Способ получения дневных флуоресцентных пигментов на основе мочевиноформальдегидной смолы

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5д 4 С 09 0 5!22

H ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 376 1695/23-05 (22) 30.05.84 (46) 07.06.86. Бюл. Ф 21 (72) М.М.Селезнев, Н.А.Лысенко и Т.А.Сердечная (53) 677.846.4 (088.8) (56) Технологический регламент

Ф 729 производства дневных флуоресцентных пигментов предприятия ПО

"Краситель", и 13837, Д-424, 7, 1976. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДНЕВНЫХ

ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ ПИГМЕНТОВ НА ОСНОВЕ . МОЧЕВИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОИ СМОЛЫ с использованием бензол- или к-толуолсульфамида, люминофора — 3-метоксибензантрона, 1,3,5-трифенилпиразоли„„Я0„„1235890 А1 на и красителя, выбранного из группы: родамин С, родамин 6Ж, сульфированный фталоцианин меди,при повышенной температуре, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и температуры его размягчения, а также упрощения технологического процесса, мочевиноформальдегидную смолу подвергают взаимодействию с указанными соединениями при соотношении бенэол- или w-толуолсульфамида и мочевиноформальдегидной смолы 0,54-1,86:1 при. 85- 105 С с последующей обработкой реакционной массы минеральной или органической кислотой до рН 1-3 при той же температуре.

25

40

Ф 12

Изобретение относится к технологии производства пигментов, в частности к способу получения дневных флуоресцентных пигментов, используемых в дневных флуоресцентных красках, карандашах, мелках и туши.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта и температуры его размягчения, а также упрощение технологического процесса.

Дневной флуоресцентный пигмент на основе мочевиноформальдегидной смолы получают конденсацией предварительно приготовленной мочевиноформальдегидной смолы с арилсульфамидом, взятым в соотношении 1:0,55-1,86 соответственно в присутствии органического люминофора и красителя при 85-105 С с последующей обработкой кислотой до рН 1-3.

Изменение указанного соотношения смол и арилсульфамида приводит к ухудшению качества пигментов„ его технологических свойств. Уменьшенное количество (менее 0,54 мас,ч. на

1 мас.ч. смолы) модифицирующего компонента — арилсульфамида приводит к получению реэиноподобной массы, которую невозможно размалывать, значительно ухудшается яркость пигмента.

Увеличенное количество арилсульфамида приводит к образованию пигмента в виде стекловидной глыбы, которую очень трудно выгружать из аппарата и размалывать.

Количество кислоты, применяемой для кислотной обработки, ограничивается показателем рН 1-5. Увеличение количества кислоты до рН ниже 1 и уменьшение количества кислоты до рН вьппе 5 нежелательно, в первом случае из-эа ее перерасхода, а во втором— из-за резкого снижения скорости осаждения пигмента.

При температуре ниже 85 С арилсульфамид в системе находится в виде суспенэии, поэтому реакция конденсации не идет. Температуру конденсации выше 105 С, т.е. вьппе температуры кипения системы, повышать нецелесообразно, так как для этого необходимо конденсацию проводить под давлением.

Кроме того, необходима обработка реакционной массы кислотой после конденсации.

Если вместо кислотной обработки продукта конденсации провести обра35890 2 ботку водой, то образуется аморфный осадок (примеры 6-8), не пригодный для применения в качестве пигмента.

Температура кислотной обработки реакционной массы ограничивается ггределами 85-105 С. Вьппе 105 С повышать температуру нецелесообразно, так как эта температура кипения реакционной массы при конденсации. Ниже 85 С обработку реакционной массы проводить невозможно, так как система кристаллизуется.

Иочевиноформальдегидную смолу получают следующим образом.

По первому варианту смесь карбамида и нейтрализованного 8%-ным раст.— вором едкого натра 37% формалина конденсируют в мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:1,91 при

20.50 С и рН 7-8 и коэффициенте рефракции 1,400-1,420, затем добавляют

5%-ный раствор серной кислоты и конденсируют с фурфуролом при рН 5,1—

5,5 и температуре 98-102 С, после чего нейтрализуют 8%-ным раствором едкого натра до рН среды 7,5-8,5, доконденсируют со второй порцией карбамида и проводят вакуум-сушку.

