由作为着色剂的聚氧化烯化合物和作为稀释剂的特定表面活性剂组成的着色聚酯热塑性材料的制作方法

专利名称：由作为着色剂的聚氧化烯化合物和作为稀释剂的特定表面活性剂组成的着色聚酯热塑性材料的制作方法
本申请是Edward Zhao等在1998.7.7申请的共同未决美国专利申请序列号09/111,218的继续申请，该申请的题目为“由作为着色剂的聚氧化烯化合物和作为稀释剂的特定表面活性剂组成的着色聚酯热塑性材料”。这篇原申请被引用在本文中作参考。
本发明涉及由混有稀释剂的含有聚氧化烯组分的聚合物着色剂组成的着色聚酯塑料，其中的稀释剂基本上选自脱水山梨醇(C8-C22)单酯、乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯及其混合物、乙氧基化的壬基酚醚、乙氧基化的十二烷基酚醚以及它们的混合物。这样的稀释剂便于在挤出或注射成型过程中将优选的聚合物着色剂加入原料聚酯中，并且比传统的聚酯成品着色剂具有显著的改进。本发明的着色聚酯塑料可以成型为任何的形状或形式，然而塑料通常被用作为液体，例如软饮料的容器。本发明也提供了一种使用本发明的着色剂/稀释剂配方在挤出过程中使聚酯着色的方法。
聚氧化烯聚合物着色剂被用于使许多基材永久着色，这些基材包括热塑性树脂，例如Cross等的US4,284,729、Kluger等的US4,507,407和Kluger等的US4,751,254；聚氨酯泡沫，例如Rekers等的US4,846,846；含水或非水液体，例如Harris的US4,871,371；聚氧化烯聚合物着色剂也被用作织物和纱线的短效着色，例如Brendle的US4,167,510。这些着色剂使这些材料有效和稳定的着色，易于操作并在某些基材中表现出理想的迁移性。
着色剂已被用于聚合物树脂中，其中包括聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)，例如Kresser等的US4,332,587、Baumgartner等的US4,640,690、Baumgartner等的US4,732,570、Baumgartner等的US4,812,141、Burditt等的US5,157,067、Danielson等的US5,240,980、Branon的US5,326,516、Brannon的US5,443,775和Phillips等的US5,686,515。使这些热塑性塑料着色的主要方法是使用浓色体。这样的浓色体基本上由着色聚合物切片组成，当将该切片在标准挤出或注射成型过程中加入时，它们同主体树脂粒料一起熔融并随后通过混合使熔融塑料着色。尽管该方法是使热塑性塑料着色的主要方式，但是它也具有某些缺点并在以前产生过问题。例如，着色剂本身必须能在至少两个分开的步骤中保持分散，这两个步骤也就是聚合物浓色体的制备和随后的使主体热塑性树脂着色。由于需要形成初始浓色体，着色剂也必须在聚合物切片形成中以及随后再次在熔融树脂的产生过程中承受高温。这样的高温可能使着色剂降解，并且使该类化合物进行两个分开的熔融步骤增加了着色剂损失的可能性。
目前也使用第二种方法使这样的热塑性制品着色。这种方法需要将液态着色剂与主体树脂颗粒或切片及其类似物同时加入挤出或注射成型机中。该方法优于使用浓色体，这是因为它经济合理(不必制备初始着色的聚合物切片)，使着色剂仅经受一次高温，并且液态着色剂易于处理。液体聚氧化烯化着色剂对聚酯热塑性制品具有优异的着色性并且可很好地承受高温处理。然而，业已证明，通过该第二种直接加入方法将这种易于处理的液态聚氧化烯化着色剂加入聚酯热塑性组合物中并且在这些基材中得到合理美感的着色效果是困难的。例如，Baumgartner等的参考文献中每一篇都公开了在聚酯热塑性塑料中使用这种着色剂，然而在最终着色的树脂制品中显著存在不受欢迎的条纹和斑点。这个问题在于，当在通常的工业规模成型设备中使用时，这种着色剂没有完全和均匀地混入聚酯中。现有技术中没有公开或适当的建议如何克服液体聚氧化烯着色剂的上述问题。因此，仍然需要在挤出或注射成型过程中，通过直接加入液体着色剂使聚氧化烯聚合物着色剂在聚酯热塑性组合物中产生最佳的着色效果。
