Спосіб отримання пігментного твердого “сплаву” для лакофарбових і полімерних матеріалів

Реферат: Спосіб отримання пігментного твердого "сплаву" для фарбування лакофарбових та полімерних матеріалів температурною обробкою впродовж 30 хв. розчином у кількості 1:1-9 мас. ч. на 1 мас. ч. суміші з двох органічних пігментних сполук в співвідношенні 1:10-10:1 (мас. ч.), виділенням і обробкою поверхні отриманих пігментних часток модифікатором - лужним карбоксилвмісним олігоефіром (KСО) загальною формулою (III) або комплексом лужної солі карбоксилвмісного олігоефіру з макроциклічним краун-ефіром в кількості 2-5 %. Як барвники в суміші використовують ЛХА загальної формули (IV) з одним із діалкілпохідних ЛХА загальної формули (V). Як розчинник використовують (45±5)%-ний водно-спиртовий розчин лугу (KОН або NaOH) і процес ведуть при (25±5)°С за нижченаведеним хімізмом: UA 84030 U (12) UA 84030 U H O R' N O (45 5)%-ний водноспиртовий розчин NaOH (KOH) N + N O t=(25 N H =30 хв. R O Лінійний хінакридон (ЛХА) 5)oC Лінійний діалкілхінакридон R=R'=CH3,C2H5,C6H5 H O N N O R' H O H2 O Na(K)+ t=(25 5)oC Твердий " сплав" N N O R . UA 84030 U 5 Корисна модель належить до області хімічної технології, а саме до способу отримання пігментних "сплавів" на основі органічних пігментів для використання у лакофарбових композиціях і для фарбування полімерних матеріалів: пластмас, штучної шкіри, різних синтетичних волокон. Відомий спосіб синтезу пігментного твердого "сплаву" (Пат. України 72983, С09В 67/00. Бюл. №17, 2012 р. - прототип) для фарбування лакофарбових та полімерних матеріалів на основі органічних барвників є сумісні деацилювання 4,4'-діациламіно-1,1'-діантрахінонілу загальної формули (І) і циклізація 2,2'-діациламіно-1,1'-діантрахінонілу загальної формули (II) NH O C R O O O NH O C R O O R O HN C O O R O O HN C (II) (I) 10 15 2,2'-діациламіно-1,1'-діантрахіноніл (R=H; CH3; C6H5) 4,4'-діациламіно-1,1'-діантрахіноніл (R=H; CH3; C6H5) де R - ацилгрупи (форміл-, ацетил-, бензоїл-) в співвідношенні компонентів (мас. ч.) 1:1010:1 в середовищі концентрованої сульфатної кислоти у кількості 1:1-9 мас. ч. на 1 мас. ч. пігментної суміші при 80-90 °C з подальшим відділенням твердого "сплаву" на воду, яка містить 2-5 % лужної солі карбоксилвмісного олігоефіру (КВО) як модифікатора поверхні пігментних часток нижченаведеної загальної формули (III): CH2O R CH2O R R OCH2 C CH2O CH2O 20 OC CO OCH2 C CH2O CH2O R CH2O R OC CO R (III) де: R - K, (Na); CO COOK,(Na) або комплекс лужної солі КВО з одним із нижченаведених краун-ефірів + O -RCOO O O Na O O 1 OCH2 C CH2O CH2O R R , UA 84030 U O O O O O O O O O O O O O O O 10 O Дібензо-18-краун-6 5 O 18-краун-6 15-краун-5 . Недоліками способу отримання цих пігментних "сплавів" є високі енергетичні витрати для підтримання температури в інтервалі 80-90 °C, багато створюється сірчанокислотних стічних вод, які потрібно утилізувати, вузька кольорова гама відтінків, відносна невисока світлостійкість і фарбуюча здатність при колоруванні полімерних матеріалів, лаків і фарб із-за того, що вони мають світлі тони. По цьому способу із такою сумішшю органічних барвників отримати пігментний твердий "сплав" з відтінками від рожевого до червоно-фіолетового кольору в умовах прототипу