專利名稱：固有光穩定和熱穩定的聚酰胺及其制備方法
說明本發明涉及聚酰胺。更具體地說，本發明涉及固有光和熱穩定的聚酰胺及其制備方法。本發明也涉及用這種聚酰胺制備的制品。
當聚酰胺暴露于光和／或熱下時易于降解。例如，聚酰胺的氨基端基(即酸性染料的原染位(primary dye site))在聚酰胺的熔體擠出時和在聚酰胺纖維或其它聚酰胺制品暴露于光和／或熱時被還原。此外，已經用某些類型的染料染色的聚酰胺纖維諸如象地毯和織物在暴露于光和／或熱下時脫色和褪色。
此外，聚酰胺諸如象尼龍6和尼龍6／6的耐熱性不足以應付某些用途。例如，在含聚酰胺地毯、紗線和織物纖維的染色期間和在某些熱定形處理和最終用途中發生可產生問題的化學變化如氧化／熱損傷。這些問題可涉及長纖維和常產纖維。
已經有人使用穩定劑用于改善聚酰胺的耐熱性。穩定劑可在聚合之前、期間或之后加入，甚至可遲至加工階段加入。常規已知的穩定劑與聚合物摻和而并不與聚合物鏈結合；因此，在聚酰胺加工或使用期間穩定劑易于從聚合物逸出、蒸發或被洗掉。這意味著穩定化活性以不希望有的方式降低，并且雜質被釋放到環境(例如空氣、染浴等)中。
某些銅穩定劑也在擠出時或在染浴中加入，用于最大限度地降低聚酰胺暴露于光和／或熱時的降解。但這種措施費用高、干擾加工并帶來環境問題。
授權給BASF Corporation的美國專利申請系列09／044031號涉及一種通過將包括在至少一種位阻哌啶化合物的存在下聚合的酰胺單體的聚酰胺熔融并將所述熔融聚酰胺用著色劑著色來制備穩定溶液-染色的纖維的方法。
授權給BASF Corporation的美國專利申請系列08／804312號公開了一種制備光化學穩定的染色尼龍組合物的方法，包括將在水和位阻哌啶衍生物的存在下水解聚合的聚(ε-己內酰胺)的成形制品提供到染浴中，并在染浴中用一種或多種金屬配位或非金屬配位酸性染料染色所述成形制品。
一個PCT申請即國際申請PCT／EP95／01349描述了包含至少一種三丙酮二胺化合物的固有穩定聚酰胺，所述三丙酮二胺化合物由下式表示 其中R為氫、具有1-20個碳原子的烴基或芐基。所述三丙酮二胺化合物具有一個在聚合時與聚酰胺分子的羧基端基反應的伯氨基(-NH2)，因此賦予聚合物光和熱穩定性。聚酰胺的可用的羧基端基決定了可加入的一種或多種三丙酮二胺化合物的量。
在Poly．Deg．and Stab．21，251-262(1988)中的一篇論文描述了如何通過加入2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇(TMP)改善聚酰胺6／6的光穩定性。在水蒸氣氣氛下在275℃的熔體態的含TMP聚酰胺6／6的再縮合中，該論文的作者聲稱TMP與聚酰胺的羧基端基反應。
盡管已知現有的穩定劑相當令人滿意，但仍存在一些問題有待解決或改善。
現已發現對光和熱固有穩定的聚酰胺可通過在以下化合物存在下使形成聚酰胺的單體聚合來提供(a)至少一種由式(Ⅰ)表示的哌啶化合物 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，-C(O)-R6為能與胺一起形成酰胺鍵的基團，并且n等于1、2或3；和(b)至少一種由式(Ⅱ)表示的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基。
因此，本發明的一個實施方案目的在于一種固有光和熱穩定的聚酰胺，其包括主鏈聚合物鏈、至少一個由式(Ⅲ)表示的哌啶基 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，并且n等于1、2或3；和至少一個由式(Ⅳ)表示的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基，其中所述一個或多個式(Ⅲ)的哌啶基和所述一個或多個式(Ⅳ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基被活性鍵合到主鏈聚合物鏈上。在本發明中，一個或多個式(Ⅲ)的哌啶基和一個或多個式(Ⅳ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基往主鏈聚合物鏈的化學鍵合，為聚酰胺提供固有或內在的光和熱穩定性。
在第二種實施方案中，本發明目的在于制備一種固有光和熱穩定的聚合物的方法，所述聚合物包括至個一種式(Ⅲ)的哌啶基 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，并且n等于1、2或3；和至少一個由式(Ⅳ)表示的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基，其中式(Ⅲ)和(Ⅳ)的基團化學鍵合到主鏈聚合物鏈上，所述方法包括將形成聚酰胺的單體在以下化合物的存在下聚合有效量的至少一種式(Ⅰ)的哌啶化合物 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，-C(O)-R6為能與胺一起形成酰胺鍵的基團，并且n等于1、2或3；和有效量的至少一種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基。
