Состав пигмента для крашения полиамида в массе и способ его получения

 

Сущность изобретения: пигмент органический или неорганический диспегируют совместнос полиамидом в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного вещества при соотношении пигмент: полиамид : серная кислота 1: (0,1-1,0): (1.4-10) с последующим разбавлением массы водой или водным раствором аммиака, выделением, сушкой в присутствии вспомогательных веществ из ряда антистатиков и антипылителей. Полиамидный капсулированный пигмент содержит пигмент 48-90%, поверхностно-активное вещество 1-3%, вспомогательное вещество 0,5-3% и полиакапроамид - остальное. Степень дисперсности капсулированного пигмента 1-2 мкм, красящая концентрация 118-120%, длительность работы фильер 150-165 ч.2 с.п. ф-лы. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 — 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834201/05 (22) 05.06,90 . (46) 23.07.93. Бюл. Ф 27 (71) Рубежанский филиал Научно-исследовательского института органических полупродуктов и красителей (72) В.И. Роговик, Т.И.Соломенцева, Т.И.Михайлова, Л.Л,Пушкина, Н.А.Ивонуц и . Д,Н.Плешканев (56) Авторское свидетельство СССР

М 292490, кл. С 08 3/20, 1955.

Патент Польши И 127703, кл. С 083/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1351957, кл. С 09 В 67/00, 1987, Патент Швейцарии М 368897, кл. С 09 В

67/00, 1972. (54) СОСТАВ ПИГМЕНТА ДЛЯ КРАШЕНИЯ

ПОЛИАМИДА В МАССЕ И СПОСОБ ЕГО

ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к красящим составам, окрашивающим синтетические волокна в массе, в частности к технологии получения полиамидного капсулированного пигмента для окрашивания полиамидов в массе, в том числе волоконного ассортимента.

Целью изобретения является повышение красящей концентрации и степени дисперсности, увеличение массовой доли пигмента в композиции, снижение пылящей способности, придание антистатических свойств композиции.

Указанная цель достигается тем, что пигмент диспергируют совместно с полиамидом в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного

ЯЛ 1828866 А1 (51)5 С 09 В 67/00; С 08 J 3/20 (57) Сущность изобретения: пигмент органический или неорганический диспегируют совместно с полиамидом в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного вещества при соотношении пигмент: полиамид: серная кислота 1: (0,1-1,0): (1.4-10) с последующим разбавлением массы водой или водным раствором аммиака, выделением, сушкой в присутствии вспомогательных веществ из ряда антистатиков и антипылителей. Полиамидный капсулированный пигмент содержит пигмент 48 — 90 Д, поверхностно-активное вещество 1-3;6, вспомогательное вещество 0.5-3 и полиакапроамид- остальное. Степень дисперсности капсулированного пигмента 1 — 2 мкм, красящая концентрация 118 †1;l,, длительность работы фильер 150-165 ч.2 с.п. ф-лы. вещества из ряда алифатических карбоновых кислот их солей, или аминов, или полизтиленгликолевых эфйров кислот с числом атомов углерода 6-21 при соотношении пигмент: полиамид: серная кислота 1: (0,1-1,0)

- (1,4-!О) с последующим ступенчатым разбавлением массы водой или водным раствором аммиака, промывкой и сушкой, введением вспомогательных веществ из ряда антистатиков и/или антипылителей.

Получаемый полиамидный капсулированный пигмент содержит, мас. ;

Пигмент (органический и/или неорганический} 49-90

Поверхностно-активное вещество

Вспомогательное вещество

1828866 (антипылитель и/или антистатик) 0,5-3

Полиамид Остальное

В качестве поверхностно-активного вещества используют алифатические амины, алифатические карбоновые кислоты или их соли, или полиэтилен гликолевые эфиры карбоновых кислот с числом атомов углерода

Се-Сг1 в количестве 1-3 мас. от веса пигмента и полиамида, В качестве вспомогательного вещества используют полиэтиленгликоли, оксиэтилированные алкилфенолы (препараты ОП), оксиэтилированные гидрированные спирты кашалотового жира (препарат ОС-20), оксиэтилированные синтетические кислоты (стеарокс), продукт присоединения окиси этилена {превоцел), алкамоны (ОС-2 и Алкамон Н), а также масла. синтетический воск, полиэтилсилоксаны в количестве 0,5-3 мас. от веса пигмента и смолы.

