Способ получения дневных флуоресцентных пигментов

 

Изобретение относится к получению дневных флуоресцентных пигментов, которые могут быть использованы для окрашивания пластмасс, изготовления яркоокрашенных рекламных полимерных пленок. Описывается способ получения дневных флуоресцентных пигментов с использованием смешения люминофора и красителя, повышенной температуры, обработки реакционной смеси кислотой и сушки, причем смешению подвергают смесь мочевины или меламина, бензолсульфамида или п-толуолсульфамида, уротропина и красителя - Родамина С или Родамина 6Ж в параформе с последующим добавлением люминофора, при этом люминофор и указанный краситель используют в количестве от 1 до 3% от общей массы смеси, конденсацией полученной смеси с постепенным повышением температуры до начала образования смолообразных продуктов, обработкой горячей реакционной смеси раствором щавелевой кислоты с добавлением динитрилазобисизомасляной кислоты до рН 6-7 и сушкой при 165^oС. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к способам получения дневных флуоресцентных пигментов, которые могут быть использованы для окрашивания пластмасс, изготовления яркоокрашенных рекламных полимерных пленок и т. д.

Известны способ и композиции для получения органических флуоресцентных пигментов, представляющих собой твердые растворы люминофоров и красителей в полиэфирных, мочевиноформальдегидных, меламиноформальдегидных и других поликонденсационных смолах (А.С. СССР 192328, oп. 06.02.1967 в БИ 5; А.С. СССР 248204, oп. 10.07.1969 в БИ 23; А.С. SU 1484826, оп. 07.06.89. в БИ 21 и т. д.].

Оптические показатели пигментов (яркость, способность окрашивать и т.п.) сильно зависят от состава и размера частиц пигмента. Уменьшение размера последних сокращает расход пигментов при окрашивании. Операция измельчения пигментов на базе конденсационных смол в тонкий порошок энергоемка, требует больших затрат времени [А.С. СССР 192328, oп. 06.02.1967 в БИ 5], что и является недостатком этого 10 способа. Данный недостаток лишь частично устранен при получении пигмента и композиции, предложенной в изобретении "Композиция для получения флуоресцентного пигмента" [А.С. SU, 1484826 A1, oп. 07.06.89 в БИ 21].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является [А.С.СССР 235890] способ получения дневных флуоресцентных пигментов на основе мочевиноформальдегидной смолы с использованием бензол- или п-толуолсульфамида, люминофора 3-метоксибензантрона, 1,3,5-трифенилпиразолина и красителя, выбранного из группы: родамин С, родамин 6Ж, сульфированный фталоцианин меди, при повышенной температуре, по которому мочевиноформальдегидную смолу подвергают взаимодействию с указанными соединениями при определенном соотношении с последующей обработкой реакционной массы минеральной кислотой до рН 1-3. Данный способ позволяет получить пигмент в виде однородного окрашенного порошка с небольшим остатком при просеве на сите с сеткой 0.1 К (1.5-1.95). Однако данный способ предполагает предварительный синтез мочевиноформальдегидной смолы, а также обработку реакционной массы после конденсации достаточно большим объемом кислоты, что усложняет технологический процесс.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологического процесса, увеличение выхода мелкодисперсных фракций пигмента при помоле и просеве, повышение яркости пигмента. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения дневных флуоресцентных пигментов с использованием смешения люминофора и красителя, повышенной температуры, обработки реакционной смеси кислотой и сушки, отличающийся тем, что смешению подвергают смесь мочевины (карбамида) или меламина, бензолсульфамида или п-толуолсульфамида, параформа, уротропина, красителя, выбранного из группы триарилметановых диаминоксантеновых красителей: родамина С, родамина 6Ж с последующим добавлением люминофора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Мочевина или меламин - 45-55 Бензолсульфамид или п-толуолсульфамид - 9-11 Параформ (40% формалин) - 51-61 Уротропин - 48-52 Люминофор и краситель (красящий компонент) - От 1 до 3% от общей массы конденсацией полученной смеси с постепенным повышением температуры до начала образования смолообразных продуктов, обработкой горячей реакционной смеси раствором щавелевой кислоты с добавлением динитрилазобисизомасляной кислоты (не менее 30% от общего количества необходимой кислоты, но не более 6% общей массы пигмента) до рН 6-7 и сушкой при 165^oС. Сушку завершают после прекращения выделения летучих. Полученный после сушки полуфабрикат легко рассыпается и перетирается.