在再一種實施方案中，本發明的目標在于由本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺制成的聚酰胺纖維。
因此，本發明的一個主要目標是提供一種光和熱穩定的聚酰胺，其中所述穩定化組分被化學鍵合到聚酰胺上。
本發明的另一個目標是提供制備光和熱穩定的聚酰胺的方法，其中所述穩定化組分被化學鍵合到聚酰胺上。
本發明的再一個目標是提供由光和熱穩定的聚酰胺制成的聚酰胺纖維，其中所述穩定化組分被化學鍵合到聚酰胺上。
從下面本發明優選實施方案的詳細說明，特別是結合附圖來看時，本發明的種種上述和其它目標、作用、特征和優點將變得更一目了然。
圖1是一個說明在耐氣候試驗機中暴露700小時后洗凈的針織管的泛黃的圖。
圖2是說明在耐氣候試驗機中暴露后溶液染色紗線的強度保持百分率的圖。
為了便于本發明原理的理解，下面將進行本發明具體實施方案的說明，并且使用特定的語言描述這些情況。然而應理解其并不意味著通過這種特定語言的使用而存在對本發明范圍的限定，并且所設想的本發明原理的改變、修改、等價物和進一步的應用均可由本發明涉及領域的技術人員通常可想出的那樣設計出來。
此中相應于本發明的聚酰胺所用的術語“固有光和熱穩定的”是指在聚酰胺內部建立起了光和熱穩定性。換句話說，使聚酰胺光和熱穩定的組分被化學鍵合到聚酰胺的主鏈聚合物鏈上而不是只與聚酰胺物理摻和。
此中相應于本發明的聚酰胺所用的短語“被終止和穩定的兩種端基”是指式(Ⅲ)的哌啶基和式(Ⅳ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基團化學鍵合到固有光和熱穩定的聚合物的主鏈聚合物鏈上時出現的結果。
在一種實施方案中，本發明是一種固有光和熱穩定的聚酰胺，它包括至少一個由式(Ⅲ)表示的哌啶基 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基，優選C2-C4烷基，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，并且n等于1、2或3；和至少一個由式(Ⅳ)表示的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基(優選為C1-C18烷基并更優選C2-C4烷基)，其中所述至少一個式(Ⅲ)的哌啶基和所述至少一個式(Ⅳ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基基團化學鍵合到固有光和熱穩定的聚酰胺的主鏈聚合物鏈上。
本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺通過將形成聚酰胺的單體在以下化合物存在下進行聚合過程(a)有效量的至少一種由式(Ⅰ)表示的哌啶化合物 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基(優選C2-C4烷基)，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，-C(O)-R6為能與胺一起形成酰胺鍵的基團，并且n等于1、2或3；和(b)有效量的至少一種由式(Ⅱ)表示的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基，優選R7為C1-C18烷基并更優選為C2-C4烷基。
在式(Ⅰ)中，-C(O)-R6代表可與一種胺一起形成酰胺鍵的基團，諸如象羧酸、烷基酯、芳基酯、酰胺和酸酐。因此，R6可選自羥基；-OR8(其中R8為C1-C30烷基或C6-C20芳基)；-NHR9(其中R9為氫、C1-C30烷基或C6-C30芳基)；-NR10R11(其中R10和R11各為相同或不同的C1-C30烷基或C6-C20芳基)；和-OCOR12(其中R12為C1-C30烷基或C6-C20芳基)；最優選R6為羥基。
就酸酐(即當R6為-OCOR12時)來說，它可以是對稱酸酐(即R12和式(Ⅰ)的哌啶化合物相同)或者是不對稱酸酐(即R12和式(Ⅰ)的哌啶化合物不同)。一種優選的酸酐是式(Ⅵ)表示的4-羧基-2，2，6，6-四甲基哌啶酸酐 正如上面所指出的，X為具有約1到約30個碳原子的烷基或者為具有約6到約20個碳原子的芳基。或者，X也可以是具有C1-C30烷基骨架的取代烷基，骨架中一個或多個氫原子被二烷基胺、烷氧基、氯或氟取代。或者，X也可以是具有C6-C24芳基骨架的取代芳基，骨架中一個或多個氫原子被二烷基胺、烷氧基、氯、氟或C1-C30烷基所取代。優選X選自C1-C4烷基、亞甲基、亞乙基和(如果n為2)-CH。