Авторы установили, что капсулирование высокодисперсного пигмента полиамидом достигается за счет механо-химического процесса совместного диспергирования пигмента и полиамида в концентрированной серной кислоте и последующего разбавления водой. В концентрированной серной кислоте и пигмент и полиамид подвергаются процессу кристаллического модифицирования вследствие солеобразования с кислотой. За счет различия в растворимости сульфатов пигмента и полиамида в серной кислоте сначала при концентрации кислоты

90-50 мас. кристаллизуется пигмент, при снижении концентрации кислоты ниже 30 мас.о осаждается полимер, обволакивая частицы пигмента в технологически удобные капсулы. Введением ПАВ оптимизируется размер пигментных частиц, размер капсулированных частиц, пылящая способность и антистатические свойства пигментной композиции.

Установлено новое свойство, не описанное в литературе, действия указанных

ПАВ в процессе диспергирования и выделения полиамидного капсулированного пигмента стабилизация тонкодисперсной структуры пигментных частиц в растворе полиамида в серной кислоте и влияние на упорядочение структурирования полиамида, что сказывается на удлинении срока службы фильер.

Полученный полиамидный капсулированный пигмент (ПКП) можно применять непосредственно для окрашивания полиимидного плава введением в экструдер перед прядением или формованием изделия, можно также применять на стадии приготовления полиамидного красящего

15 концентрата (ПКК) экструзионным методом, при этом получают красящий концентрат высокого качества.

Использование предлагаемого полиамидного капсулированного пигмента в технологии окрашивания изделий из полиамидов позволит повысить красящую концентрацию до 105-120 при меньшем расходе пигмента, достигнуть высокого ка-. чества окрашенных иэделий вследствие высокой степени дисперс ности капсулированных частиц(1 — 2 мкм против 20 мкм), уменьшить в 5 — 20 раз пыление пигмента, что способствует улучшению условий труда работающих и сокращению потерь пигмента, увеличить длительность работы фильер при формовании волокна в 5-7 раз, повысить антистатические свойства изделий за счет сокращения времени истекания

20 заряда в 2,5-10 раз.

Смещение полиамидных капсулированных пигментов (ПКП).различных цветов позволит эффективно создавать модные оттенки и легко без значительного количе25 ства отходов переходить от одного цвета к другому, так как окрашивание в произвдстве химволокон и других изделий из полиамидов проводят перед стадией формования.

30 Утилизация отработанной серной кислоты включает перевод ее в сульфат аммония — минеральное удобрение.

Оптимальным является содержание полиамида 8,5-48 мас. (, меньшее количество

35 не обеспечивает полного капсулирования, что приводит к снижению красящей концентрации и алгомерированию пигментных частиц в процессе выделения (пример 10), большее количество полиамида способству40 ет агрегации частиц пигмента в растворе полимера и соответственно снижению степени дисперсности и красящей концентрации (пример И).

Введение поверхностно-активного ве45 щества (ПАВ) менее 1 мас. не позволяет улучшить формование волокн и увеличить длительность работы фильер, уменьшить пыление, проявить антистатические свойства (пример 12), более 3 мас. приводит к

50 снижению красящей концентрации, увеличивает удельный раСход пигмента, способствует образованию "ще ины" на волокне, ухудшает качество готового изделия (пример 13).

Введение вспомогательного вещества (BB) менее 0,5 мас.$ ухудшает показатели пылящей способности, соответственно, условия труда работающих, дозировку пигмента (пример 14), более 3 мас.$ снижает

1828866 красящую концентрацию, степень дисперсности (пример 15), Следующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение, Пример 1. В лабораторную шаровую мельницу из полиэтилена, вместимостью

1000 см загружают 60 мас.ч. стеклянных шаров диаметром 12 мм, вносят 8 мас.ч. гранулированного поликапроамида, 180 мас.ч. концентрированной 93%-ной серной кислоты и ведут перемешивание в течение

