Пигментная композиция для приготовления водных красок

 

Изобретение относится к полиграфической промышленности, в частности к получению пигментных композиций для приготовления водных красок, в частности красок, применяемых при текстильной печати , при печати на бумаге. Изобретение позволяет повысить красящую способность со 100 до 110-117%, агрегативную устойчивость до 1 года и снизить вязкость с 26-60 до 4-38 пз за счет использования состава, содержащего, мас.%: органический пигмент 20-60, несимметричный блок-сополимер Окисей алкиленов с 3-4 атомами углерода и окиси этилена 2-15, этиленгликоль 10-20, антивспёниватель БА на основе кремнийорганических соединений и полиоксиэтилени полиоксипропиленгликолей 0.2-2, вода - остальное. 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬЭ

О

0с

0(0Hg GH 0InH

HH> — (R-и}„— Н

R

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655601/05 (22) 27.02.89 (46) 23.03,92. Бюл. ¹ 11 (72) Н.И,Мартюшева, P.Ê.-Г,Фейзулова, Л.И.Платонова, В,Н.Ждамарова, И.Н.Скворцова, Б.Г.Аристов, Н.Е.Гутман, В,К.Петрайтис, M.O.Ïèëèï÷óê, Г.П.Бирюкова и H,А,Пачева (53) 667.029.82 (088,8) (56) Патент ФРГ N. 2414455, кл. С 09 В 67/00,,опублик, 1975.

Патент ФРГ ¹ 2244777, кл. С 09 В 67/00, опублик, 1975.

Патент ЕР N 0212361, кл. С 09 В 67/22, опублик, 1987, Патент ФРГ ¹ 2156603, кл. С 09 В 67/00, опублик, 1977, Патент ФРГ ¹ 2236906, кл. С 09 В 67/00, опублик, 1974, Изобретение относится к полиграфической промышленности, в частности к области получения пигментных композиций для приготовления водных красок, в частности красок, применяемых при текстильной печати, при печати на бумаге, красок на основе водных растворов полимеров и сополимеров, водоразбавляемых карбамидных и вин илацетатных смол, а также смол природного происхождения, таких как шеллак.

Известны пигментные композиции, содержащие в качестве поверхностно-активн ых веществ (ПА В) и родукт конденсации сульфированного алкилнафталина и формальдегида, или оксиэтилированные длинноцепочечные амины, или блоксополимеры окисей этилена и пропилена, или длинноцепвчные диалкилфосфаты, щелочную, ам,, SU„„1721066 А1 (я)5 . С 09 B 67/00 С 09 О 11/10 (54) ПИГМЕНТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ

ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДНЫХ КРАСОК (57) Изобретение относится к полиграфической промышленности, в частности к получению пигментных композиций для приготовления водных красок. в частности красок, применяемых при текстильной печати, при печати на бумаге. Изобретение позволяет повысить красящую способность со 100 до 110 — 117), агрегативную устойчивость до 1 года и снизить вязкость с 26-60 до 4 — 38 пз за счет использования состава, содержащего, мас. (: органический пигмент

20-60, несимметричный блок-сополимер окисей алкиленов с 3-4 атомами углерода и окиси этилена 2 — 15, этиленгликоль 10 — 20, антивспениватель БА на основе кремнийорганических соединений и полиоксиэтилен- и полиоксипропиленгликолей 0.2-2, вода остальное. 2 табл, монийную или аминную соль сульфированного ароматического полиэфира

303Н где R — прямой или разветвленный алкильный остаток С = 8-12, R -Н или метил (2). оксиэтилированные высшие жирные кислоты, или спирты, или фенолы, или амиды кислот, или меркаптаны, или амины или алкилфенолы. Известно использование в качестве ПАВ продукта присоединения блоксополимера окиси пропилена и этилена к соединению формулы

1721066 где R — насыщенный алкилен с 2 — 6 атомами углерода, RI — Н или алкил С -t или фенил, и = 1-5.