優選的式(Ⅰ)的哌啶化合物是4-羧基-2，2，6，6-四甲基哌啶(也稱為“羧基-TAD”)。
除了加入有效量的一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物和有效量的一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物外，形成本發明的聚酰胺的聚合過程優選按照常規的方法來進行，諸如象按照其全文通過引用并入本文的Matthies的美國專利第5149758號中所述的方法來進行。至少一種式(Ⅰ)哌啶化合物的有效量是足以與一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物一起賦予所得到的聚酰胺固有光和熱穩定性的量。優選所述一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物的有效量為基于所用的形成聚酰胺的單體重量的約0．01-0．70％(重量)，并更優選約0．08-0．50％(重量)。至少一種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物的有效量是足以與一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物一起賦予所得到的聚酰胺固有光和熱穩定性的量。優選所述一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物的有效量為基于所用的形成聚酰胺的單體重量的約0．01-0．70％(重量)，并更優選約0．08-0．50％(重量)。
所述一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物可加入到形成聚酰胺的化合物中或加入到聚合反應混合物中。這樣，所述一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物和形成聚酰胺的單體可分開或者作為混合物加入到進行聚合的反應器中。
所述一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物通過其羧基與形成聚酰胺的單體或與得到的聚酰胺的胺基反應，而使所述一個或多個式(Ⅲ)的哌啶基化學鍵合到聚酰胺的主鏈聚合物鏈上。式(Ⅲ)的哌啶基往聚酰胺的主鏈聚合物鏈的化學鍵合，為聚酰胺提供固有光和熱穩定性。
通過一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物的伯氨基與形成聚酰胺的單體本身或與得到的聚酰胺的羧基反應，一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物也化學鍵合到本發明的聚酰胺的主鏈聚合物鏈的末端。
因此，所得到的聚酰胺將包括一個或多個式(Ⅲ)的哌啶基 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基(優選C2-C4烷基)，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1并且n等于1、2或3；和一個或多個式(Ⅳ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基。優選R7為C1-C18烷基并更優選為C2-C4烷基。
在形成聚酰胺的單體的聚合中，一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物的存在，進一步增強了本發明的聚酰胺的光和熱穩定性。因為有空間位阻，相信一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物的仲氨基并不與形成聚酰胺的單體或得到的聚酰胺反應。這樣，一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物也可起鏈調節劑的作用。
一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物可加入到形成聚酰胺的單體中或者加入到聚合反應混合物中。優選以各自相應于聚酰胺中一摩爾的酰胺基約0．03-0．80％(摩爾)、更優選約0．06-0．40％(摩爾)的量加入一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物。
任何適用形成聚酰胺的單體均可用于形成本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺。這種適用形成聚酰胺的單體的例子有二胺化合物、二羧酸、己內酰胺單體和其混合物。