5 ч. при комнатной температуре (скорость вращения 60 — 90 радиан), После получения однородного водного раствора в мельницу вносят 176 мас,ч. водной пасты пигмента бордо периленавого содержащего 32 мас.ч. сухого пигмента и 0,40 мас.ч. флотамина, диспергируют до получения частиц пигмента 1 — 2 мкм в течение 3-5 ч. Затем отделяют мелющие тела и проводят капсулирование разбавлением полученной массы до 25 концентрации серной кислоты ступенчатой придачей воды (500 см в течез ние 1ч, порциями по 250 см ), при этом температура массы не должна превышать

400С. Полученный полиамидный капсулированный пигмент(ПКП) фильтруют, промывают, сушат, в процессе сушки вспрыскивают

0,2 мас,ч, вазелина в виде эмульсии. Выход

38,4 мас.ч, (95,2 ) содержание пигмента (ПГ) 80о по фотаколориметрическаму анализу, содержание ПА — 1,0, В — 0,5Я„ остальное — поликапроамид (ПА). Показатели качества ПКП бордо приведены в таблице. Сернокислотный маточный раствор направляют на приготовление сульфита аммония — минерального удобрения.

Пример 2. ПКП получают аналогично примеру 1, на в шаровую мельницу загружают 32 мас.ч, сухого пигмента бардо периленового и 0,8 мас,ч. гексаметилендиамина, после диспергирования разбавление проводят 1 водным раствором аммиака до

30 концентрации серной кислоты, в процессе сушки в качестве вспомогательного вещества придают эмульсию на основе 0,8 мас.ч. полиэтиленгликоля ПЗГ-115 и 0,4 мас ч. вазелина, Получают 39,9 мас.ч. (выход

97,4 ) ПКП бордо, состав и показатели качества которого приведены в таблице, Пример 3. ПКП получают аналогично примеру 1 на основе 10 мас,ч. полиамида, 200 мас.ч. серной кислоты, 200 мас,ч, капрозоля коричневого 4К в виде 30 -ной водной пасты, 0,75 мас.ч. аминов жирных кислот

Сп-Сд. Разбавляют водой ступенчато до

20%-ной концентрации серной кислоты. После диспегирования и выделения проводят репульпацию в 500 см 1 -ного водного з раствора аммиака, фильтруют, промывают, 5

55 сушат, вводят в качестве вспомогательного вещества (ВВ) смесь 0,3 мас.ч. превоцела и

0,3 мас.ч. силиконового масла. Получают

ПКП коричневый, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице.

Пример 4. ПКП получают аналогично примеру 1, но на основе 36 мас.ч, пигмента зеленого фталоцианинового, 200 мас.ч. серной кислоты, 9 мас.ч. поликапроамида и 0,45 мас,ч, энантной кислоты, В процессе сушки придают смесь 0,9 мас.ч. стеарокса и 0,45 мас.ч. кокосового масла. Получают ПКП зеленый, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице.

Пример 5. ПКП получают аналогично примеру1 на основе 8 мас.ч. полиамида, 220 мас.ч. серной кислоты, 72 мас.ч. пигмента голубого фталоцианинового и 2,4 мас.ч. канифоли, при сушке придают смесь 1,2 мас.ч. препарата ОП и 1,2 мас.ч, ализаринового масла. Получают ПКП голубой, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице, Пример 6, В коленчатый смеситель с

Z-образными лопастял1и вместимостью

1500 см загружают 280 мас,ч, концентрироэ ванной серной кислоты, 70 мас,ч. поликапроамида, перемешивают в течение 5 ч до достижения однородности консистенции, придают 330 мас.ч. (200 мас.ч. сухого) водной пасты пигмента голубого ) фталацианинаваго, 8,1 мас.ч, олеата натрия, диспергируют в условиях пластичного размола до достижения размера частиц пигмента 1 — 2 мкм. Для капсулиравания пигмента полученную массу выделяют на

1000 см 1%-ного водного раствора аммиака, фильтруют, промывают, сушат, придавая

2,6 мас.ч, полиэтилсилоксана. Получают

268,9 мас.ч. (выход 96® ПКП голубого, состав и показатели качества которого приведены в таблице.

Пример 7. ПКП получают аналогично примеру 6 на основе 30 мас.ч, палиамида, 480 мас,ч. серной кислоты, 300 мас.ч. азапигмента желтого прочного К, 3,3 мас.ч. флатамина, в процессе сушки придают эмульсию, содержащую 1,65 мас.ч. синтетического воска. Получают ПКП желтый, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице.

