CN1681990A - 采用粒状荧光增白剂增白合成纤维和塑料的方法 - Google Patents

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Abstract

已发现一种增白合成纤维和塑料的方法。该方法包括，将粒状荧光增白剂掺入到合成纤维或塑料中，其中粒状荧光增白剂通过在压力为3－50千牛顿/cm管长下在压力压实机中，将以粉末形式的荧光增白剂压实，然后将所得到的压实物粉碎而获得。

Description

采用粒状荧光增白剂增白合成纤维和塑料的方法
塑料用的粒状、无粉尘且自由流动的非离子荧光增白剂描述于DE101 14 696.5-44。在其中通过使用蜡状物质覆盖增白剂粉末获得增白剂的粒状材料形式。
DE 26 56 406描述了通过加入粉尘粘合剂制备低粉尘水平，优选水溶性荧光增白剂，在此产生无粉尘混合物。DE 39 10 275描述了一种生产染料粒料的方法，其中将水含量为10-15重量％的染料粉末进行挤压成团。根据US 3,583,877也必须在制备碱性染料粒状材料的过程中加入溶剂和不溶性添加剂，如蜡。对于在EP 264 049、EP 115 634或EP 612 557中描述的方法同样必须在助剂的存在下进行操作。WO99/05226描述了在增量剂或其它添加剂的存在下水溶性染料或荧光增白剂的粒化。
但是，由于粘附性添加剂在纱线的纺丝过程中可能产生一些问题或可能损害纺出的纱线的运行性能，所以在增白PES或PA纺成的纤维时，采用上述方法制备的粒状材料不是毫无疑问的。例如，如果蜡状物质形成乳膏状物并损害了乙二醇的质量，则还可能在乙二醇的循环过程中产生所不希望有的副作用。此外，在纤维生产或纺丝的过程中，在高的温度负荷期间可能发生具有减少的增白效果的纤维泛黄现象。
因为这些原因，迄今在纤维生产的过程中在PET和PA的纤维增白时仅使用粉末状产品，但是这些产品不能流动且在加料过程中易于形成粉尘。与此相关的这些粉尘的生态学和毒理学缺点是已知的。在这些粉末的计量加料过程中还可能导致在容器内壁上形成结团或结块。粒状材料或粒料具有良好的流动行为，并因此更好地适于计量加料设备。实际中公知通过母料进行计量加料，其中将荧光增白剂以高浓度(最高至30％)分散于聚酯或塑料中。但是，这些母料的制备非常昂贵，且同样伴随有上述生态和毒理学问题。另外，如果设备决定的要求使用乙二醇/增白剂分散体，则应将增白剂粒状材料良好地再分散于乙二醇中。
现在已令人惊奇地发现，可通过粒状荧光增白剂增白合成纤维和塑料，所述粒状荧光增白剂可通过将增白剂粉末在高压下压缩，然后将其粉碎而获得。
本发明提供了一种增白合成纤维和塑料的方法，其包括将粒状荧光增白剂掺入到合成纤维或塑料中，其中粒状荧光增白剂可通过在压力为3-50千牛顿/cm管长下，在压力压实机中将粉末形式的荧光增白剂压实，然后将所得到的压实物粉碎获得。
粒状荧光增白剂可通过优选在压力条件下调节的温度下和在压力为5-50千牛顿/cm管长，优选10-35千牛顿/cm管长下，在辊和其它压制设备组，如挤压机设备组之间的常规压力压实机中压实而进行生产。然后，将所得到的片材或股料通过粉碎装置达到所期望的尺寸。在通过压力辊压实的情况下，将荧光增白剂通过螺杆输送到辊上，以便在螺杆内进行预压实，并在压力辊之间进行最后的压实。在没有外部供热的情况下达到压实温度，且压实温度可以为15-60℃，优选20-40℃。视需要而定，压实过程可在有或没有辊冷却的情况下，在氮气下或在真空中进行。将经压实获得的股料、螺旋形料或片材通过常规方法粉碎成期望的尺寸，并通过使用两个或更多个筛子的筛分过程使所得到的粒状材料中没有过大尺寸或过小尺寸。优选的压实粒状材料具有的直径优选为0.3-3mm。但是，具有更小或更大直径的粒状材料也可能在其性能上满足所期望的要求。将通过筛分除去的过大尺寸或过小尺寸的材料回料至粒化过程。
