專利名稱：橋連雙蒽醌染料衍生物的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于橋連雙蒽醌染料衍生物的著色劑在本體染色聚合物中的新用途。本發(fā)明還涉及本體染色聚合物的方法。
目前使用的著色劑缺乏熱穩(wěn)定性、色彩牢度和耐熱性。另外，目前使用的著色劑在染色聚合物所處條件下不穩(wěn)定。
因此，本發(fā)明的目標(biāo)在于提供本體染色聚合物的方法，依據(jù)該方法所得的聚合物具有高牢度和很好的熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明涉及式(I)化合物在本體著色中使染色聚合物具有所需性能的用途。
因此，本發(fā)明涉及一種使用式(I)化合物作為染料的本體染色聚合物的方法。本發(fā)明還涉及一種包含式(I)化合物作為染料的本體染色的聚合物。
用于本發(fā)明方法的著色劑與聚合物底材的相容性極好，熱穩(wěn)定性和耐光性優(yōu)異，這點是極性和非極性聚合物本體著色所需的性能。極性聚合物的實例有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯和ABS；非極性聚合物有烯烴聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯。
本發(fā)明還涉及一種染色聚合物的方法，所述方法包括以下步驟通過常規(guī)方法將聚合物顆粒、聚合物熔體或聚合物粉末與著色劑混合，隨后使用所述聚合物和式(I)染料的混合物形成物品。
采用常規(guī)方法進(jìn)行本體染色?？稍趽饺胫安捎贸Ｒ?guī)方法將式(I)化合物或者式(I)化合物與用于聚酯本體染色的一種或多種其他染料的混合物(如果需要)純化和研磨。
采用常規(guī)方法將所述聚合物摻入各種聚合物中，例如采用擠出機裝置。
當(dāng)將所述聚合物與式(I)染料混合時，所述染料可為固體形式或液體形式，意味著所述染料分散或溶解于合適的溶劑中，例如低熔點聚合物。
所述一種或多種染料與低熔點聚合物的混合適宜在低溫下進(jìn)行，例如使用干冰作為冷卻劑，隨后將它們研磨在一起，形成精細(xì)的粉末，并任選通過擠出機加工所述粉末，由擠出物形成切片或粒料。
隨后例如在合適的注塑或紡絲機中，采用熔紡、注塑、吹塑、擠塑、薄膜吹塑或拉坯吹塑形成成型物品和/或成型制品，例如纖維、薄膜、型材、管子、顆粒或粉末。
在一個實施方案中，僅使用已染色的聚合物顆粒、聚合物熔體或聚合物粉末形成所需的物品。
在第二個實施方案中，僅染色一部分聚合物顆粒、聚合物熔體或聚合物粉末，隨后與無色(未染色的)聚合物顆粒、聚合物熔體或聚合物粉末混合，隨后形成物品。在該第二個實施方案中，染料在已染色的聚合物顆粒、聚合物熔體或聚合物粉末中的濃度高于在最終的成型物品和/或成型制品中的濃度。第二個實施方案的已染色的聚合物顆粒、聚合物熔體或聚合物粉末為所謂的“色母(master-batch)”。這些所謂的“色母”通常包含10-80％重量的染料，優(yōu)選30-60％重量的染料。
液體形式或粒料形式的第二個實施方案的色母料(色母)必須以特定的稀釋比率與無色樹脂混合，以得到所需的顏色?？赏ㄟ^手工混合，或更通常使用計量設(shè)備采用分批共混法進(jìn)行混合。
通常使用小的蠕動泵將液體色料直接泵入加工機(例如注塑機、吹塑機、熔紡體系等)的加料喉部。
優(yōu)選使用色母為對塑料著色的優(yōu)選方法。比預(yù)著色的樹脂易加工且成本低為這些產(chǎn)品的主要優(yōu)點。與液體色料不同，由于在最優(yōu)選的情況下色母的載體材料與樹脂相同，因此色母與樹脂的相容性優(yōu)異。
