BE535049A - Dispersions de pigment et procede de preparation de ces dispersions - Google Patents

Description

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   Les procédés connus jusqu'ici pour la préparation de dispersions aqueuses consistenrtt à soumettre à un broyage ointense, par exemple dans un moulin oscillant, en combinaison avec un agent de dispersion, le tour- teau hydraté qu'on a pressé et qu'on a obtenu au cours de la préparation des colorants pigmentaires. A partir des dispersions ainsi produites, on peut, par un procédé de séchage approprié, isoler un mélange pulvérulent de pigment et d'agent de dispersion que l'on peut retransformer en une dispersion de pigment par introduction dans l'eau, en agitant. Sans l'u-   tilisatio   simultanée d'un agent de dispersion, les dispersions de pig- ment ne sont, en général, pas très stables. 



   Il s'est révélé que la présence d'agents de dispersion avait, dans beaucoup de cas, une action défaborable lors de l'utilisation des dispersions. Si l'on se sert, par exemple, d'une dispersion de ce genre en combinaison avec la solution alcaline et aqueuse d'une résine acide et si l'on sèche la solution et fixe la pellicule ainsi produite sur son support, la résistance à l'eau et des propriétés similaires de la pellicule sont, certaines fois, affectées dans une mesure très défavorable par l'agent de dispersion qui, dans chaque cas, est hydrophile. En outre, il se peut que la dispersion elle-même    Dit   détruite par l'addition de la solution de ré- sine alcaline. 



   De plus, on sait qu'on peut préparer des préparations de pigments de la manière suivante: on traite avec un agent de précipitation une sus- pension aqueuse de pigment qu'on a subdivisée finement et qui contient un sel soluble d'un dérivé d'ester polyvinylique à degré de polymérisation éle- vé, possédant suffisamment de groupes carboxyliques pour que le produit soit soluble dans les alcalis, insoluble sous forme de l'acide libre, mala- xable à chaud et solide à la température ambiante. 



   Or, la demanderesse a trouvé qu'on obtenait des dispersions aqueu- ses de pigment qui sont stables en mélangeant avec une résine acide dans un milieu neutre ou acide, le   cas   échéant à une température élevée, un tour- teau hydraté de colorant pigmentaire préalablement pressé puis en pétris- sant le mélange mécaniquement, en éliminant l'eau qui s'est séparée et en traitant la préparation de pigment obtenue avec un liquide alcalin, de préférence, de   l'ammoniaque.   



   Comme résines acides entrent en ligne de compte presque tous les types de résines qui, en raison de leur teneur en groupes acides, sont solubles dans les alcalis. Suivant la présente invention, on utilise par- ticulièrement celles des résines dont le point de ramollissement est infé- rieur à 100 . On peut aussi utiliser des résines dont le point de ramol- lissement est supérieur à   100 ;   cependant, il est nécessaire, dans ce cas, d'exécuter le procédé dans un appareil approprié, en l'espèce d'opérer sous pression. On peut utiliser des résines obtenues par condensation ou poly- mérisation ou des résines naturelles montrant une réaction acide.

   A titre d'exemple, on citera des copolymères d'esters vinyliques, tels que l'acéta- te de vinyle, le propionate de vinyle ou le chlorure de vinyle, et d'acides non saturés, tels que les acides maléique, fumarique,   crotonique,   acryli- que, méthacrylique, cinnamique et autres, des copolymères obtenus à partir d'éthers vinyliques et d'acides non saturés ou d'anhydrides d'acides, par exemple à partir d'éther vinyl-butylique et d'anhydride maléique, des pro- duits de polymérisation dans lesquels on a libéré ensuite les groupes car- boxyliques par une réaction chimique, par exemple par une hydrolyse d'es- ters, de nitriles ou d'anhydrides d'acides, et , en outre, des résines incomplètement condensées d'acides ou d'alcools polyvalents (résines d'al- kydes) ou des polyamines, la gomme laque ainsi que des composés similaires.

   

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   On traite le tourteau hydraté de colorant pigmentaire avec la résine acide dans un milieu acide ou neutre parce que les résines utilisées se dissolvent à un pH supérieur à environ 7. Cependant, on peut aussi opé- rer à toute valeur de pH désirée qui est inférieure à 7. Dans la plupart des cas, il s'est révélé particulièrement avantageux d'opérer dans un milieu faiblement acide, c'est-à-dire ayant un pH de 4 à 7. Ce n'est que si les polymères donnent lieu à un gonflement dans un   milie   neutre ou faiblement acide qu'il y a avantage à opérer dans un domaine plus forte- ment acide du pH, afin d'éviter le gonflement. 