не можливо. Пігментний твердий "сплав" відрізняється від твердого "сплаву" по прототипу тим, що як органічні сполуки він створюється з хімічної суміші на основі лінійного хінакридону (ЛХА) формули (IV) з H O N N O H , (IV) 15 діалкілпохідним ЛХА загальної формули (V): R O N N O 20 R , (V) де: R=СН3 (диметилхінакридон - ДМХА) або R=C2H5 (діетилхінакридон - ДЕХА), або R=C6H5 (дибензилхінакридон - ДБХА) у співвідношенні компонентів (мас. ч.) 1:10-10:1 ведуть в 50 %-ному водно-спиртовому розчині лугу (KОН або NaOH) у кількості 1:1-9 мас. ч. на 1 мас. ч. суміші при (25±5)°С впродовж 30 хв. за нижченаведеним хімізмом: 25 2 UA 84030 U H O R' N O (45 5)%-ний водноспиртовий розчин NaOH (KOH) N + N O t=(25 N H =30 хв. R O Лінійний хінакридон (ЛХА) 5)oC Лінійний діалкілхінакридон R=R'=CH3,C2H5,C6H5 H O N N O R' H2 O H O Na(K)+ t=(25 5)oC Твердий " сплав" N N O 5 10 15 20 25 30 35 R з подальшим модифікуванням поверхні отриманих пігментних часток комплексом лужного карбоксілвмісного олігоефіру (КВО) формули (III) з краун-ефіром. Запропонований спосіб отримання пігментного твердого "сплаву" для фарбування лакофарбових та полімерних матеріалів з суміші двох барвників у співвідношенні компонентів (мас. ч.) 1:10-10:1 проводять температурну обробку хімічним розчином у кількості 1:1-9 мас. ч. на 1 мас. ч. суміші впродовж 30 хв. з подальшим виділенням отриманого твердого "сплаву" на воду з одночасним модифікуванням поверхні часток 2-5 % від маси твердого "сплаву" комплексом лужного КВО (III) з краун-ефіром відрізняється від прототипу (Пат. України 72983, С09В 67/00) тим, що як барвники в суміші використовують ЛХА загальної формули (IV) з одним із діалкілпохідних ЛХА загальної формули (V), а як розчинник використовують (45±5)%-ний водно-спиртовий (з числом атомів вуглецю С1-С4) розчин лугу (KОН або NaOH) і процес ведуть при (25±5)°С. По цьому способу отримання пігментного твердого "сплаву" з пропонованою сумішшю пігментних компонентів в умовах прототипу неможливо. По запропонованому способу отримується інша кольорова гама відтінків пігментних твердих "сплавів" (від рожевого до червоно-фіолетового) відносно кольорової гами твердих "сплавів", зовсім відсутні сірчанокислотні стічні води, отримується більша гама кольорових відтінків (Δдом., нм), відносна підвищена світлостійкість і фарбуюча здатність (K/S-функція) при колоруванні полімерних матеріалів, лаків і фарб із-за того, що вони мають більш яскраві тони. Зміна співвідношення ЛХА загальної формули (IV) з одним із діалкілпохідних ЛХА загальної формули (V) і кількості (50 %-ного) розчину лугу (NaOH або KОН) в спирті за межі менше вказаних значень теоретично не дозволяє провести реакцію і призводять до зниження кольорових характеристик пігментного твердого "сплаву". Збільшення кількості (50 %-ного) розчину лугу (NaOH або KОН) в спирті більше 9 мас. ч. суміші пігментів недоцільно, оскільки збільшується кількість стічних вод, а якість пігментного "сплаву" практично не поліпшується. Запропонований спосіб отримання пігментного твердого "сплаву" ілюструється наступними прикладами, колірні характеристики отриманих пігментних твердих "сплавів" приведені в таблиці 1. Приклад 1. Отримання пігментних твердих "сплавів" проводили обробкою суміші