压实粒化过程可使用商购的造粒机(如购自BEPEX GmbH，Leingarten的K构造系列压实机，或购自Alexanderwerk AG，Remscheid的WP 50/75、WP 17V Pharma或WP 50/250造粒机)进行。
所得到的粒状材料特征是无粉尘特性，并且即使在较长的运输时间期间也具有良好的自由流动特性和稳定性。此外，本发明的粒状材料在计量加料过程中不易于结块和结团，这显著提高加工过程的容易性。此外，已表明本发明的粒状材料通过搅拌加入例如乙二醇中再次可良好地分散。这种分散体可良好地泵送，并因此可在聚酯纤维生产过程中通过计量加料。
根据本发明，按该方法可将所有非离子荧光增白剂粒化。这些粒状材料用于完全合成的有机聚合物(塑料和合成纤维)的增白。与化学结构无关，荧光增白剂的特征是它们在260-400nm的范围内吸收且在400-450nm的可见光谱内发射。优选的荧光增白剂为苯并噁唑、噻吩、茋或吡唑啉和香豆素。式1-5描述了特别优选的荧光增白剂：
R＝H和/或CH3
Figure A0382127100051
视塑料或合成纤维和待获得的白度而定，荧光增白剂的量通常为1-1000ppm，基于待增白的塑料。在特定的情况下可能为更高的量。还可能在制备预浓缩物的过程中使用0.1-30％的量，基于塑料或合成纤维的总重。荧光增白剂可单独供使用或以混合物的形式供使用。此处还可能产生协同效应。还可能将荧光增白剂与配色染料(Nuancierfarbstoff)一起粒化。当然，还可能将增白剂粒状材料与添加剂的混合物，如与纤维稳定剂或塑料稳定剂的混合物粒化，所述添加剂在掺入或进一步加工塑料或纤维的过程中不产生干扰影响。本发明粒状材料可用于增白高分子量有机材料。这些材料可以是天然或合成来源。例如，它们可以是天然树脂、干性油或橡胶，或是改性的天然物质，如氯化橡胶，纤维素衍生物。本发明的粒状材料优选用于增白通过加成聚合、缩聚或聚加成制备的聚合物。在通过加成聚合制备的塑料种类中，特别提及如下：聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯，取代的聚烯烃，如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩乙醛、聚丙烯腈、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸及其酯，或聚丁二烯，以及它们的共聚物。在通过聚加成和缩聚制备的塑料种类中，提及如下：聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚、聚缩醛，以及甲醛与苯酚或脲、硫脲或蜜胺的缩合产物。
所提及的高分子量材料可以单独存在，或可以塑料物料或熔体的形式混合存在。但是，还可将本发明的粒状材料加入到每种情况下所基于的单体中并然后实施聚合。本发明的粒状材料特别优选适用于增白聚酯。
在聚酯纤维增白的过程中，荧光增白剂可在酯交换或酯化过程中、在缩聚的过程中或在纺丝之前计量加料。例如，将荧光增白剂以乙二醇分散体的形式或以粉末的形式或以母料的形式进行计量加料。例如，如果刚好在纺丝之前通过计量加料装置(料筒)将荧光增白剂加入到提供有干燥的PET粒料的混合设备组中，则可能在粉末的计量加料过程中在料筒(如型号为80D-LC-7K的Tamaki Blender)内产生堵塞，这导致计量加料工序中断。这个问题可通过使用粒料或粒状材料避免。如果要将荧光增白剂以乙二醇分散体的形式加入到酯化、酯交换过程，或加入到缩聚反应中，则增白剂粒状材料可以通过搅拌进行良好地再分散，例如在15％浓度的增白剂配方中。