因此，本发明的目的之一是提供一种使聚酯热塑性塑料有效、彻底、均匀地着色的聚氧化烯化着色剂配方。本发明的另一个目的是提供一种相对便宜但可显著改善挤出或注射成型过程中聚酯热塑性材料着色效果的聚合物着色剂配方。另外，本发明的一个目的是提供一种在这些聚酯热塑性介质中具有最佳着色水平的聚氧化烯着色剂/稀释剂表面活性剂配方。此外，本发明的又一个目的是提供一种使聚酯热塑性材料有效、彻底和均匀地着色的方法。
因此，本发明包括一种在挤出或注射成型过程中将聚酯热塑性材料着色的方法，该方法包括如下步骤(a)制备一定量的聚酯热塑性原料；(b)制备含有下列组分的组合物以式(I)定义的聚氧化烯化着色剂，
(I)R{A-[(氧化烯组分)n]m}x其中R是有机发色团，A是基本上选自N、O、S或CO2的所述发色团中的连接部分，氧化烯组分含有2-4个碳原子，n是2-大约100的整数，A是O、S或CO2时m是1，A是N时m是2，x是1-大约5的整数；占组合物总重量的大约85％-大约15％的选自下列化合物的稀释剂脱水山梨醇(C8-C22)单酯、乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯、所述脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯的混合物、乙氧基化的壬基酚醚、乙氧基化的十二烷基酚醚、所述乙氧基化的壬基酚醚和乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物、和(i)脱水山梨醇(C8-C22)单酯或乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯和(ii)乙氧基化的壬基酚醚或乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物；和任选的由阴离子染料和季铵化合物组成的基本上不含有无机盐的着色剂；(c)将所述原料聚酯和所述着色剂组合物在标准塑料挤出或注射成型机中混合，由此用所述着色剂组合物对所述原料聚酯着色；(d)在所述标准挤出或注射成型机中熔融所述着色的原料聚酯，由此制备着色的熔融聚酯；(e)将所述着色的熔融聚酯挤出或注射成型。
本发明也考虑了含有一种组合物的着色聚酯热塑性材料，其中的组合物包括以式(I)定义的聚氧化烯化着色剂，(I)R{A-[(氧化烯组分)n]m}x其中R是有机发色团，A是基本上选自N、O、S或CO2的所述发色团中的连接部分，氧化烯组分含有2-4个碳原子，n是2-大约100的整数，A是O、S或CO2时m是1，A是N时m是2，x是1-大约5的整数；和基本上选自下列化合物的稀释剂脱水山梨醇(C8-C22)单酯、乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯、脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯的混合物、乙氧基化的壬基酚醚、乙氧基化的十二烷基酚醚、所述乙氧基化的壬基酚醚和乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物、和(i)脱水山梨醇(C8-C22)单酯或乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯和(ii)乙氧基化的壬基酚醚或乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物；和任选的由阴离子染料和季铵化合物组成的基本上不含有无机盐的着色剂。