   Le genre de l'alcali utilisé pour la dissolution   dfpend   de la nature de la résine et de la destination de la dispersion obtenue. Outre des alcalis forts tels que les solutions de soude caustique ou de potasse caustique, on peut aussi utiliser des composés ayant une réaction faible- ment alcaline, tels que l'ammoniaque ou le bicarbonate d'ammonium. Comme composés ayant une réaction alcaline on peut, en outre, citer le bicarbo- nate de sodium, le carbonate de sodium, le carbonate de potassium ou le borax. Comme composés alcalins appropriés conviennent aussi des bases or- ganiques telles que l'éthylène-diamine, la diéthanol-amine et la triétha- nol-amine. 



   La concentration des dispersions ainsi préparées, en ce qui con- cerne le colorant et la résine, peut être très haute sil l'on a choisi une résine d'une solubilité suffisamment bonne dans les alcalis. L'utilisation d'ammoniaque et de ses dérivés offre des avantages spéciaux car les sels d'ammonium des résines possèdent, dans la plupart des cas, une solubilité améliorée ; si l'on a l'intention de préparer des dispersions à pourcentage élevé, il est, par conséquent, préférable d'utiliser de l'ammoniaque ou des solutions de carbonate d'ammonium comme dissolvant. Les dispersions à cont centration élevée possèdent une grande viscosité. Le colorant qui y est contenu ne se dépose pas même au bout d'un repos prolongé.

   Mêmes si l'on dilue fortement les dispersions avec de l'eau jusqu'à l'obtention d'une viscosité comparable à celle de l'eau, elles ne montrent qu'une tendance minime de se déposer. 



   La proportion entre résine et colorant a une limite inférieure en raison de la nature physique des pigments utilisés et c'est surtout la surface spécifique des pigments qui 'joue un rôle important. S'il s'agit de pigments organiques, lea proportion résine : colorant ne sera, en général, pas inférieure à 0,8 : 1.   Il y a   avantage à opérer, dans le cas des pigments organiques, avec une proportion de 1 : 1 à 2 : 1. 



   Si l'on utilise des pigments minéraux dont la surface spécifique est notablement moindre, en raison de leur densité élevée, que celle des pigments organiques, la proportion entre la résine et le pigment peut être beuacoup plus petite, par exemple 0,3 : 1. 



   La grandeur des particules du colorant dans la dispersion dépend de la grandeur des particules primaires du colorant utilisé. En général, elle est de 1 w ou au-dessous. 



   Comme pigments appropriés pour la mise en oeuvre de la présente invention, on peut utiliser, avant tout, des pigments d'origine organique; il va sans dire qu'on ne peut utiliser que ceux des pigments qui sont insensibles aux acides et aux alcalis. A titre d'exemples, on peut citer les colorants azoïques, les colorants disazoîques, les colorants de cuve ou les colorants de phtalocyanine. Parmi les pigments minéraux, c'est le noir de fumée qui qui est particulièrement approprié aux fins considérées ici. 



   La température à laquelle on doit chauffer la dispersion pour 

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 assurer le changement de phase du pigment dépend essentiellement de la température de ramollissement de la résine utilisée. En tout cas, elle doit être supérieure à cette température de ramollissement, la résine devient alors malaxable et peut entrer dans le procédé de "flushing". 



   Les conditions étant pour le reste les mêmes, la température requise devra être d'autant plus haute que la proportion entre résine et colorant est plus petite. 



   A l'encontre des procédés connus jusqu'ici, le procédé de la présente invention a l'avantage d'offir un mode opératoire simple étant donné que la résieeinsoluble est traitée directement; une dissolution de la résine avant le traitement ultérieur et sa réprécipitation au cours du procédé ne sont pas nécessaires. Les agents de dispersion, qui sont requis pour la préparation de la suspension aqueuse de pigment, ne sont pas né- cessaires ici. 



   On petu utiliser les dispersions obtenues suivant la présente in- vention, par exemple, pour la préparation d'enohes de chine qui résistent à l'eau et résistent fortement à la lumière. 



