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Dokumentenidentifikation DE69921587T2 27.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001010731
Titel Verfahren zur Herstellung von hochchromatischen Perylenpigmenten
Anmelder Sun Chemical Corp., Parsippany, N.J., US
Erfinder Schulz, Gregory R., Mt. Pleasant, US;
Greene, Michael J., Mt. Pleasant, US
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69921587
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 08.12.1999
EP-Aktenzeichen 991240219
EP-Offenlegungsdatum 21.06.2000
EP date of grant 03.11.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.2005
IPC-Hauptklasse C09B 67/22
IPC-Nebenklasse C09B 5/62   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Perylenpigmentzusammensetzungen in Gegenwart von bestimmten cyclischen Nichtpigmentanhydriden oder Imiden. Perylene, einschließlich Diimide von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure, können nach im Fachgebiet bekannten Verfahren hergestellt werden. Z. B., W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic Pigments, 2. Aufl. (New York; VCH Publishers, Inc., 1997), Seiten 9 und 476-479; H. Zollinger, Farbenchemie (VCH Verlagsgesellschaft, 1991), Seiten 227-228 und 297-298; und M.A. Perkins, "Pyridines and Pyridones" in The Chemistry of Synthetic D and Pigments, Herausgeber H.A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955), Seiten 481-482; vgl. auch U.S. Patente 4,431,806; 4,496,731; 4,797,162; 5,248,774; 5,264,034 und 5,466,807. Perylene, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zuerst isoliert wurden, oft als rohe Perylene bezeichnet, sind im allgemeinen zur Verwendung als Pigmente ungeeignet und sie müssen deshalb einem oder mehreren zusätzlichen Schritten zur Fertigstellung unterworfen werden, welche die Teilchengröße, Teilchenform und/oder die Kristallstruktur so modifizieren, dass eine gute Pigmentierqualität bereitgestellt wird. Vgl., zum Beispiel, K. Merkle und H. Schäfer, "Surface Treatment of Organic Pigments" in Pigment Handbook, Band III (New York: John Wiley & Sons, Inc., 1973), Seite 157; R.B. McKay, "The Development of Organic Pigments with Particular Reference to Physical Form and Consequent Behavior in Use" in Rev. Prog. Coloration, 10, 25-32 (1979); und M.B. McKay, "Control of the application performance of classical organic pigments" in JOCCA, 89-93 (1989).

Der Zusatz von bestimmten Perylenderivaten zu dem Schritt des Ringschlusses wurde auch beschrieben. Das U.S. Patent 5,264,034 offenbart, zum Beispiel, die Verwendung von bestimmten Perylenbisimiden oder Imidanhydriden, wobei die Farbgebungseigenschaften und rheologischen Eigenschaften von Perylenpigmenten verbessert wurden. Das U.S. Patent 5,248,774 offenbart bestimmte zwitterionische Perylenbisimidderivate zur Verwendung als Farben oder als die Oberfläche modifizierende Mittel für bekannte Perylenpigmente. Das U.S. Patent 5,472,494 offenbart die Verwendung von bestimmten Perylenmonoimidderivaten, wobei die Eigenschaften von organischen Pigmenten modifiziert wurden. Diese Patente offenbaren jedoch nicht die cylischen Nichtpigmentanhydride und Imide der vorliegenden Erfindung.

Es wurde nun gefunden, dass die Gegenwart von bestimmten cyclischen Nichtpigmentanhydriden und Imiden während der chemischen Synthese von Perylenbisimiden Perylenpigmentzusammensetzungen bereitstellt, welche eine verbesserte Transparenz und verbesserte Farbeigenschaften aufweisen, auch in der nicht-fertiggestellten Form, die zuerst isoliert wird, und welche besonders zur Verwendung in Metallfarben geeignet sind.

Cyclische Nichtpigmentanhydride und Imide des Typs, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind bekannt. Obwohl einige Veröffentlichungen solche Verbindungen als Ausgangsmaterialien für Farbstoffe beschrieben haben (z. B. die japanischen Patente 50/157,421, 49/125,671 und 50/39,735), haben viele Veröffentlichungen Zwecke offenbart, die zur Pigmentbehandlung keine Beziehung haben (z. B., die U.S. Patente 4,992,204 und 5,076,831, europäische Patentanmeldung 206,322, A.M. El-Naggar et al, Egypt. J. Chem., 24,127-130 (1981), L. Andersen et al, J. Pharm. Sci., 73 106-108 (1984), J.M. Chapman, Jr. et al, J. Pharm. Sci., 78, 903-909 (1989), I.H. Hall et al, Acta Pharm. Nord., 2, 387-399 (1990), Y.I. Kuznetsov und O.A. Luk'yanchikov, Zasch. Met., 27, 64-71 (1991), und I.H. Hall et al, Anti-Cancer Drugs, 5, 75-82 (1994)).

Substituierte Naphthalimide sind in einem Zeitschriftenartikel offenbart, welcher einen Computerentwurf für Additive zur Verbesserung der Pigmenteigenschaften von Pigment Red 179, einem N,N-disubstituierten Perylenpigment, beschreibt. (P. Erk et al, Eur. Coat. J., 10, 906-910 (1997). Die Napthalimide jedoch sind als schwache Wachstumshemmstoffe, verglichen mit Perylenderivaten, beschrieben. Außerdem offenbaren die Artikel nicht das Einbringen von Naphthalimiden während der Pigmentsynthese.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Perylenpigmentzusammensetzungen, umfassend das Umsetzen

  • (a) einer Perylentetracarboxylverbindung;
  • (b) etwa 0,01 bis etwa 20 Gew.-% (vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%), bezogen auf die Perylentetracarboxylverbindung, eines cyclischen Nichtpigmentanhydrids oder Imids der Formel
    wobei

    W gleich O oder NR1 ist,

    R1 ein Wasserstoffatom, ein Metall, ein C1-C6-Alkylrest, ein C5-C8-Cycloalkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest, ein C6-C10-Arylrest oder -Alk-X ist,

    R2, R3 und R4 unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest sind, oder R2 und R3 zusammen ankondensierte Ringe, (vorzugsweise an Cycloalkan- oder aromatischen Ringen ankondensiert) sind und R4 ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist, oder R2, R3 und R4 zusammen ankondensierte Ringe (vorzugsweise an Cycloalkan- oder aromatischen Ringen ankondensiert) sind,

    die gestrichelte Linie eine optionale Doppelbindung ist, welche R2-C=C-R3 oder R3-C=CR4 (einschließlich eine formale Doppelbindung eines ankondensierten aromatischen Ringes, welcher durch R2 und R3 zusammengenommen oder durch R2, R3 und R4 zusammengenommen gebildet wird) darstellt,

    Alk ein C1-C18-Alkylenrest oder ein C5-C8-Cycloalkylenrest ist, und X

    (i) ein anionischer Rest, ausgewählt aus -SO3 , -COO, -PO3=, -PO(ORx)O (wobei Rx ein C1-C6-Alkylrest ist), -O-PO3= und -O-PO(ORy)O ist (wobei Ry ein C1-C6-Alkylrest ist), wobei jeder der anionischen Reste jeweils elektrisch ausgewogen mit einer stöchiometrischen Menge eines Kations (vorzugsweise ein Wasserstoffatom, ein Metall und/oder ein Ammoniumion) ist;

    (ii) ein kationischer Rest mit der Formel -NRaRbRc+ ist (wobei Ra, Rb und Rc unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest sind), wobei jeder der kationischen Reste jeweils elektrisch ausgewogen mit einer stöchiometrischen Menge eines Anions (vorzugsweise ein Halogenid, Sulfat, Phosphat, Nitrat, Mesylat oder Tosylat, oder weniger bevorzugt Hydroxid) ist;

    (iii) NRdRe ist, wobei Rd ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest, ein C6-C10-Arylrest, ein C2-C6-Alkanoylrest, ein C7-C11-Aroylrest oder ein Sulfonylrest ist und Re ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (iv) ORf ist, wobei Rf ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (v) COOR9 ist, wobei R9 ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (vi) ein Sulfonylrest ist, oder

    (vii) ein C6-C10-Arylrest ist; und
  • (c) eines äquivalenten Überschusses, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b), von Ammoniak oder eines primären Amins mit der Formel RA-NH2, wobei RA ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist; gegebenenfalls in Anwesenheit
  • (d) eines Solvats und/oder
  • (e) eines oder mehrerer Additive.