По второму варианту смесь карбамида и нейтрализованного 8%-ным раствором едкого натра 37% формалина кон,ценсируют в мольном соотношении карбамида и формальдегида 1:2,1 при 5060 С и рН 7,5-8,0, затем в присутствии хлористого цинка при 96-98 С и

5 рН 4,8-5,0, после чего нейтрализуют

8%-ным раствором едкого натра до рН

7,5-8,5 с последующим концентрирова-. нием смолы при 75-85 С (рН 7,5-8,5), коэффициенте рефракции 1,4600—

1,4510 и доконденсируют со второй порцией (0,53 моль) карбамида и тетраборнокислого натрия при 50-60 С, Пример 1. В колбу„снабженную мешалкой, термометром, баней для обогрева, загружают 50 г -толуолсульфамида, 0,48 г 3-метоксибензантрона, 0,48 г родамина С, 0,79 г родамина бЖ и 50 г воды. Смесь при размешнвании нагревают до 100 С, .выдерживают 15 мин, после чего добавляют

50 г,в пересчете на сухой остаток, мочевиноформальдегидной смолы (соотношение смолы и h -толуолсульфамида

1: 1) и размешивают при этой температуре 10 мин, Затем реакционную массу обрабатывают 84 г 5%-ного водного раствора ортофосфорной кислоты до

1235890 рН 1 и охлаждают в течение 10 мин до комнатной температуры. Выпавший кристаллический пигмент обрабатывают 25 мл 10Х-ного водного раствора едкого натра до рН 7,5, фильтруют, 5 сушат и размалывают. Получают 98,5 г хрупкого порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента.

Выход составляет 98,5Х. Температура размягчения 165 С.

Укрывистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 110 г/см2 .

Пример 2. Готовят смесь:

35,0 г банзолсульфамида, 0,47 r

1,3,5-трифенилпираэолина-2, 0,87 г красителя прямого бирюзового (сульфированного фталоцианина меди) и .50 мл воды, нагревают до 105 С и после 10-минутного раэмешивания добавля- 20 ют 65 г, в пересчете на сухой остаток, мочевиноформальдегидной смолы, модифицированной фурфуролом (соотношение смолы и бензолсульфамида 1:

0 54), размешивают при 105 С 10 мин 25 и обрабатывают 85,0 r 5X-ного водного раствора щавелевой кислоты до рН

3, охлаждают в течение 15 мин до комнатной температуры, обрабатывают

28 мл 10Х-ного. водного раствора ед- 30 кого натра до рН 9, фильтруют, сушат и размалывают. Получают 98,8 г порошка дневного флуоресцентного бирюзового пигмента. Выход составляет 98,8Х.

Температура размягчения 171 С.

Пример ы 6-8. Проводят в условиях примеров 1-3 с той разницей, что вместо кислотной обработки реакционную массу после конденсации обрабатывают водой.

В случае, когда соотношение смолы и арилсульфамида составляет 1: 1, образуется аморфный осадок, при соотношении 1:0,54 соответственно образуется резиноподобный аморфный осадок, при соотношении 1:1,86 соответственно образуется аморфный осадок, который начннает кристаллизоваться спустя 24 ч, причем красящая пленка, полученная на основе продукта кристаллизации, прозрачна.

Пример 9. Проводят в условиях примера 1 с той разницей, что реакционную массу после конденсации обрабатывают 80 г ЗХ-ного водного раствора ортофосфорной кислоты до pH 5. Полная кристаллизация пигмента происходит за время охлаждения до

Укрывистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 120 г/м .

Пример 3. Готовят смесь:

65 r бензолсульфамида, 0,48 r 3-метоксибензантрона и 50 мл воды нагревают до 85 С и после 10-минутного размешивания добавляют 35 г, в пересчете на сухой остаток, мочевиноформальдегидной смолы (соотношение смо- 45 лы и бензолсульфамида 1:1,86) и размешивают при 85 С 10 мин и обрабатывают 92 г 5Х-ного раствора соляной кислоты до рН 1, охлаждают в течение

t5 мин до комнатной температуры, обрабатывают 28 мл 10Х-ного водного раствора едкого натра до рН 9, фильтруют, сушат и размалывают.