Однако, как показали экспериментальные исследования по воспроизведению указанных композиций, для достижения высокого качества пигментных композиций (высокой красящей способности, дисперсности) необходимо достаточно высокое количество укаэанных ПАВ в композиции (15 — 25%), что приводит к ухудшению прочностных свойств покрытий на их основе и воде. Кроме того, получающиеся составы отличаются повышенной склонностью к тиксотропии, затрудняющей дозировку и эксплуатацию пигментных композиций.

Наиболее близким к предлагаемому является нефлокулирующая пигментная композиция для приготовления водных красок и окрашивания целлюлозных эфиров, содержащая, мас.%: органический пигмент

20 — 55; ПАВ неионогенного характера, полученного взаимодействием соединения формулы А(ОН), где А-алифатический или циклоалифатический углеводородный остаток с 2-9 атомами углерода, m = 2-6 с 3-50 моль окиси пропилена и 2 — 70 моль окиси этилена 5 — 25; вода или смеси воды с этиленгликолем 60-70.

Недостатками известного состава являются низкая красящая способность пигментных композиций, низкая агрегативная устойчивость высоконаполненных и высокодисперсных композиций и высокая вязкость.

Цель изобретения — повышение красящей способности и агрегативной устойчивости композиции, а также снижение ее вязкости.

Поставленная цель достигается тем, что композиция, содержащая органический пигмент, ПАВ неионогенного характера, этиленгликоль, воду, в качестве ПАВ содержит несимметричный блоксополимер окисей алкиленов с 3 — 4 атомами углерода и окиси этилена на основе одноосновного ароматического гидроксисоединения общей формулы (вещество А):

К! .Л3 (1)т(ОХ )д ОН 2 где R1 и Я вЂ” водород, алкил прямой или разветвленный с 1-18 атомами углерода;

Вз — ароматическая система на основе бензола и нафталйна;

Х вЂ” алкил с 3-4 атомами углерода;

Хг — атил;

m - 1-25;

n - 10-30, 35 60-90%. и о-.изомеров 10-40%, Получение поверхностно-активного вещества. Оксиалкилирование алкилфенола .или нафтола ведут в автоклаве, снабженном якорной мешалкой, гильзой для термомет40, ра, краном для спуска давления.

В автоклав загружают 220,0 r (1 r-моль) смеси и- и о-изомеров монононилфенолов и

0;63 г 95%-ного едкого натра (0,5% от веса монононилфенола), продувают два раза

45 азотом и нагревают до 140 С. Затем при

140-160 С загружают 290,4 г (5 г-моля) окиси пропилена в течение 1 ч 40 мин при давлении не более 300 кПа. После загрузки всего количества окиси пропилена, реакци50 онную массу перемешивают 10 мин. при

140-160 С, чтобы все количество окиси пропилена вступило в реакцию (давление в автоклаве 0,5 кПа). Затем к реакционной массе добавляют 440,5 г (10 r-моль) окиси этилена при 140-160оС в течение 2 ч и давлении не более 300 кПа.

После загрузки всего количества окиси этилена при 140-160 С в течении 2 ч и дав10 мин при 140-160 С, пока давление в автоклаве уменьшится до 0,5 кПа. Затем реак5

30 и дополнительно антивспениватель БА(состав на основе кремнийорганических соединений и полиоксиэтилен- и пропиленгликолей) при следующем соотношении компонентов. мас,%:

Пигмент 20 — 60

Вещество А 2 — 15

Этиленгликоль 10 — 20

Антивспениватель БА (состав на основе кремнийорганических соединений и полиоксиэтилени пропиленгликолей) 0,2 — 2

Вода Остальное

В качестве исходных компонентов использованы: пигмент чисто-голубой фталоцианиновый; пигмент зеленый фталоцианиновый "Ж"; пигмент ярко-красный 4 "Ж"; пигмент красно-коричневый; пигмент ярко-красный 2"С"; пигмент золотисто-желтый прочный; антивспениватель БА (состав, содержащий моноолеат ксилана 3-5 мас.% полиоксиэтиленгликолевый эфир синтетических жирных спиртов фракции С1о — Cis, диметилхлорсилан 5-15; смесь алкиловых эфиров Сз-Св полиоксипропиленгликолей с мол.м. от 1-50 тыс остальное; этиленгликоль; дистиллированная вода и специально синтезированные блоксополимеры окисей алкиленов на основе незамещенных фенола и нафтола и их алкилзамещенных, В качестве монозамещенных фенолов используют моноалкилфенол на основе тримера пропилена и изооктилфенол, представляющие собой смесь п-изомеров—

