熔体温度高的彩色聚合物物品制造技术

本发明专利技术涉及在熔体加工例如熔融纺丝过程期间使用一种未配方的热稳定黑色、蓝色或紫色染料着色的聚合物物品。本方法消除了对高熔点聚合物材料酸浴染色的需要。这些聚合物物品是诸如聚酯或聚酰胺。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及彩色聚合物物品，及其通过在聚合步骤或在熔融加工步骤例如烷融纺丝过程中掺入特定染料的制备方法。
技术介绍
由于非常好的机械性能例如韧性、揉曲性、弹性、和机械强度，聚酰胺属于一类有显著技术重要性的高性能聚合物。聚酰胺是有一般在250℃以上的高熔点的极性聚合物。只有热稳定性优异的高性能颜料才能用于在熔融过程中使聚酰胺着色。由于少数几种颜料具有使聚酰胺着色所需要的性能，因而色调的可得性是有限的。由于这个原因，大量聚酰胺纤维仍使用像诸如酸性染料这样的特殊染料进行浴染。很多专利描述了染料、尤其酸性染料对聚酰胺材料的染色。例如，美国专利No.3,619,123描述了在一种或多种芳香族磺酸的存在下使合成聚酰胺纤维染色以产生均匀染色纤维的方法。美国专利No.4,438,140描述了酸性着色剂和含叔胺基的特定共聚物的盐在化妆品中的用途。美国专利No.6,136,433从酰胺单体和至少一种受阻哌啶化合物的混合物形成的主聚合物的尼龙纤维熔融纺丝。着色剂是均匀分散于该主聚合物中的。美国专利No.4,374,641描述了热塑性聚合物材料的聚合物彩色母料和尼龙纤维的溶液染色。该彩色母料是从一种水或有机溶剂可分散聚合物和一种可溶染料或颜料的共混物制备的。较好的聚合物是一种聚酰胺共混物，且聚酰胺成分有改善的碱性染料亲合性，如美国专利No.3,846,507中所述。日本专利No.60/162,881描述了包含聚酰胺和蜜胺衍生物的成形物品将该成形物品浸入一种含有0.1～1.5wt％乙酸或甲酸或硫酸铵的40～45℃水溶液中，添加0.1～1.0wt％酸性染料，用30～60分钟使该染色溶液的温度升高到80～100℃，并将该温度保持30～60分钟，然后将该物品洗涤和干燥。日本专利No.09-067781描述了用于使皮革和纤维染色的、在650～800nm有吸收最大值的黑色金属络合物染料和化合物。波兰专利No.PL 147,938、PL 153,173、和PL 153,174描述了毛、聚酰胺纤维和皮革染色用黑色1∶2铬-偶氮化合物络合物的制造，美国专利No.4,553,976描述了天然或合成聚酰胺纤维染色用偶氮染料的1∶2铬或铬络合物。美国专利No.4,328,159和4,309,180描述了毛和聚酰胺纤维或皮革染色用蒽醌酸性染料和/或纤维反应性染料。德国专利No.4,408,526和19,518,849以及美国专利No.6,033,445和4,309,180描述了合成聚酰胺、毛、皮革染色用和作为印刷墨的蒽醌化合物。用来以浴染法使聚酰胺物品染色的市售染料是按通常配方的。即，它们含有添加剂和盐，以提高该染色过程的速度和色产率。这样的配方的染料浓度只是约40～80％。所得到的染色聚酰胺物品尤其纤维需用大量水洗涤。由于染料配方中找到的此类添加剂的不兼容性，市售染料不能直接用于熔融纺丝过程来使聚酰胺纤维着色。此外，这样的配方当由熔融纺丝过程施用时往往表现出不足的热稳定性和光稳定性。以上文献中无一描述所主张染料用于在挤塑、模塑或熔融纺丝过程中使聚酰胺着色的用途。令人惊奇的是，已发现，所选择的染料当以其未配制形式使用时可以有利地用于使聚酰胺物品例如植绒、颗粒、细丝、丝带、箔材、片材、模塑件或纤维尤其纺织品纤维像尼龙-6纤维用熔融法着色。因此，本专利技术涉及加工温度高例如220℃以上、较好240℃的彩色聚合物物品的制备方法，和通过采用特定热稳定未配方染料以熔融法、例如熔融纺丝法而从其制作的成形物品。加工温度是聚合物供应商通常提供的温度范围且一般不超过340℃、更好320℃。因此，所选择的染料使得能非常经济地使用熔融纺丝法代替浴染法以各种色调进行诸如聚酰胺纤维的着色。
技术实现思路
