專利名稱:用于試劑濃縮物的載液和其用途的制作方法
本發明涉及一種用于試劑濃縮物的載液和其用途，特別是用于加入適合于熔融紡絲的聚合物中以由其制造紡織纖維、工業用纖維或注塑部件的那些試劑濃縮物的載液，其中將來自該濃縮物的一種或多種試劑均勻鋪展在整個聚合物體上。
已知的是通過浴液染色(高溫法、熱溶膠法、活性染料染色)或者通過紡染(打漿機染色)(即，將試劑例如以彩色顏料形式摻入纖維)而將聚酯纖維和聚酰胺纖維染色。
浴液染色的原理在于使染料或多或少地滲透到纖維中。在合適的條件(處理的持續時間、溫度)下，纖維被染料或者被任何試劑例如殺真菌劑滲透。這里，對色調的選擇沒有限制。然而不像在紡織纖維中那樣，迄今在工業用纖維中獲得的色牢度通常不充足。
這是為什么在工業用纖維的情形中優選打漿機染色的原因，其中將基于由其制得纖維的聚合物的濃色體(master batch)用作染料濃縮物。然而，由于在濃色體的制造和使用期間的高的熱應力，只可以使用熱穩定的染料。在打漿機染色中極為需要如同能夠在浴液染色中獲得的感官效果(即，亮度和發光度)。出于該原因，能夠在打漿機染色中采用與浴液染色中至少相同的染料范圍將是受歡迎的。
在聚酯瓶和其它聚酯中空體的制造中，已經公知的是將含有染料的液體濃縮物加入聚合物材料。液體濃縮物提供了這樣的優點可以采用寬范圍的染料，并且染色工藝被顯著簡化。
但是，在瓶子的制造中使用的染料濃縮物不能滿足在聚合物纖維的制造中必須達到的要求。例如，就將要獲得的色濃度(color depth)而言，染料數量必須為瓶子制造中的10倍那么高。與染料濃縮物一起引入聚合物的載液的數量也至少增至相同的程度。
然而當使用目前已知的載液時，出現了聚合物的降解(即，分解)和因此造成聚合物機械性能的損害，這反過來將導致纖維制造期間在紡絲過程中和在進一步加工中的故障。
這是為什么本發明的目的是提供一種用于可以加入以下聚合物中、而沒有聚合物降解風險的試劑濃縮物的載液的原因，所述聚合物適合于熔融紡絲，并且可以由其制造紡織纖維、工業用纖維或注塑部件。此外，該載液應當能夠將高的試劑濃度引入聚合物以盡可能低地保持所需的載液數量，并且由此抵制將在熔融紡絲方法中加工的聚合物熔體的稀釋。
根據本發明，該目的通過一種具有權利要求
1的特征的載液實現。
根據本發明的載液的進一步有利的改進另外包括權利要求
2-13中至少一項的特征。
根據本發明的載液優選用于制造包含彩色顏料、殺細菌劑和/或殺真菌劑、用于適合于熔融紡絲的聚合物的試劑濃縮物。然而，根據本發明的載液的用途并不限于此。基本上，也可以借助于該載液將任何試劑例如耐火試劑輸送到聚合物中，并且因此最終輸送到纖維中，只要其與該載液和待整飾的聚合物相容。
含有根據本發明的載液的試劑濃縮物有利地用于將紡織纖維和工業用纖維紡染，特別地用于將部分取向絲(POY-絲)紡染。根據本發明的載液包含三種組分，即a)作為主要組分的在常壓下沸點高于300℃的基礎油；b)至少一種充當自由基捕集劑的抗氧化劑；和c)至少一種使用于成纖材料聚合的催化劑失活的化合物，該成纖材料適合于熔融紡絲。
優選將熱穩定的酯油，特別優選TMP-三油酸酯用作基礎油。
其它優選的基礎油是礦物油、脂族烴例如鏈烷烴白油、烷基化的芳族烴例如C18-C30烷基苯衍生物。
優選地，該基礎油具有小于500mPas的粘度(室溫下)。
適用于本發明的目的并且充當自由基捕集劑的抗氧化劑是基于亞磷酸酯或空間受阻酚的那些，例如為三壬基苯基亞磷酸酯和4，4-亞丁基-雙(6-叔丁基-間-甲酚)。
該自由基捕集劑減少了聚合物以及液體的熱分解。通過合適地選擇抗氧化劑避免了可能導致聚合物降解的液體熱分解。
根據本發明，將異丙基化的三芳基磷酸酯和二苯基-(2-乙基己基)磷酸酯優選用作催化劑失活劑。這些失活劑阻斷了聚合物中殘余數量的聚合催化劑，例如Sb(III)-催化劑和Ti-催化劑。但可以起到催化劑作用的彩色顏料同樣被這些失活劑阻斷。
自由基捕集劑和催化劑失活劑還一起導致了協同效應，并且減緩了例如由殘余數量的催化劑促進的聚合物降解過程。
根據本發明的載液特別具有這樣的優點將適用于熔融紡絲的聚合物的物理化學性能保持在所得的聚合物熔體保持可紡性的程度；更特別地，即使必須將較大數量的載液(至多10wt％)摻入例如由PET制成的聚合物基質。
與最初描述的已知的浴液方法相比，該液體濃縮物方法在生態上顯著地更加相容，因為沒有產生廢水。采用該新的方法可以進一步以更靈活的方式符合市場或流行的要求，因為在顏色變化期間出現的過渡廢物的數量比在固體濃色體的使用過程中產生的廢物少得多。因此，還可以經濟地實現聚合物纖維的較小產量。此外，可獲得具有更吸引人的感官效果的擴展的色調范圍。