Пример 8. ПКП получают аналогично примеру 6 на основе 150 мас.ч. полиамида, 600 мас.ч. серной кислоты, 150 мас,ч. кадмия красного, 6 мас,ч. полиэтиленгликольадипината, в процессе сушки придают смесь

3 мас.ч, алкамона Н и 3 мас.ч. вазелина.

Получают КПК красно-коричневый, выход, состав и показатели качества которого представлены в таблице.

1828866

Пример 9. В коленчатый смеситель с

Z-образными лопастями вместимостью 25 дм загружают 3299 мас.ч. концентрированной серной кислоты, 2500 мас.ч, поликапроамида, перемешивают до получения однородной массы в течение 5-8 ч, порциями в течение 2 ч загружают 8000 мас.ч. сажи, 105 мас.ч. полизтиленгликольсебацианата.

Проводят диспегирование в течение 8-12 ч до достижения размера частиц пигмента 1мкм. Для капсулирования пигмента сернокислотную массу. выделяют в 3500 мас.ч.

1 -ного водного раствора аммиака. Капсулированный пигмент выделяют известными приемами, в процессе сушки придают 105 мас.ч. препарата ОС-20 и 105 мас,ч. силиконового масла. Выход, состав и показатели качества ПКП черного представлены в таблице.

Примеры запредельных значений по поликапроамиду.

Пример 10, ПКП бордо получают аналогично примеру 1, но на основе 2.0 мас.ч. полиамида. Выход, состав и показатели качества полученного ПКП бордо представлены в таблице.

Пример 11. ИКП бордо получают аналогично примеру 1, но на основе 80 мас.ч. полиамида. Выход, состав и показатели качества полученного ПКП бордо представлены в таблице.

Примеры запредельных значений по поверхностно-активному веществу, Пример 12. ПКП получают аналогично примеру 1, но придают 0,2 мас.ч. флотамина. Выход, состав и показатели качества пигмента барда представлены в таблице

Пример 13. ПКП получают аналогично примеру 1, но придают 1,8 мас.ч. флотамина. Выход, состав и показатели качества

ПКП бордо представлены в таблице, Примеры запредельных значений по вспомогательному веществу.

Пример 14. ПКП получают аналогично примеру 1, но в процессе сушки вводят 0,01 мас,ч, вазелина. Выход, состав и показатели качества ПКП бордо представлены в таблице. ,5 Пример 15. ПКП получают аналогично примеру 1, но в процессе сушки вводят 2,0 мас.ч. вазелина. Выход, состав и показатели качества ПКП бордо представлены в таблице.

Формула изобретения

10 1. Состав пигмента для крашения полиамида в массе, содержащий пигмент и пол.икапроамид, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверхностноактивное вещество из ряда алифатических

15 карбоновых кислот или их солей, или их аминов, или их полиэтиленгликолвых эфиров с числом углеродных атомов 6-21 и антистатик и/или антипылитель при следующем соотношении компонентов, мас. $:

20 Пигмент 48-90

Указанное поверхностноактивное вещество 1-3

Антистатик и/или антипылитель 0,5-3

25 Поликапроамид Остальное

2. Способ получения пигмента для крашения полиамида s массе путем смешения раствора поликоапроамида в кислоте с пигментов с последующим выделением целево30 го продукта, промывкой и сушкой, о т л ич а ю шийся тем, что смешение ведут в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного вещества из ряда алифатических аминов, или кислот, 35 или их солей, или их полиэтиленгликолевых эфиров с числом углеродных атомов 6-21 при массовом соотношении пигмента, поликапроамида и серной кислоты, равном

1,0:0,1-1,0:1,4 — 10 соответственно, с после40 дующим разбавлением массы водой или водным раствором аммиака до 20-30 -ной концентрации серной кислоты и введением антистатика и/или антипылителя на стадии сушки.

10

1828866

Состав и показатели качества полиамидного капсулированного пигмента (ПКП) Заг жено масс,ч.