這種色母的自動計量設(shè)備的一個實例為在WO2004/022633中

圖1所示的定容加料裝置。該加料裝置包括與色母加料器相鄰的樹脂加料器、在混合區(qū)的混合機、在混合裝置和加料漏斗之間的折板(flap)以及安裝在擠出機或注塑機上的加料漏斗。通過控制裝置控制樹脂加料器、色母加料器、混合機和折板，所述控制裝置包括位于從加料漏斗至擠出機或注塑機通道上的監(jiān)測器。
色母通常以粒料或微粒料形式供給。有幾種方法生產(chǎn)色母。色母廠商使用的第一種且最常用的方法為所謂的一步法。在該方法中，將顏料(或染料)、功能添加劑和聚合物載體混合，隨后通過分散裝置(例如同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機)加工所述混合物。
包含式(I)化合物的色母料(色母)還可得自所謂的兩步法，其中在第一步中，色母廠商生產(chǎn)包含式(I)化合物的單種顏料母料(SinglePigment Concentrate，SPC)。SPC為僅包含一種完全分散在任選還包含添加劑的樹脂載體中的顏料或染料(通常濃度非常高)色母制劑。該第一加工步驟與一步法非常類似。
在第二步中，將不同的SPC混合在一起，以得到消費者所需的顏色規(guī)格并得到特制的色母。為了降低顏料的濃度，將各種SPC與一些載體樹脂混合在一起。由于SPC已完全分散，因此僅需要一個混合過程?？衫缭趩温輻U或雙螺桿擠出機中進(jìn)行。
向未染色的聚合物中加入粉末、片或粒料形式的色母后，采用常規(guī)方法例如擠塑或紡紗技術(shù)可將所得到的混合物制備成型制品，例如薄膜、箔、纖維或長絲，所述制品還可加工成例如紗、繩、索、織造、非織造和編織的物品，或者所述混合物可形成顆?；蚱?，隨后熔融并制成這些成型制品。
式(I)化合物除了可采用上述方法用于聚合物的本體染色，還可通過與聚合物前體共縮合摻入所述聚合物中。根據(jù)所需色調(diào)的深度，使用不同量的化合物，采用常規(guī)方法進(jìn)行共縮合。
本發(fā)明的本體染色聚合物的綜合堅牢度好，例如耐光、遷移、氣熏、臭氧和升華以及耐濕性好。此外，本發(fā)明的本體染色聚合物在干燥清潔的條件下堅牢度好，例如耐溫?zé)岬娜纫蚁宜鲆讶旧木酆衔锬痛温人猁}水溶液的堅牢度好，當(dāng)潤濕時耐摩擦的堅牢度好。但是，特別引起人們注意的是式(I)化合物很耐生產(chǎn)成型制品進(jìn)行的擠塑特別是紡紗操作中使用的嚴(yán)格的條件。
為了調(diào)節(jié)色調(diào)或賦予其他所需的性能，在制備所需的物品之前，通?？杉尤攵喾N或不同的其他染料或加入添加劑。除了其他著色劑以外，可在物件形成步驟之前加入至少一種選自以下的活性組分防粘連劑、防霧劑、抗微生物劑、抗氧化劑、防滑劑、抗靜電劑、清潔劑、增容劑、導(dǎo)電試劑、緩蝕劑、防套疊劑(de-nesting agent)、干燥劑、填料、阻燃劑、發(fā)泡劑、紅外試劑、激光標(biāo)識劑、潤滑劑、消光劑、成核劑、遮光劑、熒光增白劑、磷光劑、可光降解試劑、加工助劑和/或UV穩(wěn)定劑?；蛘咚鲋辽僖环N活性組分還可在聚合物顆粒、聚合物熔體或聚合物粉末與式(I)染料混合的步驟中已經(jīng)混合。
使用式(I)染料的本發(fā)明的新型方法在合成非極性或極性聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺)中得到藍(lán)色著色。
聚酯本身優(yōu)選優(yōu)選為線性、高分子量、飽和的芳族聚酯，特別是通過對苯二甲酸并任選間苯二甲酸與乙二醇和/或環(huán)己二醇縮聚制備。通常聚酯用于紡織行業(yè)。