Die Erfindung betrifft außerdem Perylenpigmentzusammensetzungen, welche auf diese Weise hergestellt werden.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Perylentetracarboxylverbindungen, welche zur Herstellung der erfindungsgemäßen Perylenpigmentzusammensetzungen verwendet werden können, schließen verschiedene Carbonsäuren, Carbonsäureester, Carboxamide, cyclische Anhyride und/oder cyclische Imide der Formel (II) ein

wobei

E1 und E3 unabhängig OR oder NR'NR'' und E2 und E4 unabhängig OR sind, oder E1 und E2 zusammen O oder NA1 sind und E3 und E4 zusammen O oder NA2 sind,

R jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom (d. h. für freie Säuregruppen), ein Metall oder ein Ammoniumkation (d. h. für Salze), ein C1-C6-Alkylrest (d. h. für Alkylester), ein C7-C16-Aralkylrest (d. h. für Aralkylester) oder ein C6-C10-Arylrest (d. h. für Arylester) ist,

R' und R'' jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest oder ein C7-C16-Aralkylrest sind,

A1 und A2 unabhängig (aber vorzugsweise identisch) ein Wasserstoffatom, ein Metall, ein C1-C6-Alkylrest oder ein substituierter C1-C6-Alkylrest, ein C5-C8-Cycloalkylrest oder ein substituierter C5-C8-Cycloalkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein substituierter C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest oder ein substituierter C6-C10-Arylrest sind,

B ein C1-C6-Alkylrest, ein C1-C6-Alkoxyrest, ein Sulfonylrest, eine Aminogruppe, ein Ammoniumrest, eine Hydroxygruppe, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom ist, und p gleich Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.

Bevorzugte Perylentetracarboxylverbindungen der Komponente (a) sind Perylentetracarbonsäuren und/oder Ester als auch Salze davon, wobei die Reste E1, E2, E3 und E4 unabhängig OH oder Salzformen davon oder C1-C6-Alkoxyreste (vorzugsweise Tetra-carbonsäuren oder Salze davon, wobei E1, E2, E3 und E4 identisch eine OH-Gruppe oder eine entsprechende Salzform sind) sind; bis-Anhydride, wobei E1 und E2 zusammen und E3 und E4 zusammen Sauerstoffatome sind; und bis-Imide, wobei E1 und E2 zusammen und E3 und E4 zusammen unabhängig NH oder substituierte Stickstoffatome (vorzugsweise symmetrische bis-Imide, wobei beide Stickstoffatome den gleichen Substituenten haben) sind. Bevorzugte Perylentetracarboxylverbindungen haben keine Substituenten B am aromatischen Ring (d. h. p ist 0), aber substituierte Perylentetracarboxylverbindungen, wobei mindestens eines der 8 substituierbaren aromatischen Ringkohlenstoffatome des Perylenrestes mindestens einen Rest B hat (d. h. wobei p nicht 0 ist) sind auch geeignet. Einige der als Komponente (a) verwendeten Perylentetracarboxylverbindungen können selbst Pigmente sein, aber es ist nicht nötig, dass die Verbindungen Pigmente sind, solange die schließliche Perylenpigmentzusammensetzung ein Pigment ist.

Wenn der Ausdruck "C1-C6-Alkylrest" verwendet wird, um die Perylentetracarboxylverbindungen der Komponente (a) zu beschreiben, bezieht er sich auf lineare oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffkettenreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C1-C6-Alkylreste sind eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexylgruppe und die isomeren Formen davon. Der Ausdruck "C5-C8-Cycloalkylrest" bezieht sich auf cycloaliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C5-C8-Cycloalkylreste sind eine Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl- und Cyclooctylgruppe. Der Ausdruck "C6-C10-Arylrest" bezieht sich auf eine Phenyl- und 1- oder 2-Naphthylgruppe. Der Ausdruck "C7-C16-Aralkylrest" bezieht sich auf C1-C6-Alkylreste, welche mit einem C6-C10-Arylrest so substituiert sind, dass die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen 7 bis 16 ist. Beispiele für C7-C16-Aralkylreste sind eine Benzyl-, Phenethyl- und Naphthylmethylgruppe. Substituierte Alkylreste sind Reste, wobei ein oder mehrere Kohlenstoffatome mit einem Alkoxyrest, einem Halogenatom, einer Hydroxygruppe (einschließlich der tautomeren Oxo-Formen), einem Alkoxycarbonylrest, Aryloxycarbonylrest, einer Cyano- und Nitrogruppe, wie hier definiert, substituiert sind. Substituierte Aryl- und Aralkylreste sind Reste, wobei ein oder mehrere Kohlenstoffatome mit einem Alkylrest, Alkoxyrest, einem Halogenatom, einer Hydroxygruppe (einschließlich der tautomeren Oxo-Formen), einem Alkoxycarbonylrest, Aryloxycarbonylrest, einer Cyano- und Nitrogruppe, wie hier defniert, substituiert sind. Der Ausdruck "C1-C6-Alkoxyrest" bezieht sich auf lineare oder verzweigte Alkyloxyrestketten mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C1-C6-Alkoxyreste sind eine Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy-, Butoxy-, Pentyloxy-, Hexyloxygruppe und die isomeren Formen davon. Der Ausdruck "Sulfonylrest" bezieht sich auf -SO2-Ri-Reste, wie einen Alkylsulfonylrest (wobei Ri ein Alkylrest, zum Beispiel, eine Methylsulfonyl- oder Ethylsulfonylgruppe ist), Arylsulfonylrest (wobei Ri ein Arylrest, zum Beispiel, eine Phenylsulfonyl-, 1- oder 2-Naphthylsulfonylgruppe, und substituierte Formen, wie eine Toluolsulfonylgruppe ist), eine Sulfoxylgruppe und entsprechende Ester (wobei Ri eine Hydroxygruppe, ein Alkoxyrest, Cycloalkoxyrest, Aralkoxyrest, Aryloxyrest ist) und Sulfonamide (wobei Ri -NRiiRiii ist, wobei Rii und Riii unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl- oder Arylrest ist). Die Ausdrücke "Amino" und "Ammonium" beziehen sich jeweils auf NRivRv und -NRivRvRvi, wobei Riv, Rv und Rvi unabhängig ein Wasserstoffatom, einen C1-C6-Alkylrest oder einen C7-C16-Aralkylrest bedeuten und jeder Ammoniumrest elektrisch ausgewogen mit einer stöchiometrischen Menge eines Anions ist. Der Ausdruck "Halogenatom" schließt Fluor, Chlor, Brom und Iod ein.