聚氧化烯着色剂通常与上面列出的现有专利中公开的那些着色剂相同。有机发色团(R)，更特别地是下述类型的化合物中的一种或多种偶氮、重氮基、双偶氮、三偶氮、二苯甲烷、三苯甲烷、呫吨(xanthane)、硝基、亚硝基、吖啶、次甲基、吲达胺、噻唑、噁嗪、酞菁或蒽醌。优选R是一种或多种基于硝基、三苯甲烷、次甲基或噻唑的化合物。基团A位于基团R上并且用于连接聚氧化烯组分和有机发色团。N是优选的连接部分。聚氧化烯基团通常为氧化乙烯(EO)和氧化丙烯(PO)单体的混合物。
每个醇链中聚氧化烯组分的优选摩尔数是2-15(由此n优选4-30)，更优选4-10(n最优选8-20)。也优选每种聚合物着色剂化合物上存在两个这样的醇链(上述x优选为2)。本发明中使用的着色剂在环境温度和压力条件下通常为液体。特别优选的着色剂的实例用下面列表的形式给出。
表1优选的聚氧化烯化着色剂实例号发色团EO摩尔数 PO摩尔数 基团A1 次甲基7 15 N2 酞菁 132 N3 次甲基1014 N4 次甲基1610 N5 双偶氮1620 N当然，该表仅仅是想说明优选的着色剂，任何聚氧化烯化聚合物染料都包括在本发明的范围之内。
其他着色剂也可以存在于该组合物中，最著名的是基本上不含有无机盐的由阴离子染料和季铵化合物组成的配合物。这样的季铵化合物包括三烷基季铵化合物，例如甲基三(氢化牛脂基)氯化铵；二烷基季铵化合物，例如二椰子油基二甲基氯化铵；二烷氧基烷基季铵化合物，例如甲基二(聚乙氧基乙醇)椰子油基氯化铵；单烷氧基季铵化合物，例如甲基(聚丙二醇)二乙基氯化铵；和苄基季铵化合物，例如二甲基牛脂基苄基氯化铵。优选甲基二(聚乙氧基(15)乙醇)椰子油基氯化铵(得自于Witco的商品名为VariquatK1215)和甲基(聚丙二醇)二乙基氯化铵(得自于Witco的商品名为EmcolTMCC-9)。下表表示也可以使用的优选阴离子染料。
表2优选的阴离子染料/季铵配合物着色剂实例号染料季铵化合物 物理状态6 酸性红52VariquatK1215 液体7 酸性黄17VariquatK1215 液体8 喹啉黄S VariquatK1215 液体9 喹啉黄S EmcolTMCC-9液体10酸性黄23VariquatK1215 液体11直接紫9 VariquatK1215 液体12酸性红52EmcolTMCC-9液体13直接蓝86VariquatK1215 液体由于该表不是穷举，因此其他的这种配合物也可以包括在本发明的范围之内。
这些配合物是按照如下方法制备的首先根据色调、耐光性、热稳定性等确定用于主体基材着色的所需阴离子染料；其次，基于必要的物理性能，例如迁移性、均匀分散性、溶解性、耐洗性等选择对于主体基材来说合适的季铵化合物；第三，使两种化合物在一起反应形成液体配合物；最后，除掉由染料的阳离子和季铵化合物的抗衡离子形成的多余的盐。为了从配合物中除掉基本上所有的残留无机盐(例如仅仅是为了说明的氯化物和硫酸盐)可以使用多种纯化技术。这些技术包括，但并不仅限于此，溶剂萃取、相分离、超滤和其他过滤方法。特别优选的是高压超滤、通过使用碳酸铵漂洗方法的相分离(即用与配合物的重量比为1∶1的25％碳酸铵水溶液连续三次冲洗)、和使用二氯甲烷、氯仿或类似物的溶剂萃取过滤方法。除掉多余的无机盐后，为了纯化着色剂配合物，得到的溶液也应该汽提掉多余的水。本发明的配合物在低于约100℃下纯化时总是形成液体。通过配合和除掉盐来制备这些类型的着色剂的具体方法公开在Zhao等的美国专利申请09/065,597中，该申请引用在此作参考。
术语“聚酯热塑性材料(或组合物或树脂)”意欲包括任何聚酯，包括不同聚酯的共聚物、由主要量的聚酯组分组成的热塑性塑料和聚酯的单种聚合物(即聚对苯二甲酸乙二醇酯，该聚酯为优选种类)。原料意欲包括不管是粉碎的、切片的、造粒的还是任何类似形式的新料或回收聚酯。术语“热塑性塑料”在现有技术中公知为一种在足够热量下熔融但在充分冷却下保持其固体形态(但不使用模具时不是以前的形状)的聚合材料。本发明着色的聚酯热塑性塑料最终将用于，举例但不是限定，软饮料、啤酒、酒、水等的容器以及任何固体物质的容器。
