Diese Erfindung bezieht sich auf Pigmentzusammensetzungen, die man erhält, indem man organische Pigmente mit cyclischen Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl-Pigmentderivaten behandelt, die ihnen verbesserte rheologische Eigenschaften und Dispersibilität verleihen.
Viele Typen organischer Pigmente sind bekannt, und jeder kann nach einem oder mehreren bekannten Verfahren hergestellt werden. Typischerweise sind jedoch die zunächst gebildeten rohen Verbindungen zur Verwendung als Pigmente ungeeignet und müssen einem oder mehreren zusätzlichen Verarbeitungsschritten unterzogen werden, um die Teilchengrösse, Teilchenform oder Kristallstruktur zu modifizieren und so eine geeignete Pigmentqualität, rheologische Eigenschaften und Dispersibilität zu erreichen.
Verfahren zur Verbesserung rheologischer Eigenschaften sind bekannt. Zum Beispiel können Pigmente mit verschiedenen Additiven behandelt werden, wie Sulfonsäure- und Sulfonamid-Derivaten verschiedener Pigmente. Siehe z.B. die US-Patente 3 418 322, 3 446 641, 4 088 507, 4 310 359 und 5 368 641 sowie die Britischen Patente 1 544 839 und 2 009 205.
Andere Pigmentderivate wurden ebenfalls zur Verwendung als Pigmentadditive offenbart. Im US-Patent 5 334 727 sind zum Beispiel Pyrazolylmethylchinacridon-Derivate beschrieben. Substituierte Benzamidomethylchinacridone und strukturverwandte Phthalimidomethyl- und Sulfobenzimidomethylchinacridone sind in den US-Patenten 3 635 981, 4 197 404, 4 256 507, 4 439 240, 4 455 173, 4 478 968, 4 541 872, 4 844 742, 4 895 949, 5 194 088, 5 264 032, 5 286 863, 5 424 429, 5 453 151 und 5 457 203 beschrieben. Analoge Verbindungen, bei denen eine Methylen-Verbrückungsgruppe an ein Stickstoffatom eines Lactamrings gebunden ist (d.h. (1-Aza-2-oxocycloalkan-1-yl)methylchinacridone) sind im US-Patent 5 207 829 beschrieben. Diese Patente offenbaren jedoch nicht die cyclischen Amido-methyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl-Pigmentderivate der vorliegenden Erfindung.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass Pigmentzusammensetzungen mit ausgezeichneter Pigmentqualität und ausgezeichneten rheologischen Eigenschaften erhalten werden können, indem man organische Pigmente mit bestimmten Pigmentderivaten behandelt, die einen oder mehrere cyclische Amidomethyl-, Thioamidomethyl- oder Amidinomethylsubstituenten tragen. Diese Vorteile findet man sogar im Vergleich zu Phthalimidomethylchinacridonen.
Diese Erfindung bezieht sich auf Pigmentzusammensetzungen, die ein organisches Pigment umfassen, das mit etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-% (vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%), bezogen auf das organische Pigment, eines Pigmentderivats mit der Formel (I)
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behandelt ist, wobei
Q eine organische Pigment-Struktureinheit darstellt;
X O, S oder N-R<1> ist;
Y N-R<2>, O oder eine direkte Bindung ist;
Z -CO-, -Alk-, -Ar- oder chemisch sinnvolle Kombinationen davon (vorzugsweise -CO-Alk- oder -CO-Ar-) darstellt;
Alk C 1 -C 5 -Alkylen, C 2 -C 5 -Alkenylen oder C 4 -C 5 -Alkadienylen oder substituierte Derivate davon darstellt;
Ar Arylen ist (vorzugsweise ortho-Phenylen oder ein substituiertes Derivat davon);
R<1> Wasserstoff, C 1 -C 6 -Alkyl, C 7 -C 16 -Aralkyl oder -CN ist; und
R<2> Wasserstoff C 1 -C 6 -Alkyi, C 5 -C 7 -Cycloalkyl, C 7 -C 16 -Aralkyl oder C 6 -C 10 -Aryl ist; mit den Massgaben, dass (1) die durch die Formel
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dargestellte cyclische Struktureinheit ein Vier- bis Siebenring (vorzugsweise ein Fünf- oder Sechsring) sein muss;
(2) Z nur dann eine C=O-Gruppe neben dem Stickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit enthalten kann, wenn Y N-R<2> oder O ist; und
(3) X nur dann O sein kann, wenn Y N-R<2> oder O ist.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf Verfahren zur Herstellung solcher Pigmentzusammensetzungen und auf die Verwendung solcher Pigmentzusammensetzungen bei der Pigmentierung von Farben, Kunststoffen, Fasern, Tinten und Tonern.
Zu den geeigneten organischen Pigmenten, die mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, gehören Chinacridon-, Phthalocyanin- und Perylenpigmente sowie weitere bekannte organische Pigmente. Geeignet sind auch Gemische solcher Pigmente einschliesslich fester Lösungen und sogar Gemische verschiedener Pigmenttypen.
Chinacridonpigmente sind besonders geeignete organische Pigmente. Chinacridone (zu denen, wie der Ausdruck hier verwendet wird, unsubstituiertes Chinacridon, Chinacridon-derivate und feste Lösungen davon gehören) können nach irgendeinem von mehreren in der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden; sie werden jedoch vorzugsweise durch thermischen Ringschluss von verschiedenen 2,5-Dianilinoterephthalsäure-Vorstufen in Gegenwart von Polyphosphorsäure hergestellt. Siehe z.B. S.S. Labana und L.L. Labana, "Quinacridones" in Chemical Review, 67, 1-18 (1967), sowie die US-Patente 3 157 659, 3 256 285, 3 257 405 und 3 317 539. Geeignete Chinacridonpigmente können unsubstituiert oder substituiert sein (zum Beispiel mit einem oder mehreren Alkyl-, Alkoxy-, Halogen-, wie Chlor-, oder anderen Substituenten, die für Chinacridonpigmente typisch sind).
Phthalocyaninpigmente sind ebenfalls geeignete organische Pigmente. Obwohl Kupferphthalocyanine bevorzugt werden, ist es auch möglich, metallfreie Phthalocyaninpigmente und andere metallhaltige Phthalocyaninpigmente, etwa solche mit Zink, Cobalt, Eisen, Nickel und anderen solchen Metallen, zu verwenden. Geeignete Phthalocyaninpigmente können unsubstituiert oder partiell substituiert sein (zum Beispiel mit einem oder mehreren Alkyl-, Alkoxy-, Halogen-, wie Chlor-, oder anderen Substituenten, die für Phthalocyaninpigmente typisch sind).
Rohe Phthalocyanine können nach irgendeinem von mehreren in der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden; sie werden jedoch vorzugsweise durch eine Reaktion von Phthalsäureanhydrid, Phthalonitril oder Derivaten davon mit einem Metalldonor, einem Stickstoffdonor (wie Harnstoff oder dem Phthalonitril selbst) und gegebenenfalls einem Katalysator hergestellt, vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel. Siehe z.B. W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic Pigments (New York: VCH Publishers, Inc., 1993), Seite 418-427, H. Zollinger, Color Chemis-try (VCH Verlagsgesellschaft, 1973), Seiten 101-104, und N.M. Bigelow und M.A. Perkins, "Phthalocyanine Pigments" in "The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments", Hrsg. H.A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E.
Krieger Publishing Company, 1955), Seiten 584-587; siehe auch US-Patente 4 158 572, 4 257 951 und 5 175 282 sowie das Britische Patent 1 502 884.
Perylene, insbesondere die Diimide und Dianhydride von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure, sind ebenfalls geeignete organische Pigmente. Geeignete Perylenpigmente können unsubstituiert oder substituiert sein (zum Beispiel mit einem oder mehreren Alkyl-, Alkoxy-, Halogen-, wie Chlor-, oder anderen Substituenten, die für Perylenpigmente typisch sind), einschliesslich solcher, die an Imidstickstoffatomen mit chemisch sinnvollen Gruppen, wie Alkyl, substituiert sind. Rohe Perylene können nach in der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. Siehe z.B. W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic Pigments (New York: VCH Publishers, Inc., 1993), Seite 9 und 467-475, H. Zollinger, Color Chemistry (VCH Verlagsgesellschaft, 1973), Seiten 227-228 und 297-298, und M.A. Perkins, "Pyridines and Pyridones" in "The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments", Hrsg. H.A.
Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955), Seiten 481-482.
Zu den weiteren geeigneten organischen Pigmenten gehören Dioxazine (d.h. Triphendioxazine), 1,4-Diketopyrrolopyrrole, Anthrapyrimidine, Anthanthrone, Flavanthrone, Indanthrone, Isoindoline, Isoindolinone, Perinone, Pyranthrone, Thioindigos, 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl- und Azoverbindungen sowie substituierte Derivate davon.
Die organischen Pigmente können gemäss der Erfindung zum Beispiel dadurch behandelt werden, dass man rohe organische Pigmente in einer starken Mineralsäure mit cyclischen Amidomethyl-, Thio-amidomethyl- und/oder Amidinomethyl-Pigmentderivaten mischt, dass man die rohen Formen fertiger organischer Pigmente nass oder trocken mit den Pigmentderivaten vermischt, dass man die Pigmentderivate während der Pigmentsynthese hinzugibt oder dass man die Pigmente in Gegenwart cyclischer Amidomethyl-, Thioamidomethyl-und/oder Amidinomethyl-Pigmentderivate konditioniert. Kombinationen dieser Verfahren sind ebenfalls geeignet.
Geeignete cyclische Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl-Pigmentderivate sind Verbindungen mit der Formel (I)
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wobei Q, X, Y und Z die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Die Pigment-Struktureinheit Q kann im Wesentlichen von jeder Klasse organischer Pigmente abgeleitet sein; dazu gehören Chinacridone, Phthalocyanine, Perylene (insbesondere die Imide, Diimide, Anhydride und/oder Dianhydride von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure), Dioxazine (d.h. Triphendioxazine), 1,4-Diketopyrrolopyrrole, Anthrapyrimidine, Anthanthrone, Flavanthrone, Indanthrone, Isoindoline, Isoindolinone, Perinone, Pyranthrone, Thioindigos, 4,4'-Diamino-1,1'-dianthrachinonyl- oder Azoverbindungen sowie substituierte Derivate davon.
Zu den geeigneten Derivaten gehören solche, die einen oder mehrere Substituenten aufweisen, die typisch für solche Pigmente sind, wie C 1 -C 6 -Alkyl, C 1 -C 6 -Alkoxy, C 5 -C 7 -Cycloalkyl, C 5 -C 7 -Cycloalkoxy, C 6 -C 10 -Aryl, C 6 -C 10 -Aryloxy, C 7 -C 16 -Aralkyl, C 7 -C 16 -Aralkoxy, Hydroxy, Halogen, Nitril, Carboxy oder Amide davon, Sulfonylgruppen (wie Alkyl- und Arylsulfonyl oder Sulfoxy und Amide davon) oder Kombinationen davon. Substituierte Derivate der Pigment-Struktureinheit Q können selbstverständlich solche umfassen, bei denen Ringstickstoffatome mit chemisch sinnvollen Gruppen, wie Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl, substituiert sind.
Es sind häufig wünschenswert, cyclische Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl- Pigmentderivate zu verwenden, bei denen die Pigment-Struktureinheit Q zu demselben Pigmenttyp gehört wie das behandelte organische Pigment. Es kann jedoch auch häufig wünschenswert sein, cyclische Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl- Pigmetderivate zu verwenden, bei denen die Pigment-Struktureinheit Q zu einem anderen Pigmenttyp gehört als das behandelte organische Pigment. Bevorzugte Pigmentderivate sind solche, die von Chinacridonen, Phthalocyaninen und Perylenen abgeleitet sind.
Bei den Alk-Gruppen kann es sich um C 1 -C 5 -Alkylen, C 2 -C 5 -Alkenylen oder C 4 -C 5 -Alkadienylen oder substituierte Derivate davon handeln, aber ihre Kettenlängen müssen so gewählt werden, dass man Vier- bis Siebenringe erhält. Der Ausdruck "C 1 -C 5 -Alkylen" bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte difunktionelle aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C 1 -C 5 -Alkylen sind Methylen, Ethylen, Propylen, Butylen und Pentylen, von denen jedes gegebenenfalls substituiert sein kann. Der Ausdruck "C 2 -C 5 -Alkenylen" bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte difunktionelle aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in der Hauptkette. Beispiele für C 2 -C 5 -Alkenylen sind Ethenylen (d.h.
Vinylen), Propenylen, Butenylen und Pentenylen, von denen jedes gegebenenfalls substituiert sein kann. Der Ausdruck "C 4 -C 5 -Alkadienylen" bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte difunktionelle aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 4 oder 5 Kohlenstoffatomen und zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in der Hauptkette. Beispiele für C 4 -C 5 -Alkadienylen sind Butadienylen und Pentadienylen, von denen jedes gegebenenfalls substituiert sein kann.
Die C 1 -C 5 -Alkylen-, C 2 -C 5 -Alkenylen- und C 4 -C 5 -Alkadienylengruppen können mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein, wie etwa C 1 -C 6 -Alkyl, C 1 -C 6 -Alkoxy, C 5 -C 7 -Cycloalkyl, C 5 -C 7 -Cycloalkoxy, C 6 -C 10 -Aryl, C 6 -C 10 -Aryloxy, C 7 -C 16 -Aralkyl, C 7 -C 16 -Aralkoxy, Hydroxy, Halogen, Nitril, Carboxy oder Amide davon, Sulfonylgruppen (wie Alkyl- und Arylsulfonyl oder Sulfoxy und Amiden davon) oder Kombinationen davon.
Die Ar-Gruppen können Arylengruppen sein einschliesslich Heteroarylengruppen, bei denen ein oder mehrere Ringkohlenstoffatome einer Arylengruppe in einer chemisch sinnvollen Weise jeweils durch ein O, S oder N ersetzt sind, solange die Gesamtringgrösse 4 bis 7 beträgt. Zu den geeigneten Arylengruppen gehören auch Derivate, bei denen ein oder mehrere Ringatome mit C 1 -C 6 -Alkyl, C 1 -C 6 -Alkoxy, C 5 -C 7 -Cycloalkyl, C 5 -C 7 -Cycloalkoxy, C 6 -C 10 -Aryl, C 6 -C 10 -Aryloxy, C 7 -C 16 -Aralkyl, C 7 -C 16 -Aralkoxy, Hydroxy, Halogen, Nitril, Carboxy oder Amiden davon, Sulfonylgruppen (wie Alkyl- und Arylsulfonyl oder Sulfoxy und Amiden davon) oder Kombinationen davon substituiert sind. Bevorzugte Arylengruppen sind C 6 -C 10 -Arylengruppen, insbesondere ortho-Phenylen und Naphthalen mit verschiedenen ortho- und 1,8-Substitutionsmustern.
Zu den bevorzugten C 6 -C 10 -Arylengruppen gehören auch Derivate, die mit den oben beschriebenen Substituenten substituiert sind, sowie, weniger bevorzugt, polyaromatische Derivate, bei denen ein oder zwei Paare benachbarter Ringatome der C 6 -C 10 -Arylengruppe mit zusätzlichen aromatischen Ringen kondensiert sind (wie Benzol oder heteroaromatischen Analoga davon, sodass zum Beispiel Anthracene, Phenanthrene und dergleichen entstehen), die ihrerseits wie oben beschrieben ringsubstituiert sein oder ein oder mehrere aus O, S und N ausgewählte Ringheteroatome enthalten können.
Der hier verwendete Ausdruck "C 1 -C 6 -Alky" bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C 1 -C 6 -Alkyl sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und deren isomere Formen. Der Ausdruck "C 1 -C 6 -Alkoxy" bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte Alkyloxygruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C 1 -C 6 -Alkoxy sind Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy und deren isomere Formen. Der Ausdruck "C 5 -C 7 -Cycloalkyl" bezieht sich auf cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C 5 -C 7 -Cycloalkyl sind Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl. Der Ausdruck "C 5 -C 7 -Cycloalkoxy" bezieht sich auf Cycloalkyloxygruppen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für C 5 -C 7 -Cycloalkoxy sind Cyclopentyloxy, Cyclohexyloxy und Cycloheptyloxy. Der Ausdruck "C 6 -C 10 -Aryl" bezieht sich auf Phenyl- und 1- oder 2-Naphthyl sowie mit Alkyl, Alkoxy, Halogen, Cyan, wie sie hier definiert sind, substituierte Phenyl- und Naphthylgrappen. Der Ausdruck "C 6 -C 10 -Aryloxy" bezieht sich auf Phenoxy und 1- oder 2-Naphthoxy, bei denen der Arylteil gegebenenfalls so substituiert sein kann, wie es oben für "Aryl" beschrieben ist. Der Ausdruck "C 7 -C 16 -Aralkyl" bezieht sich auf C 1 -C 6 -Alkyl, das so mit C 6 -C 10 -Aryl substituiert ist, dass die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome 7 bis 16 beträgt. Beispiele für C 7 -C 16 -Aralkyl sind Benzyl, Phenethyl und Naphthylmethyl.
Der Ausdruck "C 7 -C 16 -Aralkoxy" bezieht sich auf C 1 -C 6 -Alkoxy, das so mit C 6 -C 10 -Aryl substituiert ist, dass die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome 7 bis 16 beträgt. Ein Beispiel für C 7 -C 16 -Aralkoxy ist Benzyloxy. Beispiele für Halogen sind Fluor, Chlor, Brom und Iod.
Die Gruppe Z kann -CO-, -Alk-, -Ar- oder jede chemisch sinnvolle Kombination davon sein, solange die durch die Formel
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dargestellte cyclische Struktureinheit eine Gesamtringgrösse von vier bis sieben hat (vorzugsweise 5 oder 6) und solange keine C=O-Gruppe neben dem Ringstickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit liegt, es sei denn, Y ist N-R<2> oder O. Die Gruppe Z kann zum Beispiel -CO-Alk- sein (wobei die Reihenfolge der Gruppen -CO- und Alk bedeutet, dass das -CO- an das Ringstickstoffatom der Q-CH2-N-Struktureinheit gebunden ist), -Alk-CO- (was bedeutet, dass das -CO- nicht an das Ringstickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit gebunden ist), -Alk-CO-Alk- (wobei, wenn Y eine direkte Bindung ist, beide Alk-Gruppen Methylen, Ethylen oder Ethenylen oder ein substituiertes Derivat davon sein können, wobei aber, wenn Y N-R<2> oder O ist, ein Alk Methylen oder ein substituiertes Derivat davon sein muss),
-CO-Ar- (wobei das -CO- an das Ringstickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit gebunden ist), -Ar-CO- (wobei das -CO- nicht an das Ringstickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit gebunden ist), -Alk-CO-Ar- (wobei, wenn Y eine direkte Bindung ist und das Ar ein ortho-Substitutionsmuster hat, das Alk Methylen, Ethylen oder Ethenylen oder ein substituiertes Derivat davon sein kann, wobei aber, wenn Y N-R<2> oder O ist und das Ar ein ortho-Substitutionsmuster hat oder wenn Y eine direkte Bindung ist und das Ar ein meta- oder ein anderes 1,3-Substitutionsmuster hat, das Alk Methylen oder ein substituiertes Derivat davon sein muss), -Alk-Ar-, -Ar-Alk- sowie -Alk-Ar-Alk- (wobei, wenn Y eine direkte Bindung ist und die Alk-Gruppen in einem ortho-Muster an das Ar gebunden sind, ein Alk Methylen, Ethylen oder Ethenylen oder ein substituiertes Derivat davon sein kann,
während das andere Alk Methylen oder ein substituiertes Derivat davon ist, wobei aber, wenn Y N-R<2 >oder O ist und die Alk-Gruppen in einem ortho-Muster an das Ar gebunden sind oder wenn Y eine direkte Bindung ist und die Alk-Gruppen in einem meta- oder einem anderen 1,3-Muster an das Ar gebunden sind, beide Alk-Gruppen Methylen oder ein substituiertes Derivat davon sein müssen), sowie weitere solche Kombinationen, die mit den Gruppen -N-(C=X)- und gegebenenfalls Y Vier- bis Siebenringe ergeben. Obwohl sich eine -CO-Gruppe neben der C=X-Gruppe befinden kann (zum Beispiel in Verbindungen des Oxalattyps), sind solche Anordnungen im Allgemeinen weniger bevorzugt.
Im Allgemeinen sind bevorzugte Pigmentderivate der Formel (I) solche, bei denen Z -CO-Alk- oder -CO-Ar- ist (was bedeutet, dass jedes -CO- an das Ringstickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit gebunden ist).