Es ist möglich, Salzformen der Perylentetracarboxylverbindungen zu verwenden, wenn mindestens einer der Reste E1, E2, E3 und E4 der Formel (II) ein Carboxylatanion oder eine Imidform darstellt. Geeignete Carbonsäuresalze sind die Salze, wobei jedes anionische Carobxylatanion elektrisch ausgewogen mit 1/n molaren Äquivalenten eines n-wertigen Kations Mn+ (wie Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, Ba++, Al+++, Fe++ oder Fe+++) oder einem Ammoniumion mit der Formel R'R''R'''RivN+ (wobei R', R'', R''' und Rv unabhängig ein Wasserstoff, einen C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Hydroxyalkyl- oder C7-C16-Aralkylrest bedeuten) ist. Im allgemeinen werden freie Säuren, wobei mindestens eines von E1, E2, E3 und E4 eine Hydroxygruppe ist, zuerst zu dem Reaktionsgemisch zugegeben, aber zu dem entsprechenden Aminsalzen durch eine in situ Säure-Base-Umsetzung mit dem Ammoniak oder dem primären Amin der Komponente (c) umgewandelt. Geeignete Imidsalze der Formel (&Pgr;) sind Perylene, wobei mindestens eines von A1 oder A2 1/n molare Äquivalente eines n-wertigen Kations Mn+ (wie Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, Ba++, Al+++, Fe++ oder Fe+++) darstellt. Solche Salze werden gebildet, wenn Imide der Formel (II), wobei A1 und/oder A2 ein Wasserstoffatom bedeutet, stark basischen Medien, entweder während der verwendeten Reaktionsbedingungen, wobei das Perylenimid hergestellt wird, oder durch Zugabe einer starken Base ausgesetzt werden.

Die vorstehend beschriebenen Perylentetracarboxylverbindungen, wobei einige davon rohe oder konditionierte Perylenpigmente und einige davon Vorstufen von Perylenpigmenten sind, können nach jedem von verschiedenen im Fachgebiet bekannten Verfahren hergestellt werden. Z. B., W. Herbst und K. Hunger, Industrial Organic Pigments, 2. Auflage (New York: VCH Publishers, Inc., 1997), Seiten 476-479; H. Zollinger, Farbenchemie (VCH Verlagsgesellschaft, 1991), Seiten 227-228; M.A. Perkins, "Pyridines and Pyridones" in The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments, Herausgeber H.A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955), Seiten 481-482; und F. Graser, "Perylenes" in Pigment Handbook, 2. Auflage, Band III (New York: John Wiley & Sons, Inc., 1988), Seiten 653-658.

Ein entscheidendes Merkmal der Erfindung ist die Verwendung von cyclischen Nichtpigmentanhydriden oder Imiden der Formel (I). Der Ausdruck "Nichtpigment" bedeutet, dass die Verbindungen im wesentlichen farblos oder bedeutend weniger stark farbig sind und ihnen, im Vergleich zu den Perylentetracarboxylverbindungen und den Perylenpigmentzusammensetzungen mit denen sie verwendet werden, gute Pigmentiereigenschaften fehlen. Das bedeutet, dass geeignete cyclische Anhydride oder Imide der Formel (I) selbst keine praktische Verwendbarkeit als Pigmente haben. Der Ausdruck "im wesentlichen farblos" bedeutet nicht, dass die cyclischen Anhydride oder Imide vollständig farblos im sichtbaren Bereich sein müssen, aber er bedeutet statt dessen nur, dass die Verbindungen, im Vergleich zu den Perylenpigmenten, mit denen sie verwendet werden, sehr wenig farbig sind. Bevorzugte cyclische Anhydride oder Imide der Formel (II) weisen, zum Beispiel, molare Absorptionsfähigkeiten auf, die geringer sind (vorzugsweise mindestens etwa eine Größenordnung geringer) als die der Perylenvorstufen und Perylenpigmentzusammensetzungen mit welchen sie verwendet werden.

Wenn die Ausdrücke "C1-C6-Alkykest", "C5-C8-Cycloalkylrest", "C7-C16-Aralkylrest", "C6-C10-Arylrest" "C1-C6-Alkoxyrest" "Sulfonylrest" "Aminogruppe" "Ammoniumrest" und "Halogenatom" verwendet werden, um die cyclischen Nichtpigmentanhydride oder Imide der Komponente (b) (einschließlich der nachstehend beschriebenen Verbindungen) zu beschreiben, haben sie die gleichen Bedeutungen, wie sie vorstehend für die Perylentetracarboxylverbindungen angegeben wurden. Der Ausdruck "C1-C18-Alkylenrest" bezieht sich auf lineare oder verzweigte Ketten von aliphatischen Kohlenwasserstoffresten mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen mit zwei Verknüpfungsstellen. Beispiele für einen C1-C18-Alkylenrest sind eine Methylen-, Ethylen-, Propylen-, Butylen-, Pentylen-, Hexylengruppe und längere Kohlenwasserstoffketten, einschließlich sowohl lineare als auch verzweigte Kettenreste. Der Ausdruck "C5-C8-Cycloalkylenrest" bezieht sich auf cycloaliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen und zwei Verknüpfungsstellen. Beispiele für C5-C8-Cycloalkylenreste schließen 1,3-Cyclopentylen, 1,4-Cyclohexylen und dergleichen ein. Der Ausdruck "C2-C6-Alkanoylrest" bezieht sich auf lineare oder verzweigte Ketten von Alkanoylresten mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Beispiele für C2-C6-Alkanoylreste sind eine Acetyl-, Propanoyl-, Butanoyl-, Pentanoyl-, Hexanoylgruppe und die isomeren Formen davon. Der Ausdruck "C7-C11-Aroylrest" bezieht sich auf eine Benzoyl- und 1- oder 2-Naphthoylgruppe, wobei der Arylteil gegebenenfalls, wie vorstehend für den "Arylrest" beschrieben, substituiert sein kann.

Bevorzugte cyclische Anhydride und Imide sind die, wobei R2 und R3 zusammen ankondensierte Kohlenwasserstoffringe bilden (vorzugsweise ankondensiertes Cycloalkan und am stärksten bevorzugt aromatische Ringsysteme, wie Benzol oder 1,2- oder 2,3-Naphthalin) und R4 ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, C7-C16-Aralkylrest oder C6-C10-Arylrest (vorzugsweise Wasserstoff) ist oder wobei R2, R3 und R4 zusammen mehrere ankondensierte Kohlenwasserstoffringe (am stärksten bevorzugt polyaromatische Ringsysteme, wie 1,8-Naphthalin) bilden. Jedes der kondensierten Ringsysteme kann natürlich im Ring, zum Beispiel, mit einem C1-C6-Alkylrest, C7-C16-Aralkylrest, C6-C10-Arylrest, C1-C6-Alkoxyrest, Sulfonylrest, einer Aminogruppe, einem Ammoniumrest und Halogenatomen, wie vorstehend beschrieben, substituiert sein. Für Verbindungen der Formel (I), wobei W NR1 (d. h. Imide) ist, ist der R1-Rest vorzugsweise ein Wasserstoffatom, ein Metall, ein C1-C6-Alkylrest oder -Alk-X, wobei Alk ein C1-C18-Alkylenrest ist und X -SO3 oder -COO mit einem Wasserstoffatom oder einem Metallion elektrisch ausgewogen ist.

Besonders bevorzugte cyclische Anhydride und Imide schließen Naphthalinverbindungen der Formel (Ia) ein

wobei W die vorstehende Bedeutung besitzt; R5 und R6 unabhängig ein Wasserstoffatom, einen C1-C6-Alkylrest, C1-C6-Alkoxyrest, Sulfonylrest, eine Aminogruppe, einen Ammoniumrest, eine Hydroxy-, Nitrogruppe oder ein Halogenatom bedeuten, oder R5 und R6 zusammen einen Rest, dargestellt durch die Formel
bedeuten (wobei W die vorstehende Bedeutung besitzt), jeder Rest R7 unabhängig ein C1-C6-Alkylrest, C1-C6-Alkoxyrest, Sulfonylrest, eine Aminogruppe, ein Ammoniumrest, eine Hydroxy-, Nitrogruppe oder ein Halogenatom ist; und m 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet. Bei Verbindungen der Formel (Ia), wobei W NR1 (d. h. Imide) ist, bedeutet der Rest R1 vorzugsweise ein Wasserstoffatom, ein Metall, einen C1-C6-Alkylrest oder -Alk-X, wobei Alk ein C1-C18-Alkylenrest ist und X -SO3 oder -COO mit einem Wasserstoffatom oder einem Metallion elektrisch ausgewogen ist. Beispiele für geeignete cyclische Anhydride schließen Naphthalinanhydrid (d. h. 1,8-Naphthalindicarbonsäureanhydrid) und 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid ein. Beispiele für geeignete cyclische Imide schließen Naphthalimid (d. h. 1,8-Naphthalindicarboximid), N-Methylnaphthalimid, N-(2-Sulfoethyl)naphthalimid und Salze davon, N-(2-Sulfoethyl)-4-sulfonaphthalimid und Salze davon und N,N'-Bis(2-sulfoethyl)-1,4,5,8-naphthalintetracarbonsäurediimid und Salze davon ein.

Cyclische Anhydride der Formel (I) (wobei W 0 bedeutet) können im Handel oder durch Umwandlung von entsprechenden Dicarbonsäuren zu den Anhydriden unter Verwendung von bekannten Verfahren, zum Beispiel, durch Erwärmen oder durch Behandeln mit einer starken Säure oder mit anderen Wasser entziehenden Mitteln erhalten werden. Z. B., A. Streitweiser, Jr. und C.H. Heathcock, Introduction to Organic Chemistry, 3. Auflage (New York: Macmillan Publishing Company, 1985), Seiten 495 und 866.

Imide der Formel (I) (wobei W NR1 ist) können wiederum aus entsprechenden Säuren, Estern oder Anhydriden nach bekannten Verfahren, vorzugsweise durch Umsetzung eines entsprechenden cyclischen Anhydrids mit mindestens einem leichten molaren Überschuss eines geeigneten Amins in einem geeigneten Lösungsmittel, hergestellt werden. Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung von Imiden, wobei R1 keine ionischen Reste enthält, setzt sich das Anhydrid und das Amin in auf etwa 80°C bis 100°C erwärmtem Wasser bei Umgebungsdruck oder bei Temperaturen von bis zu 140°C in einem Autoklaven oder einem anderen verschlossenen Reaktor, typischerweise innerhalb von zwei bis vier Stunden, um. Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung von Imiden, wobei R1 anionische Reste (z. B. Carboxylat-, Sulfonat- oder Phosphonatreste) enthält, wird der protonierte Aminorest der zwitterionischen Aminovorstufe durch Zugabe eines Äquivalents einer Base (wie Natrium- oder Kaliumhydroxid) zu dem Reaktionsgemisch in eine freie Aminogruppe umgewandelt und dann wird die Umsetzung unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen, wie sie für nichtionische Verbindungen verwendet werden, durchgeführt. Wenn jedoch die erhaltene anionische Verbindung in Wasser löslich ist, muss sie, zum Beispiel, durch Ansäuern des Reaktionsgemisches und Isolieren der freien Säure, durch Erhöhung der Ionenstärke des Gemisches und Isolieren des sonst löslichen Metallsalzes (d. h. Natrium oder Kalium) oder durch Ausfällen des Imids durch Zugabe eines polyvalenten Metallsalzes (z. B. CaCl2, BaCl2 oder FeCl2) isoliert werden.

Imidsalze der Formel (I), wobei W NR1 und R1 ein Metall ist, können aus den entsprechenden "freien" Imiden, wobei R1 ein Wasserstoffatom ist, hergestellt werden. Geeignete Imidsalze der Formel (I) sind die, wobei jeder Rest R1 1/n-molare Äquivalente eines n-wertigen Kations Mn+ (wie Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, Ba++, Al+++, Fe++ oder Fe+++) bedeutet. Solche Salze werden erzeugt, wenn Imide der Formel (I), wobei R1 ein Wasserstoffatom ist, stark basischen Mitteln, entweder durch die verwendeten Reaktionsbedingungen, um das Perylenimid herzustellen, oder durch Zugabe einer starken Base zu dem freien Imid, ausgesetzt werden.

Die Komponente (c) schließt Ammoniak und primäre Amine mit der Formel RA-NH2 ein, wobei RA ein C1-C6-Alkylrest, C7-C16-Aralkylrest oder C6-C10-Arylrest ist. Beispiele für geeignete primäre Amine schließen Alkylamine, wie Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Pentylamin, Hexylamin und isomere Formen davon; Aralkylamine, wie Benzylamin und Phenethylamin; und Arylamine, wie Anilin, Anisidin, Phenetidin, Toluidin und verschiedene Xylidinisomere ein. Es ist nötig, mindestens einen geringen Überschuss von Ammoniak oder Amin (c), bezogen auf das Anhydrid und/oder die Imidreste der Perylenpigmentvorstufe (a) und des cyclischen Nichtpigmentanhydrids oder Imids (b), zu verwenden. Im allgemeinen werden etwa 1,1 bis etwa 10 Mol (vorzugsweise 1,5 bis 5 Mole) Ammoniak oder primäres Amin (c) pro Mol des Anhydrids und der Imidgruppen der Komponenten (a) und (b) verwendet. Obwohl es im allgemeinen nicht bevorzugt wird, ist es möglich, größere Mengen Ammoniak oder primäres Amin (c) zu verwenden, welches, wenn es unter den Reaktionsbedingungen flüssig ist, auch als Lösungsmittel oder im Lösungsmittelgemisch mit der Komponente (d) dienen kann.

Geeignete Lösungsmittel (d) sind Flüssigkeiten, welche die Komponenten des Reaktionsgemisches, ohne sich wesentlich zu zersetzen oder auf andere Weise während der Umsetzung zu reagieren, auflösen oder suspendieren können. Beispiele für geeignete Lösungsmittel schließen Wasser; einwertige Alkohole, besonders niedere Alkanole, wie Methanol, Ethanol, Butanol, Pentanol, Hexanol und isomere Formen davon; Amide, wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone und Ketonalkohole, wie Aceton und Diacetonalkohol; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Alkylenglykole und Thioglykole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, Hexylenglykol, Diethylenglykol und Thiodiglykol; Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; andere Polyole, wie Glyzerin und 1,2,6-Hexantriol; niedere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie 2-Methoxyethanol, 2-(2-Methoxyethoxy)ethanol, 2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]ethanol und 2-[2-(2-Ethoxyethoxy)ethoxy]ethanol; aromatische und heteroaromatische Flüssigkeiten, wie Benzol, Pyridin und Chinolin; und andere im Fachgebiet bekannte organische Flüssigkeiten ein. Wasser, Methanol und Chinolin sind besonders bevorzugte Lösungsmittel. Andere Lösungsmittel können natürlich auch oft verwendet werden, aber es ist im allgemeinen ratsam, Lösungsmittel zu vermeiden, welche sich mit den reaktiven Komponenten umsetzen können. Die Menge des Lösungsmittels ist im allgemeinen nicht entscheidend, sie sollte aber genügen, um die Komponenten des Reaktionsgemisches zu lösen oder zu suspendieren, aber nicht so groß sein, dass ein Entfernen von überschüssigen Mengen nötig wird, nachdem die Umsetzung beendet ist. Typische Lösungsmittelmengen liegen im Bereich von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-Teilen (vorzugsweise 7 bis 15 Gew.-Teilen), bezogen auf die Gesamtmenge der Komponeten (a) und (b).