Количества красителя и люминофора ограничены из-за явления "гашения" флуоресценции, характерного для таких систем.

Количество динитрилазобисизомасляной кислоты не должно превышать 6% от общей массы получаемого пигмента (при повышении начинает снижаться яркость, при незначительном увеличении - выход мелких фракций). Сушка продукта при 160-165^oС позволяет завершить все реакции конденсации, удалить летучие, т.е. улучшить потребительские качества пигментов.

Использование в композиции уротропина приводит к повышению яркости пигмента, вероятно благодаря синтезу смолы несколько иного состава по сравнению со смолой, получаемой из компонентов без последнего, ввиду сложности продуктов распада уротропина.

Обработка щавелевой кислотой с динитрилазобисизомасляной кислотой улучшают истираемость пигмента в порошок, вероятно, по двум моментам: из-за выделения газа при разложении и влияния на механизм получения смолы (введение динитрилазобисизомасляной кислоты уже в момент смешения основных компонентов также давало эффект улучшения истираемости, т.е. это указывает на сложность действия добавки в композиции).

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 Смесь, состоящую из 50 г мочевины, 10 г п-толуолсульфамида, 10 г уротропина, обрабатывают 56 г параформа (формалина 40%), в котором предварительно растворен краситель родамин 6Ж в количестве 1,5 г, перемешивают, добавляют люминор 3-метоксибензантрон в количестве 0.35 г, нагревают на песчаной бане в реакционном сосуде до 105^oС и конденсируют с постоянным удалением воды до тех пор, пока температура не поднимется до 135^oС, далее вводят раствор щавелевой кислоты, содержащей 30% динитрилизомасляной кислоты до тех пор, пока рН системы не будет равным 6, после чего смолу выливают на металлическую ленту и помещают для сушки в термошкаф (165^oС). Сушку завершают после прекращения выделения летучих. Полученный после сушки полуфабрикат легко рассыпается и перетирается.

Пример 2.

То же самое, что и в примере 1, но уротропин заменен на формальдегид (в виде формалина) и аммиак количественно, предполагается, что уротропин полностью разлагается на формальдегид и аммиак Пример 3.

То же самое, что и в примере 1, но кислотную обработку делают только щавелевой кислотой.

Пример 4.

То же самое, что и в примере 2, но кислотную обработку делают только щавелевой кислотой.

Пример 5.

То же самое, что и в примере 1, но мочевина заменена меламином.

Пример 6.

То же самое, что и в примере 5, но люминофор полностью заменен красителем.

Свойства пигментов, полученных по примерам 1-6, представлены в табл. 1.

Анализ табл. 1 показывает, что по предлагаемому способу получаются пигменты, не уступающие по основным показателям (хим. стойкости, термостойкости, атмосферостойкости) прототипу, при этом имеющие более высокий коэффициент яркости при меньшем времени истирания в порошок.

Время измельчения пигмента до оптимальных размеров (просев через сито 270 К) сокращается на 60%, при этом выход рабочей фракции - 98%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить энергозатраты на измельчение, увеличить выход рабочей фракции, увеличить степень помола, что в конечном счете ведет к сокращению необходимого количества пигмента при окрашивании.

Разработанный пигмент был использован для окрашивания полимерных пленок на базе эфиров целлюлозы, ПВХ-композиций, ПЭВД, придания дополнительной окраски готовым промышленно-выпускаемым эмалям. Результаты представлены в табл. 2.

Формула изобретения

Способ получения дневных флуоресцентных пигментов с использованием смешения люминофора и красителя, повышенной температуры, обработки реакционной смеси кислотой и сушки, отличающийся тем, что смешению подвергают смесь мочевины или меламина, бензолсульфамида или п-толуолсульфамида, уротропина и красителя - Родамина С или Родамина 6Ж в параформе с последующим добавлением люминофора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Мочевина или меламин - 45-55
Бензолсульфамид или п-толуолсульфамид - 9-11
Уротропин - 48-52
Параформ - 51-61
Люминофор и указанный краситель - От 1 до 3% от общей массы смеси
конденсацией полученной смеси с постепенным повышением температуры до начала образования смолообразных продуктов, обработкой горячей реакционной смеси раствором щавелевой кислоты с добавлением динитрилазобисизомасляной кислоты до рН 6-7 и сушкой при 165^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2