除了因其表面活性而使用之外，本发明所需的特定表面活性剂实际上用作特定聚合物着色剂的稀释剂。这些稀释剂表面活性剂已经被证明在挤出或注射成型过程中对特定的聚酯树脂粒料提供所需的着色剂亲和性。这种合适的亲和性允许在固体聚酯粒料上以及以熔融态存在的聚酯中产生最佳的着色性。在为了降低最终热塑性制品中色料的气泡和条纹的数量而加入本发明特定的稀释剂表面活性剂时，聚氧化烯化着色剂和特定的聚酯热塑性塑料之间的相容性增加。另外，这种稀释剂表面活性剂在挤出过程中(在螺杆挤出机中)对降低螺杆滑移产生了意想不到的效果。因此，具有这些理想性能的特定的稀释剂表面活性剂的这一发现需要大量测试以确定产生所需效果(尤其是与优选使用的着色剂配合时)的稀释剂的具体化合物、混合物和比例。因此，这样的着色剂的选择不但依赖于这些化合物具有的着色能力，而且依赖于与特定稀释剂表面活性剂结合产生的整体效果和性能，业已发现这些表面活性剂与优选的着色剂通过协同作用，在产生最低程度的螺杆滑移的同时在聚酯材料中产生最佳的颜色。
特定着色剂/稀释剂表面活性剂组合必须显示的其他标准包括，挤出过程中承受高温时的热稳定性、加工过程中或者一旦制成最终制品时聚酯不降解、不将更高的价格转移给消费者的成本优势、整个成型制品中聚酯的透明性均匀、为了能够在更好的加工条件下加工所需要的低粘度、稀释剂表面活性剂在聚合物着色剂中溶解的均匀性、以及着色剂基本上不从成型聚酯热塑性制品中移出和在其内部迁移。在本发明方法和制品中，这种非迁移性尤其是意想不到的，因为表面活性剂的使用通常导致化合物从表面和基材中移动，这一点与本发明并不冲突。本发明的方法和制品显示了所有这些必需的性能，因此体现了为了选择与合适聚氧化烯着色剂结合的合适稀释剂表面活性剂所需要的谨慎和程度和分析。
由此确定，具有所有上述有益性能的与优选聚合物着色剂结合的稀释剂表面活性剂包括脱水山梨(C8-C22)单酯、乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯、脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯的混合物、乙氧基化的壬基酚醚、乙氧基化的十二烷基酚醚、乙氧基化的壬基酚醚和乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物、和脱水山梨醇(C8-C22)单酯或乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化的壬基酚醚或乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物。乙氧基化的壬基酚醚也包括乙氧基化的二壬基酚醚。基于脱水山梨醇的化合物不但在聚酯热塑性树脂中具有最佳的着色效果，而且它们也可用于与用于人类消耗和/或吸收的组合物结合使用的材料组合物中。
本发明方法中使用的优选稀释剂表面活性剂包括下表中列出的种类。
表3优选的稀释剂表面活性剂(以及商品名)实例号 表面活性剂 可得到的商品名和产地14 脱水山梨醇单油酸酯 Span 80，Imperial Chemical(ICI)15 脱水山梨醇单硬脂酸酯 Span 60，ICI16 脱水山梨醇单棕榈酸酯 Span 40，ICI17 脱水山梨醇单月桂酸酯 Span 20，ICI18 聚氧化乙烯(20)脱水山梨醇单油酸酯 Tween 80，ICI19 聚氧化乙烯(20)脱水山梨醇单硬脂酸酯 Tween 60，ICI20 聚氧化乙烯(20)脱水山梨醇单棕榈酸酯 Tween 40，ICI21 聚氧化乙烯(20)脱水山梨醇单月挂酸酯 Tween 20，ICI22 聚氧化乙烯(7)二壬基酚醚Igepal DM 430，Rhne-Poulenc(RP)23 聚氧化乙烯(6)壬基酚醚 Igepal CO 530，RP24 