本發明載液的一個優選實施方案由94.2wt％的TMP-三油酸酯、0.4wt％的三壬基苯基亞磷酸酯、0.4wt％的4，4-亞丁基-雙(6-叔丁基-間-甲酚)和5wt％的異丙基化的三芳基磷酸酯組成，并且是不含水的。
出于試驗的目的，在特定的熔融裝置中在300℃下在氮氣下通過連續攪拌15分鐘(這大約對應于聚合物熔體從擠出機到噴絲頭的停留時間)而將根據本發明的該載液與PET混合。然后將聚合物樣品迅速冷卻，并且測量它們的相對粘度。該相對或特性粘度是聚合物的平均分子質量的量度。
將純三油酸甘油酯充當參比物質，其用作將PET瓶染色的染料濃縮物的載液。然而，與紡染相比，瓶染色僅僅需要大約1/10的顏料數量用于染色，并且因此需要相應低數量的載液。研究已表明正如在紡染中所需的，使用高濃度范圍的參比物質導致了強烈的聚合物降解。以該方式制得的部分取向絲的強度是不充足的，并且不適用于隨后的變形。
與其比較，含有約5wt％根據本發明的載液的聚合物樣品具有更高的相對粘度或較不強烈的聚合物降解。由于TMP-三油酸酯與自由基捕集劑和催化劑失活劑的組合，因此可以實現相對粘度的進一步增加，并且因此極其接近于盲點樣品(干燥的PET)的理想值。
即使在將不同的染料分散體與根據本發明的載液一起加入聚合物樣品和將不同的染料分散體與參比物質(即，三油酸甘油酯)一起加入聚合物樣品之后，也看出由于顏料促進了聚合物降解而因此在所有情形中相對粘度都原則上降低，但是與參比試驗相比，當使用根據本發明的載液時降解較不明顯。在隨后的紡絲和變形試驗中，可以在沒有任何問題的情況下制得可被變形的部分取向絲。強度和延伸性以及喘振極限(surging limit)滿足聚對苯二甲酸乙二醇酯長絲的所有要求，這對于參比物質(即，三油酸甘油酯)而言是不可能的。
權利要求
1.一種用于試劑濃縮物的載液，該試劑濃縮物被加入適合于熔融紡絲的聚合物中，該載液的特征在于其包含三種組分，即a)作為主要組分的在常壓下沸點高于300℃的基礎油；b)至少一種充當自由基捕集劑的抗氧化劑；和c)至少一種使用于成纖材料聚合的催化劑失活的化合物，該成纖材料適合于熔融紡絲。
2.根據權利要求
1的載液，特征在于該基礎油是熱穩定的酯油。
3.根據權利要求
2的載液，特征在于該酯油是TMP-三油酸酯。
4.根據權利要求
1的載液，特征在于該基礎油基本上由脂族烴組成。
5.根據權利要求
4的載液，特征在于該基礎油是鏈烷烴白油。
6.根據權利要求
1的載液，特征在于該基礎油基本上由烷基化的芳族烴組成。
7.根據權利要求
6的載液，特征在于該基礎油是烷基苯。
8.根據權利要求
1-7任一項的載液，特征在于該基礎油具有小于500mPas的粘度(在室溫下)。
9.根據權利要求
1-8任一項的載液，特征在于該至少一種抗氧化劑是基于亞磷酸酯或空間受阻酚的抗氧化劑。
10.根據權利要求
9的載液，特征在于其含有三壬基苯基亞磷酸酯和/或4，4-亞丁基-雙(6-叔丁基-間-甲酚)作為抗氧化劑。
11.根據權利要求
1-10任一項的載液，特征在于其含有至少一種磷酸酯作為催化劑失活劑。
12.根據權利要求
11的載液，特征在于該磷酸酯是異丙基化的三芳基磷酸酯和/或二苯基-(2-乙基己基)磷酸酯。
13.根據權利要求
1-12任一項的載液，特征在于該基礎油占所述載液的至少90wt％。
14.根據權利要求
1-13任一項的載液，特征在于該催化劑失活劑占所述載液的至多9wt％。
15.根據權利要求
1-14任一項的載液用于制造含有彩色顏料、殺細菌劑和/或殺真菌劑的、用于適合于熔融紡絲的聚合物的試劑濃縮物的用途。
16.含有根據權利要求
1-14任一項的載液的試劑濃縮物用于將紡織纖維和工業用纖維紡染的用途。
17.根據權利要求
16的用途，用于將部分取向絲紡染。
專利摘要
一種用于試劑濃縮物的載液，該試劑濃縮物被加入適合于熔融紡絲的聚合物中，該載液包含三種組分，即a)作為主要組分的具有高于300℃的熱穩定性的基礎油；b)至少一種充當自由基捕集劑的抗氧化劑；和c)至少一種使用于成纖材料聚合的催化劑失活的化合物，該成纖材料適合于熔融紡絲。該載液用于制造含有彩色顏料、殺細菌劑和/或殺真菌劑的、用于適合于熔融紡絲的聚合物的試劑濃縮物。該試劑濃縮物用于將紡織纖維和工業用纖維，特別是部分取向絲紡染。
文檔編號C08K5/52GK1993405SQ200580026100
公開日2007年7月4日 申請日期2005年8月9日
發明者H·瑞恩, M·胡斯曼, J·維格爾 申請人:希爾和塞拉徹股份公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan