Склад полікапроамідного пігменту для фарбування поліаміду у масі та спосіб його одержання

1. Состав поликапроамидного пигмента для крашения полиамида в масс1, содержащий пигмент и поликапроамид, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит поверхностно-активное вещество из ряда алифатических карбоновых кислот или их солей, или аминов, или их полиэтиленгликолевых эфиров с числом углеродных атомов 6-21 и антистатик или антипылитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: Изобретение относится к красящим составам, окрашивающим синтетические волокна в массе, в частности, к технологии получения полиамидного капсулировэнного пигмента для окрашивания полиамидов в массе, в том числе волоконного ассортимента. Наиболее близким к предлагаемому способу относится способ получения полиамидов с высоким содержанием красителя Пигмент 48-90 Поверхностно-активное вещество 1,0-3,0 Антистатик или антипылитель 0,5-3,0 Поликапроамид Остальное. 2. Способ получения пигмента для крашения полиамида в массе путем смешения раствора поликапроамида в кислоте с пигментом с последующим выделением целевого продукта, промывкой, сушкой, отличающ и й с я тем, что пигмент диспергируют совместно с полиамидом в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного вещества из ряда алифатических аминов или кислот, или их солей, или их полиэтилен гликоле в ых 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 последующим разбавлением массы водой до 20-30%-ной концентрации серной кислоты или ниже 20% - водным раствором аммиака и введением антистатика и/или антипылителя на стадии сушки. [1], введением в раствор полиамида в растворителе, смешивающимся с водой (фенолы, муравьиная или серная кислоты), водной дисперсии пигмента после измельчения с диспергаторов, например, в коллоидной мельнице, после промывки, сушки и измельчения получают полиамид, содержащий 1540% пигмента. Общие существенные признаки состава: использование пигмента и поликапро 15741 амида. Общие существенные признаки способа: смешение раствора поликапроамидэ в кислоте с пигментом, выделение пигмента, промывка и сушка. Недостатками этого способа являются: относительно низкое содержание пигмента, дополнительное диспергирование пигмента в размольном агрегате, например, коллоидной мельнице, с диспергатором, агломерация пигментных частиц в растворе полиамида, пиление, электростатические свойства пигментной композиции, что затрудняет дозировку, ухудшает санитарногигиенические условия работающих, частая сменяемость фильер. Кроме того, использовзние диспергатора типа НФ ухудшает физико-механические свойства волокна, уменьшает срок службы сопел и фильер. Задача изобретения - усовершенствование состава и способа получения капсулированиого пигмента для крашения полиамида в массе, в котором за счет изменения компонентов, диспергирования пигмента в концентрированной серной кислоте в присутствии ПАВ при определенном соотношении реагентов обеспечивается повышение красящей концентрации, степени дисперсности, снижение пылящей способности и придание антистатических свойств композиции и за счет этого позволяет увеличить в 5~7 раз длительность работы фильер при формовании волокна, сократить потери пигмента и время истекания заряда, получить высокого качества окрашенные изделия. Поставленная задача решается тем, что состав пигмента для крашения полиамида в массе, содержащем пигмент и поликапроамид согласно изобретению дополнительно содержит поверхностно-активное вещество из ряда алифатических карбоновых кислот или их солей, или аминов, или их полиэтиленгликолевых эфиров с числом углеродных атомов 6-21 и антистатик и/или антипылитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пигмент 48-90 Поверхностно-активное вещество 1,0-3,0 Антистатик и/или антипылитель 0,5-3,0 Поликапроамид Остальное Что касается способа получения то задача решается тем, что способ получения пигмента для крашения в массе путем смешения раствора поликэпроамида в кислоте с пигментом с последующим выделением целевого продукта, промывкой, сушкой согласно изобретению пигмент диспергируют совместно с полиамидом в концентриро 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ванной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного вещества из ряда алифатических аминов или кислот, 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 последующим разбавлением массы водой до 20-30%-ной концентрации серной кислоты или ниже 20%-водным раствором аммиака и введением антистатика и/или антипылителя на стадии сушки. В качестве поверхностно-активного вещества используют алифатические амины, алифатические карбоновые кислоты или их соли, или полиэтиленгликолевые эфиры карбоновых кислот с числом атомов углерода Сб-Сгі в количестве 1-3 мас,% от веса пигмента и полиамида. В качестве вспомогательного вещества используют полиэтиленгликоли, оксиэтилированные алкилфеиолы {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 кислотен 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% мае. кристаллизуется пигмент при снижении концентрации кислоты ниже 30% мае. 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 15741 структурирования полиамида, что сказывается на удлинении срока службы фильер. Полученный полиамидный капсулированный пигмент (ПКП) можно применять непосредственно для окрашивания 5 полиамидного плава введением в экструдер перед прядением или формованием изделия, можно также применять на стадии приготовления полиамидного красящего концентрата (ПКК) экструзионным методом, 10 при этом получают красящий концентрат высокого качества. Использование предлагаемого полиамидного капсулированного пигмента в технологии окрашивания изделий из 15 полиамидов позволит: повысить красящую концентрацию до 105-120% при меньшем расходе пигмента; достигнуть высокого качества окрашенных изделий вследствие высокой степени 20 дисперсности капсулированных частиц (1-2 мкм против 20 мкм); уменьшить в 5-20 раз пыление пигмента, что способствует улучшению условий труда работающих и сокращению потерь 25 пигмента; ° увеличить длительность работы фильер при формовании волокна в 5-7 раз; повысить антистатические свойства изделий за счет сокращения времени истека- 30 ния заряда в 2,5-10 раз. Смешение полиамидных капсулированных пигментов (ПКП) различных цветов позволит эффективно создавать модные оттенки и легко без значительного количест- 35 ва отходов переходить от одного цвета к другому, так как окрашивание в производстве химволокон и других изделий из полиамидов проводят перед стадией формования. Утилизация отработанной серной кис- 40 лоты включает перевод ее в сульфат аммония - минеральное удобрение. Оптимальным является содержание полиамида 8,5-48 мас.%, меньшее количество не обеспечивает полного капсулирования, 45 что приводит к снижению красящей концентрации и агломерированию пигментных частиц в процессе выделения (пример 10), большее количество полиамида способствует агрегации частиц пигмента в растворе 50 полимера и соответственно, снижению степени дисперсности и красящей концентрации (пример 11). Введение поверхностно-активного вещества (ПАВ) менее 1 мас.% не позволяет 55 улучшить формование волокна и увеличить длительность работы фильер, уменьшить пыление, проявить антистатические свойства (пример 12), более 3 мас.% приводит к снижению красящей концентрации, увели чивает удельный расход пигмента, способствует образованию "щетины*1 на волокне, ухудшает качество готового изделия (пример 13). Введение вспомогательного вещества (В В) менее 0.5 мае % ухудшает показатели пылящей способности, соответственно, условия труда работающих, дозировку пигмента (пример 14), более 3 мас.% снижает красящую концентрацию,степень дисперсности (пример 15). Следующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение. П р и м е р ! 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 периленового, 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 течение 1 ч порциями по 250 см^, при этом температура массы не должна превышать 40°С. Полученный полиамидный капсулированный пигмент (ПКП) фильтруют, промывают, сушат, в процессе сушки впрыскивают 0,2 мас.ч. вазелина в виде эмульсии. Выход 38,4 мас.ч. (95,2%), содержание пигмента (ПГ) 80% по фотоколориметрическому анализу, содержание ПАВ - 1,0%, ВВ - 0,5%, остальное поликапроамид (ПА) Показатели качества ПКП бордо приведены в таблице. Сернокислотный маточный раствор направляют на приготовление сульФита аммония - минерального удобрения. П р и м е р 2. ПКП получают аналогично примеру 1,но в шаровую мельницу загружают 32 мас.ч. сухого пигмента бордо 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 масч, полиэтиленгликоля ПЭГ-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. 15741 П р и м е р з . ПКП получают аналогично примеру 1 на основе 10 мзс.ч. полиамида, 200 мэс.ч. серной кислоты, 200 мас.ч. кзпрозолд коричневого 4К а виде 30%-ной водной пасты, 0,75 мас.ч. аминов жирных кислот 5 С17-С21. Разбавляют водой ступенчато до 20%-ной.концентрации серной кислоты. После диспергирования и выделения проводят репульпзцию в 500 см 3 1 %-ного водного раствора аммиака, фильтруют, промывают, су- 10 шат, вводят а 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. 15 П р и м е р 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, энэнтной кислоты. В процессе сушки 20 придают смесь 0,9 мас.ч. стеарокса и 0,45 мзс.ч, кокосового масла. Получают ПКП зеленый, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице. П р и м е р 5. ПКП получают аналогично 25 примеру 1 на основе 8 мас.ч. полиамида, 220 мас.ч. серной кислоты, 72 мас.ч. пигмента голубого фталоцманинового и 2,4 мас.ч. канифоли, присушке придают смесь 1,2 мас.ч. препарата ОП и 1,2 мас.ч. ализаринового 30 масла. Получают ПКП голубой, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице. П р и м е р 6. В коленчатый смеситель с Z-образными лопастями вместимостью 1500 35 см загружают 280 мас.ч. концентрированной серной кислоты, 70 масч. поликапроамида, перемешивают в течение 5 ч до достижения однородности консистенции, придают 330 мас.ч. (200 масч. сухого) вод- 40 кой пасты пигмента голубого фталоцианинового, 8,1 мас.ч. олеата натрия, диспергируют в условиях пластичного размола до достижения размера частиц пигмента 1-2 мкм. Для капсулировэния пигмента полученную мае- 45 су выделяют на 1000 см 3 1 %-ного водного раствора аммиака, фильтруют, промывают, сушат, придавая 2,6 мас.ч. полиэтилсилоксанз. Получают 268,9 мзс.ч. (выход 96%) ПКП голубого, состав и показатели качества кото- 50 рого приведены в таблице. П р и м е р 7„ ПКП получают аналогично примеру 6 на основе 30 мас.ч. полиамида, 480 мас.ч. серной кислоты, 300 мас.ч. азопигмента желтого прочного К, 3,3 мас.ч. флота- 55 мина, в процессе сушки придают эмульсию, содержащую 1.65 мас.ч. алкамона, ОС-2 и 1,65 мзс.ч. синтетического воска. Получают ПКП желтый, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице. П р и м е р 8. ПКП получают аналогично примеру 6 на основе 150 масч. 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 ПКП красно-коричневый, выход, состав и показатели качества которого представлены в таблице. П р и м е р Э. В коленчатый смеситель с Z-образными лопастями вместимостью 25 дм загружают 3299 мас.ч. концентрированной серной кислоты, 2500 мас.ч. поликапроамидэ. перемешивают до получения однородной массы в течение 5-8 ч порциями в течение 2 ч загружают 8000 мас.ч, сажи, 105 мэс.ч. полиэтиленгликольсебацината. П роводят диспергирование в течение 8-12 ч до достижения размера частиц пигмента 1 2 мкм. 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. П р и м е р Ю . 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. П р и м е р 11. ПКП бордо получают аналогично примеру 1, но на основе 80 масч. полиамида. Выход, состав и показатели качества полученного ПКП бордо представлены в таблице. Примеры запредельных значений по поверхностно-активному веществу. П р и м е р 12. ПКП получают аналогично п римеру 1, но придают 0,2 масч. флотамина. Выход, состав и показатели качества- пигмента бордо представлены в таблице. П р и м е р 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. П р и м е р 14. ПКП получают аналогично призеру 1, но в процессе сушки вводят 0,01 мас.ч вазелина. Выход, состав и показатели качества ПКП бордо представлены в таблице. П р и м е р 15. ПКП получают аналогично примеру 1, но о процессе сушки вводят 2,0 мас.ч. вазелина. Выход, состав и показатели качества ПКП бордо представлены в таблице. 15741 10 Состав и показатели качества полиамидного капсулмрооанного пигмента (ПШ) , Загружено масч іриме Полна Серная ра МИД кислота ПА Соотношение Пигмент (ПГ) наименование вес ,_ Поеерхнастио-эктивнор врще' тяо ПАС ПГПАСК наименование вес Фпотамин 04 СК 1 3 ISO Бордо периленовыи ( ?8 % пастз) 32 1 0 25 5 6 2 8 180 Бордо периленовыи (сухой) 32 10 2 5 5 6 Гексэметиленлизмин 08 3 10 200 Капрозоль коричневый 4К(ЗО % паста) 20 1 0 5 0 10 Амины жирных кислот Си C;i 0 75 4 9 200 Зеленый фгалоцианиновыи 36 10 2 5 5 6 Энанг.овая кислота 0 45 5 8 220 Голубой фталоциаииновыи (60 % паста) 72 10 113 Канифоль 24 6 70 280 Голубой фталоцианиновый 200 1 0 35 1 4 Олеат натрия 8 1 7 30 480 ЖРЛТЫЙ прочный К 300 1 0 10 1 6 Флотамин 33 8 150 600 Кадмий красный 150 1104 Попиэтиленшикольэдилииат 6 9 2500 32000 Сажа 8000 1 031 4 Полиэтиленглинольсебацинат 105 10 2 180 Бордо перилен 32 1 0 08 5 6 Флотамин 0 34 11 80 180 Бордо перилен 32 12556 Флогамин 1 12 Примеры запредельных значений ло полиамиду Примеры запредельных значении по ПАВ 12 8 180 Бордо перилен 32 1 0 2556 Фпотамин 02 13 8 180 Бордо перилен 32 1 0 25 5 6 Фпотэмин 18 Продолжение таблицы 1 Ni рри. мерз Загружено мас ч Полиа Серная мид ПА Пигмент (ПГ) наименование Поверхностно-активное вещество ПГ ПА СК СК Соотношение кислота ПАВ наименование вес вес Примеры эапределльнык значений по вспомогательному веществу (ВВ) 14 8 1В0 Бордо перилен 32 1 0 25 5 6 Флотамин 04 15 8 180 Бордо перилен 32 1 0 25 5 Б Флотамин 04 1 4 7 29 4 Диспергатоо НФ 35 1 1 25 8 3 Диспергатор НФ 375 Примеры пр прототипу 16 17 16 15 100 Голубой фталоцизниноеый (16 % паста) 100 Кадмии красный (50 % паста) 34 12 Продолжение таблицы N= Загружено мас ч приме Вспомогательное вещество ВВ ра Состав ПКП % Выход % наименование ПГ ПА ПАВ ВВ вес 1 Вазелин 02 95 2 во 185 10 05 2 ПЭГ-115 08 97 4 76 19 2 3 3 Вазелин 04 93 7 63 5 32 25 2 Превоцел 5 03 Стезрокс 09 97 8 77 19 1 3 Кокосовое масло 4 03 Силиконовое масло 1.2 93 3 84 5 9,5 3 3 • Препарат ОП Ализариновое масло 6 7 Полиэтилсилоксан 27 Алкамон ОС-2 165 Синтетический воск Алкамон Н 3 Вазелин Препарат С 20 105 Силиконовое масло 0 17 3 1 1 95 9 90 8 1 98 48 48 2 2 93 9 74 23 1 2 6 ! 05 70 1 05 105 Вазелин 25 3 9 71 165 8 96 Примеры запредельных значении по полиамиду 10 11 Вазелин 06 92 5 92 92 5 92 15741 11 12 Продолжение таблицы Кг Загружена мае ч. приме Вспомогательное вещество ВВ Выход % Состав ПКП, % ПГ ПА 1 ПАВ ев ра наименование вес 12 Вазелин 0.2 93 79,2 19,8 0.5 0.5 13 Вазелин 0,2 94 76 -9 4.5 0,5 | Примеры запредельных значений лоПАВ j Примеры ззпределпьных значений по вспомогательному веществу (ВВ) 14 Вазелин 0.0 Т 90 79.15 19.8 1 0 05 15 Вазелин 2,0 92 75 19 1 5 1Є 17 ' : 1: Примеры по прототипу 92 18.5 81,5 следы 94 40 60 следы Продолжение таблицы* Показатели качества ПКП примера Красящая концент Удельный расход ПКП рация % для достижения этало Степень дисперс- Длительность рабоности, мкм Время истечения Пылящая СПОСОБ заряда.с НОСТЬ, % ты фильер, ч на поета, % к ПА 1 118 0 19 1-2 150 7-8 1.93 2 116 0,18 1-2 15S 5-6 1,83 3 306 0.19 1-2 15S 4-5 1.90 4 117 0.16 1-2 150 5-6 0.75 5 120 0,17 1-2 165 4-6 0.84 6 114 0.175 \-2 145 2-4 1Д8 7 110 0.18 1-2 155 4-5 1,46 8 105 0 16 1-2 145 2-4 0.94 Э 109 0.19 1-2 150 4-5 о.ва П р и м е р ы ЭаЛреДелЬНЫХ ЭНЗЧРНМИ по ПО"И?"1*ДУ 10 98 021 4-5 108 12-16 3.8 11 35 0.45 5-6 120 4-8 1.15 12 85 0,23 4-6 54 14-10 2,48 13 76 0,26 6-7 48 2-5 0.94 Примеры запредельных значений по ПАВ Примеры запредельных значений по вспомогательному веществу (8 В) 14 75 0.27 4-7 22 11-15 2.16 15 72 0,28 5-8 18 4-6 1,09 1римеры по прототипу 16 15 1,5 ДО 5 28 18-20 4,?в 17 42 0,48 ДО 5 28 16-18 3,9£ Коректор О.Кравцова Підписне відомство України, 254655, ГСП, Кмїв-53, Львівська лл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101