1721066 ционную массу охлаждают при перемешивании до 50 С, выключают перемешивание, спускают остаточное давление из автоклава, продувают реакционную массу азотом и выгружают. Получают 940,0 г оксиалкилированного нонилфенола.

Аналогично получают оксиалкилированные продукты на основе диалкилфенолов, алкилнафтолов, фенола или нафтола.

Технология получения пигментной композиции заключается в диспергировании исходного пигмента, взятого в виде порошка или подсушенной пасты в присутствии вещества А, этиленгликоля, антивспенивателя и воды, после чего продукт выделяется известным способом (фильтрование, разбавление). При диспергировании могут быть использованы бисерная мельница, смесители тяжелого типа, аппарат с фрезерной мешалкой.

Изготовление пигментной композиции.

В лабораторный аппарат с фрезерной мешалкой загружают 71,4 г пигмента яркокрасного 4"Ж" в виде подсушенной пасты, содержащей 50 г сухого пигмента, 2 r блоксополимера на основе 5 моль окиси пропилена и 10 моль окиси этилена и изононилфенола, 15 г этиленгликоля, 0,5 г антивспенивателя и добавляют воду до общего веса 100 г. После предварительного диспергирования в течение 30 мин массу переносят в бисерную мельницу и диспергируют шарами (диаметр шаров 0,8 — 1,2 мм) в течение 3 ч. Затем композицию выделяют фильтрацией под вакуумом через капроновую ткань.

Условия опытов и результаты испытаний представлены в табл, 1, Свойства пигментных композиций определяют следующим образом, Дисперсный состав композиций оценивают седиментационным методом с помощью центробежного седиментографа

СВ-3.

Вязкость пигментной композиции определяют на ротационном вискозиметре

"Ротовиско". В табл. 1 приведены спускают остаточное давление из автоклава, продувают реакционную массу азотом и выгружают, Получают 940,0 r оксиалкилированного нонилфенола.

Аналогично получают оксиалкилированные продукты на основе диалкилфенолов, алкилнафтолов, фенола или нафтола.

Технология получения пигментной композиции заключается в диспергировании исходного пигмента, взятого в виде порошка или подсушенной пасты в присутствии .вещества А, этиленгликоля, антивспенивателя и воды, после че.о продукт выделяется

40 Седиментационную устойчивость пиг55

35 известным способом (фильтрование, разбавление). При диспергировании могут быть использованы бисерная мельница, смесители тяжелого типа, аппарат с фрезерной мешал кой

Изготовление пигментной композиции.

В лабораторный аппарат с фрезерной мешалкой загружают 71,4 r пигмента яркокрасного 4"Ж" в виде подсушенной пасты. содержащей 50 rсухого пигмента,,2 г блоксополимера на основе 5 моль окиси пропилена и 10 моль окиси этилена и изононилфенола, 15 r этиленгликоля, 0,5 г антивспенивателя и добавляют воду до общего веса 100 г. После предварительного диспергирования в течение 30 мин массу переносят в бисерную мельницу и диспергируют шарами (диаметр шаров 0.8 — 1.2 мм) в течение 3 ч. Затем композицию выделяют фильтрацией под вакуумом через капроновую ткань.

Условия опытов и результаты испытаний представлены в табл. 1.

Свойства пигментных композиций определяют следующим образом, Дисперсный состав композиций оценивают седиментационным методом с помощью центробежного седиментографа

СВ-З, Вязкость пигментной композиции определяют на ротационном вискозиметре "Ротовиско". В табл. 1 приведены значения вязкости ф„„ при M3KGNM3 ьной GKopocTM cpBM га.

Агрегативную устойчивость пигментных композиций оценивают изменением размера частиц пигментов спустя длительный период хранения пигментной композиции (через 0,5 и 1,0 год). ментных композиций оценивают через год хранения по расслоению и образованию осадка в композиции. Осадок обнаруживают погружением в пигментную композицию стеклянной палочки.

Определяют красящую способность и оттенок с применением композиции, Пигментную композицию при соотношении 5:95 вводят при перемешивании в предварительно приготовленную маточную загустку следующего состава, г:

Вода 754,0

Мочевина 15,0

Уайт-спирт 3,0

Респумит 3,0

Акрафикс 45,0

Акраконц Ц 30,0

Акрамин БА 100,0

Акрамин ЦЛВ 50,0

1721066

Полученную краску наносят.на вальной печатной машине на ткань, Образцы печати высушивают при комнатной температуре или горячим воздухом при 150 Ñ в течение

5 мин в термошкафу. Оценку окрашенных образцов производят по ГОСТ.

Определяют красящую способность в модельной краске по печати на бумаге.

Пигментную композицию вводят в акриловый латекс А-202-23 в соотношении 1;100, Полученную смесь перемешивают механической мешалкой в течение 5 мин и наносят на специальную бумагу. Красящую способность выкрасок определяют инструментальным методом на цветоизмерительном приборе ПТК-спектр.

Определение красящей способности и оттенка в водоразбавляемых пастах для отделки древесно-волокнистых плит. Пигментную композицию вводят в шпатлевочно-грунтовочную композицию на основе карбамидной смолы КФМТ-15 50ф, и водоэмульсионной краски ЭВА-27-А 50 в соотношении 1:100. Смешение производят стеклянной палочкой в течение 5 мин. Полученную краску наносят стеклянной палочкой на плотную бумагу (ватман). Сушку производят в сушильном шкафу при 60 С в течение 15 мин. Красящую способность оценивают в соответствии с ГОСТ.

Коллоидно-химические и колористические свойства предлагаемых пигментных композиций в сравнении с известными пигментными композициями представлены в табл, 2, Формула изобретения

Пигментная композиция для приготовления водных красок, содержащая органический пигмент, неионогенное поверхностно-актив5 ное вещество, этиленгликоль и воду, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения красящей способности и агрегативной устойчивости композиции, а также снижения ее вязкости, она содержит в качестве

10 поверхностно-активного вещества несимметричный блоксополимер окисей алкиленов с

3-4 атомами углерода и окиси этилена общей формулы R>(OXi)m(OX,) „OH . 2 где Rt u Rz — водород, прямой или разветвленный алкильный радикал с 1-18 атомами

20 углерода;

Вз — фенил или нафтил;

X> — алкил с 3 — 4 атомами углерода;

Хг — атил;

m = 1-25;

25 n =, 10-30, и дополнительно антивспениватель БА на основе кремнийорганических соединений и полиоксиэтилен- и полиоксипропиленгликолей при следующем соотношении компо30 нентов, мас., :

Органический пигмент 20 — 60

Несимметричный блоксополимер оки сей алкиленов с 3-4 атомами углерода и окиси этилена 2 — 15

35 Этиленгликоль 10-20

Антивспениватель БА на основе кремнийорганических соединений и полиоксиэтилен- и полиоксипропиленгликолей 0,2-2

40 Вода Остальное

1721066

Таблица !

Вода, 2 размер частиц икн

Способ поПигмент

Красящая способность, 2, по

Пеногаситель, КолиВещество А

Опыт лучения честао

IlA8, R(К Х бума- тексга тилю даре°° у компо- 2 зиции, 2

0,18!

Ipxo-крас- Предлагаеный 4»К" мый

Н Изо Фенил Пролил 8 16 5 0,5 32,5 ноннл

10 115 110 105

50 2

50 2

20 35

20 3,5 н -"- -"- -"- 8 16 5 0,5 32.5

5 0,5 32,5

4 100 100

26 100 100

13 I P 110

15 110. 115

39 100 100!

