CH361349A - Verfahren zur Herstellung von fein dispergierte Pigmente enthaltenden Präparaten - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von fein     dispergierte    Pigmente enthaltenden Präparaten    Bekanntlich müssen die Pigmentfarbstoffe in     fein     verteilter Form vorliegen, damit sie überhaupt ver  wendet werden können. Die Überführung der Pig  mentfarbstoffe in eine fein verteilte Form kann     in     der Weise geschehen, dass man sie direkt in Anstrich  stoffe oder Druckfarben     hineinreibt    (meistens in  Kugelmühlen), oder dass man in     Knetern,    Dreiwalzen  stühlen usw. zuerst Farbpasten herstellt, die dann  mit einem Klar- oder     Weisslack        verrührt    werden.

    Das Anreiben, sei es Mahlen oder eine andere Ar  beitsweise, gehört zu den kostspieligsten Operationen  der Lack- und Druckfarbenindustrie, da der Auf  wand sowohl an Energie als auch an Zeit hoch ist.  



  Es ist schon versucht worden, die Dauer des  Zerkleinerungsvorganges durch Zugabe von anorga  nischen oder organischen Mahlkörpern (z. B. Na  trium- oder     Kaliumchlorid,        Calciumchlorid    oder       -carbonat,    Harnstoff) zu verkürzen. Den so erhal  tenen Pigmentpräparaten haftet aber der grosse  Nachteil an, dass sie sich zum Färben von Lacken,  Kunststoffen oder Kunstfasern in der Masse wegen  ihres Gehaltes an Mahlkörpern nicht eignen. Diese  Mahlkörper müssen vor der Verwendung entfernt  werden, z. B. durch Auswaschen mit Wasser.  



  Gegenstand der Erfindung ist     ein        Verfahren    zur  Herstellung von fein     dispergierte    Pigmente enthal  tenden, für die Herstellung von     Anstrichstoffen,     Druckfarben und ähnlichen Produkten dienenden  Präparaten unter mechanischer Bearbeitung der  Pigmente in einem flüssigen oder     halbflüssigen    orga  nischen Medium zwecks     feiner    Verteilung der Pig  mente,     dadurch    gekennzeichnet, dass man die me  chanische Bearbeitung     in    Gegenwart von organi  schen,

   unter den Bearbeitungsbedingungen im ver  wendeten     flüssigen    oder halbflüssigen organischen  Medium schwer bis unlöslichen Mahlkörpern, die  im Endprodukt verbleiben, vornimmt.    Die mechanische Bearbeitung     kann    z. B. in einem  Rühren oder Kneten der pigmenthaltigen Masse be  stehen.  



  Das vorliegende Verfahren ermöglicht es, die zur  feinen Verteilung nötige Zeit wesentlich zu ver  kürzen und das Verteilen in bezug auf Maschinen  bedarf sehr zu vereinfachen, da eine gute Verteilung  des Pigmentfarbstoffes schon     durch    blosses An  rühren zu erreichen ist. Anderseits ist die Entfer  nung des     Mahlkörpers    aus dem Pigmentpräparat  nicht mehr nötig,     denn    der Mahlkörper selbst bildet  einen Bestandteil des fertigen Pigmentpräparates  (das z. B. zu einem Lack, einem Kunststoff oder  einer Kunstfaser verarbeitet wird).  



  Zur Ausführung des Verfahrens mischt man  z. B. das Pigment mit dem     organischen    Medium und  dem fein gemahlenen Mahlkörper und rührt oder  knetet die erhaltene     Suspension    bis zur Erzielung  der gewünschten Feinheit. Die anfallende Paste kann  sofort Lacken, Druckfarben oder organischen  Massen, welche zu Kunststoffen oder     Kunstfasern     verarbeitet werden,     einverleibt    werden.  



  Als Pigmente kommen     in    Betracht sowohl an  organische Pigmente, z. B.     Titandioxyd,    wie auch  organische Pigmente, welche z. B. der Gruppe der       Azofarbstoffe,    der     Phthalocyanine    u. a. m., ange  hören.  



