Состав пигмента для крашения полиамида в массе и способ его получения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Рубежанский филиал Научно-исследовательского института органических полупродуктов и красителей(56) Авторское свидетельство СССРМ 292490, кл. С 08 3/20, 1955,Патент Польши Ф 127703, кл1985,Авторское свидетельство СССРМ 1351957, кл. С 09 В 67/00, 1987,Патент Швейцарии М 368897, кл. С 09 В67/00, 1972.(54) СОСТАВ ПИГМЕНТА ДЛЯ КРАШЕНИЯПОЛИАМИДА В МАССЕ И СПОСОБ ЕГОПОЛУЧЕНИЯ Изобреставам, окрлокна в маполучения ипигментамассе, в томта,Целью изобретения является повышение красящей концентрации и степени дисперсности, увеличение массовой доли пигмента в композиции, снижение пылящей способности, придание антистатических свойств композиции,Указанная цель достигается тем, что пигмент диспергируют совместно с полиамидом в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного тение относится к красящим соашивающим синтетические воссе, в частности к технологии олиамидного капсулированного для окрашивания полиамидов вчисле волоконного ассортимен)5 С 09 В 67/00; С 08 3 3/20(57) Сущность изобретения: пигмент органический или неорганический диспегируют совместно с полиамидом в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного вещества при соотношении пигмент: полиамид; серная кислота 1: (0,1-1,0): (1.4-10) с последующим разбавлением массы водой или водным раствором аммиака, выделением, сушкой в присутствии вспомогательных веществ из ряда антистатиков и антипылителей. Полиамидный капсулированный пигмент содержит пигмент 48 - 90 , поверхностно-активное вещество 1-3 , вспомогательное вещество 0.5-3 и полиакапроамид- остальное. Степень дисперсности капсулированного пигмента 1 - 2 мкм, красящая концентрация 118 в 12/ Б длительность работы фильер 150-165 ч.2 с.п. ф-лы. вещества из ряда алифатических карбоновых кислот их солей, или аминов, или полизтиленгликолевых эфйров кислот с числом атомов углерода 6-21 при соотношении пигмент: полиамид: серная кислота 1: (0,1-1,0) - (1,4-О) с последующим ступенчатым разбавлением массы водой или водным раствором аммиака, промывкой и сушкой, введением вспомогательных веществ из ряда антистатиков и/или антипылителей,Получаемый полиамидный капсулированный пигмент содержит, мас.;Пигмент (органический и/илинеорганический) 49-90 Поверхностно-активноевещество 1 - 3Вспомогательное вещество(антипылитель и/илиантистатик) 0,5-3 Полиамид Остальное В качестве поверхностно-активного вещества используют алифатические амины, алифатические карбоновые кислоты или их соли, или полиэтилен гликолевые эфиры карбоновых кислот с числом атомов углерода Сб-С 21 в количестве 1-3 мас, от веса пигмента и полиамида,В качестве вспомогательного вещества используют полиэтиленгликоли, оксиэтилированные алкилфенолы (препараты ОП), оксиэтилированные гидрированные спирты кашалотового жира (препарат ОС), оксиэтилированные синтетические кислоты (стеарокс), продукт присоединения окиси этилена (превоцел), алкамоны (ОСи 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 кислоте и 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 мас.кристаллизуется пигмент, при снижении концентрации кислоты ниже 30 мас.оосаждается полимер, обволакивая частицы пигмента в технологически удобные капсулы. Введением ПАВ оптимизируется размер пигментных частиц, размер капсулированных частиц, пылящая способность и антистатические свойства пигмент- кОЙ 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 структурирования полиамида, что сказывается на удлинении срока службы фильер.