按照本發明方法的一種實施方案，所述形成聚酰胺的單體包括至少一種二胺化合物和至少一種二羧酸。優選的二胺化合物是六亞甲基二胺和四亞甲基二胺。優選的二羧酸包括己二酸、癸二酸和對苯二甲酸。其中以己二酸和對苯二甲酸最為優選。或者，所述形成聚酰胺的單體可包括二羧酸二胺鹽。
按照本發明的方法的另一種實施方案，所述形成聚酰胺的單體由聚合形成尼龍6的己內酰胺單體組成。
在本發明的優選實施方案中，本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺是尼龍6、尼龍6／6、尼龍4／6、尼龍6／10，或者芳族尼龍正如象均通過引用并入本文的美國專利第3287324號(Sweeny)和第3671542號(Kwoleck)中公開的聚間苯二甲酰間苯二胺和聚對苯二甲酰對苯二胺。
在本發明方法的一種更優選實施方案中，一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物和一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物與有效量的至少一種常規的鏈調節劑混合。所述鏈調節劑的羧基在聚酰胺鏈的氨基端基處反應，而胺鏈調節劑的氨基在聚酰胺鏈的羧基端基處反應。這樣，所述鏈調節劑起到了分子量控制劑的作用。
具體的鏈調節劑或鏈調節劑的組合物和其量根據最終聚酰胺產物的所需氨基端基含量和根據最終聚酰胺產物的所需熔體穩定性來選擇。最終聚酰胺產物的所需氨基端基含量將取決于用這種聚酰胺產物制備的紗線或纖維的所需染色性。最終聚酰胺產物的所需熔體穩定性將取決于聚酰胺的加工、特別是聚酰胺的紡絲的實際需要。
適合用于本發明的鏈調節劑包括例如單羧酸、二羧酸、胺、二胺和其混合物。適用的單羧酸的非限定性實例包括乙酸、丙酸和苯甲酸。適用的二羧酸的非限定性實例包括C4-C10鏈烷二羧酸、特別是己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸和十二烷二羧酸；C5-C8環烷二羧酸，特別是環己烷-1，4-二羧酸；和苯型二羧酸(benzoicdicarboxylic acid)，特別是間苯二甲酸、對苯二甲酸和萘-2，6-二羧酸。適用的胺的非限定性實例包括己胺、環己胺、辛胺、芐胺和2-苯基乙胺。適用的二胺的非限定性實例包括C2-C18鏈烷二胺，特別是四亞甲基二胺、六亞甲基二胺和十二烷二胺；C5-C8環烷二胺；和C6-C24芳基二胺，特別是對苯二胺、間苯二胺、間二甲苯二胺和對二甲苯二胺。相應于一摩爾的聚酰胺中的酰胺基來說，所述鏈調節劑各優選使用約0．06-0．60％(摩爾)、更優選約0．10-0．50％(摩爾)的量。
用于本發明的鏈調節劑優選為一種或多種二羧酸或一種或多種二胺。所述二羧酸或二胺鏈調節劑可與用作形成聚酰胺的化合物的二羧酸或二胺相同或不同。
在本發明的另一種實施方案中，在一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物和一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物的存在下使形成聚酰胺的單體聚合的方法也在一種或多種顏料的存在下進行。適合用作本發明的顏料包括例如二氧化鈦和有機或無機性質的載色(color-bearing)化合物。所述顏料優選以每100重量份聚酰胺產物約0到約5重量份、更優選約0．02到約2重量份的量加入到形成聚酰胺的單體或加入到聚合混合物中。
最優選本發明的方法包括將形成聚酰胺的單體在一種或多種式(Ⅰ)的哌啶化合物、一種或多種式(Ⅱ)的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物和一種或多種鏈調節劑和／或顏料的存在下聚合。
本發明還涉及用所述固有光和熱穩定的聚酰胺制備的制品和涉及制備這種制品的方法。這類制品的非限定性實例包括纖維、紗線、地毯、紡織品等。纖維可通過將本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺進行任何常規的形成纖維的處理來制備，諸如象通過公開于其整體通過引用并入本文的美國專利第4983448號(Karageorgiou)和第5487860號(Kent等人)的方法制備。優選所述形成纖維的處理包括以至少約4000m／min的引出速度將所述固有光和熱穩定的聚酰胺快速紡絲。
同樣，可通過將本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺進行任何常規的制成織物的方法來制備織物，諸如象通過其全部通過引用并入本文的Speich的美國專利第4918947號中公開的方法來制備織物。