пігментів з лінійного хінакридону (ЛХА) і N,N'-диметилхінакридону (ДМХА) концентрованим (40 %-ним) розчином лугу (NaOH) в ізопропіловому спирті з подальшим виділенням маси на воду. Для цього 300 г сухої заздалегідь подрібненої механічної пігментної суміші, зваженої з точністю до 0,01 г, завантажували в колінчастий змішувач і при лопатях, що обертаються, завантажували порційно 624 г розчину 40 %-ного лугу в ізопропіловому спирті протягом 5 хв. Пастоподібну масу 3 UA 84030 U 5 10 перемішували 30 хв. в загерметизованому колінчастому змішувачі з оборотним охолоджувачем. Температуру (25±5)°С в змішувачі підтримували водою через термостат і сорочку змішувача. Після закінчення процесу оборотний охолоджувач переключали на прямий і відганяли ізопропіловий спирт. Далі в колінчастий змішувач додавали воду з одночасним перемішуванням. Отриману суспензію твердого "сплаву" вивантажували, фільтрували, промивали водою до нейтральної реакції по універсальному індикаторному паперу. Водну пігментну пасту модифікували комплексом КВО формули (III, де R=Na) з краун-ефіром в кількості 6 г (2 %) від маси твердого "сплаву", вивантажували і сушили при 80 °C до залишкової вологості 0,5 %, подрібнювали і просіювали через сито №025. Відогнаний ізопропіловий спирт при задовільних аналізах використовували в подальших технологічних операціях. Колористичні показники отриманого твердого "сплаву" приведені в таблиці. Таблиця Колористичні властивості за даними спектрів віддзеркалення нафарбувань в льняній оліфі на основі твердого "сплаву" і механічної суміші з ЛХА і алкілпохідних ЛХА (ДМХА, ДЕХА, ДБХА). Розбілювання 1:20 з ZnO (чисельник - твердий "сплав" по запропонованому методу, знаменник - по прототипу). Співвідношення компонентів, мас. ч. 1:1 1:3 1:10 1:1 3:1 10:1 1:1 1:3 1:10 Колористичні показники Домінуюча довжина хвилі, Віддзеркалення, % Δдом., нм дом., нм ЛХА і ДМХА/ по прототипу 508,8/492,7 9,1/10,8 16,1 504,6/495,4 8,9/10,5 9,2 498,1/489,2 8,7/9,9 8,9 ЛХА і ДЕХА/ по прототипу 501,7/482,7 9,8/11,6 19,0 504,2/494,0 9,5/11,2 10,2 506,8/498,6 9,4/10,7 8,2 ЛХА і ДБХА/ по прототипу 532,3/521,2 9,6/11,7 11,1 528,8/517,4 9,2/10,9 10,9 523,5/514,7 9,0/10,5 8,8 K/S-функція* 4,540/3,684 4,662/3,814 4,791/4,100 4,151/3,368 4,311/3,520 4,366/3,726 4,256/3,332 4,423/3,642 4,601/3,814 * K/S-функція Гуревича-Кубелки-Мунка відображає фарбувальну здатність зразків. 15 20 25 30 Приклади 2-6. Аналогічно прикладу 1 отримували пігментні тверді "сплави" з ЛХА і ДЕХА, з ЛХА і ДБХА при масових співвідношеннях (мас. ч.) 1:1, 1:3, 1:10, 3:1, 10:1. Суміш ЛХА і ДЕХА в цих співвідношеннях після обробки в концентрованому (50 %-ному) розчині лугу (KОН) в метиловому або етиловому спирті з подальшим виділенням маси на воду поверхню часток твердого "сплаву" в співвідношеннях (мас. ч.) 1:1, 1:3, 1:10, 3:1, 10:1 відповідно модифікують додаванням 15 г модифікатора (5 % від маси твердого "сплаву"), комплексу лужного карбоксилвмісного олігоефіру (КВО) формули (III, де R=COC6H5COOK) з краун-ефіром. Далі процес проводять як у прикладі 1 і отримують зразки твердих "сплавів" при співвідношенні компонентів (мас. ч.) 1:1, 1:3, 1:10, 3:1, 10:1 відповідно, які придатні для лакофарбових композицій і для фарбування полімерних матеріалів в яскраві