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Dokumentenidentifikation DE4330864A1 16.03.1995
Titel Imidazolylmethylierte Kupferphthalocyaninfarbstoffe
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
Erfinder Hengelsberg, Heidi, Dr., 68163 Mannheim, DE;
Ruske, Manfred, 67063 Ludwigshafen, DE;
Mayer, Udo, Dr., 67227 Frankenthal, DE
DE-Anmeldedatum 11.09.1993
DE-Aktenzeichen 4330864
Offenlegungstag 16.03.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.03.1995
IPC-Hauptklasse C09B 47/32
IPC-Nebenklasse C09B 67/34   C09B 67/22   D06P 1/42   D06P 1/14  
IPC additional class // D06P 3/60,3/32,3/76,3/24,3/52  
Zusammenfassung Basische Farbstoffe der Formel
<formula>
in der
n 1 bis 3,
CuPc einen Kupferphthalocyaninrest,
R1 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl,
R2 C1-C4-Alkyl,
R3 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl,
R4 C1-C4-Alkyl und
$I2 das Äquivalent eines Anions bedeuten,
mit der Maßgabe, daß R1 und R3 nicht gleichzeitig für Wasserstoff stehen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, Farbstoffzubereitungen, enthaltend die neuen Farbstoffe, sowie die Verwendung der neuen Farbstoffe zum Färben oder Bedrucken von polymerem Material.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft neue basische Farbstoffe der Formel I



in der

n 1 bis 3,

CuPc einen Kupferphthalocyaninrest

R¹ Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl,

R² C&sub1;-C&sub4;-Alkyl,

R³ Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl,

R&sup4; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl und

An⊖ das Äquivalent eines Anions bedeuten,

mit der Maßgabe, daß R¹ und R³ nicht gleichzeitig für Wasserstoff stehen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, Farbstoffzubereitungen, enthaltend die neuen Farbstoffe, sowie die Verwendung der neuen Farbstoffe zum Färben oder Bedrucken von polymerem Material.

Aus der EP-A-34 725 sind Farbstoffe bekannt, die denen der Formel I ähnlich sind. Sie enthalten eine geringere Anzahl an Alkylgruppen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die dort beschriebenen Farbstoffe nur über eine unbefriedigende Löslichkeit verfügen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, neue basische Farbstoffe auf Basis von imidazolylmethylierten Kupferphthalocyaninen bereitzustellen, die eine sehr gute Löslichkeit aufweisen.

Demgemäß wurden die eingangs näher bezeichneten basischen Farbstoffe der Formel I gefunden.

Reste R¹, R², R³ und R&sup4; sind z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl oder tert-Butyl.

Geeignete Anionen, die dem Äquivalent An⊖ eines Anions zugrunde liegen, sind z. B. Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, Acetat, Propionat, Mono-, Di- oder Trichloracetat, Lactat, Methoxyacetat, Citrat, Succinat, Methansulfonat, Benzolsulfonat oder 2- oder 4-Methylbenzolsulfonat.

Bevorzugt sind basische Farbstoffe der Formel I, in der R¹, R² und R&sup4; jeweils Methyl und R³ Wasserstoff bedeuten.

Weiterhin bevorzugt sind basische Farbstoffe der Formel I, in der n 2 bis 3, insbesondere ca. 3 bedeutet.

Bedingt durch die Synthese des im folgenden genannten Kupferphthalocyanins der Formel II, liegen die basischen Farbstoffe der Formel I üblicherweise als Gemische vor, d. h. n ist in der Regel keine ganze Zahl.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die erfindungsgemäßen basischen Farbstoffe der Formel I vorteilhaft erhalten werden, wenn man ein Kupferphthalocyanin der Formel II



in der n, CuPc, R¹ und R³ jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen und L Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl bedeutet, mit einem Alkylierungsmittel der Formel III

R²-X (III)

in der R² die obengenannte Bedeutung besitzt und X eine Austrittsgruppe bedeutet, umsetzt.