  Die flüssigen oder halbflüssigen, organischen  Medien, welche gemäss vorliegendem Verfahren Ver  wendung     finden,    können beispielsweise     Alkydharze,     Öle, Weichmacher oder auch Lösungsmittel darstel  len., wie tierische und pflanzliche Öle,     Butylstearat,          Ricinusöl    bzw.     Dibutyl-    oder     Dioctylphthalat,        Tri-          cresylphosphat,        Sebacate    und andere Weichmacher.  Die erwähnten organischen Medien können aber  auch Lösungen von an sich festen oder plastischen  Stoffen in organischen     Lösungsmitteln    sein, so z. B.

        Lösungen von Natur- und Kunstharzen,     Cellulose-          und    Kautschukderivaten bzw. andern Kunststoffen       in    Alkoholen, Estern,     Ketonen,    aromatischen Kohlen  wasserstoffen oder in Benzin.  



  Als organische Mahlkörper kommen sowohl die  rein     organischen        Mahlkörper,    die nur aus     Kohlen-          Stoff,    Wasserstoff, Sauerstoff und gegebenenfalls       Stickstoff,    Halogen und Schwefel, bestehen, als auch  solche, welche ausserdem :Silicium, Titan usw. neben  den oben erwähnten Elementen enthalten, in Betracht.  Besonders     erwähnenswerte    organische Mahlkörper  sind z. B.

   Kunststoffe, wie     Celluloseacetobutyrat    für       Celluloseacetobutyratlacke,        Äthylcellulose    oder Ni  trocellulose für     Äthylcellulose-    und     Nitrocellulose-          lacke,        Vinylmischpolymerisate,        wie        Vinylchlbrid-Ma-          leinat-Kopolymerisat    für     Vinyllacke    usw.  



  Die einzelnen     Teilchen    dieser fein gemahlenen       Kunststoffe    wirken wie Mahlsteine; ,sie zerdrücken  die manchmal sehr harten Pigmentagglomerate,     die     sich z. B. beim Trocknen der     Presskuchen        gebildet     haben und     verteilen    das Pigment in dem flüssigen  oder halbflüssigen Medium. Die Feinheit, das heisst  die Teilchengrösse, hat begreiflicherweise nicht     nur     eine obere,     sondern    auch eine untere Grenze. Die       Mahlkörperteilchen    dürfen nicht kleiner sein als die  Pigmentagglomerate.  



  Die Wirksamkeit des Systems     Pigment-Mahl-          körper-Medium    ist von vielen Faktoren abhängig,  vor allem von der Grösse der Teilchen des Mahl  körpers, deren     Härte    und Oberflächenbeschaffenheit  (manche     glasharte    Harze sind aus diesem Grunde  ungeeignet), von der Viskosität des Mahlmediums  und vom Mengenverhältnis der einzelnen Kompo  nenten des Systems.  



  Von einer nicht kleineren Bedeutung ist auch die  Anpassung des Mahlsystems an die zur     Verfügung     stehenden     Dispergierapparaturen.    Die     Kugelmühle     verlangt ein ganz anderes Mengenverhältnis der drei       einzelnen    Komponenten als z. B. der     Kneter.     



  Gleich auf welche Art die mechanische Bearbei  tung des Pigmentes im genannten Medium bei der       Vermahlung        erfolgt,    bedeutet die Anwendung der       erfindungsgemässen    Mahlkörper eine nicht unbe  deutende Verkürzung der Mahldauer; sie wird zu  mindest auf die Hälfte herabgesetzt.  



  Besonders     bemerkenswert    und bisher unbekannt  ist auch die Tatsache,     duss    man die     feine    Verteilung  der Pigmente auch ganz ohne Anreiben durch ein  faches Rühren erreichen kann, wobei die notwendige  Verarbeitungsdauer nicht länger, sondern sogar noch  kürzer ist als die Mahldauer in einer Kugelmühle  ohne die erfindungsgemässen     Mahlkörper.     



  In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile  Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und  die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.  <I>Beispiel 1</I>  Ein Gemisch aus 1 Teil     Kupferphthalocyanin-          blau,    4 Teilen     Titandioxyd        (Putil),    5 Teilen des       Vinylmischpolymerisats        Vinylite        VMCH    der Union         Carbide    und 10,8 Teilen     Dioctylphthalat    wird wäh  rend einer Stunde mit einer Rührgeschwindigkeit  von etwa 1000 Umdrehungen pro Minute gerührt.