Полученный полиамидный капсулированный пигмент (ПКП) можно применять непосредственно для окрашивания полиимидного плава введением в экструдер перед прядением или формованием изделия, можно также применять на стадии приготовления полиамидного красящего5 10 15 концентрата (ПКК) экструзионным методом, при этом получают красящий концентрат высокого качества.Использование предлагаемого полиамидного капсулированного пигмента в технологии окрашивания изделий из полиамидов позволит повысить красящую концентрацию до 105-120 при меньшем расходе пигмента, достигнуть высокого ка-. чества окрашенных иэделий вследствие высокой степени дисперс ности капсулированных частиц(1 - 2 мкм против 20 мкм), уменьшить в 5 - 20 раз пыление пигмента, что способствует улучшению условий труда работающих и сокращению потерь пигмента, увеличить длительность работы фильер при формованииволокна в 5-7 раз,повысить антистатические свойства изделий за счет сокращения времени истекания20 заряда в 2,5-10 раз.Смещение полиамидных капсулированных пигментов (ПКП). различных цветов позволит эффективно создавать модныеоттенки и легко без значительного количе 25 . ства отходов переходить от одного цвета кдругому, так как окрашивание в произвдстве химволокон и других изделий из долиамидов проводят перед стадиейформования,30 Утилизация отработанной серной кислоты включает перевод ее в сульфат аммония - минеральное удобрение.Оптимальным является содержание полиамида 8,5-48 мас, (, меньшее количество35 не обеспечивает полного капсулирования,что приводит к снижению красящей концентрации и алгомерированию пигментных частиц в процессе выделения (пример 10),большее количество полиамида способству 40 ет агрегации частиц пигмента в раствореполимера и соответственно снижению степени дисперсности и красящей концентрации (пример И).Введение поверхностно-активного ве 45 щества (ПАВ) менее 1 мас. не позволяетулучшить формование волокн и увеличитьдлительность работы фильер, уменьшитьпыление, проявить антистатические свойства (пример 12), более 3 мас. приводит к50 снижению красящей концентрации, увеличивает удельный раСход пигмента, способствует образованию "щеины" на волокне,ухудшает качество готового изделия (пример 13).55Введение вспомогательного вещества(ВВ) менее 0,5 мас, ухудшает показатели пылящей способности, соответственно, условия труда работающих, дозировку пигмента (пример 14), более 3 мас. (, снижает5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 красящую концентрацию, степень дисперсности (пример 15),Следующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение,П р и м е р 1. 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. флота- мина, 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 течез ние 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 вспрыскивают 0,2 мас,ч, вазелина в виде эмульсии. Выход 38,4 мас.ч, (95,20 ) содержание пигмента (ПГ) 80 по фотаколориметрическаму анализу, содержание ПАВ - 1,0%, ВВ - 0,5 Я, 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, на в шаровую мельницу загружают 32 мас,ч, сухого пигмента бордо периленового и 0,8 мас,ч, гексаметилендиамина, после диспергирования разбавление проводят 10 водным раствором аммиака до 30 концентрации серной кислоты, в процессе сушки в качестве вспомогательного вещества придают эмульсию на основе 0,8 мас.