Lösungsmittel (d) sind gegebenenfalls nicht nötig, wenn eine oder mehrere Komponenten (a), (b) oder (c) selbst Flüssigkeiten sind oder wenn das Gemisch der Komponenten (a), (b) und (c) ohne wesentliche Zersetzung zu unerwünschten Nebenprodukten geschmolzen werden kann.

Die wahlweisen Additive (e) können alle im Fachgebiet üblichen Additive bei der Pigmentherstellung sein, die, zum Beispiel, dazu dienen, die Farbeigenschaften zu verbessern, das Ausflocken zu vermindern oder zu verhüten, die Stabilität der Pigmentdispersion zu erhöhen und die Anstrichviskosität zu vermindern. Geeignete Additive schließen, zum Beispiel, Dispersionsmittel oder Tenside und verschiedene Pigmentderivate ein. Beispiele für geeignete Dispersionsmittel schließen anionische Verbindungen, wie Fettsäuren (wie Stearinsäure oder Ölsäure), Fettsäuresalze (d. h. Seifen, wie Alkalimetallsalze von Fettsäuren), Fettsäuretauride oder N-Methyltauride, Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkylphenolpolyglykolethersulfate, Naphthensäuren oder Harzsäuren (wie Abietinsäure); kationische Verbindungen, wie quaternäre Ammoniumsalze, Fettamine, Fettaminethylate und Fettaminpolyglykolether; und nichtionische Verbindungen, wie Fettalkoholpolyglykolether, Fettalkoholpolyglykolester und Alkylphenolpolyglykolether ein. Beispiele für geeignete Pigmentadditive schließen organische Pigmente mit einem oder mehreren Sulfonsäureresten, Sulfonamidresten, Carbonsäuren, Carboxamiden und/oder (hetero)ary1-enthaltenden (cyclo)aliphatischen Resten ein. Diese Additive können in Mengen im Bereich von etwa 0,05 bis 20 Gew.-% (vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%), bezogen auf die Pigmentmenge, eingebracht werden.

Die erfindungsgemäßen Perylenpigmentzusammensetzungen können durch Mischen der Komponenten (a), (b) und (c) und der wahlweisen Komponenten (d) und (e) in im wesentlichen jeder Reihenfolge hergestellt werden. Vorzugsweise wird jedoch die Perylentetracarboxylverbindung (a) und cylisches Nichtpigmentanhydrid oder Imid (b) als auch ein Dispersionsmittel (e) zu einem Lösungsmittel (d) zugegeben und bei einer Temperatur von etwa 0°C bis etwa 30°C (vorzugsweise bei oder unter Raumtemperatur, stärker bevorzugt bei 0°C bis 5°C) vor der Zugabe von Ammoniak oder Amin (c) gerührt. Nach der Zugabe der Komponente (c) wird das Gemisch bei einer Temperatur von etwa 50°C bis etwa 150°C (vorzugsweise 80°C bis 100°C) erwärmt, bis die Umsetzung beendet ist, was typischerweise ein Zeitraum von etwa 2 bis 6 Stunden ist. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen, zum Beispiel, wobei die Komponente (c) Methylamin ist, wird ein Gemisch aus der Perylentetracarboxylverbindung und dem cyclischen Nichtpigmentanhydrid oder Imid in Wasser auf etwa 5°C gekühlt und dann mit Methylamin erwärmt. Nach Beendigung der Umsetzung wird das Reaktionsgemisch, falls nötig, abgekühlt und das Pigment, zum Beispiel, durch Filtrieren, Zentrifugieren oder durch andere bekannte Verfahren gesammelt.

Während des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Ammoniak oder das Amin der Komponente (c) mit Säureanhydriden und/oder Imiden umgesetzt werden, welche in den Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II) vorliegen, wobei entsprechende Imide erzeugt werden, wobei mindestens einige der Reste R1, A1 und/oder A2 durch ein Wasserstoffatom (von Ammoniak) oder einen Rest RA (von einem Amin RA-NH2) ersetzt werden. Jedoch ungeachtet dessen, ob die Perylentetracarboxylverbindungen und die cyclischen Nichtpigmentanhydride oder Imide als Ausgangsstoffe durch die Komponente (c) umgewandelt werden, weisen die erhaltenen Perylenpigmentzusammensetzungen, im Vergleich mit Perylenpigmenten, welche in Abwesenheit des cyclischen Nichtpigmentanhydrids ode Imids hergestellt wurden, verbesserte Transparenz und verbesserte Farbeigenschaften auf.

Die Pigmentzusammensetzung kann gegebenenfalls unter Verwendung von im Fachgebiet bekannten Verfahren, wie einer Lösungsmittelbehandlung oder Mahlen in Kombination mit einer Lösungsmittelbehandlung, konditioniert werden. Die schließliche Teilchengröße des Pigments kann durch verschiedene Nachbehandlungsverfahren geregelt werden. Pigmente können, zum Beispiel, durch Verkleinern der Teilchengröße transparenter oder durch Erhöhung der Teilchengröße stärker lichtundurchlässig gemacht werden. Geeignete Mahlverfahren schließen Trockenmahlverfahren, wie Düsenmahlen, Kugelmahlen und dergleichen, mit oder ohne Additive, oder Nassmahlverfahren, wie Salzkneten, Sandmahlen, Perlenmahlen und dergleichen, in Wasser oder organischen Lösungsmitteln, mit oder ohne Additive, ein.

Während oder nach dem wahlweisen Konditionierungsschritt ist es oft erwünscht, verschiedene andere wahlweise Bestandteile zu verwenden, welche verbesserte Eigenschaften bereitstellen. Beispiele für solche wahlweisen Bestandteile schließen Fettsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen, wie Stearinsäure oder Behensäure, oder entsprechende Amide, Ester oder Salze, wie Magnesiumstearat, Zinkstearat, Aluminiumstearat oder Magnesiumbehenat; quaternäre Ammoniumverbindungen, wie Tri[C1-C4-alkyl)benzyl]ammoniumsalze; Weichmacher, wie epoxydiertes Sojabohnenöl; Wachse, wie Polyethylenwachs; Harzsäuren, wie Abietinsäure, Kolophoniumseife, hydriertes oder dimerisiertes Kolophoniumharz; C12C18-Paraffindisulfonsäuren; Alkylphenole; Alkohole, wie Stearylalkohol; Amine, wie Laurylamin oder Stearylamin; und aliphatische 1,2-Diole, wie Dodecan-1,2-diol, ein. Diese Additive können in Mengen im Bereich von etwa 0,05 bis 20 Gew.-% (vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%), bezogen auf die Pigmentmenge, eingebracht werden. Die Pigmentzusammensetzungen können auch mit einem oder mehreren im Fachgebiet bekannten Pigmentderivaten, besonders Sulfonsäuren Sulfonamiden und Phthalimidderivaten, gemischt werden (vorzugsweise durch trockenes Mischen).

Die erfindungsgemäßen Perylenpigmentzusammensetzungen sind wegen ihrer Lichtstabilität und der Wanderungseigenschaften für viele verschiedene Pigmentanwendungen geeignet. Erfindungsgemäße Pigmentzusammensetzungen können, zum Beispiel, als Farbstoff (oder als einer von zwei oder mehreren Farbstoffen) für sehr lichtbeständige pigmentierte Systeme verwendet werden. Beispiele schließen pigmentierte Gemische mit anderen Materialien, Pigmentformulierungen, Anstrichfarbe, Druckfarbe, farbiges Papier oder farbige makromolekulare Materialien ein. Der Ausdruck "Gemische mit anderen Materialien" soll, zum Beispiel, Gemische von anorganischen weißen Pigmenten, wie Titandioxid (Rutil) oder Zement, oder andere anorganische Pigmente einschließen. Beispiele für Pigmentformulierungen schließen frische Pasten mit organischen Flüssigkeiten oder Pasten und Dispersionen mit Wasser, Dispersionsmitteln und, wenn zweckdienlich, Konservierungsmitteln ein. Beispiele für Anstrichfarben, wobei erfindungsgemäße Pigmente verwendet werden können, schließen, zum Beispiel, physikalisch oder oxidativ trocknende Lacke, Einbrennlacke, reaktive Anstrichfarben, Zweikomponentenanstrichfarben, auf Lösungsmittel oder Wasser basierende Anstrichfarben, Emulsionsanstrichfarben für wetterfeste Beschichtungen und Leimfarben ein. Druckfarben schließen die Farben ein, welche zur Verwendung für Papier, Textilien und Weißblechdrucken bekannt sind. Geeignete makromolekulare Substanzen schließen die Substanzen natürlichen Ursprungs, wie Kautschuk, die durch chemische Modifizierung, wie Acetylzellulose, Zellulosebutyrat oder Viskose; oder die synthetisch hergestellten Substanzen, wie Polymere, Polyadditionsprodukte und Polykondensate, ein. Beispiele für synthetisch hergestellte makromolekulare Substanzen schließen Kunststoffmaterialien, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat und Polyvinylpropionat; Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen; Polyamide mit hohem Molekulargewicht; Polymere und Copolymere von Acrylaten, Methacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid, Butadien oder Styrol; Polyurethane; und Polycarbonate ein. Die mit den erfindungsgemäßen Perylenpigmentzusammensetzungen pigmentierten Materialien können jede gewünschte Gestalt oder Form haben.

Die erfindungsgemäßen Pigmentzusammensetzungen sind sehr wasserbeständig, ölbeständig, säurebeständig, kalkbeständig, alkalibeständig, lösungsmittelbeständig, haltbar beim Überlackieren, haltbar beim Übersprühen, haltbar beim Sublimieren, wärmebeständig und beständig beim Vulkanisieren, sie ergeben außerdem eine sehr gute Farbausbeute und sie sind leicht dispergierbar (zum Beispiel in Kunststoffmaterialien).

Die nachstehenden Beispiele veranschaulichen weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindung, die in der vorstehenden Offenbarung dargestellt wurde, soll nicht durch die Beispiele, weder in dem Wesen noch in dem Schutzbereich, eingeschränkt werden. Die Fachleute werden leicht verstehen, dass bekannte Veränderungen der Bedingungen der nachstehenden Verfahren verwendet werden können. Wenn es nicht anders angegeben wird, sind alle Temperaturen in °Celsius und alle Prozengehalte als Gewichtsprozente bezeichnet.

Beispiele Versuchsmethoden

Es wurden Versuche mit Anstrichfarben auf Basis von Wasser an N,N'-Dimethylperylentetracarboxyldiimid, welches gemäß der Erfindung hergestellt wurde, unter Verwendung eines Farbsystems mit einer Grundschicht auf Basis von Wasser / einem hellen Anstrich auf Lösungsmittelbasis durchgeführt. Nicht behandeltes N,N'-Dimethylperylentetracarboxyldiimid, welches nach dem gleichen Verfahren hergestellt wurde, wurde als Kontrolle verwendet. Unter Verwendung eines Gemisches von 12,4 % AROLON® 559-G4-70 Acrylharz (Reichhold Chemicals, Inc.), 3,2 % SOLSPERSE® 27000 Hyperdispersionsmittel (Zeneca, Inc.), 1,6 % 2-Amino-2-methyl-1-propanol (Angus Chemical) und 18 % Pigment, wobei ein Pigment / Binder-Verhältnis von 18:12 und ein Gesamtfeststoffgehalt von 30 % erhalten wurde, wurden wässrige Dispersionen hergestellt. Das Pigment / Binder-Verhältnis wurde dann auf 10:40 mit zusätzlichem AROLON® 559-G4-7 Acrylharz (Gesamtmenge 26 %) und 25 % CYMEL® 325 Melamin / Formaldehyd-Harz (Cytec Industries) vermindert, wobei ein Gesamtfeststoffgehalt von 50 % erhalten wurde. Es wurden Messungen des Massefarbtons und der Transparenz unter Verwendung von Filmen durchgeführt, welche mit einer feuchten Filmdicke von 76 &mgr;m beziehungsweise 38 &mgr;m aufgetragen und 15 Minuten bei Raumtemperatur und 5 Minuten bei 100°C stehen gelassen wurden. Helle Schichten, umfassend ein Gemisch von 80 % AROPLAZ® 1453-X-50 Alkydharz (Reichhold Chemicals, Inc.) und 20 % CYMEL® 325 Melamin/Formaldehyd-Harz mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 57 %, wurden dann mit einer feuchten Filmdicke von 76 &mgr;m auf die Grundschicht aufgetragen und 15 Minuten bei Raumtemperatur und 15 Minuten bei 121°C stehen gelassen. Die Transparentwerte wurden unter Verwendung der 38 &mgr;m Filme durch Subtrahieren des Massenfarbton-&Dgr;C-Werts, gemessen über einem schwarzen Hintergrund, von dem Massenfarbton-&Dgr;C-Wert, gemessen über einem weißen Hintergrund, berechnet.

Gedämpfte hellgetönte Anstrichfarben wurden von den vorstehend beschriebenen verdünnten wässrigen Dispersionen mit einem Pigment/Binder-Verhältnis von 10:40 durch Zugabe von weiterem AROLON® 559-G4-70 Acrylharz, CYMEL® 325 Melamin/Formaldehyd-Harz und 35 % einer weißen TINT-AYD® CW-5003 Dispersion (Daniels Products Company) hergestellt, wobei ein Pigment/Binder-Verhältnis von 1:1,1, ein Gesamtfeststoffgehalt von 55 % und ein TiO2/Pigment-Verhältnis von 90:10 erhalten wurde. Die Farbmessungen wurden unter Verwendung von Filmen durchgeführt, welche mit einer 38 &mgr;m feuchten Filmdicke aufgetragen und 15 Minuten bei Raumtemperatur und 5 Minuten bei 100°C stehen gelassen wurden. Helle Schichten wurden dann aufgetragen und, wie vorstehend beschrieben, eingebrannt.

Metallische Anstrichfarben wurden aus der vorstehend beschriebenen Dispersion mit einem Pigment/Binder-Verhältnis von 18:12 unter Verwendung eines in Wasser dispergierbaren Aluminiumpigments (erhältlich als HYDRO PASTE® 8726 von Silberline Manufacturing Co., Inc.), AROLON® 559-G4-70 Acrylharz und CYMEL® 325 Melamin/Formaldehyd-Harz in Mengen hergestellt, wobei ein Pigment/Binder-Verhältnis von 1:2, ein Aluminium/Pigment-Verhältnis von 20:80 und ein Gesamtfeststoffgehalt von 43 % bereitgestellt wurde. Farbmessungen wurden unter Verwendung von Filmen durchgeführt, wobei eine 38 &mgr;m feuchte Filmdicke aufgetragen und, wie vorstehend beschrieben, eingebrannt wurde. Helle Schichten wurden dann aufgetragen und, wie vorstehend beschrieben, eingebrannt.