Geeignete Austrittsgruppen x sind z. B. Chlor, Brom, Iod, Methosulfat, Ethosulfat oder ein Rest der Formel Y-SO&sub3;, worin Y für Phenyl oder 2- oder 4-Methylphenyl steht.

Die Behandlung des Kupferphthalocyanins der Formel II mit dem Alkylierungsmittel III erfolgt in der Regel in wäßrigem Medium bei einer Temperatur von 20 bis 50°C, vorzugsweise 25 bis 45°C, in Gegenwart einer Base.

Geeignete Basen sind z. B. Natrium- oder Kaliumcarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat oder Natrium- oder Kaliumacetat.

Je mol Kupferphthalocyanin II kommen in der Regel 5 bis 8 mol, vorzugsweise 5 bis 6,5 mol, Alkylierungsmittel III sowie 1 bis 3 Moläquivalent, vorzugsweise 1 bis 2,1 Moläquivalent, Base zu Anwendung.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen basischen Farbstoffe wird zweckmäßig so vorgenommen, daß man Kupferphthalocyanin II, Wasser und Base vorlegt und bei einer Temperatur von 20 bis 50°C das Alkylierungsmittel zugibt. Danach wird das Gemisch 1 bis 3 Stunden bei obengenannter Temperatur gerührt. Das resultierende Reaktionsgemisch ist nach dem Abkühlen direkt gebrauchsfertig.

Die Kupferphthalocyanine der Formel II sind an sich bekannt und z. B. in der EP-A-34 725 beschrieben, oder können nach den dort genannten Methoden erhalten werden.

Die neuen basischen Farbstoffe der Formel I weisen eine ausgezeichnete Wasserlöslichkeit auf, so daß sie vorzugsweise in Flüssigeinstellungen zur Anwendung kommen.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung weiterhin Farbstoffzubereitungen, enthaltend, jeweils bezogen auf das Gewicht der Farbstoffzubereitung, 22 bis 34 Gew.-%, vorzugsweise 28 bis 32 Gew.-%, eines basischen Farbstoffs der Formel I sowie 63 bis 73 Gew.-%, vorzugsweise 68 bis 73 Gew.-%, Wasser. Als (auf 100 Gew.-% zu ergänzende) Restmengen enthalten die erfindungsgemäßen Farbstoffzubereitungen in der Regel noch Salze.

Die erfindungsgemäßen basischen Farbstoffe der Formel I können für sich alleine, in Gemischen untereinander und zusammen mit anderen kationischen oder anionischen Verbindungen in Form ihrer Lösungen oder in Form von Pulvern oder Granulaten angewendet werden. Sie eignen sich vorteilhaft zum Färben oder Bedrucken von polymerem Material, insbesondere von Papierstoffen, aber auch von Cellulose, Baumwolle, Leder, Bastfasern, Hanf, Flachs, Sisal, Jute, Kokos oder Stroh.

Die Farbstoffe können vorzugsweise bei der Herstellung von in der Masse gefärbtem, geleimtem und ungeleimtem Papier verwendet werden. Sie können ebenfalls zum Färben von Papier nach dem Tauchverfahren angewendet werden.

Das Färben von Papier, Leder oder Cellulose erfolgt nach an sich bekannten Methoden.

Mit den neuen Farbstoffen kann man auch Polyacrylnitriltextilien oder durch anionische Gruppen modifizierte Polyamid- oder Polyestertextilien färben, foulardieren oder bedrucken.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

150 g imidazolylmethyliertes Kupferphthalocyanin der Formel



und 10 g Magnesiumoxid wurden in 430 g Wasser suspendiert. Anschließend tropfte man bei einer Innentemperatur von 30 bis 45°C 115 g Dimethylsulfat hinzu. Nach beendeter Zugabe rührte man 60 min bei der obengenannten Temperatur und abschließend 1,5 h bei 80 bis 90°C. Die nach dem Abkühlen erhaltene, niederviskose Lösung ist sofort gebrauchsfertig. Sie ist lagerstabil und enthält 32 Gew.-% des Farbstoffes der Formel



Sie löst sich leicht und rückstandslos in Wasser. Der Flüssigfarbstoff färbt Papier in türkisblauen Farbtönen.