  EXEMPLE 1 : 
On mélange intimement, dans un malaxeur chauffable avec augmen- tation continue de la température 42,6 kilogrammes d'un tourteau aqueux, qu'on a pressé et qui contient, à raison de 23,5 %, du Jaune Hansa G (men- tionné par G. Schultz dans les Farbstofftabellen, Edition 7 (1931), N  84) avec 20 kilogrammes d'une résine moulue et obtenue par condensation d'acide phtalique et d'hexane-1, 3,5-trial. Au bout d'environ 30 minutes, quand la température s'est élevée à environ 70 , il se sépare 26 kilogrammes d'eau (c'est-à-dire   79,6 %   de la quantité contenue dans le tourteu pressé) qu'on élimine par décantation.

   Au mélange de pigment et de résine chaud et mala- xalbe, on ajoute 3,2 kilogrammes d'ammoniaque à 25%, on malaxe le mélange encore pendant une heure, en chauffant, et on le dilue ensuite avec 30 litres d'eauo De cette manière, on obtient une dispersion ayant la compo- sition suivante : 
15 parties de colorant, 
30 parties de résine (sous forme de sel d'ammonium) et 55 parties d'eau. 



    EXEMPLE 2    0 On mélange intimement, dans un malaxeur chauffable et en chauf- fant, 500 grammes d'un tourteau aqueux, qu'on a pressé et qui contient, à raison de 30 % du "rouge-violet d'Indanthèrène   RH"   (mentionné par Schultz dans Farbstofftabellent, Edition 7   (1931),   N  1354), avec 150 grammes d'une résine obtenue par polymérisation de 95 parties d'acétate de vinyle et 5 parties d'acide crotonique et 150 grammes d'une résine obtenue par poly- mérisation de 90 parties de propionate de vinyle et 10 parties d'acide cro- tonique. Au bout de 30 minutes, on peut séparer par décantation 200 cm3 d'eau.

   On malaxe ensuite intimement, en la chauffant, la préparation de colorant pigmentaire et de résine, qui est encore chaude, avec 25 grammes d'ammoniaque à   25 %   et 200 cm3 d'eau et finalement on la porte, par ad- dition d'eau, à un poids total de 3 kilogrammes. La dispersion ainsi ob- tenue a la composition suivante : 
5 parties de colorant 
10 parties de résine et 85 parties d'eau. 

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  EXEMPLE 3 
On malaxe, en chauffant lentement, 500 grammes d'un tourteau hydraté, quuon a pressé et qui contient, à raison de 20 %, le colorant azoi- 
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 que, : 1-amino-2-méthyl-4-chloro-benzène ### 1-(211,31-hydroxynaphtoyl- amino)-2-méthyl-4-chloro-benzène, avec 200 grammes d'un copolymère de 97 parties d'acétate de vinyle et 3 parties d'acide crotonique. Au bout de 40 minutes environ, quand la température s'est élevée à 70  , une sépara- tion d'eau commence et l'on peut séparer par décantation 300 cm3 d'eau. 



  On mélange ensuite la masse qui est encore chaude avec une solution de 2,8 grammes d'hydrate de sodium dans 700 grammes d'eau. En malaxant et chauf- fant ultérieurement, le polymère se dissout sous forme de sel de sodium et le colorant se présente en dispersion fine dans la solution ainxi ob- tenue. 



  EXEMPLE 4 : 
On malaxe, en chauffant, 715 grammes d'un tourteau aqueux, qu'on a pressé et qui contient, à raison de 21 %, le colorant aroique :   4-nitro-   2-amino-toluène   @     1-(2',3'-hydroxy-naphtoylamino-4)-chloro-benzène,   avec 225 grammes de gomme laqueo Au bout de 90 minutes, quand là tempéra- ture s'est élevée à 95 , on peut séparer 310 cm3 d'eau. Par addition d'une solution chaude de 45 grammes de borax dans 250 cm3 d'eau, la résine se dissout tandis qu'on continue à la malaxer. De cette manière, le colorant se transforme en une dispersion fine dans la solution de résine ainsi ob- tenue. Par addition de 400 cm3 d'eau, on amène la dispersion dans un état tel qu'elle soit encore bien fluide à 20 .

   Au lieu de 45 grammes dd borax, on peut utiliser pour la dissolution 13 grammes de carbonate de sodium cal- ciné ou 20 grammes de bicarbonate de sodium ou 10 grammes de soude caustique ou 19 grammes de bicarbonate d'ammonium ou 14 grammes de carbonate d'ammonium ou 17 grammes d'ammoniaque à 25%. 