令人惊讶的是，已经发现，特定的未配方染料可以有利地用来使要遭遇熔融加工的高熔融温度聚合物材料着色。该着色剂可以添加到熔融聚合物材料中，或甚至在聚合步骤期间添加，得到强烈着色的、有优异热稳定性和良好光稳定性的、适合于纺织品及其它用途的聚合物物品。未配方染料，为本申请之目的，系指不含有通常用来提高浴染法速度和色产率的盐或添加剂的染料组合物。这样的盐和添加剂是众所周知的，而且包括氯化钠或钾、硫酸盐、乙酸盐、或磷酸盐、表面活性剂橡磺化油、烷芳基磺酸盐、硫酸醇、脂肪族或烷芳基胺或N-杂环化合物的季铵盐以及水溶性聚合物、共聚物和/或聚合物衍生物。任何一种可以成形或纺成纤维的聚合物材料都可以用本专利技术方法着色。这种方法尤其有利于使加工温度高的极性聚合物材料着色。具体地说，最好的是市售聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯，尤其聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚乳酸和聚酰胺，例如尼龙-x或尼龙-xx型，如尼龙-6、尼龙-12或尼龙-6，6和尼龙-6，12。为本专利技术之目的而选择的一类适用染料包括呈其未配方形式的热稳定金属络合物黑色染料，例如式(I)的黑色金属络合物染料 一种特别好的黑色染料是一种按照式(I)的2-萘酚-1铬络合物钠盐。另一类适用的染料是呈其未配方形式的、式(II)的蓝色蒽醌染料 式中R是氢；M是Na、K、Li、NH4、NH2(C2H4OH)、NH(C2H4OH)2或N(C2H4OH)3。一种特别好的蓝色蒽醌是1-氨基-4--2，4，6-三甲基苯基]氨基]-9，10-二氢-9，10-二氧代-2-蒽磺酸-钠盐。另一种适用的蓝色蒽醌染料用式(III)表示 式中M是Na、K、Li、NH4、NH2(C2H4OH)、NH(C2H4OH)2或N(C2H4OH)3。一种特别好的蓝色蒽醌染料是按照式(III)的1-氨基-4-氨基]-9，10-二氢-9，10-二氧代-2-蒽磺酸-钠盐。另一类适用的染料是按照式(IV)的、呈其未配方形式的紫色蒽酯染料 式中R是H或式-CH2-NH-CO-Y的基团，其中Y是烷基、链烯基或芳基，每一个都任选地有选自氯、氟及其混合物的卤素基团取代一次或多次，且至少一个R基团不是氢。一种特别好的紫色蒽醌是苯磺酸钠盐和式(IV)的2(或5)-甲基]2，4，6-三甲基苯基]氨基]-9，10-二氢-9，10-二氧代-2-蒽基]氧]-5(或2)-(1，1-二甲基乙基)-的混合物的组合。这样的染料是已知的，而且可以用已知方法制备。为了得到未配方染料，该染料较好是通过使诸如来自染料合成的染料水溶液喷雾干燥进行分离。从而避免了盐析、过滤和洗涤的方法。喷雾干燥的染料粉末可以在任何适用的共混设备中与诸如植绒或颗粒形式的所希望聚合物材料干混，随后熔融加工。聚酰胺纤维挤塑方法是众所周知的。该挤塑机可以是纤维纺丝业内使用的任何一种挤塑机。典型地说，这样的挤塑机分若干个阶段使该聚酰胺熔融。熔体温度将在某种程度上取决于所使用的聚酰胺，但一般会在约240～约290℃范围内、不超过340℃、更好320℃。类似地，注塑成形设备是惯常的和众所周知的。熔融纺丝法也是已知的。一般地说，这样的方法是像诸如以下专利实施例中所述那样进行的。由于该染料在加工期间完全溶于该聚合物材料中，因而，与有机颜料相比，使用颇少的染料就能得到某种色强度。此外，当纺成纤维时，甚至当纺制极低旦值纤维时，未观察到由于喷丝板堵塞而引起的压力升高。该纤维是强烈着色的，显示出高色度和高透明度。当与浴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色聚合物纤维通过熔融纺丝的生产方法，该方法包含至少一种未配方热稳定的黑色、蓝色或紫色染料和一种聚合物材料的其混物在一种熔融纺丝设备中熔融纺丝，其中，该设备的至少一部分在２２０℃以上的温度运行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F贝布莱尔，L彼得斯，
申请(专利权)人：西巴特殊化学品控股有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]