    Die ganze Masse muss in gleichmässiger Bewegung  gehalten werden, und die Temperatur     darf    nicht über  45  ansteigen. Die erhaltene blaue Paste wird dann  noch mit 29,2 Teilen     Vinylite        VMCH    versetzt und  in einem 1 :     1-Gemisch    aus     Toluol    und     Methyliso-          butylketon    gelöst. Zum Spritzen wird der Lack mit  demselben     Lösungsmittelgemisch    verdünnt.  



  Arbeitet man ohne Kühlung, so muss im Labo  ratoriumsmassstab die     Rührgeschwindigkeit    wegen  der Reibungswärme auf die hier angegebene Höhe  begrenzt werden, denn die Reibungswärme bewirkt       eine    Erweichung des     Vinylmischpolymerisats    und  erhöht seine Löslichkeit im     Dioctylphthalat,    was zu  einer Verdickung der Masse führt. Zieht man es  vor, bei einer kleineren     Rührgeschwindigkeit    zu ar  beiten, so ist die Rührdauer entsprechend zu ver  längern.  



  Arbeitet man mit höheren Geschwindigkeiten,  so muss die Reibungswärme zur Verhinderung eines  unerwünschten Temperaturanstieges im Innern der       gerührten    Masse durch ein wirksames Kühlsystem  abgeführt werden.    <I>Beispiel 2</I>  Bei 20-30  verrührt man während einer Stunde  bei ungefähr 800 Umdrehungen pro Minute eine Mi  schung aus 1 Teil     Kupferphthalocyaninblau,    4 Tei  len     Titandioxyd,    5 Teilen     Hercules-Äthylcellulose     N-7, 1 Teil     Butylstearat    und 10,8 Teilen     Tricresyl-          phosphat.    Zur erhaltenen Paste gibt man die 28,

  2       Teilen        100%iger        Nitrocellulose        entsprechende        Menge          an        65%iger        Worbla-Kollodiumwolle        E280        zu        und     versetzt das Ganze mit so viel eines     Lösungsmittel-          gemisches        der        Zusammensetzung:

          50%        Toluol,        20%          Methylisobutylketon,        10%        Butylacetat,        10%        Äthyl-          acetat        und        10'%        Butanol,        bis        die        Äthylcellulose        und     die     Nitrocellulose    gelöst sind. Zum Spritzen wird  der Lack mit dem gleichen     Lösungsmittelgemisch     verdünnt.  



  An Stelle von     Kollodiumwolle    kann auch ein       Alkydharz    oder ein Gemisch aus     Kollodiumwolle     und einem Harz verwendet werden.  



  Bezüglich der einzuhaltenden Temperatur gelten  hier die gleichen Bemerkungen wie im Beispiel 1.    <I>Beispiel 3</I>  Mit etwa 1000 Umdrehungen pro Minute ver  rührt man während Stunden ein Gemisch aus  1 Teil des roten Pigmentfarbstoffes vom     Naphthol-          AS-Typus        (Colour    Index 1950, second Edition,       Vol.    2,     page    2727, Nr. 12490), 3 Teilen des     Vinyl-          mischpolymerisats        Vinylite        VMCH    (Union     Carbide)     und 6 Teilen     Dioctylphth.alat,    wobei die Temperatur  unter 40  gehalten wird!.

   Die angerührte rote Paste  ist direkt zum Pigmentieren von Weisslacken ver  wendbar oder sie kann mit einem     Keton,    z. B.       Methylisobutylketon,    verdickt werden, indem das      ungelöste     Vinylite        VMCH    in Lösung gebracht wird,  und dann gegebenenfalls mit demselben Lösungs  mittel     verdünnt    werden.  



       Beispiel   <I>4</I>  1 Teil eines     Kupferphthaloeyaninblaus    wird mit  je 1,5 Teilen     Vinylite        VYHH-1    und     Vinyl'ite        VMCH     (beide     Vinylchloridmischpolymerisate    der Union       Carbide)    gut vermischt und unter Zugabe eines     Di-          spergators    (beispielsweise 0,2 Teilen     Polyoxyäthylen-          sorbitantrioleates,    das von der Firma Dr.

