专利名称：桥连双蒽醌染料衍生物的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于桥连双蒽醌染料衍生物的着色剂在本体染色聚合物中的新用途。本发明还涉及本体染色聚合物的方法。
目前使用的着色剂缺乏热稳定性、色彩牢度和耐热性。另外，目前使用的着色剂在染色聚合物所处条件下不稳定。
因此，本发明的目标在于提供本体染色聚合物的方法，依据该方法所得的聚合物具有高牢度和很好的热稳定性。
本发明涉及式(I)化合物在本体着色中使染色聚合物具有所需性能的用途。
因此，本发明涉及一种使用式(I)化合物作为染料的本体染色聚合物的方法。本发明还涉及一种包含式(I)化合物作为染料的本体染色的聚合物。
用于本发明方法的着色剂与聚合物底材的相容性极好，热稳定性和耐光性优异，这点是极性和非极性聚合物本体着色所需的性能。极性聚合物的实例有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯和ABS；非极性聚合物有烯烃聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯。
本发明还涉及一种染色聚合物的方法，所述方法包括以下步骤通过常规方法将聚合物颗粒、聚合物熔体或聚合物粉末与着色剂混合，随后使用所述聚合物和式(I)染料的混合物形成物品。
采用常规方法进行本体染色。可在掺入之前采用常规方法将式(I)化合物或者式(I)化合物与用于聚酯本体染色的一种或多种其他染料的混合物(如果需要)纯化和研磨。
采用常规方法将所述聚合物掺入各种聚合物中，例如采用挤出机装置。
当将所述聚合物与式(I)染料混合时，所述染料可为固体形式或液体形式，意味着所述染料分散或溶解于合适的溶剂中，例如低熔点聚合物。
所述一种或多种染料与低熔点聚合物的混合适宜在低温下进行，例如使用干冰作为冷却剂，随后将它们研磨在一起，形成精细的粉末，并任选通过挤出机加工所述粉末，由挤出物形成切片或粒料。
随后例如在合适的注塑或纺丝机中，采用熔纺、注塑、吹塑、挤塑、薄膜吹塑或拉坯吹塑形成成型物品和/或成型制品，例如纤维、薄膜、型材、管子、颗粒或粉末。
在一个实施方案中，仅使用已染色的聚合物颗粒、聚合物熔体或聚合物粉末形成所需的物品。
在第二个实施方案中，仅染色一部分聚合物颗粒、聚合物熔体或聚合物粉末，随后与无色(未染色的)聚合物颗粒、聚合物熔体或聚合物粉末混合，随后形成物品。在该第二个实施方案中，染料在已染色的聚合物颗粒、聚合物熔体或聚合物粉末中的浓度高于在最终的成型物品和/或成型制品中的浓度。第二个实施方案的已染色的聚合物颗粒、聚合物熔体或聚合物粉末为所谓的“色母(master-batch)”。这些所谓的“色母”通常包含10-80％重量的染料，优选30-60％重量的染料。
液体形式或粒料形式的第二个实施方案的色母料(色母)必须以特定的稀释比率与无色树脂混合，以得到所需的颜色。可通过手工混合，或更通常使用计量设备采用分批共混法进行混合。
通常使用小的蠕动泵将液体色料直接泵入加工机(例如注塑机、吹塑机、熔纺体系等)的加料喉部。
优选使用色母为对塑料着色的优选方法。比预着色的树脂易加工且成本低为这些产品的主要优点。与液体色料不同，由于在最优选的情况下色母的载体材料与树脂相同，因此色母与树脂的相容性优异。
这种色母的自动计量设备的一个实例为在WO2004/022633中
图1所示的定容加料装置。该加料装置包括与色母加料器相邻的树脂加料器、在混合区的混合机、在混合装置和加料漏斗之间的折板(flap)以及安装在挤出机或注塑机上的加料漏斗。通过控制装置控制树脂加料器、色母加料器、混合机和折板，所述控制装置包括位于从加料漏斗至挤出机或注塑机通道上的监测器。
色母通常以粒料或微粒料形式供给。有几种方法生产色母。色母厂商使用的第一种且最常用的方法为所谓的一步法。在该方法中，将颜料(或染料)、功能添加剂和聚合物载体混合，随后通过分散装置(例如同向旋转双螺杆挤出机)加工所述混合物。
包含式(I)化合物的色母料(色母)还可得自所谓的两步法，其中在第一步中，色母厂商生产包含式(I)化合物的单种颜料母料(SinglePigment Concentrate，SPC)。SPC为仅包含一种完全分散在任选还包含添加剂的树脂载体中的颜料或染料(通常浓度非常高)色母制剂。该第一加工步骤与一步法非常类似。
