rate of 42.5 l / h and 42.0 l / h, respectively. The coupled pigment suspension (21 ° C, pH = 5.0) is in one
Vorlagegefäß gesammelt, abgesaugt, mit Wasser neutral gewaschen und weiter aufgearbeitet.Collection vessel collected, suction filtered, washed neutral with water and further processed.
Beispiel für eine Herstellung einer Pigmentpräparation:Example of a preparation of a pigment preparation:
3800 g eines handelsüblichen Pigments P.R.168, 400 g eines 5-kernigen Nonylphenolkondensats aus Formaldehyd und Nonylphenol und 600 g eines ethoxylierten Oleylalkohols werden in 2500 g Ethylenglykol und 2700 g Wasser verrührt. Diese Suspension wird mit einer Flussrate von insgesamt 42,5 l/h durch zwei Düsen in den Wirbelkammerreaktor dosiert. Die entstehende Pigmentpräparation wird in einem Vorlagegefäß gesammelt. 3800 g of a commercially available pigment P.R.168, 400 g of a 5-core nonylphenol condensate composed of formaldehyde and nonylphenol and 600 g of an ethoxylated oleyl alcohol are stirred in 2500 g of ethylene glycol and 2700 g of water. This suspension is metered at a total flow rate of 42.5 l / h through two nozzles into the swirl chamber reactor. The resulting pigment preparation is collected in a storage container.
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