ОО

100

0 5 32 ° 5

2 64 ° 5

2 64,5

Красно-ко- Предлагаемый ричневый

Известный фенил Бутил 5

Метил Н

13 10!

Аналог отсутствует

Базовый

0,20 16 110 117 110

Ярко-крас- Предлагаемый 60 5 ный 4нбч

Фенил Пропил 1 15 20 0,2 14>8

1 15 20 0,2 14,8

0,62 . 5 100 105

0>61 45 100 100

0,26 19 105 10

0,40 4 105 105

100

60 5

60 5

40 15

100

105

Изо- Фенил Пропил 5 10 10 1,2 33,8 нил

10 l>2 33,8

Эолотисто- Предлагаемый мелтый прочный Контрольный

40 15

40 15

0,90

0,89

3 . 100 100

8 100 100

100

Известный

Базовый

10 1,2 33„8

Аналог отсутствует

100

0,14 38 . 105

0,26 50 100

0,18 72 105

0,15 30 . 110

100

40 6

40 6

Н Н Фенип Пропил I. 10 15 I ° 5 37 5

15 l,5 37,5

105

Трет- Трет- Фенил Пропил 20 30 15 0,5 30,5 амил анил

40 . 11

110 110

40 11

60 100

83 105

4 105

15 0,5 30,5

Н Н

Наф- Пропил 25 30 15 О ° 5 34,5 тил

Ярко-крас- Предлагаемый 45 5 ный 2"С"

Известный

45 5

15 0,5 34 5!

3,8 !00 !

3,0 105

I1 105

100 100

Безовый

105

110

Ярко-крас- Предлагвгный ный 4"К"

Известный

50, 3

50 3

40 5 фенол Пропил 20 20 15 0,5 31,5

Изобутил

100

26 100 100

13 105 110

37 110 115

Базовый

14 20 10 240

Иэо- Н Феноп Пропил 7 окта110 пецил

40 5

О ° 26 50 100

О ° 18 72 105

0,60 3 80

Базовый

Н Иэо- Фвнил Пропил 5 копил

Эопотмсто- Предлагаемый 15 1,5 мептый прочный

IO 25 0,1 58,4

Ррко-крас- Предлагаемый 65 16 сный 2"Сн!

О 8 5 2 S 7 5 0;56 73 80

Н . То ме -"- -"- 5

75 80 е а

В этих опытах время диспергировання сокращено (» на 1,5 ч) с размерам частиц в известных образцах.

Композиции получены с помощью ПАВ. веэ Водные выпускные формы, целью получения дмсперсий с размерами частиц, разними

Таблм

8 а 2

Красящал способность ° 2

Содерманме в композиции.2

Сединентацмонная устойчивость через

1 год хранения пигментной композиции

Вязкость

II, пз

Агрегативиая устойчивость;размер частиц °

Пигмент ПАВ тмчеая лотПигмент

Зт иленПеногаситель

ПАВ

Вода ть, (по бурез через

5 ro 1 год свемвпрнготовлен!

>оН дисперсии гликоль

Ярко- Предлагаемое на осно- 40 красный ее нонилфенола, со»

2нСн дермащего 5 ноль окиси пропмлена » !O.моль окиси этилена

5 15 05 39!54,0 0,20 020 О,И

1,34

Отсутствие расслов- 100 ния и осадка пигмвнта

5 15 0,5 39,5 4>2 0,2 I 0,2! 0,21

То ще

Првдла аеиое на осно- 40 ве 2, 4-диоктилфеяола, содерщащего 5 моль окиси пропилена и

I0 моль окиси этилема

100 I 35

5 15 . 0,5 39,5 4,1 0,20 0,21 0,22

Предлегвемое нв осно- 40 ве 2-метил-1-окси

100 1,33

Контрольный

„ям>

Известный

«ам

Базовый

Контрольный е

Известный

Базовый

Чисто-го- Предлагаемый лубой фта-.