在第二步中，将不同的SPC混合在一起，以得到消费者所需的颜色规格并得到特制的色母。为了降低颜料的浓度，将各种SPC与一些载体树脂混合在一起。由于SPC已完全分散，因此仅需要一个混合过程。可例如在单螺杆或双螺杆挤出机中进行。
向未染色的聚合物中加入粉末、片或粒料形式的色母后，采用常规方法例如挤塑或纺纱技术可将所得到的混合物制备成型制品，例如薄膜、箔、纤维或长丝，所述制品还可加工成例如纱、绳、索、织造、非织造和编织的物品，或者所述混合物可形成颗粒或片，随后熔融并制成这些成型制品。
式(I)化合物除了可采用上述方法用于聚合物的本体染色，还可通过与聚合物前体共缩合掺入所述聚合物中。根据所需色调的深度，使用不同量的化合物，采用常规方法进行共缩合。
本发明的本体染色聚合物的综合坚牢度好，例如耐光、迁移、气熏、臭氧和升华以及耐湿性好。此外，本发明的本体染色聚合物在干燥清洁的条件下坚牢度好，例如耐温热的全氯乙烯，且所述已染色的聚合物耐次氯酸盐水溶液的坚牢度好，当润湿时耐摩擦的坚牢度好。但是，特别引起人们注意的是式(I)化合物很耐生产成型制品进行的挤塑特别是纺纱操作中使用的严格的条件。
为了调节色调或赋予其他所需的性能，在制备所需的物品之前，通常可加入多种或不同的其他染料或加入添加剂。除了其他着色剂以外，可在物件形成步骤之前加入至少一种选自以下的活性组分防粘连剂、防雾剂、抗微生物剂、抗氧化剂、防滑剂、抗静电剂、清洁剂、增容剂、导电试剂、缓蚀剂、防套叠剂(de-nesting agent)、干燥剂、填料、阻燃剂、发泡剂、红外试剂、激光标识剂、润滑剂、消光剂、成核剂、遮光剂、荧光增白剂、磷光剂、可光降解试剂、加工助剂和/或UV稳定剂。或者所述至少一种活性组分还可在聚合物颗粒、聚合物熔体或聚合物粉末与式(I)染料混合的步骤中已经混合。
使用式(I)染料的本发明的新型方法在合成非极性或极性聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酯、聚碳酸酯或聚酰胺)中得到蓝色着色。
聚酯本身优选优选为线性、高分子量、饱和的芳族聚酯，特别是通过对苯二甲酸并任选间苯二甲酸与乙二醇和/或环己二醇缩聚制备。通常聚酯用于纺织行业。
优选的聚合物为聚酯，其中聚对苯二甲酸乙二酯为最优选的聚酯。优选的聚对苯二甲酸乙二酯为线性(1，4)-聚对苯二甲酸乙二酯。
制备本发明的优选的高分子量的本体染色聚酯的优选方法为首先将一种或多种染料与通常熔点为75-230℃且软化点为60℃-80℃的较低熔点的线性芳族聚酯混合，形成通常包含30-60％重量的染料的母料或所谓的“色母”，随后根据最终的聚酯所需的颜色，向熔融的高分子量聚酯中加入所需量的熔融形式的该色母，随后在熔融过程中分散所述染料。或者在形成通常包含30-60％重量的染料的母料或所谓的“色母”之后，可将该色母冷却并研磨，或制成片，与未染色的聚酯混合，通过混合和捏和所述聚合物粉末和/或切片进行混合，直至得到均匀的聚合物本体。
在说明书、权利要求书和以下的实施例中，除非另外说明，否则所有的份为重量份，％是指％重量。
实施例1将202份下式的CI.酸性蓝127:1分散至2000份水中。
将混合物加热至80℃。当混合物的温度达到80℃时，加入连二亚硫酸钠，同时还加入25％氢氧化钠溶液以保持pH为8.5。脱磺基化后，将温度降低至65℃，加入50份氢氧化钠溶液(25％)以将pH调节至12。接着加入140份过氧化氢。过滤产物并用水洗涤。得到145份式(I)的产品。
实施例2(式(I)的染料为聚丙烯纤维的1％)
将100份粉末形式的聚丙烯分别与0.1和1.0份粉末形式的式(I)的染料在鼓式混合机中混合。不一会粉末就均匀分散开。约10分钟后，混合物在120℃下干燥16小时，然后转移至熔纺机并停留约8分钟，在氮气气氛中于275-280℃下纺丝成纤维。该着色的纤维特别耐光。
所有其他已知的合成聚合物可通过相同方法本体着色，例如(HD/LD)聚乙烯、聚酰胺、聚酯、ABS和聚碳酸酯。
实施例3(式(I)的染料为聚酰胺纤维的0.1％)将100份粉末形式的聚己内酰胺与0.1份粉末形式的式(I)的染料在鼓式混合机中混合。不一会粉末就均匀分布开。约10分钟后，混合物在120℃下干燥16小时，然后转移至熔纺机并停留约8分钟，氮气气氛中于下275-280℃纺丝成纤维。该着色的聚酰胺纤维特别耐光。