Ausgangsmaterialien

Die nachstehenden im Handel erhältlichen cyclischen Anhydride und Imide wurden in den Beispielen, sowohl als Komponente (b) gemäß der Erfindung, als auch als Ausgangsmaterialien für andere Verbindungen innerhalb der Definition der Komponente (b) verwendet:

  • (b) (1) Napthalinanhydrid (erhältlich von Aldrich Chemical Company) der Formel
  • (b) (2) 1,4,5,8-Naphthalintetracarboxyldianhydrid (erhältlich von Aldrich Chemical Company) der Formel

Andere cyclische Anhydride und Imide, welche in den Beispielen gemäß der Erfindung verwendet wurden, wurden, wie nachstehend beschrieben, hergestellt.

Herstellung 1 N-Methylnaphthalimid (cyclisches Imid (b)(3))

Zu einer Suspension von 125,0 g (0,634 Mol) Naphthalinanhydrid in 1,5 1 Wasser wurden 111,5 g (1,44 Mol) einer 40%-igen wässrigen Lösung von Methylamin zugegeben. Das Gemisch wurde dann 5,5 Stunden bei 145°C in einem verschlossenen Autoklaven gerührt und dann abkühlen gelassen. Der erhaltene Niederschlag wurde durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewaschen und bei 60°C in einem Ofen getrocknet, wobei 125 g N-Methylnaphthalimid (cyclisches Imid (b)(3)) erhalten wurden.

Herstellung 2 N-(2-Sulfoethyl)naphthalimid, Calciumsalz (cyclisches Imid (b)(4))

Zu einer Suspension von 39,8 g (0,2 Mol) Naphthalinanhydrid in 1,21 Wasser wurden 50 g (0,4 Mol) Taurin und 26,4 g 85%-ige Kaliumschnitzel zugegeben. Das Gemisch wurde dann 5 Stunden bei 150°C in einem verschlossenen Autoklaven gerührt und abkühlen gelassen. Zu der erhaltenen gelben Aufschlämmung wurde eine Lösung von 40 g Calciumchloriddihydrat in 60 g Wasser zugegeben und das Gemisch 30 Minuten gerührt. Der erhaltene Niederschlag wurde durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewaschen bis er vom restlichen Calcium frei war und bei 80°C in einem Ofen getrocknet, wobei 70 g N-(2-Sulfoethyl)naphthalimid als Calciumsalz (cyclisches Imid (b)(4) erhalten wurden.

Herstellung 3 N-(2-Sulfoethyl)-4-sulfonaphthalimid, Bariumsalz (cyclisches Imid (b)(5))

Das Verfahren der Herstellung 2 wurde wiederholt, außer dass 15,8 g (0,05 Mol) des Kaliumsalzes von 4-Sulfonaphthalinanhydrid anstelle von Naphthalinanhydrid und 16 g (0,076 Mol) Bariumchlorid anstelle von Calciumchloriddihydrat verwendet wurden, wobei 22,1 g N-(2-Sulfoethyl)-4-sulfonaphthalimid als Bariumsalz (cyclisches Imid (b)(5)) erhalten wurden.

Herstellung 4 N,N'-Bis(2-sulfoethyl)-1,4,5,8-naphthalintetracarboxyldiimid, Bariumsalz (cyclisches Imid (b)(6))

Das Verfahren der Herstellung 2 wurde wiederholt, außer dass 6,7 g (0,025 Mol) 1,4,5,8-Naphthalintetracarboxylanhydrid anstelle von Naphthalinanhydrid und 15,6 g (0,075 Mol) Bariumchlorid anstelle von Calciumchloriddihydrat verwendet wurden, wobei 10,2 g N,N'-Bis(2-sulfoethyl)-1,4,5,8-naphthalintetracarboxyldiimid als Bariumsalz (cyclisches Imid (b)(6)) erhalten wurden.

Herstellung 5 N,N'-Bis(2-sulfoethyl)-1,4,5,8-naphthalintetracarboxyldiimid, Eisen(II)-salz (cyclisches Imid (b)(7))

Das Verfahren der Herstellung 4 wurde wiederholt, außer dass 20 g (0,075 Mol) Eisen(II)-chlorid anstelle von Calciumchloriddihydrat verwendet wurden, wobei 5,45 g N,N'-Bis(2-sulfoethyl)-1,4,5,8-naphtalintetracarboxyldiimid als Eisen(II)-salz (cyclisches Imid (b)(7)) erhalten wurden.

Beispiel 1

Ein Gemisch von 100 g (0,26 Mol) Perylen-3,4,9,10-tetracarboxyldianhydrid und 5,4 g (0,027 Mol) Naphthalinanhydrid wurde in ein Gemisch von 1000 g Wasser und 500 g Eis gerührt. Zu der kalten (kühler als 5°C) Aufschlämmung wurde innerhalb von 15 Minuten tropfenweise 244 g (3,15 Mol) 40%-iges wässriges Methylamin zugegeben. Nach einstündigem Rühren, während dem die Temperatur auf etwa 15°C anstieg, wurde das Gemisch auf 80°C erwärmt und 4 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde abgekühlt, das rohe Pigment filtriert und mit Wasser gewaschen. Zu dem feuchten Filterkuchen wurde etwa 10 Gew.-% (bezogen auf das Pigment) eines Copolymerpigmentdispersionsmittels mit hohem Molekulargewicht, eine Base zur Einstellung des pH auf 8 bis 9 und genügend Waser zugegeben, wobei eine Aufschlämmung bereitgestellt wurde, welche 10 bis etwa 20 Gew.-% Pigment enthielt. Die Aufschlämmung wurde 8 Stunden in einer horizontalen feuchten Mühle gemahlen. Das gemahlte Pigment wurde aus der Mühle entfernt und unter Verwendung von Salzsäure auf unter pH 4 angesäuert. Nach 15 Minuten langem Rühren wurde das Pigment durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser bis zur Entfernung der Säure gewaschen und bei 80°C in einem Ofen getrocknet, wobei ein leuchtend rotes Pigment erhalten wurde. Versuchsdaten für das rohe Pigment sind in Tabelle 1 angegeben und Versuchsdaten für das gemahlene Pigment sind in Tabelle 2 angegeben.

Beispiele 2-7

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde unter Verwendung von ähnlichen Gemischen von Perylen-3,4,9,10-tetracarboxyldianhydrid und anderen cyclischen Anhydriden und Imiden gemäß der Erfindung wiederholt. Jedes cyclische Anhydrid und Imid wurde identifiziert und Versuchsdaten sind in den nachstehenden Tabellen angegeben.