Иэвестный лоцианнно аый Базовый

Эеленый Предлагаемый

Фталоциа пиковый

Известный

Базовый

Чисто-го- Предлагаемый лубой фталоцианино аый Известный

Количество пигмента в

Гек- Н саде цил

Тп ме Н

Этиленгликоль, 0,60

0,61

0,20

0,16

О ° 40

0,28

0,15

0,20

0,36

0,22

0,20

0,34

0,20

0,.1 4, Вязко-. сть

2 ° пь

110

100

100

lOS

110

1721066

Продолжение табл, 2

Сединентационнея устойчивость через

1 год хранения пнгнантной коипоэиции

Содержание а конпозиции ° 2

ПАВ

Агрегатиаиая устойчи" аость:разиер частиц, нкн

Вязкость

F, пз красящая способность,Ф

Пнгнент тическая плотность, Пиг- ПАВ Эт имент ленгликоль

Пеногаситель

Вода (по бумаге J сееие- ерез приго- 0,5 готоален- да ной дисперсии через

1 год нафталина, содаржаща» го 5 моль окиси пропилена н 10 моль окиси этилена

100 IP34

5 15 0,5 39,5 4,6 0,20 0,21 0,20

Предлагаемое на осно- 40

° е 2,4-динетнл-l-оксинафталина, содержащего 5 ноль окиси пропилена и 10 ноль окиси этилена н

5 15 0,5 39,5 6,4 О ° 46 0,62 0,68

Влоксополинер на осно-40 ее пфеиилендиаиина, содержащего S ноль окиси пропилена и

10 ноль owwcw этилена

Расслоение диспер- 72 сии и обрезоаьние осадка

1 15

ПдВ на основе изок 40 тилфенола, содержа» ций 10 ноль окиси этилена

5 15 0,5 39,5 7,0 0,40 0,54 0,66

1,14

Обраэоеяние рыхлого 70 осадка и расслоение дисперсии

Блоксополинер на ос- 40 нове глицерина, содержащего 15 моль окиси этилена и

30 моль окиси пропил»на - прототип

Образование рыхлого 95 осадка.и расслоение дисперсии

5 15 0,5 39,5 14,0 0,36 0,59 0,86

1,25

Предпагаеиоа на осно- 40 ее нонилфенола, содержащего 5 ноль окиси пропилена и

1О ноль окиси этилена

6 15 0,5 38,5 30,0 0,15 0,16 0,16

1,62

Отсутствие расслое- 100 ния и образоаания осадка

Чнстоголубой фталоцианнноаый

Предлагаеиое на ос 40 . нове 2,4-диоктилфенопа, содержащего

5 ноль окиси лропиле на и 10 ноль окиси этилена

6 15 0,5 38,5 32,0 0 15 0,15 О 16

1,60

Отсутстаие расслое- 100 ния и образования осадка

6 15 0 5 38 5 35,0 0,16 О ° 17 О, 17 То же

100 1,61

6 15 0,5 38,5 32,0 0,15 0,16 0,16

100 1,60

6 I5 0,5 38,5 76,0 0,35 0,55 0,93

Наблюдается сильное 74 загустевание дисперсии

1,45

6локсополииер на ос- 40 нове и-фениленпиаиин», содержацего

5 ноль окиси пропилена и 10 моль окиси этилена

75 1,48

6 15 0,5 38,5 80,0 0,37 0,59 0,88 . То же

l,52

0,43 0 80

6 15 0,5 38,5 72,0 0,26

Набподается сильное 90 загустевание дисперсии

Редактор И»Дербак

Заказ 927 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/У

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Предлагаемое на осно- 40 ае 2,4-дннетил-l-ок-. синафталина, содержащего 5 моль окиси пропилена и 10 ноль окиси этилена

Преилагаеное на осно- 40 ае 2 метил-1-оксинафталина, содержацего

5 моль окиси пропил»на и 10 ноль окиси этилена

I1AB на основе изок- 40 тнлфенола, содержащего 10 моль окиси этилена блоксополинер на ос" 40 ноае глицерина, содержащего 20 моль окиси пропнлена и

35 ноль окиси этилена (изаестиый) Составитель С Титов

Техред М.Моргентал Корректор C.Øåâêóí