Die Gruppen X und Y können so gewählt werden, dass man zum Beispiel cyclische Harnstoffe, Thioharnstoffe, Guanidine, Urethane, Thiourethane, Isoharnstoffe, Thioamide und Amidine sowie entsprechende N-Carbonylderivate, bei denen Z eine C=O-Gruppe neben dem Stickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit enthält und Y N-R<2> oder O ist, erhält. Die Gruppen X, Y und Z können jedoch nicht so gewählt werden, dass man Verbindungen erhält, bei denen Y eine direkte Bindung ist und Z eine C=O-Gruppe neben dem Stickstoffatom der Q-CH 2 -N-Struktureinheit enthält (z.B. Imide, wie Succinimid und Phthalimid) oder bei denen Y eine direkte Bindung ist, Z Alk ist und X O ist (z.B. Lactame, wie Caprolactam).
Die gemäss der Erfindung verwendeten cyclischen Amidomethyl-, Thioamidomethyl-und Amidinomethyl-Pigmentderivate können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, zum Beispiel durch Kondensieren des zu derivatisierenden Pigments mit einem Gemisch aus einer geeigneten cyclischen Struktureinheit, die durch die Formel
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dargestellt wird, und Formaldehyd oder einem funktionellen Äquivalent davon (wie der polymeren Form Paraformaldehyd oder einer formaldehyderzeugenden Verbindung, wie Trioxan) oder mit einem entsprechenden N-Methylolderivat der cyclischen Struktureinheit in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels bei einer Temperatur von etwa 0 bis etwa 200 DEG C. Zu den geeigneten Dehydratisierungsmitteln gehören Schwefelsäure, Oleum, Polyphosphorsäure, organische Säuren oder ihre Anhydride sowie Gemische davon. Oleum ist ein besonders gut geeignetes Kondensationsmittel, insbesondere für die weniger reaktiven Pigmente. Der Substitutionsgrad an dem Pigmentmolekül kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, wie die Menge der cyclischen Struktureinheit, die Reaktionstemperatur und die Dauer der Reaktion.
Die resultierenden cyclischen Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl-Pigmentderivate können isoliert werden, indem man das Reaktionsgemisch zu einer Flüssigkeit gibt, in der das Pigmentderivat vollständig oder fast vollständig unlöslich ist, vorzugsweise Wasser oder Methanol oder andere niedere aliphatische Alkohole (wie Ethanol, Propanol oder Butanol) sowie Gemische davon. Es kann auch vorteilhaft sein, verschiedene Additive, wie Tenside, in der Flüssigkeit mitzuverwenden. Dann werden die Pigmentderivate isoliert (zum Beispiel durch Filtration oder andere bekannte Verfahren) und gewaschen, bis sie frei von Restsäure sind.
Besonders bevorzugte Pigmentderivate für die Behandlung von Pigmenten gemäss der Erfindung sind (1-Methyl-2,4-imidazolidindion-3-yl)methylchinacridone der Formel (II)
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und (1-Ethyl-2-benzimidazolidonyl)methylchinacridone der Formel (III)
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wobei die Formeln keine speziellen Positionen der cyclischen Amidomethylgruppen angeben sollen, sondern nur, dass sich diese Gruppen in chemisch sinnvollen Positionen der Chinacridon-Struktureinheit befinden.
Für die Herstellung der Pigmentzusammensetzungen der Erfindung sind mehrere Verfahren bekannt. Bei einem bevorzugten Verfahren werden ein rohes organisches Pigment und ein geeignetes cyclisches Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und/oder Amidinomethyl-Pigmentderivat in einer starken Mineralsäure gelöst (eine "Paste" angerührt) oder suspendiert ("gequollen") und dann ausgefällt. Eine ausreichende Menge Mineralsäure, vorzugsweise konzentrierte Säure, wird hinzugefügt, um die Bildung einer sauren Lösung oder Suspension innerhalb einer vertretbaren Zeitspanne zu gewährleisten. Abgesehen von der Forderung, dass die Lösung oder Suspension sauer sein soll, ist die Menge und Konzentration der Säure jedoch im Allgemeinen nicht entscheidend.
Zum Beispiel kann eine verdünntere Säure verwendet werden, wenn die Rührzeit erhöht wird, aber für kommerzielle Anwendungen werden vorzugsweise konzentriertere Säuren verwendet. Zu den geeigneten Mineralsäuren gehören Schwefelsäure und Polyphosphorsäure, wobei Schwefelsäure bevorzugt ist. Es wird besonders bevorzugt, wenigstens 64%ige wässrige Schwefelsäure in Mengen von etwa 4 bis etwa 15 Gewichtsteilen Säure, bezogen auf die Ge-samtmenge an rohem organischem Pigment und Pigmentderivat, zu verwenden.
Obwohl die Auflösungsgeschwindigkeit des Gemisches aus rohem Pigment und Pigmentderivat in Säure durch Erwärmen des Gemischs (zum Beispiel auf etwa 50 DEG C) erhöht werden kann, ist es im Allgemeinen vorzuziehen, das Gemisch bei oder unterhalb 35 DEG C in Säure zu lösen, um die Sulfonierung (wenn Schwefelsäure verwendet wird) oder Zersetzung des Pigments oder Pigmentderivats zu minimieren. Nachdem die Säurebehandlung beendet ist, wird die Pigmentzusammensetzung ausgefällt, indem man die stark saure Lösung zu einer Flüssigkeit gibt, in der das Pigment und das Pigmentderivat vollständig oder fast vollständig unlöslich sind, vorzugsweise Wasser oder Methanol oder andere niedere aliphatische Alkohole (wie Ethanol, Propanol oder Butanol) sowie Gemische davon.
Wenn man bei der Herstellung der cyclischen Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl-Pigmentderivate oder der fertigen Pigmentzusammensetzungen Schwefelsäure oder Oleum verwendet, kann die Pigment-Struktureinheit sulfoniert werden. Solche sulfonierten Derivate können als freie Säure, Ammoniumsalz oder Metallsalz (einschliesslich zum Beispiel Alkalimetallsalzen, wie solchen des Natriums oder Kaliums, Erdalkalimetallsalzen, wie solchen des Calciums oder Bariums, und Salzen von Metallen der Gruppe III, wie solchen des Aluminiums) isoliert werden.
Bei einem zweiten bevorzugten Verfahren wird ein organisches Pigment mit einem geeigneten cyclischen Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und/oder Amidinomethyl-Pigmentderivat vermischt, wobei man die nasse oder die trockene Mischvariante verwendet. Die trockene Mischvariante umfasst (a) das trockene Vermischen eines organischen Pigments mit etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-% (vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%), bezogen auf das organische Pigment, eines Pigmentderivats der Formel (I); und (b) das Gewinnen der Pigmentzusammensetzung.
Die nasse Mischvariante umfasst (a) das Behandeln eines organischen Pigments mit (1) etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-% (vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%), bezogen auf das organische Pigment, eines Pigmentderivats der Formel (I) und (2) etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% (vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%), bezogen auf das organische Pigment, einer Flüssigkeit, in der das organische Pigment im Wesentlichen unlöslich ist, sodass eine Suspension der behandelten Pigmentzusammensetzung in der Flüssigkeit entsteht; und (b) das Gewinnen der Pigmentzusammensetzung. Die für das nasse Vermischen verwendete Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, in der das organische Pigment im Wesentlichen unlöslich ist, vorzugsweise Wasser, ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel, wie Methanol oder andere niedere aliphatische Alkohole, oder Gemische davon.
Es ist wünschenswert, aber nicht notwendig, dass das cyclische Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und Amidinomethyl-Pigmentderivat in der Flüssigkeit wenigstens teilweise unlöslich ist. Zu den geeigneten Flüssigkeiten gehören Wasser und/oder mit Wasser mischbare organische Flüssigkeiten; dazu gehören zum Beispiel niedere aliphatische Alkohole, wie Methanol; Ketone und Ketoalkohole, wie Aceton, Methylethylketon und Diacetonalkohol; Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Alkylenglycole und Triole, wie Ethylenglycol und Glycerin; sowie weitere solche organischen Flüssigkeiten, die in der Technik bekannt sind. Auch andere organische Flüssigkeiten können verwendet werden, sind jedoch im Allgemeinen weniger bevorzugt.
Die Temperatur, bei der das nasse Vermischen durchgeführt wird, ist im Allgemeinen nicht entscheidend, wird jedoch gewöhnlich zwischen etwa 5 DEG C und etwa 60 DEG C gehalten (vorzugsweise unter dem Siedepunkt der Flüssigkeit).
Bei einem dritten bevorzugten Verfahren, das für die Herstellung von Chinacridon-Pigmentzusammensetzungen besonders gut geeignet ist, wird ein geeignetes cyclisches Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und/oder Amidinomethyl-Pigmentderivat während oder auch vor der Synthese des behandelten organischen Pigments hinzugefügt, sodass der Reaktions- und der Behandlungsvorgang, wenigstens zum Teil, in situ stattfinden können, während das organische Pigment gebildet wird.
Bei der Herstellung von Chinacridonpigmenten umfasst ein bevorzugtes Herstellungsverfahren zum Beispiel (a) das Erhitzen eines Reaktionsgemischs, das (i) 2,5-Dianilinoterephthalsäure, 2,5-Dianilino-3,6-dihydroterephthalsäure, 2,5-Dianilino-3,6-dioxo-1,4-cyclohexadien-1,4-dicarbonsäure oder ein Derivat davon, das in wenigstens einem Anilinring einen oder mehrere Substituenten trägt, ein Salz oder Ester der Säure oder ein Derivat derselben oder ein Gemisch davon, (ii) etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.-% (vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%), bezogen auf Komponente (a)(i), eines geeigneten cyclischen Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und/oder Amidinomethyl-Pigmentderivats und (iii) etwa 3 bis etwa 20 Gewichtsteile (vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsteile), pro Teil der Komponente (a)(i), eines Dehydratisierungsmittels (vorzugsweise Polyphosphorsäure) umfasst,
auf eine Temperatur von etwa 80 DEG C bis etwa 145 DEG C (vorzugsweise 100 DEG C bis 130 DEG C), mit der Massgabe, dass Reaktionsschritt (a) zusätzlich einen Oxidationsschritt umfasst (der die zunächst gebildete Dihydrochinacridon-Zwischenstufe in das entsprechende Chinacridon umwandelt), wenn entweder Komponente (a)(i) oder Komponente (a)(ii) eine 2,5-Dianilino-3,6-dihydroterephthalsäure oder ein Derivat davon ist; (b) das Ausfällen des Reaktionsgemischs aus Schritt (a) durch Hinzufügen des Reaktionsgemischs zu etwa 3 bis etwa 15 Gewichtsteilen (vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsteilen), pro Teil der Komponente (a)(i), einer Flüssigkeit, in der das Chinacridonpigment im Wesentlichen unlöslich ist; sowie (c) das Isolieren des Chinacridonpigments.
Jedes der obigen Verfahren kann in Gegenwart von einem oder mehreren zusätzlichen in der Technik bekannten Pigmentderivaten durchgeführt werden, insbesondere Sulfonsäure- und Sulfonamidderivaten.
Unabhängig davon, welches der obigen Verfahren verwendet wird, wird die resultierende Pigmentzusammensetzung mit in der Technik bekannten Verfahren gewonnen, vorzugsweise durch Filtration mit einem anschliessenden Waschschritt, um restliche Säure zu entfernen. Weitere in der Technik bekannte Gewinnungsverfahren, wie Zentrifugation oder sogar einfaches Dekantieren, sind geeignet, aber im Allgemeinen weniger bevorzugt. Dann wird die Pigmentzusammensetzung zur Verwendung oder für weitere Manipulationen vor der Verwendung getrocknet.
Pigmentzusammensetzungen gemäss der Erfindung können durch Konditionieren organischer Pigmente in Gegenwart eines cyclischen Amidomethyl-, Thioamidomethyl- und/oder Amidinomethyl-Pigmentderivats erhalten werden, das entweder an Stelle von oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Herstellungsverfahren durchgeführt wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, ein oder mehrere zusätzliche in der Technik bekannte Pigmentderivate mitzuverwenden, insbesondere Sulfonsäure- und Sulfonamidderivate. Das Konditionieren kann unter Verwendung verschiedener in der Technik bekannter Verfahren durchgeführt werden, wie Lösungsmittelbehandlung oder Vermahlen in Kombination mit Lösungsmittelbehandlung. Die endgültige Teilchengrösse des Pigments kann durch Variieren des Verfahrens der Nachbehandlung gesteuert werden.
Zum Beispiel können Pigmente transparenter gemacht werden, indem man die Teilchengrösse reduziert, oder undurchsichtiger, indem man die Teilchengrösse erhöht. Zu den geeigneten Mahlverfahren gehören trockene Mahlverfahren, wie Sandmahlen, Kugelmahlen und dergleichen, mit oder ohne Additive sowie nasse Mahlverfahren, wie Salzkneten, Vermahlen mit Kügelchen und dergleichen, in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, mit oder ohne Additive.
Die Färbekraft und Transparenz des Pigments kann auch durch eine Lösungsmittelbehandlung beeinflusst werden, die durch Erhitzen einer Dispersion der Pigmentzusammensetzung, häufig in Gegenwart von Additiven, in einem geeigneten Lösungsmittel durchgeführt wird. Zu den geeigneten Lösungsmitteln gehören organische Lösungsmittel, wie Alkohole, Ester, Ketone und aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe und Derivate davon, sowie anorganische Lösungsmittel, wie Wasser. Zu den geeigneten Additiven gehören Zusammensetzungen, die die Flockenbildung reduzieren oder vermeiden, die Dispersionsstabilität erhöhen und die Beschichtungsviskosität reduzieren, wie polymere Dispergiermittel (oder Tenside). Siehe z.B. US-Patente 4 455 173, 4 758 665, 4 844 742, 4 895 948 und 4 895 949.