Beispiel 2

Man ersetzte das in Beispiel 1 verwendete Magnesiumoxid durch 36 g Natriumacetat. Man erhielt den Farbstoff des Beispiels 1.

Die Lagerstabilität der Farbstofflösung ist gut.

Beispiel 3

Man verfuhr analog Beispiel 1, verwendete jedoch anstelle von Magnesiumoxid eine Mischung aus 5 g Magnesiumoxid und 18 g Natriumacetat. Man erhielt eine Farbstofflösung, die eine gleich gute Löslichkeit und Lagerstabilität aufweist.

Beispiel 4

Man verfuhr analog Beispiel 1, verwendete jedoch anstelle von Dimethylsulfat 140 g Diethylsulfat. Man erhielt den Farbstoff der Formel



Die Flüssigeinstellung des Farbstoffs weist ebenfalls geringe Viskosität und gute Lagerstabilität auf.

Beispiel 5

Eine Lösung des in Beispiel 1 beschriebenen Farbstoffes mit den gleichen anwendungstechnischen Eigenschaften wurde erhalten durch Zudosieren einer Suspension aus 150 g imidazolylmethyliertem Kupferphthalocyanin der Formel



10 g Magnesiumoxid und 430 g Wasser zu 115 g Dimethylsulfat. Die Zutropfgeschwindigkeit wurde derart gesteuert, daß die Innentemperatur 30 bis 45°C nicht überschritt. Nach beendeter Zugabe verfuhr man wie in Beispiel 1 beschrieben.

Nach dieser Verfahrensvariante ist es außerdem möglich, eine Suspension, bestehend aus Kupferphthalocyanin, der Base und Wasser zu verwenden, deren Gehalt an Kupferphthalocyanin 10 bis 20% höher ist als in Beispiel 1 beschrieben. Die erhaltene Farbstofflösung wird dann durch Zugabe einer entsprechenden Menge Essigsäure oder Milchsäure in eine lagerstabile Farbstoffzubereitung übergeführt.

In analoger Weise können die in der folgenden Tabelle aufgeführten Farbstoffe erhalten werden. Ihre Flüssigeinstellung ist ebenfalls lagerstabil. Tabelle


Anspruch[de]
  1. 1. Basische Farbstoffe der Formel I



    in der

    n 1 bis 3,

    CuPc einen Kupferphthalocyaninrest,

    R¹ Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl,

    R² C&sub1;-C&sub4;-Alkyl,

    R³ Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl,

    R&sup4; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl und

    An⊖ das Äquivalent eines Anions bedeuten,

    mit der Maßgabe, daß R¹ und R³ nicht gleichzeitig für Wasserstoff stehen.
  2. 2. Basische Farbstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹, R² und R&sup4; jeweils Methyl und R³ Wasserstoff bedeuten.
  3. 3. Basische Farbstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß n 2 bis 3 bedeutet.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung der basischen Farbstoffe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kupferphthalocyanin der Formel II



    in der n, CuPc, R¹ und R³ jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen und L Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl bedeutet, mit einem Alkylierungsmittel der Formel III

    R²-X (III)

    in der R² die obengenannte Bedeutung besitzt und X eine Austrittsgruppe bedeutet, umsetzt.
  5. 5. Farbstoffzubereitungen, enthaltend, jeweils bezogen auf das Gewicht der Farbstoffzubereitung, 22 bis 34 Gew.-% eines basischen Farbstoffs der Formel I gemäß Anspruch 1 und 63 bis 73 Gew.-% Wasser.
  6. 6. Verwendung der basischen Farbstoffe gemäß Anspruch 1 zum Färben oder Bedrucken von polymerem Material.






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