聚氧化乙烯(12)壬基酚醚 Igepal CO 720，RP25 聚氧化乙烯(9)二壬基酚醚Igepal DM 530，RP26 聚氧化乙烯(9)壬基酚醚 Igepal CO 630，RP27 聚氧化乙烯(4)壬基酚醚 Igepal CO 430，RP28 聚氧化乙烯(1.5)壬基酚醚Igepal CO 210，RP29 聚氧化乙烯(4)壬基酚醚 Igepal CO 430，RP30 聚氧化乙烯(9.5)壬基酚醚Syn Fac905，Milliken & Company31 聚氧化乙烯(5.5)十二烷基酚醚Igepal RC520，RP43032 聚氧化乙烯(9.5)十二烷基酚醚Igepal RC620，RP33 聚氧化乙烯(11)十二烷基酚醚 Igepal RC630，RP
该表没有穷举，这些只是本发明方法和聚酯热塑性制品中优选的稀释剂表面活性剂。也可以使用乙氧基化和非乙氧基化脱水山梨醇酯的某些混合物。这些具体的组合列举在下面优选实施方式中。对于壬基酚醚和十二烷基酚醚以及本发明优选的着色剂，上述观点也是正确的。
着色剂组合物包括大约15-大约85％重量的着色剂和大约15-大约85％重量的稀释剂表面活性剂。稀释剂表面活性剂的用量优选大约25-大约75％，最优选大约50-大约57％。以前，稀释剂表面活性剂的用量为5％没有取得令人满意的结果。因此，为了得到理想的有益效果，着色剂/稀释剂配方中稀释剂的用量必须大于上一低值。任选的添加剂可以包括增塑剂，例如PEG-400和邻苯二甲酸二丁酯等、抗静电剂、稳定剂、紫外线吸收剂和其它类似的标准聚酯热塑性添加剂。
下面举例说明本发明范围内使聚酯热塑性塑料着色的特别优选的方法和优选的相关着色制品的实例。
将着色剂/稀释剂组合物加入聚酯热塑性塑料，即聚对苯二甲酸乙二醇酯中以注射成型。使用计量体系，由此通过正位移泵或运输泵将着色剂/稀释剂连续地或者优选间歇地加入注射成型机(例如Arburg Molder)中。同时，通过与计量液体着色剂/稀释剂的运输泵同时作业的螺杆将聚酯树脂喂入成型机的进料口。旋转螺杆将树脂颗粒推入进料口，同时泵使液体着色剂/稀释剂进入注射机的相同区域(在这种方式中，着色过程中使用恒定比的粒料和着色剂)。此时，着色剂/稀释剂和粒料的混合物或者加入成型机的混合室或者依靠重力直接加入成型机的进料区。在进料区混合或放置时，粒料随之熔融。进料区中，熔融是通过使用加热(热从机器的机筒传导)的旋转螺杆挤出机完成。为了形成所需的热塑性制品，旋转螺杆还通过将着色剂和熔融树脂彻底混合而制备均匀着色的塑料熔融体，然后将该熔融体注射进模具中。
测试着色改进性和其它重要标准是通过形成着色的聚对苯二甲酸乙二醇酯热塑性树脂板完成的。这些板是通过使用下表4中列出的着色剂和稀释剂的特定组合物采用上述方法形成的。
表4用于形成聚酯热塑性板的着色剂/稀释剂组合物板着色剂(表1和/或2中的实例号)wt％ 稀释剂(表1和/或2中的实例号)wt％A 4和13(各为25％) 14和22(各为25％)B 1和13(各为21.5％) 14(57％)C 2，3和5(各为16.67％)20(50％)D 2，3和5(各为8.33％) 20(75％)E 2，3和4(各为8.33％) 14(75％)F 2，3和5(各为16.67％)14和20(各为25％)G 3，5和13(各为14.33％) 14和19(各为28.5％)H 2，4和5(各为16.67％)20(50％)I 2，3和5(各为16.67％)20(50％)J 2，3和5(备为16.67％)14和21(各为25％)K 3，5和13(各为14.33％) 14和21(各为28.5％)L 3，5和13(各为14.33％) 14和20(各为28.5％)M 3，5和13(各为14.33％) 21(57％)N 3，5和13(各为14.33％) 20(57％)O 3，5和13(各为8.33％)20(75％)P 2，3和5(各为16.67％)22(50％)Q 