实施例1
将100份式1的增白剂以粉末形式在辊压为16千牛顿/cm RL和旋转速度为8rpm下，在WP 50/75压实/造粒机(辊长75mm，辊直径152mm)内压制。这样得到2mm厚度的压制品，将其粒化并产生具有直径为0.6-2mm的粒料。辊的物料通过量为31kg/h，且筛分后具有直径为0.6-2mm的产品的产量为85％。将约4.6kg回料至压实过程。所得到的粒状材料具有良好的自由流动特性且是无粉尘的。粒状材料的粉尘特性用沉积粉尘测量仪进行光度测量。粉尘数为1。构成粒状材料的式1增白剂的粉状物质的粉尘数为13。(1＝不起粉尘，16＝高度起粉尘)。此外，粒状材料经简单搅拌可良好地在乙二醇中再分散。
实施例2
将1000g对苯二甲酸二甲酯(DMT)、720g乙二醇、0.23g醋酸锰(II)装入21装配有VA搅拌器、20cm填料柱和冷凝器系统的烧瓶中。将加热浴加热至160℃，并且在DMT熔融后启动搅拌器并将装置采用N2流冲洗。
在开始通过蒸馏除去甲醇之后，将温度每15分钟升高10℃直至230-235℃，并保持在该水平直至将所有的甲醇蒸馏除去。
然后将分散在乙二醇中的0.3g Sb2O3、0.09g H3PO3、4.0g TiO2(A型)和0.1g下式的粒状增白剂
加入到21的烧瓶中，所述烧瓶已装配有用于乙二醇蒸馏的冷凝器和真空泵。通过在室温下搅拌混合物15分钟获得分散体。将浴温升高至250℃，并采用纯的氮气冲洗烧瓶。烧瓶内容物的粘度一达到允许的程度就开始搅拌。
在酯交换产物完全熔融后，中断N2流并开始以下缩聚程序：
在790毫巴下15min
在520毫巴下15min
在250毫巴下15min
在130毫巴下15min
在55毫巴下15min
在12毫巴下15min。
所述工序可通过在真空为至少0.013毫巴下，将温度提高到250-270℃加以补充，其中保持搅拌器速度恒定在180rpm。在获得所期望的粘度后，将加热系统除去并且相应地将在冷却期间会破裂的烧瓶保护起来。
将聚酯物料水力破碎并在CO2冷却之后研磨。将该材料在120℃下干燥5h并纺丝。这样得到具有极好的白度效果的均匀增白的纤维。
实施例3
如实施例2一样进行操作。但是，使用常规的粉末形式代替式1的粒状荧光增白剂。在打开存储容器期间和在取出增白剂期间发生不希望有的粉尘形成。白度效果与实施例1相同。
实施例4
如实施例2一样进行操作。但是，将式1的粒状荧光增白剂毫不困难且在无粉尘形成的情况下与乙二醇一起加入到酯交换过程中。获得均匀增白的纤维，其证明此处也发生粒状材料的均匀分散。
实施例5
如实施例2一样进行操作。但是，使用式6的增白剂的粒状材料作为增白剂。在无粉尘形成的情况下进行计量加料，并获得均匀的增白效果。

Claims (5)

1.一种增白合成纤维和塑料的方法，其特征在于，将粒状荧光增白剂掺入到合成纤维或塑料中，其中粒状荧光增白剂通过在压力为3-50千牛顿/cm管长下在压力压实机中，将以粉末形式的荧光增白剂压实，然后将所得到的压实物粉碎而获得。
2.权利要求1的方法，其特征在于，以粒化形式掺入的荧光增白剂在260-400nm的范围内吸收并在400-450nm的可见光谱内发射。
3.权利要求1的方法，其特征在于，将粒状荧光增白剂加入到构成合成纤维或塑料的单体中，然后进行聚合。
4.权利要求1的方法，其特征在于，使用包含配色染料的粒状荧光增白剂。
5.权利要求1的方法，其特征在于，使用由多种荧光增白剂的混合物组成的粒状荧光增白剂。
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