кольори з показниками, що приведені в таблиці. Відогнаний метиловий або етиловий спирт при задовільних аналізах використовують в наступних технологічних операціях. Приклади 7-10. Процес проводять аналогічно прикладу 1 з тією лише різницею, що ЛХА і ДБХА в співвідношеннях 1:3 і 1:10 (мас. ч.) та ЛХА і ДЕХА в співвідношеннях 3:1 і 10:1 (мас. ч.). Суміш ЛХА і ДБХА та ЛХА і ДЕХА в цих співвідношеннях після обробки в концентрованому (45 %-ному) розчині лугу (KОН) в бутанолі і подальшого виділення маси на воду модифікують пігментні частки твердого "сплаву" додаванням 10,5 г модифікатора (3,5 % від маси твердого "сплаву") комплексу лужного карбоксилвмісного олігоефіру (КВО) формули (III, де R=СОС6Н5СООK) з краун-ефіром. Отримують тверді "сплави" при відповідних співвідношеннях компонентів (мас.ч.), 4 UA 84030 U 5 10 15 на поверхні часток яких знаходиться 3,5 % модифікатора. Відогнаний бутиловий спирт при задовільних аналізах використовують в наступних технологічних операціях. Зразки отриманого твердого "сплаву" з ЛХА і ДБХА в співвідношеннях 1:3 і 1:10 (мас. ч.) та з ЛХА і ДЕХА в співвідношеннях 3:1 і 10:1 (мас. ч.) придатні для лакофарбових композицій і для фарбування полімерних матеріалів в яскраво-червоний колір. Кольорові характеристики отриманих твердих "сплавів" приведені в таблиці. Запропонований спосіб отримання твердого "сплаву" має новизну і дозволяє спростити процес та знизити температурний інтервал з 80-90 °C до 20-30 °C і за рахунок цього знизити енергетичні витрати, ліквідувати сірчанокислотні стічні води. Як видно з таблиці, зразки пігментних твердих "сплавів", які отримані в умовах запропонованого способу, мають покращені колористичні властивості з широкою колірною гамою (значно інтенсивніших по фарбувальній здатності з відтінками від рожевого до червоно-фіолетового кольору, чистіших за чистотою тону) в порівнянні зі зразками, які отримані в умовах прототипу. В умовах прототипу із таких сумішей органічних барвників отримати пігментні тверді "сплави" з відтінками від рожевого до червоно-фіолетового кольору по цьому способу не можливо. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб отримання пігментного твердого "сплаву" для фарбування лакофарбових та полімерних матеріалів температурною обробкою впродовж 30 хв. розчином у кількості 1:1-9 мас. ч. на 1 мас. ч. суміші з двох органічних пігментних сполук в співвідношенні 1:10-10:1 (мас. ч.), виділенням і обробкою поверхні отриманих пігментних часток модифікатором - лужним карбоксилвмісним олігоефіром (KСО) загальною формулою (III) або комплексом лужної солі карбоксилвмісного олігоефіру з макроциклічним краун-ефіром в кількості 2-5 %, який відрізняється тим, що як барвники в суміші використовують ЛХА загальної формули (IV) з одним із діалкілпохідних ЛХА загальної формули (V), а як розчинник використовують (45±5)%ний водно-спиртовий розчин лугу (KОН або NaOH) і процес ведуть при (25±5) °С за нижченаведеним хімізмом: H O R' N O (45 5)%-ний водноспиртовий розчин NaOH (KOH) N + N O t=(25 N H =30 хв. R O Лінійний хінакридон (ЛХА) 5)oC Лінійний діалкілхінакридон R=R'=CH3,C2H5,C6H5 H O N N O R' H2 O H Na(K)+ O t=(25 5)oC Твердий " сплав" N N 30 O R . 5 UA 84030 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6