用本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺制成的制品，可用常規用來染色尼龍的染料諸如象金屬配位和非金屬配位的酸性染料來染色。可使用染色尼龍的常規染浴條件。下面所列的常規條件用于舉例說明而并非是對條件的限定。染浴按待染色制品重量約20倍的量來準備。加入加工助劑(processing chemicals)，所述加工助劑包括防止在硬水中金屬離子沉積或配合的螯合劑、勻染劑和在金屬配位酸性染料情況下用于緩慢降低染浴pH的酸給體。然后加入染料并調節染浴pH。將溶液以約每分鐘約0．5到約3．0℃的速率加熱到一般約95到約110℃的所需溫度，并在該溫度保持約30到60分鐘。將染浴冷卻或放空，將制品用干凈水徹底漂洗。然后將染色的制品在回轉干燥爐或烘箱諸如Tenter烘箱中干燥或者通過加熱罐(heater can)干燥。然后可將染色制品任選地熱變定以改善尺寸穩定性。
或者，可將用本發明的固有光和熱穩定的聚酰胺制成的纖維在制成制品前進行溶液染色。可使用常規的溶液染色尼龍的條件。下面所列的通用條件是舉例說明所用的條件而非限定條件。將本發明的聚酰胺熔融并用選自顏料、染料、具有顏料和染料之間性質的著色化合物和其混合物的著色劑染色。然后將著色的聚酰胺按照諸如象Karageorgiou的美國專利第4983448號、Kent等人的美國專利第5487860號和Speich的美國專利第4918947號中公開的常規方法紡制成纖維或織物。
本發明將進一步借助于下面的具體實施例來說明。這些實施例只用于說明而并不意味著限定本發明的范圍。在實施例中所用的下列術語和測試方法具有下面的定義重量百分比[％(重量)]在進料中某組分的重量百分比。相對粘度(RV)相對粘度比較聚合物的甲酸溶液的粘度甲酸本身的粘度(ASTMD789)。這里報告的試驗結果在25℃下使用0．20g尼龍6溶解于20cc甲酸中獲得。測色測色使用產生1976CIE LAB(D6500照明劑，10級觀測儀)值的Applied Color systems(“ACS”)分光光度計進行。總色差(或ΔE，其中ΔE越高表示變色越大)計算相應于未暴露的對照來進行。CIE LAB測量和總色差(ΔE)的計算的詳細情況可參見染料科學文獻諸如象Billmeyer和M．Saltzman的Principles of Color Technology(第二版)。端基含量氨基端基含量通過將約2．0g尼龍6溶解于約60cc苯酚-甲醇混合物(68∶32)中來測定。將這種溶液通過電位滴定法用約0．20當量HCl在約25℃下滴定，其中終點通過急劇的電位升高來確定。
羧基端基含量通過在180℃將約0．30g尼龍6溶解于約40cc芐醇混合物中來測定。將這種溶液通過電位滴定法用約0．03當量叔丁基氫氧化銨在約80-100℃下滴定，其中終點通過急劇的電位升高來確定。
染色后，按照GM SAE J1885試驗方法規定的條件，通過在AtlasCi65 Xenon-Arc耐氣候試驗儀中暴露112．8、225．6、300．8和488．8kJ，來測定樣品的機動車染料耐光牢度。在暴露前和每次增加暴露后，測定從針織管脫散的紗線的強度以及原染色、未暴露樣品的強度保持率。這些結果列于表2。這些結果表明了，對于每種染色色調來說，用0．57％(重量)對苯二甲酸／0．27％(重量)4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶／0．32％(重量)4-羧基-2，2，6，6-四甲基哌啶(本發明)的樣品比對照[用0．15％(重量)丙酸和0．57％(重量)對苯二甲酸／0．27％(重量)4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶]的樣品具有更低的強度降低。
盡管已結合目前被認為最實用和最優選的實施方案對本發明進行了說明，但是應該理解本發明并不限于所公開的實施方案，相反，本發明包括在所附權利要求書的精神和范圍內包括的各種修改和等價的設計方案。
權利要求
1．一種制備固有光和熱穩定的聚酰胺的方法，包括將一種或多種形成聚酰胺的單體在以下化合物存在下進行聚合過程(a)有效量的至少一種式(Ⅰ)表示的哌啶化合物 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，-C(O)-R6為能與胺一起形成酰胺鍵的基團，并且n等于1、2或3；和(b)有效量的至少一種由式(Ⅱ)表示的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶化合物 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基。
2．權利要求1的方法，其中R1和R7為氫，R2-R5各為甲基，R6為羥基，m為0并且n為1。