優(yōu)選的聚合物為聚酯，其中聚對苯二甲酸乙二酯為最優(yōu)選的聚酯。優(yōu)選的聚對苯二甲酸乙二酯為線性(1，4)-聚對苯二甲酸乙二酯。
制備本發(fā)明的優(yōu)選的高分子量的本體染色聚酯的優(yōu)選方法為首先將一種或多種染料與通常熔點為75-230℃且軟化點為60℃-80℃的較低熔點的線性芳族聚酯混合，形成通常包含30-60％重量的染料的母料或所謂的“色母”，隨后根據(jù)最終的聚酯所需的顏色，向熔融的高分子量聚酯中加入所需量的熔融形式的該色母，隨后在熔融過程中分散所述染料?；蛘咴谛纬赏ǔ０?0-60％重量的染料的母料或所謂的“色母”之后，可將該色母冷卻并研磨，或制成片，與未染色的聚酯混合，通過混合和捏和所述聚合物粉末和/或切片進(jìn)行混合，直至得到均勻的聚合物本體。
在說明書、權(quán)利要求書和以下的實施例中，除非另外說明，否則所有的份為重量份，％是指％重量。
實施例1將202份下式的CI.酸性藍(lán)127:1分散至2000份水中。
將混合物加熱至80℃。當(dāng)混合物的溫度達(dá)到80℃時，加入連二亞硫酸鈉，同時還加入25％氫氧化鈉溶液以保持pH為8.5。脫磺基化后，將溫度降低至65℃，加入50份氫氧化鈉溶液(25％)以將pH調(diào)節(jié)至12。接著加入140份過氧化氫。過濾產(chǎn)物并用水洗滌。得到145份式(I)的產(chǎn)品。
實施例2(式(I)的染料為聚丙烯纖維的1％)
將100份粉末形式的聚丙烯分別與0.1和1.0份粉末形式的式(I)的染料在鼓式混合機中混合。不一會粉末就均勻分散開。約10分鐘后，混合物在120℃下干燥16小時，然后轉(zhuǎn)移至熔紡機并停留約8分鐘，在氮氣氣氛中于275-280℃下紡絲成纖維。該著色的纖維特別耐光。
所有其他已知的合成聚合物可通過相同方法本體著色，例如(HD/LD)聚乙烯、聚酰胺、聚酯、ABS和聚碳酸酯。
實施例3(式(I)的染料為聚酰胺纖維的0.1％)將100份粉末形式的聚己內(nèi)酰胺與0.1份粉末形式的式(I)的染料在鼓式混合機中混合。不一會粉末就均勻分布開。約10分鐘后，混合物在120℃下干燥16小時，然后轉(zhuǎn)移至熔紡機并停留約8分鐘，氮氣氣氛中于下275-280℃紡絲成纖維。該著色的聚酰胺纖維特別耐光。
實施例4(式(I)的染料為聚酯纖維的0.1％)按照以下方法制備含0.1份式(I)染料的聚酯纖維將聚酯和染料的混合物熔融，通過用齒輪泵調(diào)控至恒速的拉伸板擠出。在80巴壓力下，在2小時內(nèi)將紡紗機加熱至260-265℃。將該拉伸板于350℃的烘箱中加熱至少30分鐘。所得到的纖維覆蓋在線軸上。所得到的纖維具有強烈的藍(lán)色，耐光性和耐氣候性優(yōu)異。
實施例5通過對苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇和新戊二醇共縮合制備的1000份商品線性共聚酯的分子量為18,000-20,000，熔點為90-150℃，軟化點為65℃，在已用干冰冷卻至-30℃的銷棒粉碎機中與1000份干冰一起研磨成粉末，該聚酯顆粒的直徑為300-600μm。在密閉的混合機中，于室溫下將該聚酯粉末與500份精細(xì)研磨的式(1)的染料充分混合，隨后在擠出機中于130℃下加工，形成線材，隨后切割成顆粒。
如上制備的染料母料在螺旋紡紗機中的分流(shunt current)中熔融，并通過計量裝置于270-275℃下加至紡紗機原流(primary current)中的商品線性芳族聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯)。該計量裝置加至聚酯流1份染料母料/48份聚對苯二甲酸乙二酯。隨后于270-275℃下，以200米/分鐘的卷繞速度紡該混合物，于90℃下在拉伸機中將紡成的纖維以1∶4的比率拉伸，在環(huán)錠捻線機中采用通常的方法加捻。這樣得到的藍(lán)色本體染色紗堅牢性非常好。