ч. полиэтиленгликоля ПЗГи 0,4 мас ч. вазелина, Получают 39,9 мас,ч,(выход 97,4 ) ПКП бордо, состав и показатели качества которого приведены в таблице,П р и м е р 3. ПКП получают аналогично примеру 1 на основе 10 мас,ч. полиамида, 200 мас,ч, серной кислоты, 200 мас,ч, кэпрозоля коричневого 4 К в виде 30%-ной водной пасты, 0,75 мас,ч. аминов жирных кислот С 17-С 21. Разбавляют водой ступенчато до 20%-ной концентрации серной кислоты. После диспегирования и выделения проводят репульпацию в 500 см 1-ного водногозраствора аммиака, фильтруют, промывают,сушат, вводят в 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.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, энантной кислоты, В процессе сушки придают смесь 0,9 мас.ч. стеарокса и 0,45 мас.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 примеру 1 на основе 8 мас.ч. полиамида, 220 мас.ч. серной кислоты, 72 мас,ч, пигмента голубого фталоцианинового и 2,4 мас.ч. канифоли, при сушке придают смесь 1,2 мас,ч. препарата ОП и 1,2 мас,ч, ализаринового масла, Получают ПКП голубой, выход, состав и показатели качества которого приведены в таблице,П р и м е р 6, В коленчатый смеситель с Е-образными лопастями вместимостью 1500 см загружают 280 мас,ч, концентрироэванной серной кислоты, 70 мас,ч, поликапроамида, перемешивают в течение 5 ч до достижения однородности консистенции, придают 330 мас.ч. (200 мас,ч. сухого) водной пасты пигмента голубого ) фталацианиноваго, 8,1 мас,ч, олеата натрия, диспергируют в условиях пластичного размола до достижения размера частиц пигмента 1 - 2 мкм. Для капсулировэния пигмента полученную массу выделяют на 1000 смз 1%-ного водного раствора аммиака, фильтруют, промывают, сушат, придавая 2,6 мас.ч, полиэтилсилоксана. Получают 268,9 мас.ч. (выход 96 ПКП голубого, состав и показатели качества которого 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. азапигмента желтого прочного К, 3,3 мас.ч. флатамина, в процессе сушки придают эмульсию, содержащую 1,65 мас.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 мас.ч. полиамида, 600 мас.ч. серной кислоты, 150 мас,ч. кадмия красного, 6 мас,ч. полиэтиленгликольадипината, в процессе сушки придают смесь 3 мас,ч, алкамонэ Н и 3 мас,ч. вазелина, Получают КПК красно-коричневый, выход, состав и показатели качества которого представлены в таблице.П р и м е р 9. В коленчатый смеситель с Е-образными лопастями вместимостью 25 дм загружают 3299 мас.ч, концентрированной серной кислоты, 2500 мас.ч, поликапроамида, перемешивают до получения однородной массы в течение 5-8 ч, порциями в течение 2 ч загружают 8000 мас.ч. сажи, 105 мас,ч. полизтиленгликольсебацианата. Проводят диспегирование в течение 8-12 ч до достижения размера частиц пигмента 1- мкм, Для капсулирования пигмента серно- кислотную массу. выделяют в 3500 мас.ч.1 -ного водного раствора аммиака. Капсулированный пигмент выделяют известными приемами, в процессе сушки придают 105 мас.ч. препарата ОСи 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 10, 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 мас.ч. 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 примеру 1, но придают 0,2 мас.ч. флотамина. Выход, состав и показатели качества пигмента барда 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 аналогичнопримеру 1, но в процессе сушки вводят 0,01 мас,ч, вазелина. Выход, состав и показатели качества ПКП бордо представлены в таблице. ,5 П р и м е р 15. ПКП получают аналогичнопримеру 1, но в процессе сушки вводят 2,0 мас,ч, вазелина. Выход, состав и показатели качества ПКП бордо представлены в таблице.формула изобретения 10 1. Состав пигмента для крашения полиамида в массе, содержащий пигмент и пол.