2，4和5(各为16.67％)23(50％)R 2，3和5(各为25％) 22(25％)S 4，5和13(各为16.67％) 30(50％)T 1，2和5(各为16.67％)22(50％)U 1，2和5(各为16.67％)25(50％)V 4和13(各为25％) 30(50％)W 2，3和4(各为8.33％) 26(75％)X 1，5和13(各为14.33％) 24(57％)Y 1，2和5(各为14.33％)22(57％)Z 1，2和5(各为16.67％)26(50％)AA1，5和13(各为14.33％) 31(57％)BB1，2和5(各为16.67％)23(50％)CC1，2和5(各为16.67％)29(50％)DD1，2和5(各为16.67％)28(50％)EE1，5和13(各为14.33％) 25(57％)FF1，2和5(各为16.67％)23(50％)GG1，5和13(各为14.33％) 32(57％)HH1，2和5(各为16.67％)33(50％)II1，5和13(各为14.33％) 31(57％)JJ1，2和5(各为16.67％)32(50％)KK1，2和5(各为16.67％)25(50％)LL1，2和5(各为16.67％)26(50％)MM1，5和13(各为14.33％) 32(57％)NN1，2和5(各为16.67％)28(50％)OO1，5和13(各为14.33％) 33(57％)当然，这些板的配方只是本发明制品和方法的优选实施方式，并不限制本发明的范围。然后对得到的板测试每一块成型树脂板中的分散。用一张白纸作背景，通过肉眼观察分析而进行的着色树脂测试本质上是经验性的和客观的。从1到5的评分体系说明如下1-无着色可能2-着色清楚但不均匀(颜色整体有严重的漩涡式缺陷)3-通过非常仔细的分析有轻微的漩涡式缺陷4-通过严格的分析有非常轻微的漩涡式缺陷5-根本无漩涡式缺陷使用相同的方法和相同的着色剂/稀释剂配方制备10块板并分别评分。从那10块板中得出平均评分，该评分是为整个特定着色剂/稀释剂配方给出的。对于大规模着色聚酯热塑性制品而言，整体评分为3或更高被认为是可以接受的。下表列出了表4中制备的板的评分。
表5表4中板的分散评分板分散评分A 3.3B 3.6C 3.5D 3.4E 3.4F 3.3G 3.2H 3.2I 3.1J 3.0K 3.0L 3.0M 3.0N 3.0O 3.0P 3.4Q 3.2R 3.4
S 3.1T 3.5U 3.4V 3.1W 3.4X 3.3Y 3.3Z 3.3AA 3.2BB 3.2CC 3.2DD 3.2EE 3.1FF 3.1GG 3.0HH 3.0II 3.0JJ 3.0KK 3.0LL 3.0MM 3.0NN 3.0OO 3.0因此，由混有每种特定的着色剂/稀释剂配方的熔融聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制备得到的板显示出优异的着色性。
进行两种其它测试以确定本发明特别优选的着色剂/稀释剂配方。用30秒Hobart混合器测试法分析了250克聚酯树脂颗粒与载荷为1000的着色剂/稀释剂配方的混合情况，该混合在Hobart混合器中室温(即，大约25℃)、低速进行30秒。该测试中，显示出明显非均匀大污点的无规着色的所得样品被认为“差”；非均匀小污点的无规着色的样品被认为“一般”；整体均匀着色的样品被认为“好”。在表4和表5中，板A和V在该次测试中显示出最好的效果。最后测试是在挤出机中进行的螺杆滑移排出量分析。1000g聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂颗粒(以32∶1在killion上在10000载荷下挤出)样品中不加添加剂的情况设置1.00作为对照。记录挤出1000g树脂的时间。以挤出1000g着色样品所需时间与纯对照样品所需时间之比来计量每一种着色剂/稀释剂组合物的排出因子。排出因子为1.00或接近1.00(或大于或小于)表明非常轻微的螺杆滑移并因此是一个非常有利的结果。用于表4和5中的板A和V的配方分别再次显示出最好的排出因子0.93和1.04。