實施例6于180℃下，將1360份乙二醇和1700份對苯二甲酸二甲酯與0.55份乙酸錳一起攪拌3.5小時，蒸除產(chǎn)生的甲醇。
隨后將物料轉(zhuǎn)移至適于縮聚的真空容器中，向其中加入80份乙二醇、0.45份三氧化銻、20份亞磷酸三壬基酯苯酯(trinonyl phenylphosphite)和17份式(1)的染料(粉末形式)的混合物。隨后于275℃下，將真空增至小于1托，直至通過蒸餾乙二醇使得特性粘度η＝0.70。
隨后將這樣得到的已染色的聚酯擠出并造粒。將該顆粒于140℃下真空干燥16小時，最后如實施例5所述紡紗、拉伸和卷繞加捻。得到藍(lán)色紗。
實施例7使用實施例6的方法制備5.5分特(dtex)的聚酯扁平長絲。制備兩批一批包含0.1％式(I)的著色劑，另一批本體染色后具有更深的色調(diào)且包含1％式(I)的著色劑。這些紗線用于制備非織造樣品。這些由本實施例的本體染色纖維構(gòu)成的樣品按以下方式進(jìn)行測試
依據(jù)ISO105/B02的測試方法，將染色樣品曝光。曝光在裝有氙弧光源的Atlas Ci 35/A中進(jìn)行；黑色標(biāo)準(zhǔn)溫度(black standardtemperature)為63℃；相對濕度為45±5％。
然后(兩個測試)依據(jù)5級灰階變化(Grey Scale Change)ISO A03評價相鄰的織物。5級灰階由5對灰色樣品組成，其說明與牢度等級5、4-5和4等相對應(yīng)的可察覺的顏色差異。牢度等級是灰階的數(shù)值，所述灰階的可察覺的顏色差異在數(shù)值上與原始相鄰纖維和經(jīng)處理的相鄰纖維間可察覺的顏色差異相等。數(shù)值每增加1表示增加20％。
權(quán)利要求
1.式(I)的化合物在聚合物本體著色中的用途
2.權(quán)利要求1的用途，所述用途為本體著色極性合成聚合物，優(yōu)選聚酰胺、聚酯、ABS和聚碳酸酯。
3.權(quán)利要求1的用途，所述用途為本體著色非極性合成聚合物，優(yōu)選聚乙烯或聚丙烯。
4.權(quán)利要求2的用途，其特征在于所述極性合成聚合物為聚酯，優(yōu)選線形聚酯。
5.一種形成本體染色聚合物的方法，其特征在于在第一步中，式(I)化合物與聚合物均勻混合，在另一步中，通過選自熔紡、注塑、吹塑、擠塑、薄膜吹塑和拉坯吹塑的成型操作將所述聚合物成型。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于在另一步中，將所述第一步的已染色的聚合物與未染色的聚合物混合，并混合均勻，形成第二種已染色的聚合物，在另一步中，通過成型操作將所述第二種聚合物成型。
7.一種本體著色的聚合物，所述聚合物包含式(I)的化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及式(I)的化合物在本體著色中的用途，使得染色的聚合物具有優(yōu)異的整體牢度性能。
文檔編號C09B1/32GK101027350SQ200580021029
公開日2007年8月29日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者P·J·貢扎萊斯馬丁內(nèi)斯, J·J·圖格斯魯爾, J·F·維特曼, S·巴索拉斯特納 申請人:克萊里安特財務(wù)(Bvi)有限公司