3．權利要求1的方法，其中R1和R7為氫，R2-R5各為甲基，R6為羥基，m為1、n為1，并且X選自C1-C4烷基、亞甲基和亞乙基。
4．權利要求3的方法，其中X為CH2。
5．權利要求1的方法，其中所述形成聚酰胺的單體包括己內酰胺單體。
6．權利要求1的方法，其中所述形成聚酰胺的單體包括至少一種二胺化合物和至少一種二羧酸。
7．權利要求6的方法，其中所述至少一種二胺化合物選自六亞甲基二胺和四亞甲基二胺，而所述至少一種二羧酸選自己二酸、癸二酸和對苯二甲酸。
8．權利要求1的方法，其中所述形成聚酰胺的單體包括二羧酸二胺鹽。
9．權利要求1的方法，其中所述聚合方法還在至少一種式(Ⅰ)和(Ⅱ)表示的化合物以外的鏈調節化合物的存在下進行。
10．權利要求9的方法，其中所述至少一種鏈調節化合物選自一元羧酸、二羧酸、胺、二胺和其混合物。
11．權利要求10的方法，其中所述至少一種鏈調節化合物包括一種或多種二羧酸。
12．權利要求11的方法，其中所述一種或多種二羧酸選自C4-C10鏈烷二羧酸、C5-C8環烷二羧酸、苯型二羧酸和其混合物。
13．權利要求12的方法，其中所述一種或多種二羧酸選自己二酸、對苯二甲酸、癸二酸、癸烷二羧酸、間苯二甲酸和其混合物。
14．權利要求10的方法，其中所述至少一種鏈調節化合物包括一種或多種二胺。
15．權利要求14的方法，其中所述一種或多種二胺選自C2-C18鏈烷二胺、C5-C8環烷二胺、C6-C24芳基二胺和其混合物。
16．權利要求1的方法，其中所述聚合方法還在至少一種顏料的存在下進行。
17．權利要求1的方法，其中所述固有光和熱穩定的聚酰胺選自尼龍6、尼龍6／6、尼龍4／6、尼龍6／10和選自聚間苯二甲酰間苯二胺和聚對苯二甲酰對苯二胺的芳族尼龍。
18．一種固有光和熱穩定的聚酰胺，包括(a)一個具有兩個鏈端的主鏈聚合物鏈；(b)至少一個化學鍵合到所述固有光和熱穩定的聚酰胺的主鏈聚合物鏈一端上的哌啶基，所述至少一個哌啶基由式(Ⅲ)表示 其中R1為氫、芐基或C1-C20烷基，R2-R5各為氫或相同或不同的C1-C6烷基，X具有n個自由價鍵合位置并為具有約1到約30個碳原子的烷基或取代烷基，或者為具有約6到約20個碳原子的芳基或取代芳基，m為0或1，n等于1、2或3；和(c)至少一個化學鍵合到所述固有光和熱穩定的聚酰胺的主鏈聚合物鏈另一端上的4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基，所述至少一個4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基由式(Ⅳ)表示 其中R7為氫、芐基或C1-C20烷基。
19．權利要求18的聚酰胺，其中R1和R7為氫，R2-R5各為甲基，R6為羥基，m為0并且n為1。
20．權利要求18的聚酰胺，其中R1和R7為氫，R2-R5各為甲基，R6為羥基，m為1，X為CH2，并且n為1。
21．權利要求18的聚酰胺，還包括式(Ⅲ)和(Ⅳ)表示的化合物以外的至少一種鏈調節化合物的至少一個基團，所述至少一個基團化學鍵合到所述主鏈聚合物鏈上。
22．權利要求21的聚酰胺，其中所述至少一種鏈調節化合物選自一元羧酸、二羧酸、胺、二胺和其混合物。
23．權利要求22的聚酰胺，其中所述至少一種鏈調節化合物包括一種或多種二羧酸。
24．權利要求23的聚酰胺，其中所述一種或多種二羧酸選自C4-C10鏈烷二羧酸、C5-C8環烷二羧酸、苯型二羧酸和其混合物。
25．權利要求24的聚酰胺，其中所述一種或多種二羧酸選自己二酸、對苯二甲酸、癸二酸、癸烷二羧酸、間苯二甲酸和其混合物。
26．權利要求22的聚酰胺，其中所述至少一種鏈調節化合物包括一種或多種二胺。
27．權利要求26的聚酰胺，其中所述二胺選自C2-C18鏈烷二胺、C5-C8環烷二胺、C6-C24芳基二胺和其混合物。
28．權利要求18的聚酰胺，在所述聚合聚酰胺中還包括至少一種顏料。
29．權利要求18的聚酰胺，其中所述固有光和熱穩定的聚酰胺選自尼龍6、尼龍6／6、尼龍4／6、尼龍6／10和選自聚間苯二甲酰間苯二胺和聚對苯二甲酰對苯二胺的芳族尼龍。
30．一種包括權利要求18的固有光和熱穩定的聚酰胺的制品。
31．權利要求30的制品，其中所述制品選自纖維、紗絲、地毯和織物。
32．權利要求31的制品，其中所述制品是一種著色纖維。
33．權利要求31的制品，其中所述制品是一種染色纖維。
全文摘要
一種制備固有光和熱穩定的聚酸胺的方法,包括將形成聚酰胺的單體在以下化合物存在下進行聚合:(a)有效量的至少一種式(Ⅰ)表示的4－羧基－2,2,6,6－四甲基哌啶化合物,其中R
文檔編號C08K5/3435GK1290277SQ99802762
公開日2001年4月4日 申請日期1999年2月12日 優先權日1998年2月13日
發明者O·伊爾格, U·布雷勒, M·朱利葉斯 申請人:Basf公司