Während oder nach dem wahlfreien Konditionierungsschritt ist es häufig wünschenswert, verschiedene andere wahlfreie Bestandteile zu verwenden, die verbesserte Eigenschaften ergeben. Beispiele für solche wahlfreien Bestandteile sind Fettsäuren mit wenigstens 12 Kohlenstoffatomen, wie Stearinsäure oder Behensäure, oder ent sprechende Amide, Ester oder Salze, wie Magnesiumstearat, Zinkstearat, Aluminiumstearat oder Magnesiumbehenat, quartäre Ammoniumverbindungen, wie Tri[(C 1 -C 4 -Alkyl)benzyl]ammoniumsalze, Weichmacher, wie epoxidiertes Sojabohnenöl, Wachse, wie Polyethylenwachs, Harzsäuren, wie Abietinsäure, Harzseife, hydriertes oder dimerisiertes Terpentinharz; C 12 -C 18 -Paraffindisulfonsäuren, Alkylphenole, Alkohole, wie Stearylalkohol, Amine, wie Laurylamin oder Stearylamin, und aliphatische 1,2-Diole, wie Dodecan-1,2-diol.
Solche Additive können in Mengen im Bereich von etwa 0,05 bis 20 Gew.-% (vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%), bezogen auf die Menge des Pigments, hinzugefügt werden.
Wegen ihrer Lichtstabilitäts- und Wanderungseigenschaften sind die Pigmentzusammensetzungen gemäss der vorliegenden Erfindung für viele verschiedene Pigmentanwendungen geeignet. Zum Beispiel können Pigmentzusammensetzungen gemäss der Erfindung als Färbemittel (oder als eines von zwei oder mehr Färbemitteln) für sehr lichtechte pigmentierte Systeme verwendet werden. Beispiele sind pigmentierte Gemische mit anderen Materialien, Pigmentzubereitungen, Farben, Druckfarben, gefärbtes Papier oder gefärbte makromolekulare Materialien. Der Ausdruck "Gemische mit anderen Materialien" soll zum Beispiel Gemische mit anorganischen Weisspigmenten, wie Titandioxid oder Zement, oder anderen anorganischen Pigmenten umfassen.
Beispiele für Pigmentzubereitungen sind ausgeschwemmte Pasten mit organischen Flüssigkeiten oder Pasten und Dispersionen mit Wasser, Dispergiermitteln und gegebenenfalls Konservierungsstoffen. Beispiele für Farben, in denen Pigmentzusammensetzungen der Erfindung verwendet werden können, sind zum Beispiel physikalisch oder oxidativ trocknende Lacke, Einbrennlacke, Reaktivfarben, zwei-komponentige Farben, Farben auf Lösungsmittel- oder Wasserbasis, Emulsionsfarben für wetterfeste Lackierungen sowie Temperafarben. Zu den Druckfarben gehören die zur Verwendung beim Papier-, Textil- und Weissblechdruck bekannten.
Zu den geeigneten makromolekularen Substanzen gehören solche natürlichen Ursprungs, wie Kautschuk, solche, die man durch chemische Modifikation erhält, wie Acetylcellulose, Cellulosebutyrat oder Viskose, oder synthetisch erzeugte, wie Polymere, Polyadditionsprodukte und Polykondensate. Beispiele für synthetisch erzeugte makromolekulare Substanzen sind Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat und Polyvinylpropionat, Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen, hochmolekulare Polyamide, Polymere und Copolymere von Acrylaten, Methacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid, Butadien oder Styrol, Polyurethane und Polycarbonate. Die mit den Pigmentzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung pigmentierten Materialien können jede gewünschte Gestalt oder Form haben.
Die gemäss dieser Erfindung hergestellten Pigmentzusammensetzungen sind in hohem Masse wasserfest, ölbeständig, säurebeständig, kalkbeständig, alkalibeständig, lösungsmittelbeständig, beständig gegenüber Überlackieren, Übersprühen und Sublimieren, hitzebeständig und beständig gegenüber Vulkanisieren und ergeben dennoch eine sehr gute Färbeausbeute und sind leicht dispergierbar (zum Beispiel in Kunststoffen).
Die folgenden Beispiele erläutern Einzelheiten der Herstellung und Verwendung der Zusammensetzungen dieser Erfindung. Die Erfindung, die in der obigen Offenbarung dargelegt ist, ist weder ihrem Wesen noch ihrem Umfang nach durch diese Beispiele eingeschränkt. Der Fachmann wird leicht verstehen, dass bekannte Variationen der Bedingungen und Vorgehensweisen der folgenden Herstellungsverfahren verwendet werden können, um diese Zusammensetzungen herzustellen. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind alle Temperaturen in Grad Celsius, und alle Prozente sind Gewichtsprozente. Beispiele Herstellung cyclischer Amidomethylchinacridon-Derivate
Die gemäss der Erfindung verwendeten cyclischen Amidomethylchinacridon-Derivate wurden wie folgt hergestellt. (1-Methyl-2.4-imidazolidindion-3-yl)methylchinacridon
EMI18.1
Zu 220 g 100%iger Schwefelsäure wurden bei 10 DEG C 3,0 g (0,10 mol) Paraformaldehyd gegeben, und dann wurden langsam 11,4g (0,10 mol) 1-Methylhydantoin hinzugefügt, während die Temperatur unter 25 DEG C gehalten wurde. Das Reaktionsgemisch wurde zwei Stunden lang bei einer Temperatur unter 30 DEG C gerührt und dann auf 10 DEG C abgekühlt. Zu diesem Gemisch gab man bei einer unter 15 DEG C gehaltenen Temperatur langsam 31,3 g (0,10 mol) Chinacridon. Das Gemisch wurde 19 Stunden bei einer Temperatur unter 30 DEG C und drei Stunden bei 60-65 DEG C gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Reaktionsgemisch langsam in 2 kg Eiswasser gegossen, während die Temperatur unter 15 DEG C gehalten wurde. Die resultierende Aufschlämmung wurde 30 Minuten gerührt, und danach wurde der Feststoff durch Filtration isoliert und mit Wasser gewaschen.
Der nasse Presskuchen wurde wieder mit Wasser aufgeschlämmt und dreissig Minuten auf 60 DEG C erhitzt, und danach wurde der Feststoff durch Filtration isoliert und mit Wasser gewaschen. Der nasse Presskuchen wurde getrocknet, was 37,6 g (1-Methyl-2,4-imidazolidindion-3-yl)methylchinacridon ergab. (1-Ethyl-2-benzimidazolidonyl)methylchinacridon
EMI19.1
Zu 210 g 100%iger Schwefelsäure wurden bei 8 DEG C 3,0 g (0,10 mol) Paraformaldehyd gegeben. Das Gemisch wurde zehn Minuten gerührt, und danach wurden langsam 16,2 (0,10 mol) 1-Ethylbenzimidazolidon hinzugefügt, während die Temperatur unter 25 DEG C gehalten wurde. Das Reaktionsgemisch wurde zwei Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann auf 5 DEG C abgekühlt. Zu diesem Gemisch gab man langsam 31,2 g (0,10 mol) Chinacridon. Das Gemisch wurde eine Stunde bei einer Temperatur unter 10 DEG C und eine Stunde bei 60 DEG C gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Reaktionsgemisch langsam in 2 kg Eiswasser gegossen. Die resultierende Aufschlämmung wurde 30 Minuten gerührt, und danach wurde der Feststoff durch Filtration isoliert und mit Wasser gewaschen.