       Hefti    AG,  Zürich, unter der Bezeichnung     TO-55-W    herge  stellt wird) in 14-17 Teilen     Xylol    während einer  Stunde bei 1500 Umdrehungen pro Minute zwi  schen 15 und 25  gerührt. Das     Xylol    gibt man       portionenweise    zu, zuerst 9 Teile und nach voll  ständiger     Durchmischung    anschliessend bis zum  Schluss des     Rührens    noch weitere 5 bis 8 Teile, je  nach Temperatur und Rührverhältnis, derart, dass  die Viskosität der Paste unverändert bleibt wie nach  der ersten     Xylol-Zugabe.     



  Nach Auflösen der Mahlkörper in der blauen  Paste in     Dimethylformamid    oder einem andern wirk  samen     Löser    für     Polyvinylchlorid    ist das resultie  rende flüssige     Farbstoffpräparat    zum     Pigmentieren     von     Weiss-    und Klarlacken bzw. Druckfarben, vor  zugsweise auf     Vinyl-    und     Akrylatbasis    verwendbar.  



  Ein festes Färbepräparat kann man aus der oben  beschriebenen     xylolhaltigen    Paste durch Entfernen  des     Xylols    mittels Destillation erhalten. Zur Appli  kation ist das Präparat wiederum zuerst mit einem  geeigneten     Löser    für     Polyvinylchlorid    zu behandeln.

    <I>Beispiel 5</I>  Man beschickt eine     Farbenausreibemaschine    mit  1 Teil     Cellulose-Acetobutyrat        (Eastman,        EAB-381-          20),    2     Teilen        Paraplex        RG-8          Alkyd-          harz    auf Basis von     Sebacinsäure    der     Firma        Rohm      &  Haas Co.) und 1 Teil des     Strontiumlackes    von     Li-          tholrot    G (Schultz,     Farbstofftabellen,

          VII.        Aufl.     Band 1, Seite 89 [1931]), welcher, in üblicher Weise  dargestellt, schwer     anreibbar    ist. Man reibt das Ge  misch während insgesamt 400 Umdrehungen an und    erhält eine dicke rote Masse, welche sich zur Her  stellung von roten Lacken hervorragend eignet.  



  Die Anwendung von Mahlkörpern in Verbindung  mit der     Ausreibemaschine    kommt nur bei Pigmenten  mit sehr hartem Korn in Frage, da die Ausreibe  maschine allein schon     verhältnismässig    schwer     an-          reibbare    Pigmente fein zu verteilen vermag.  



  <I>Beispiel 6</I>  1 Teil des roten     Pigmentfarbstoffes    vom     Naph-          thol-AS-Typus        (Colour    Index, second Edition 1956,       Vol.    2, Seite 2727, Nr. 12490) wird     mit    2,3 Teilen       Dicyclohexylphthalat        gut    vermischt, und unter Zu  gabe von 0,15 bis 0,2 Teil     Colloidisperse    Nr.

   2 (ein       Dispergator    der     Troy        Chemical    Co., New York 61)  in 4 Teilen     Äthylglykol    während 30 Minuten bei  1800     U./Min.    zwischen 20 und 25      gerührt.     



  Die rote angerührte Paste ist nach Auflösen des  Mahlkörpers in einem Gemisch von     Methyl:äthyl-          keton    und     Toluol    (1 : 1,     volumetrisch)    zum Pigmen  tieren von Lacken und Druckfarben verwendbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von fein dispergierte Pigmente enthaltenden, für die Herstellung von An strichstoffen, Druckfarben und ähnlichen Produkten dienenden Präparaten unter mechanischer Bearbei tung der Pigmente in einem flüssigen oder halb flüssigen organischen Medium zwecks feiner Vertei lung der Pigmente, dadurch gekennzeichnet, .dass man die mechanische Bearbeitung in Gegenwart von organischen, unter den Bearbeitungsbedingungen im verwendeten flüssigen oder halbflüssigen organischen Medium schwer bis unlöslichen Mahlkörpern,

   die im Endprodukt verbleiben, vornimmt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die pigmenthaltige Masse gerührt wird. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die pigmenthaltige Masse geknetet wird.