Получают 98,8 r порошка дневного 55 флуоресцентного желтого пигмента. Выход составляет 98,8Х, температура размягчения 170 С.

Укрывистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 124,8 г/м .

Красящая пленка, образованная дневными флуоресцентными красками, включающими дневные флуоресцентные пигменты, полученные по примерам 13, непрозрачна, поэтому при использовании таких красок не требуется предварительное нанесение подложек.

Пример 4. Пигмент получают в условиях примера 1 с той разницей, что на конденсацию загружают 30 r и-толуолсульфамида и 70 r, в пересчете на сухой остаток, мочевиноформальдегидной смолы (соотношение смолы и

t-толуолсульфамида 1:0,43).

Получают оранжево-красный продукт в виде резиноподобной массы, которую невозможно размалывать. Температуру размягчения определить не возможно из-эа невозможности заполнения капилляра.

Пример 5. Пигмент получают ,в условиях примера 1 с той разницей, что на конденсацию загружают 70 г

a"òoëóîëñóëüôàìèäà и 30 г, в пересчете на сухой остаток, мочевиноформальдегидной смолы (соотношение смолы и -толуолсульфамида 1:2,3).

Получают оранжево-красный продукт в виде крупных стекловидных гранул, трудно поддающихся размолу, из-за чего температура размягчения не определяется.

1235890

Составитель А,.Холин

Редактор Г.Волкова Техред M.Ходанич Корректор И. Самборская

Заказ 3060/22 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие., г.ужгород, ул.Проектная,4 комнатной температуры (в течение

15 мин). Получают 98,5 однородного порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента. Температура размягчения 165 С.

Укрывистость в эдно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 110 г/м .

Пример 10. Проводят в условиях примера 1 с той разницей, что реакционную массу после конденсации обрабатывают 75 r 3%-ного водного раствора ортофосфорной кислоты до рН 6. Полная кристаллизация пигмента происходит спустя 35 мин после охлаждения реакционной массы до комнатной температуры. Получают 97,5 г однородного порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента с температурой размягчения 163 С.

Укрывистость водно-дисперсионной краски, полученной на основе пигмента, составляет 152 г/м .

Таким образом, резкое увеличение времени кристаллизации (более чем в три раза) и снижение температуры размягчения на 2 С при обработке реакционной массы после конденсации кислотой до рН 6 позволяет считать верхним пределом обработки кислотой до рН 5.

Пример 11. Проводят в условиях примера 9 с той разницей, что не проводят щелочную обработку выпавшего кристаллического пигмента. Получают 98 r однородного порошка дневного флуоресцентного оранжево-красного пигмента, температура размягчения

162 С. Водная вытяжка при обработке

I r пигмента имеет рН 2, 3. После отмывки пробы пигмента от кислоты, температура размягчения 165 С.

Дневной флуоресцентный пигмент, получ е нный по примеру 1 1, ис пользуют для получения мелков, В этом случае свободная кислота нейтрализуется при смешении с мелом (СаСО ).

Качество пигментов по примерам 13: однородный порошок оранжево-красного цвета, по цветовому току и яр10 кости накраски близок накраске стандартного образца, температура размягчения 165 С, остаток просева на сите с сеткой 0.1К 1„85% (пример 1); однородный порошок бирюзового цвета, по

1 цветовому тону и яркости накраски близок накраске стандартного образца, температура размягчения 171 С остаток просева на сите с сеткой 01К . 1,9 (пример 2); однородный порошок желтого образца, температура размягчения 170 С, остаток просева на сите с сеткой 0}К 1,95 (пример 3).

Таким образом, отличием дневных флуоресцентных пигментов, полученных

25 по предлагаемому способу, от известных является более высокая темперао тура размягчения 165-171 С против

1 20-140 С . щ Кроме того, по предлагаемому способу получают пористые хрупкие дневные флуоресцентные пигменты в отличие от известных, которые получают в виде монолитной стекловидной глыбы, которую очень трудно выгружать иэ реакционной емкости и которую необходимо небольшими порциями направлять на повторную конденсацию. Длительность предлагаемого технологи@ ческого процесса 2 — 3 ч, в отличие от 20-26 ч по известному способу.

Выход целевого продукта повышается с 78-82 до 98 .