Der nasse Presskuchen wurde wieder mit Wasser aufgeschlämmt und dreissig Minuten auf 60 DEG C erhitzt, und danach wurde der Feststoff durch Filtration isoliert und mit Wasser gewaschen. Der nasse Presskuchen wurde getrocknet, was 37,8 g (1-Ethyl-2-benzimidazolidonyl)methylchinacridon ergab. Beispiele 1-5
Die Herstellung und das Testen der Pigmentzusammensetzungen sind in den Beispielen 1-5 beschrieben.
Unterschiede im Farbton und in der Farbsättigung wurden für gemäss den Beispielen hergestellte Pigmente unter Verwendung eines Applied Color System Spectral Sensor (Hunt Associated Laboratories, Fairfax, Virginia) gemessen. Tests mit Farben auf Lösungsmittelbasis
Tests mit Farben auf Lösungsmittelbasis wurden unter Verwendung eines generischen Alkyd-Melamin-Lacksystems durchgeführt. Pigmentdispersionen wurden hergestellt, wobei man ein Gemisch von 33% Alkydharz AROPLAZ< <TM> > 1453-X-50 (Reichhold Chemicals, Inc.), 63% Xylol und 4% Pigment verwendete, was ein Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 4:33 und einen Gesamtfeststoffgehalt von 37% ergab. Das Pigment-Bindemittel-Verhältnis wurde durch Zugabe von 2,3% Alkydharz AROPLAZ< <TM> > 1453-X-50 und 6,5% Melaminharz RESIMENE< <TM> > 717 (Monsanto) auf 1:10 reduziert, was einen Gesamtfeststoffgehalt von 40% ergab. Vollton- und Transparenzmessungen erfolgten unter Verwendung von Filmen, die mit einer Nassfilmdicke von 152 mu m bzw. 38 mu m aufgetragen und 30 Minuten bei Raumtemperatur sowie 30 Minuten bei 121 DEG C Flash-getrocknet wurden.
Aus der oben beschriebenen Dispersion mit einem Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 4:33 wurden hellgetönte Farben hergestellt, indem man 31% einer Dispersion, die aus 30% Alkydharz AROPLAZ< <TM> > 1453-X-50, 20% Xylol, 5% NUOSPERSE< <TM> > 657 (Hüls America) und 50% TiO 2 -Pigment TI-PURE< <TM> > R-960 (DuPont) hergestellt wurde, 21% Alkydharz AROPLAZ< <TM> > 1453-X-50 und 7% Melaminharz RESIMENE< <TM> > 717 hinzufügte, was ein Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 1:2, einen Gesamtfeststoffgehalt von 50% und ein TiO 2 -Pigment-Verhältnis von 90:10 ergab. Farbmessungen erfolgten unter Verwendung von Filmen, die mit einer Nassfilmdicke von 76 mu m aufgetragen und 30 Minuten bei Raumtemperatur sowie 30 Minuten bei 121 DEG C Flash-getrocknet wurden.
Aus der oben beschriebenen Dispersion mit einem Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 4:33 wurden Metallicfarben hergestellt, indem man eine Aluminiumpaste (erhältlich als 5251 AR von Silberline Manu-facturing Co., Inc.), Alkydharz AROPLAZ< <TM> > 1453-X-50 und Melaminharz RESIMENE< <TM> > 717 in solchen Mengen verwendete, dass man ein Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 1:9, ein Aluminium-Pigment-Verhältnis von 20:80 und einen Gesamtfeststoffgehalt von 41% erhielt. Farbmessungen erfolgten unter Verwendung von Filmen, die mit einer Nassfilmdicke von 76 mu m aufgetragen und 30 Minuten bei Raumtemperatur sowie 30 Minuten bei 121 DEG C Flash-getrocknet wurden. Tests mit Farben auf Wasserbasis
Tests mit Farben auf Wasserbasis wurden unter Verwendung eines Systems mit einem Grundlack auf Wasserbasis und einem Klarlack auf Lösungsmittelbasis durchgeführt. Wässrige Dispersionen wurden hergestellt, wobei man ein Gemisch von 12,4% Acrylharz AROLON< <TM> > 559-G4-70 (Reichhold Chemicals, Inc.), 3,2% Hyperdispergiermittel SOLSPERSE< <TM> > 27000 (Zeneca, Inc.), 1,6% 2-Amino-2-methyl-1-propanol (Angus Chemical) und 18% Pigment verwendete, was ein Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 18:12 und einen Gesamtfeststoffgehalt von 30% ergab.
(An dieser Stelle wurden Proben von einigen der Dispersionskonzentrate für Viskositätsbestimmungen entnommen.) Dann wurde das Pigment-Bindemittel-Verhältnis mit zusätzlichem Acrylharz AROLON< <TM> > 559-G4-70 (Gesamtmenge 26%) und 25% Melamin-Formaldehyd-Harz CYMEL< <TM> > 325 (Cytec Industries) auf 10:40 reduziert, was einen Gesamtfeststoffgehalt von 50% ergab. Vollton- und Transparenzmessungen erfolgten unter Verwendung von Filmen, die mit einer Nassfilmdicke von 76 mu m bzw. 38 mu m aufgetragen wurden und die man 15 Minuten bei Raumtemperatur sowie 5 Minuten bei 100 DEG C stehen liess.
Dann wurden Klarlacke, die ein Gemisch von 80% Alkydharz AROPLAZ< <TM> > 1453-X-50 und 20% Melamin-Formaldehyd-Harz CYMEL< <TM> > 325 mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 57% enthielten, mit einer Nassfilmdicke von 76 mu m über die Grundlackierung aufgetragen, und es wurde 15 Minuten bei Raumtemperatur sowie 15 Minuten bei 121 DEG C stehen gelassen.
Aus den oben beschriebenen reduzierten wässrigen Dispersionen mit einem Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 10:40 wurden hellgetönte Farben hergestellt, indem man zusätzliches Acrylharz AROLON< <TM> > 559-G4-70, Melamin-Formaldehyd-Harz CYMEL< <TM> > 325 und 35% Weissdispersion TINT-AYD< <TM> > CW-5003 (Daniel Products Company) hinzufügte, was ein Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 1:1,1, einen Gesamtfeststoffgehalt von 55% und ein TiO 2 -Pigment-Verhältnis von 90:10 ergab. Farbmessungen erfolgten unter Verwendung von Filmen, die mit einer Nassfilmdicke von 38 mu m aufgetragen wurden und die man 15 Minuten bei Raumtemperatur sowie 5 Minuten bei 100 DEG C stehen liess. Dann wurden Klarlacke aufgetragen und gebrannt wie oben beschrieben.
Aus der oben beschriebenen Dispersion mit einem Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 18:12 wurden Metallicfarben hergestellt, indem man ein in Wasser dispergierbares Aluminiumpigment (erhältlich als HYDRO PASTE< <TM> > 8726 von Silberline Manufacturing Co., Inc.), Acrylharz AROLON< <TM> > 559-G4-70 und Melamin-Formaldehyd-Harz CYMEL< <TM> > 325 in solchen Mengen verwendete, dass man ein Pigment-Bindemittel-Verhältnis von 1:2, ein Aluminium-Pigment-Verhältnis von 20:80 und einen Gesamtfeststoffgehalt von 43% erhielt. Farbmessungen erfolgten unter Verwendung von Filmen, die mit einer Nassfilmdicke von 38 mu m aufgetragen und wie oben beschrieben gebrannt wurden. Dann wurden Klarlacke aufgetragen und gebrannt wie oben beschrieben.