为了比较，并且也为了显示在确定引入本发明聚酯热塑性材料着色方法和制品中的合适稀释剂的难度，制备了许多相似的着色剂和稀释剂组合物并且按上述相同的挤出/着色方法使用它。对每一种配方进行了分散性(D)、Hobart混合器(HM)和螺杆滑移(SS)测试，结果如下表6作对比的着色剂/稀释剂配方着色剂(取自于表1和/或表2)wt％稀释剂(wt％)DHMSS2，3和5(各为16.67％) 脱水山梨醇三油酸酯(50％)1* #3和13(各为21.5％)三硬脂酸甘油酯(57％)2差0.951和13(各为21.5％)N，N-二羟乙基椰油酰胺 2.3 一般 0.901和2(大约都为47.5％) Tween80(5％) 2.5 差1.41*没有读数#由于其它测试中性能差，没有进行测试因此本发明特定的稀释剂表面活性剂提供的性质是非常不可预期的。两种最优选的着色剂/稀释剂配方具有最好的整体效果分散性、Hobart混合器和螺杆滑移，这仅是通过大量分析许多不同制剂而确定的。着色剂和表面活性剂组分显示出的协同效应是相当令人惊讶的。
详细描述了本发明后，很显然本领域技术人员在不偏离本发明范围的前提下可以作出变化和改进。因此，本发明的范围应该仅通过本文所附的权利要求来确定。
权利要求
1.一种在挤出或注射成型过程中使聚酯热塑性材料着色的方法，包括如下步骤(a)制备一定量的聚酯热塑性原料；(b)制备含有下列组分的组合物以式(I)定义的聚氧化烯化着色剂，(I)R{A-[(氧化烯组分)n]m}x其中R是有机发色团，A是选自N、O、S或CO2的所述发色团中的连接部分，氧化烯组分含有2-4个碳原子，n是2-大约100的整数，和A是O、S或CO2时m是1，A是N时m是2，x是1-大约5的整数；选自下列化合物的稀释剂脱水山梨醇(C8-C22)单酯、乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯、脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯的混合物、乙氧基化的壬基酚醚、乙氧基化的十二烷基酚醚、所述乙氧基化的壬基酚醚和乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物、和(i)脱水山梨醇(C8-C22)单酯或乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯和(ii)乙氧基化的壬基酚醚或乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物；和任选的由阴离子染料和季铵化合物组成的基本上不含有无机盐的着色剂；(c)将所述原料聚酯和所述着色剂组合物在标准塑料挤出或注射成型机中混合，由此用所述着色剂组合物使所述原料聚酯着色；(d)在所述标准挤出或注射成型机中熔融所述着色的原料聚酯，由此制备着色的熔融聚酯；(e)将所述着色的熔融聚酯挤出或注射成型。
2.权利要求1的方法，其中所述稀释剂的使用量为组合物(b)总重量的大约25-大约75％。
3.权利要求1的方法，其中所述稀释剂的使用量为组合物(b)总重量的大约50-大约57％。
4.权利要求1的方法，其中所述稀释剂是脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化壬基酚醚的混合物。
5.权利要求4的方法，其中所述稀释剂是脱水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯(7)二壬基酚醚的混合物。
6.权利要求1的方法，其中所述稀释剂是乙氧基化的壬基酚醚。
7.权利要求6的方法，其中所述稀释剂是聚氧乙烯(9.5)壬基酚醚。