Die Daten in den Tabellen zeigen, dass erfindungsgemäß hergestellte Pigmentzusammensetzungen stärker gelb und transparenter, als das nicht behandelte Pigment, waren.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung einer Perylenpigmentzusammensetzung, umfassend das Umsetzen:

    (a) einer Perylentetracarbonverbindung;

    (b) etwa 0,01 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die Perylentetracarboxylverbindung, eines cyclischen Nichtpigmentanhydrids oder Imids der Formel
    wobei

    W gleich O oder NR1 ist,

    R1 ein Wasserstoffatom, ein Metall, ein C1-C6-Alkylrest, ein C5-C8-Cycloalkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest, ein C6-C10-Arylrest oder -Alk-X ist,

    R2, R3 und R4 unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest sind, oder R2 und R3 zusammen ankondensierte Ringe sind und R4 ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist, oder R2, R3 und R4 zusammen ankondensierte Ringe sind,

    die gestrichelte Line eine optionale Doppelbindung ist, welche R2-C=C-R3 oder R3-C=C-R4 darstellt,

    Alk ein C1-C18-Alkylenrest oder ein C5-C8-Cycloalkylenrest ist, und

    X

    (i) ein anionischer Rest, ausgewählt aus -SO3, -COO, -PO3=, -PO(ORx)O- (wobei RX ein C1-C6-Alkylrest ist), -O-PO3= und -O-PO(ORy)O ist, (wobei Ry ein C1-C6-Alkylrest ist) wobei jeder der anionischen Reste jeweils elektrisch ausgewogen mit einer stöchiometrischen Menge eines Kations ist,

    (ii) ein kationischer Rest mit der Formel -NRaRbRc+ ist, (wobei Ra, Rb und Rc unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest sind) wobei jeder der kationischen Reste jeweils elektrisch ausgewogen mit einer stöchiometrischen Menge eines Anions ist,

    (iii) NRdRe ist, wobei Rd ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest, ein C6-C10-Arylrest, ein C2-C6-Alkanoylrest, ein C7-C11-Aroylrest oder ein Sulfonylrest ist und Re ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (iv) ORf ist, wobei Rf ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (v) COOR9 ist, wobei R9 ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (vi) ein Sulfonylrest ist, oder

    (vii) ein C6-C10-Arylrest ist; und

    (c) eines äquivalenten Überschusses, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b), von Ammoniak oder eines primären Amins mit der Formel RA-NH2, wobei RA ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist; gegebenenfalls in Anwesenheit

    (d) eines Solvats und/oder

    (e) eines oder mehrere Additive.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Perylentetracarboxylverbindung eine Verbindung der Formel
    ist,

    wobei

    E1 und E3 unabhängig OR oder NR'R'' and E2 und E4 unabhängig OR sind, oder E1 und E2 zusammen O oder NA1 sind und E3 und E4 zusammen O oder NA2 sind,

    R jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Metall oder ein Ammoniumkation, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist,

    R' und R'' jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest oder ein C7-C16-Aralkylrest sind,

    A1 und A2 unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Metall, ein C1-C6-Alkylrest oder ein substituierter C1-C6-Alkylrest, ein C5-C8-Cycloalkylrest oder ein substituierter C5-C8-Cycloalkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein substituierter C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest oder ein substituierter C6-C10-Arylrest sind,

    B ein C1-C6-Alkylrest, ein C1-C6-Alkoxyrest, ein Sulfonylrest, eine Aminogruppe, ein Ammoniumrest, eine Hydroxygruppe, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom ist, und

    p gleich Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei in der Perylentetracarboxylverbindung E1, E2, E3 und E4 unabhängig OH oder eine Salzform davon sind und B abwesend ist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Perylentetracarboxylverbindung ein bis-Anhydrid ist, wobei E1 und E2 zusammen und E3 und E4 zusammen Sauerstoffatome sind und B abwesend ist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Perylentetracarboxylverbindung ein bis-Imid ist, wobei E1 und E2 zusammen und E3 und E4 zusammen jeweils unabhängig NH oder ein Stickstoffatom, substituiert mit einem C1-C6-Alkylrest, einem C7-C16-Aralkylrest oder einem C6-C10-Arylrest, ist und B abwesend ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in dem cyclischen Nichtpigmentanhydrid oder Imid R2 und R3 zusammen einen ankondensierten Kohlenwasserstoffring bilden und R4 ein Wasserstoffatom ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in dem cyclischen Nichtpigmentanhydrid oder Imid R2 und R3 zusammen einen ankondensierten polyaromatischen Ring bilden.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das cyclische Nichtpigmentanhydrid oder Imid eine Verbindung der Formel
    ist,

    wobei

    W gleich O oder NR1 ist,

    R1 ein Wasserstoffatom, ein Metall, ein C1-C6-Alkylrest oder -Alk-X ist,

    R5 und R6 unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C1-C6-Alkoxyrest, ein Sulfonylrest, eine Aminogruppe, ein Ammoniumrest, eine Hydroxygruppe, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom sind, oder

    R5 und R6 zusammen ein Rest der Formel
    sind,

    R7 jeweils unabhängig ein C1-C6-Alkylrest, ein C1-C6-Alkoxyrest, ein Sulfonylrest, eine Aminogruppe, ein Ammoniumrest, eine Hydroxygruppe, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom ist;

    Alk ein C1-C18-Alkylenrest ist,

    X gleich -SO3 oder -COO, elektrisch ausgewogen mit einem Wasserstoffatom oder einer stöchiometrischen Menge eines Metallions, ist; und

    m gleich Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (b) Naphthalinanhydrid oder 1,4,5,8-Naphthalentetracarboxyldianhydrid ist.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (b) Naphthalimid, N-Methylnaphthalimid, N-(2-Sulfoethyl)naphthalimid oder ein Salz davon, N-(2-Sulfoethyl)-4-sulfonaphthalimid oder ein Salz davon oder N,N'-bis(2-Sulfoethyl)-1,4,5,8-naphthalentetracarboxyldiimid oder ein Salz davon ist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (c) Ammoniak, ein C1-C6-Alkylamin, Benzylamin, Phenethylamin, Anilin, Anisidin, Phenetidin, Toluidin oder ein Xylidin ist.
  12. Perylenpigmentzusammensetzung, hergestellt durch ein Verfahren, umfassend das Umsetzen

    (a) einer Perylentetracarboxylverbindung;

    (b) etwa 0,01 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf die Perylentetracarboxylverbindung, eines cyclischen Nichtpigmentanhydrids oder Imids der Formel
    wobei

    W gleich O oder NR1 ist,

    R1 ein Wasserstoffatom, ein Metall, ein C1-C6-Alkylrest, ein C5-C8-Cycloalkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest, ein C6-C10-Arylrest oder -Alk-X ist,

    R2, R3 und R4 unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest sind, oder R2 und R3 zusammen ankondensierte Ringe sind und R4 ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist, oder R2, R3 und R4 zusammen ankondensierte Ringe sind,

    die gestrichelte Line eine optionale Doppelbindung ist, welche R2-C=C-R3 oder R3-C=C-R4 darstellt,

    Alk ein C1-C18-Alkylenrest oder ein C5-C8-Cycloalkylenrest ist, und

    X

    (i) ein anionischer Rest, ausgewählt aus -SO3, -COO, -PO3=, -PO(ORx)O (wobei Rx ein C1-C6-Alkylrest ist), -O-PO3= und -O-PO(ORy)O ist, (wobei Ry ein C1-C6-Alkylrest ist) wobei jeder der anionischen Reste jeweils elektrisch ausgewogen mit einer stöchiometrischen Menge eines Kations ist,

    (ii) ein kationischer Rest mit der Formel -NRaRbRc+ (wobei Ra, Rb und Rc unabhängig ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest sind) ist, wobei jeder der kationischen Reste jeweils elektrisch ausgewogen mit einer stöchiometrischen Menge eines Anions ist,

    (iii) NRdRe ist, wobei Rd ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest, ein C6-C10-Arylrest, ein C2-C6-Alkanoylrest, ein C7-C11-Aroylrest oder ein Sulfonylrest ist und Re ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (iv) ORf ist, wobei Rf ein Wasserstoffatom, ein C1-C6-Alkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (v) COOR9 ist, wobei R9 ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist;

    (vi) ein Sulfonylrest ist, oder

    (vii) ein C6-C10-Arylrest ist; und

    (c) eines äquivalenten Überschusses, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b), von Ammoniak oder eines primären Amins mit der Formel RA-NH2, wobei RA ein C1-C6-Alkylrest, ein C7-C16-Aralkylrest oder ein C6-C10-Arylrest ist; gegebenenfalls in Gegenwart

    (d) eines Solvats und/oder

    (e) eines oder mehrere Additive.
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