Die Viskosität wurde an Dispersionsproben gemessen (die vor dem Reduzieren des Pigment-Bindemittel-Verhältnisses genommen wurden), wobei man ein Rheometer Haake RheoStress RS100 verwendete, das mit einer Temperatursteuerung (Fision Instruments, Paramus, New Jersey) ausgestattet war. Die Viskositäten wurden als Scherbelastung (mPa s) bei einer Schergeschwindigkeit von 4 s<-><1> und einer Temperatur von 25 DEG C bestimmt. Beispiel 1 (Vergleich)
2,9-Dimethylchinacridon-Pigment wurde in Abwesenheit eines Pigmentderivats gemäss der Erfindung hergestellt.
Zu 300 g Polyphosphorsäure (112% Phosphorsäure), die man auf 88 DEG C erhitzte, wurden im Verlaufe von 35 Minuten 68,2 g 2,5-Di(4-methylanilino)terephthalsäure gegeben, wobei die Temperatur durch Anpassung der Zugabegeschwindigkeit unter 120 DEG C gehalten wurde. Das Reaktionsgemisch wurde zwei Stunden auf 123 DEG C erhitzt. Die Schmelze wurde auf 93 DEG C abgekühlt und dann langsam in 526 g Methanol gegossen, wobei die Temperatur durch Kühlung von aussen und Anpassung der Zugabegeschwindigkeit der Schmelze unter 64 DEG C gehalten wurde. Die Aufschlämmung wurde eine Stunde unter Rückfluss erhitzt, auf unter 60 DEG C abgekühlt, mit Wasser verdünnt, und der Feststoff wurde durch Filtration gewonnen und mit Wasser säurefrei gewaschen. Der resultierende Presskuchen wurde wieder in Wasser aufgeschlämmt.
Nach der Einstellung des pH-Werts auf über 7 wurden 5,5 g 50%iges Natriumhydroxid hinzugefügt, und die resultierende Aufschlämmung wurde eine Stunde auf 90 DEG C erhitzt. Die Aufschlämmung wurde abgekühlt, filtriert, und der Feststoff wurde mit Wasser alkalifrei gewaschen und dann wieder in Wasser aufgeschlämmt. Nach der Einstellung des pH-Werts auf 9,5 wurde die Aufschlämmung zwei Stunden in einem geschlossenen System (z.B. einem Druckreaktor) auf 143 DEG C erhitzt und dann auf 40 DEG C abgekühlt. Nachdem die Aufschlämmung auf einen pH-Wert von 3,3 angesäuert worden war, wurde eine Emulsion aus 2,2 g eines anionischen Tensids, 30 g eines Petroleumdestillats und 80 g Wasser hinzugefügt, und die Aufschlämmung wurde drei Stunden lang gerührt. Der nasse Kuchen kann für spezielle Anwendungen getrocknet oder so, wie er ist, verwendet werden.
In diesem Fall wurde der nasse Kuchen in einem Ofen bei 60 DEG C getrocknet, was ungefähr 60 g 2,9-Dimethylchinacridon als Magentapigment ergab. Beispiel 2
2,9-Dimethylchinacridon, das nach dem Verfahren von Vergleichsbeispiel 1 hergestellt worden war, wurde mit 10 Gew.-% (1-Methyl-2,4-imidazolidindion-3-yl)methylchinacridon trocken vermischt. Eine wie oben beschrieben hergestellte Farbe auf Wasserbasis zeigte im Vergleich zu einer Farbe, die unter Verwendung des Vergleichspigments von Beispiel 1 hergestellt worden war, eine reduzierte Viskosität. Beispiel 3
2,9-Dimethylchinacridon, das nach dem Verfahren von Vergleichsbeispiel 1 hergestellt worden war, wurde mit 10 Gew.-% (1-Ethyl-2-benzimidazolidonyl)methylchinacridon trocken vermischt. Eine wie oben beschrieben hergestellte Farbe auf Wasserbasis zeigte im Vergleich zu einer Farbe, die unter Verwendung des Vergleichspigments von Beispiel 1 hergestellt worden war, eine reduzierte Viskosität. Beispiel 4 (Vergleich)
Das in Beispiel 2 und 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, ausser dass das 2,9-Dimethylchinacridon von Beispiel 1 mit 10 Gew.-% Phthalimidomethylchinacridon (das nach dem im US-Patent 3 275 637 beschriebenen Verfahren hergestellt worden war) trocken vermischt wurde.
Eine wie oben beschrieben hergestellte Farbe auf Wasserbasis zeigte eine höhere Viskosität als Farben, die unter Verwendung von (1-Methyl-2,4-imidazolidindion-3-yl)methylchinacridon (Beispiel 2) und (1-Ethyl-2-benzimidazolidonyl)methylchinacridon (Beispiel 3) gemäss der Erfindung hergestellt worden waren. Beispiel 5 (Vergleich)
Das in Beispiel 2 und 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, ausser dass getrennte Portionen des 2,9-Dimethylchinacridons von Beispiel 1 mit 5 bzw. 10 Gew.-% (1-Aza-2-oxocyclohept-1-yl)methylchinacridon (das generisch im US-Patent 5 207 829 offenbart ist, das aber nach dem Verfahren hergestellt worden war, das oben für (1-Ethyl-2-benzimidazolidonyl)methylchinacridon beschrieben ist, wobei Caprolactam an Stelle von 1-Ethylbenzimidazolidon verwendet wurde) trocken vermischt wurden.
Farben auf Wasser- und auf Lösungsmittelbasis, die aus diesen Vergleichsgemischen wie oben beschrieben hergestellt worden waren, wurden verglichen mit Farben auf Wasserbasis, die aus Pigmentgemischen gemäss der Erfindung hergestellt worden waren, die 5 Gew.-% (1-Methyl-2,4-imidazolidindion-3-yl)methylchinacridon enthielten, und mit Farben auf Lösungsmittelbasis, die aus Pigmentgemischen gemäss der Erfindung hergestellt worden waren, die 5 bzw. 10 Gew.-% (1-Methyl-2,4-imidazolidindion-3-yl)methyl-chinacridon enthielten.
Die Viskositäten von Paaren entsprechender Farbenproben waren zwar vergleichbar, doch war die Farbe auf Wasserbasis, die unter Verwendung des Pigmentgemischs hergestellt worden war, das 5 Gew.-% des Additivs gemäss der Erfindung enthielt, etwas transparenter und zeigte eine etwas grössere Metallic-Farbkraft als die entsprechende Vergleichsfarbe auf Wasserbasis, und die Farbe auf Lösungs mittelbasis, die unter Verwendung des Pigmentgemischs hergestellt worden war, das 10 Gew.-% des Additivs gemäss der Erfindung enthielt, zeigte einen etwas tieferen Vollton und eine etwas grössere Metallic-Farbkraft als die entsprechende Vergleichsfarbe auf Lösungsmittelbasis.