8.一种包括一组合物的热塑性材料，其中该组合物包含以式(I)定义的聚氧化烯化着色剂，(I)R{A-[(氧化烯组分)n]m}x其中R是有机发色团，A是选自N、O、S或CO2的所述发色团中的连接部分，氧化烯组分含有2-4个碳原子，n是2-大约100的整数，A是O、S或CO2时m是1，A是N时m是2，x是1-大约5的整数；和选自下列化合物的稀释剂脱水山梨醇(C8-C22)单酯、乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯、脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯的混合物、乙氧基化的壬基酚醚、乙氧基化的十二烷基酚醚、所述乙氧基化的壬基酚醚和乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物、和(i)脱水山梨醇(C8-C22)单酯或乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯和(ii)乙氧基化的壬基酚醚或乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物。
9.权利要求8的热塑性材料，其中所述稀释剂是脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化壬基酚醚的混合物。
10.权利要求9的热塑性材料，其中所述稀释剂是脱水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯(7)二壬基酚醚的混合物。
11.权利要求8的热塑性材料，其中所述稀释剂是乙氧基化的壬基酚醚。
12.权利要求11的热塑性材料，其中所述稀释剂是聚氧乙烯(9.5)壬基酚醚。
13.一种着色的聚酯热塑性材料，它包括基本上没有多余氯化物和硫酸盐的含有阴离子染料和季铵化合物的着色剂配合物；和选自下列化合物的稀释剂脱水山梨醇(C8-C22)单酯、乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯、脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯的混合物、乙氧基化的壬基酚醚、乙氧基化的十二烷基酚醚、所述乙氧基化的壬基酚醚和乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物、和(i)脱水山梨醇(C8-C22)单酯或乙氧基化的脱水山梨醇(C8-C22)单酯和(ii)乙氧基化的壬基酚醚或乙氧基化的十二烷基酚醚的混合物。
14.权利要求13的热塑性材料，其中所述稀释剂是脱水山梨醇(C8-C22)单酯和乙氧基化壬基酚醚的混合物。
15.权利要求14的热塑性材料，其中所述稀释剂是脱水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯(7)二壬基酚醚的混合物。
16.权利要求13的热塑性材料，其中所述稀释剂是乙氧基化的壬基酚醚。
17.权利要求16的热塑性材料，其中所述稀释剂是聚氧乙烯(9.5)壬基酚醚。
全文摘要
本发明涉及由混合有稀释剂的具有聚氧化烯部分的聚合物着色剂和/或基本不含无机盐的阴离子染料/季铵着色剂配合物组成的着色聚酯热塑性塑料。这类稀释剂便于在挤出或注射成型过程中将优选的聚合物着色剂加入聚酯原料中并且比常规聚酯制品着色剂具有显著改进。本发明的着色聚酯热塑性塑料可以成型为任何形状或形式。还公开了使用本发明着色剂/稀释剂配方在挤出或注射成型过程中使聚酯着色的方法。
文档编号C08L71/02GK1245814SQ99110988
公开日2000年3月1日 申请日期1999年7月7日 优先权日1998年7月7日
发明者赵晓东, T·D·丹尼尔森, E·K·史蒂芬森, E·M·艾尔温 申请人:米利肯公司