икапроамид, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит поверхностно- активное вещество из ряда алифатических 15 карбоновых кислот или их солей, или их аминов, или их полиэтиленгликолвых эфиров с числом углеродных атомов 6-21 и антистатик и/или антипылитель при следующем соотношении компонентов, мас. ;20 Пигмент 48-90Указанное поверхностноактивное вещество 1-3 Антистатик и/илиантипылитель 0,5-3 25 Поликапроамид Остальное2. Способ получения пигмента для крашения полиамида в массе путем смешения раствора поликоапроамида в кислоте с пигментов с последующим выделением целево го продукта, промывкой и сушкой, о т л ич а ю щ и й с я тем, что смешение ведут в концентрированной серной кислоте в присутствии поверхностно-активного вещества из ряда алифатических аминов, или кислот, 35 или их солей, или их полиэтиленгликолевыхэфиров 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 после дующим разбавлением массы водой иливодным раствором аммиака до 20-30-ной концентрации серной кислоты и введением антистатика и/или антипылителя на стадии сушки.4510 1828866 Состав и показатели качества полиамидного капсулированного пигмента (ПКП) Заг жено масс,ч,Соотношение ПГ:ПА:СКПигмент П Серная ПолиПримеамид ПА кислота вес наименование ра СК 32 1:0,25:5,6 180 32 20 180 1:0,25:5,6 1:0,50:10 8 10 Кэпризоль коричневый 4 К 200200 220 Голубой фталоцианиновый 200 70 280 1:0,35:1,4 8 9 дельных значений по полиами 10 2 180 Бордо периленовый 32 1:0,08:5,6 о пе иленовый 32 1:2,5:5,6 11 80 П име ы зап е ельных значений по ПАВ 180 Бордо периленовый 32 1:0,25:5,6 180 Бо о пе иленовый 32 1;0,25:5,6 12 П име ы зап едельных значениий по вспомогательном ве еств ВВ 180 180 14:0,25:5,6 :0,25:5,6 периленовыйпе иленовыйы по и ототип 5 32 00 олубой фталоцианино12 1828866 Продолжение таблицы Эаг жено, масс.ч,Выход, О Поверхностно-активное вещество ПАВВспомогательное вещество ВВ вес наименование наименование вес 0,4 0,2 95,2 0,8 0,8 0,4 97,4 ПревоцелСиликоновое масло 0,3 93,7 0,75 0,3 5 3,4 8 8 лкамон 5 ликоновое масло име ы зап е ельных значений по ПАВ Флотамин 0,2 Вазелин 0,2 Флота мин 1,8 Вазелин 0,2 П име ы зап едельных значе гательном ве еств В овс,4 П Вазелин 0,0 Вазелин 2,0 име ы по и ото 16 Диспергатор НФ 17 испе гато НФ г 4. примераФлотам Флотам Вазелин ПЭГВазелин Стеарокс Кокосовое маслоПрепарат ОПзариновое масл Полизтилсилоксан Алкамон ОСинтетический воск .Препарат ОС Вазелин 1,6 1,6 9294ВВ ПАВ ПА ПГ 0,5 1,0 18,5193219 80,7663,577 2,5 9,5 84,5 25 90 48 74 48 23 олиами 0,5 0,5 925 ых значений ПА е ель име ыз 79,276 0,5 4,5 2 0,5 П им начении спомогатеП римеры и прото 1,560 след след 2 3 4 5 6 7 8 9 Продолжение таблицы Показатели качества ПКП Красящая концентрация,118 116 106 117 120 114 110 105 109 зап е ельных значений по и льном ве еств зап едельных з1828866 Продолжение таблицы Показатели качества ПКП Удельный расмера ход ПКП длядостиженияэталона цвета,Длительность Время истекания заряда, с Пылящая способность, % Степень дисперсности, мкмработы фильер,ч к ПА 7-8 1,93 0,19 5 - 6 1,83 0,18 1.90 0,19 1 - 2 0,76 0,16 4-6 0,84 0,17 1,48 0175 1 - 2 1,46 0,18 0,16 0,19 1-2 2-4 0,94 1 - 2 0,68 ных значений по полиами име ы зап е ель 12-164-8 108 120 3,8 0,21 10 11 5 - 6 1,15 0,45 по ПАВ П име ызап е ельных значений 4-6 54 48 2,48 0,23 2 - 5 0,94 0,26 ельном ве еств ВВ П име ызап иий по вспомогат е ельных значен 2,16 4 - 7 0,27 0,28 4 - 6 1,09 ы по прототипу Пример 18-20 16-18 28 28 4,78 до 5 до 5 1,5 3,98 Редактор Н,Семенова Заказ 122 5 6 7 8 9 150 155 158 150 165 145 155 145 150 Составитель В.КаленикТехред М.Моргентал Корректор С;Патрушева Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101