  EXEMPLE 5 : 
On malaxe en chauffant, 750 grammes d'un tourteau   aqueux,qu'on   a pressé et qui contient, à raison de 20 %, le colorant diaazoique préparé à partir d'une molécule de 3,3'-dichlorobenzidine tétrazotée et de 2 molé- cules d'anilide de l'acide   acétyl-acétique,   avec 225 grammes d'un copoly- mère de 1 molécule d'éther   vinybutylique   et 1 molécule d'anhydride malé- ique. Quand la température s'est élevée à 98 , la séparation des phases a leeu et l'on peut enlever par décantation 350 cm3 d'eauo Par l'addition d'une solution de 120 grammes de carbonate de sodium calciné dans 500 cm3 d'eau chaude, le polymère se dissout et le colorant pigmentaire se dis- perse. A u cours de cette opération, un dégagement vigoureux d'acide car- bonique a lieu.

   Au lieu de carbonate de sodium, on peut, par exemple, utiliser 92 grammes de soude caustique pour la dissolution de la résine. 



  EXEMPLE 6 : 
On malaxe,.en chauffant, 500 grammes d'un tourteau aqueux, qu'on a pressé et qui contient de la phtalocyanine de cuivre à raison de 30 %, avec 225 grammes du produit d'estérification d'une molécule de méthanol avec le copolymère d'une molécule d'éther vinyl-butylique et d'une molécule d'anhydride maléique. Le "flushing a lieu à 90 . et l'on peut séparer par décantation 270 cm3 d'eau. La résine se dissout par l'addition de 80 gram- mes d'ammoniaque à 25 % ou 66 grammes de carbonate d'ammonium dans 500 cm3 d'eau. 

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  EXEMPLE 7 : 
On malaxe, en chauffant, 536 grammes d'un tourteau aqueux, qu'on a pressé et qui contient de la tétra-déca-chloro-ppatalo-cyanine de cuivre à raison de 28   %,   avec 150 grammes d'un copolymère de 7 molécules d'acryla- te d'éthyle et 3 molécules d'acide acrylique. A 85  le "flushing" a lieu et l'on peut séparer par décantation 280 cm3 d'eau.

   On dissout la résine avec une solution de 35 grammes de carbonate de potassium dans 4000 cm3 d'eau et l'on disperse le colorante Au lieu de la quantité citée de car- bonate de potassium, on peut   utiliser 29   grammes d'hydrate de potassium pour la dissolutiono        EXEMPLE   8 : 
On malaxe, en chauffant, 368 grammes d'une pâte aqueuse de noir de fumée (teneur en matière sèche 42   %)   avec 225 grammes d'un poly-acrylo- nitrile qu'on a hydrolysé jusqu'à 80   %.   Afin d'éviter un gonflemeant de la masse, on la porte, avec de l'acide   ohlorhydrique,   un pH de 2. A 80  le "flushing" a lieu. On peut séparer 150 cm3 d'eauo On dissout la masse et on la disperse avec 180 grammes d'ammoniaque à 25 % et 450 cm3 d'eau. 



  EXEMPLE 9      
On malaxe, en chauffant 517 grammes d'un tourteau aqueux, qu'on a pressé et qui contient, à raison de 29 %, le colorant   azoïque :    2-ohloro-   4-nitro-aniline   @   2-naphtol, avec 300 grammes d'un produit de réaction incomplètement condensé d'anhydride phtalique et d'hexane(1,3,5- triol. A 75 , le "flushing" a lieu et l'on peut séparer 280 cm3 d'eau. On dissout la masse avec 100 grammes de tiréthanolamine dans 600 grammes d'eau. 



  On peut la dissoudre aussi avec une solution de 25 grammes d'éthylèhe- diamine dans 600 cm3 d'eau.

Claims (1)

1. R E S U M E.

   La présente invention comprend notamment : 1 ) Un procédé de préparation de dispersions aqueuses de pigments, qui consiste à mélanger avec une résine acide, dans un milieu acide ou neutre, le cas échéant à une température élevée, un tourteau hydraté de colorant pigmentaire qu'on a pressé, à pétrir le mélange mécaniquement, à éliminer l'eau qui s'est séparée et à traiter la préparation de pigment obtenue avec un liquide alcalin de préférence avec de l'ammoniaque.

   2 ) A titre de produits industriels nouveaux, les dispersions pré- parées par le procédé spécifié sous 1 ) ou les mêmes dispersions préparées par touttautre procédé et leur application dans l'industrie.