实施例4(式(I)的染料为聚酯纤维的0.1％)按照以下方法制备含0.1份式(I)染料的聚酯纤维将聚酯和染料的混合物熔融，通过用齿轮泵调控至恒速的拉伸板挤出。在80巴压力下，在2小时内将纺纱机加热至260-265℃。将该拉伸板于350℃的烘箱中加热至少30分钟。所得到的纤维覆盖在线轴上。所得到的纤维具有强烈的蓝色，耐光性和耐气候性优异。
实施例5通过对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和新戊二醇共缩合制备的1000份商品线性共聚酯的分子量为18,000-20,000，熔点为90-150℃，软化点为65℃，在已用干冰冷却至-30℃的销棒粉碎机中与1000份干冰一起研磨成粉末，该聚酯颗粒的直径为300-600μm。在密闭的混合机中，于室温下将该聚酯粉末与500份精细研磨的式(1)的染料充分混合，随后在挤出机中于130℃下加工，形成线材，随后切割成颗粒。
如上制备的染料母料在螺旋纺纱机中的分流(shunt current)中熔融，并通过计量装置于270-275℃下加至纺纱机原流(primary current)中的商品线性芳族聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯)。该计量装置加至聚酯流1份染料母料/48份聚对苯二甲酸乙二酯。随后于270-275℃下，以200米/分钟的卷绕速度纺该混合物，于90℃下在拉伸机中将纺成的纤维以1∶4的比率拉伸，在环锭捻线机中采用通常的方法加捻。这样得到的蓝色本体染色纱坚牢性非常好。
实施例6于180℃下，将1360份乙二醇和1700份对苯二甲酸二甲酯与0.55份乙酸锰一起搅拌3.5小时，蒸除产生的甲醇。
随后将物料转移至适于缩聚的真空容器中，向其中加入80份乙二醇、0.45份三氧化锑、20份亚磷酸三壬基酯苯酯(trinonyl phenylphosphite)和17份式(1)的染料(粉末形式)的混合物。随后于275℃下，将真空增至小于1托，直至通过蒸馏乙二醇使得特性粘度η＝0.70。
随后将这样得到的已染色的聚酯挤出并造粒。将该颗粒于140℃下真空干燥16小时，最后如实施例5所述纺纱、拉伸和卷绕加捻。得到蓝色纱。
实施例7使用实施例6的方法制备5.5分特(dtex)的聚酯扁平长丝。制备两批一批包含0.1％式(I)的着色剂，另一批本体染色后具有更深的色调且包含1％式(I)的着色剂。这些纱线用于制备非织造样品。这些由本实施例的本体染色纤维构成的样品按以下方式进行测试
依据ISO105/B02的测试方法，将染色样品曝光。曝光在装有氙弧光源的Atlas Ci 35/A中进行；黑色标准温度(black standardtemperature)为63℃；相对湿度为45±5％。
然后(两个测试)依据5级灰阶变化(Grey Scale Change)ISO A03评价相邻的织物。5级灰阶由5对灰色样品组成，其说明与牢度等级5、4-5和4等相对应的可察觉的颜色差异。牢度等级是灰阶的数值，所述灰阶的可察觉的颜色差异在数值上与原始相邻纤维和经处理的相邻纤维间可察觉的颜色差异相等。数值每增加1表示增加20％。
权利要求
1.式(I)的化合物在聚合物本体着色中的用途
2.权利要求1的用途，所述用途为本体着色极性合成聚合物，优选聚酰胺、聚酯、ABS和聚碳酸酯。
3.权利要求1的用途，所述用途为本体着色非极性合成聚合物，优选聚乙烯或聚丙烯。
4.权利要求2的用途，其特征在于所述极性合成聚合物为聚酯，优选线形聚酯。
5.一种形成本体染色聚合物的方法，其特征在于在第一步中，式(I)化合物与聚合物均匀混合，在另一步中，通过选自熔纺、注塑、吹塑、挤塑、薄膜吹塑和拉坯吹塑的成型操作将所述聚合物成型。
6.权利要求5的方法，其特征在于在另一步中，将所述第一步的已染色的聚合物与未染色的聚合物混合，并混合均匀，形成第二种已染色的聚合物，在另一步中，通过成型操作将所述第二种聚合物成型。
7.一种本体着色的聚合物，所述聚合物包含式(I)的化合物。
全文摘要
本发明涉及式(I)的化合物在本体着色中的用途，使得染色的聚合物具有优异的整体牢度性能。
文档编号C09B1/32GK101027350SQ200580021029
公开日2007年8月29日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年6月25日
发明者P·J·贡扎莱斯马丁内斯, J·J·图格斯鲁尔, J·F·维特曼, S·巴索拉斯特纳 申请人:克莱里安特财务(Bvi)有限公司