Соотношение

ПГ:ПА:СК

Пигмент П

Серная

ПолиПримеамид ПА кислота вес наименование ра

СК

1:0,25:5,6

180

32

180

1:0.25:5,6

1:0,50:10

10

Кэпризоль коричневый 4К

200 (30% паста) Зеленый фталоцианиновый

1:0,25:5,6

1:0,11:3

36

72.. 9

220

Голубой фталоцианиновый

200

280

1:0,35:1,4

9 дельных значений по полиами

10 2 180 Бордо периленовый 32 1:0,08:5,6 о пе иленовый 32 1:2,5:5,6

11 80

П име ы зап е ельных значений по ПАВ

180 Бордо периленовый 32 1:0,25:5,6

180 Бо о пе иленовый 32 1:0,25:5,6

П име ы зап едельных значениий по вспомогательном ве еств ВВ

180

1:0,25:5,6

1:0,25:5,6

32

32 периленовый пе иленовый по и ототип

100

3,4

1:4,7:29,4

100

1:1,25;8,3

2500

32000

Бордо периленовый (18% паста) Бордо периленовый (сухой) Голубой фталоцианиновый (60% паста) Желтый прочный К

Кадмий красный

Сажа

Голубой фталоцианиновый (16% паста) Кадмий красный

50 паста

8000

1:0,10:1,6

1: 1,0:4

1:0,31:4

1828866

Продолжение таблицы

Эаг жено, масс.ч, N примера

Выход, Д

Поверхностно-активное вещество ПАВ

Вспомогательное вещество ВВ вес наименование наименование вес

Вазелин

ПЭГ-115

Вазелин

Превоцел

Силиконовое масло

Стеарокс .

Кокосовое масло

Препарат ОП

Ализариновое масло

Полизтилсилоксан

Алкамон ОС-2

Синтетический воск .

Алкамон Н

0,4

0,2

95,2

0,8

0,8

0,4

97,4

0,3

93,7

0,75

0,3

0,9

0,45

2,4

97,8

1,2

93,3

8.1

3,3

2,7

96

95,9

1,65

1,65

Препарат ОС-20

Вазелин

105

105

Силиконовое масло

93.9

92,5

92 име ы зап е ельных значений по ПАВ

12

0,2

Вазелин

Флотамин

Флота мин

0,2

93

1,8

Вазелин

0,2

П име ы зап едельных значениий по вспомогательном ве еств ВВ

Вазелин

Вазелин

0,4

Флотамин

Флотамин

14

0,01

0,4

2,0

П име ы по и ототип

16 Диспергатор НФ 3,5

17 испе гато НФ 3,75

92

1828866

Состав ПКП, f+ приL мер

ВВ

ПАВ

ПА

ПГ

0,5

1,0

18,5

19

32

80 ,76 .

63,5

2,5

9,5

84,5

71

48

48

23 олиами

0,5

70

98

92,5

0,5

28,5 о ПАВ

П име ыз х значений п

an е ельны

0,5

79,2

19,8

0,5

12

76

4,5

0,5

Пиме ы начениий по вспомогате

0,05

79.15

19,8

75

75

П римеры по прототипу

18,5

81,5

42 следы следы

40

3

5

7

Продолжение таблицы

Показатели качества ПКП

Красящая концентрация, $

118

116

106

117

114

109 зап е ельных значений по и льном ве еств ВВ зап едельных з

1828866

Продолжение таблицы

Показатели качества ПКП

Удельный рас- Степень дисход ПКП для персности, мкм достижения эталона цвета, Длительность

Время истекаПылящая спония заряда, с собность. работы фильмера ер,ч к ПА

7-8

1,93

0,19

5 — 6

1,83

0,18

1.90

0,19

1 — 2

0,76

0,16

4-6

0,84

0,17

1,48

0„175

1 — 2

1,46

0,18

0,16

0.19

1-2

2-4

0,94

1 — 2

0,68 ных значений по полиами име ы зап е ель

12-16

4-8

108

120

3,8

0,21

5 — 6

1,15

0,45 по ПАВ

П име ызап е ельных значений

4-6

54

2,48

0,23

2 — 5

0,94

0,26 в ВВ

П име ызап иий по вспомогат е ельных значен ельном ве ест

2,16

22

4 — 7

0,27

0,28

4 — 6

1,09

ы по прототипу

Пример

18-20

16-18

28

4,78 до 5 до 5

1,5

3,98

0,48

Редактор Н.Семенова

Заказ 122

6

7.

158

150

Составитель В.Каленик

Техред М.Моргентал КоРРектоР С;Патрушева

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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