TWI496842B - 以水媒液體染料使聚（甲基）丙烯酸酯著色的方法以及水媒液體染料 - Google Patents

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Description

以水媒液體染料使聚(甲基)丙烯酸酯著色的方法以及水媒液體染料
本發明係有關一種以水性著色劑製劑使熱塑性聚合物模製材料著色的方法，所使用之聚合物模製材料為(例如)聚(甲基)丙烯酸甲酯模製材料。本發明進一步係有關一種水媒著色劑製劑。
美國專利3,956,008描述一種用於使塑膠物件著色的液體分散液，其係由大小介於2及50微米之間的無機粒子及由山梨醇酯類組成之界面活性系統所組成。其中沒有描述水性系統。
美國專利3,992,343(Degussa)描述一種由有機或無機顏料粒子、水及分散劑組成之水性分散液系統，該分散劑是非常特殊的。
美國專利4,091,034描述一種三苯甲烷染料之藍色水溶性染料調配物。其係以水性分散液的形式用於使織物著色。
美國專利4,167,503描述一種以由聚氧乙烯衍生物、PEG及進一步添加劑組成之載體為基礎的液體調配物。水不當作溶劑使用。
美國專利4,169,203描述水溶性聚合顏料，其由非發色聚合物骨架及化學鍵結至該骨架上之發色基團組成。
美國專利4,341,565描述一種液體染料調配物，其係由固體顏料、由長鏈醇類及長鏈酸類的酯類組成之液相、及膠化助劑組成。
美國專利4,871,416同樣地描述有機-基調配物。
美國專利4,634,471描述包含有機溶劑之調配物。
美國專利4,804,719描述一種包含聚合物之水分散性調配物。
美國專利4,910,236描述一種印刷油墨，其係從一種由水及乳化劑組成之水性乳液及一種由烯烴樹脂及顏料組成之有機相所形成。在後繼步驟中，從調配物除去水。
美國專利5,043,376描述一種非水性系統。
美國專利5,104,913構成美國專利5,043,376之部分申請案且描述一種製備水中油型水性染料分散液的方法。
美國專利5,308,395也描述一種有機溶液。
在美國專利5 328,506中，將親水性著色劑及水成形為糊料，其可用染料製備中之習用工具及機器進一步加工。
美國專利5,759,472描述一種使聚合物成形之方法，其由下列步驟組成：從載體(10-75%)、水(0-15%)、分散劑(0.1-10%)及著色劑(10-80%)製備著色混合物。除此之外，也可存在多元醇類。在進一步加工步驟中，提供粉狀聚合物，然後將該載體系統與該聚合物粉混合且予加工而產生混合物(PE)。其中一附屬項係有關1-14%之水量。
美國專利6,428,733描述一種揮發性系統；其包含一種甘油與水之混合物。
美國專利6,649,122描述一種使熱塑性聚合物著色的方法，其中使用10至80百分比之著色劑及不大於30百分比之分散劑；其餘為作為溶劑之水。所使用之分散劑為聚乙烯基吡咯啶酮類，例如HP50(BASF)或經中和之聚丙烯酸、木質磺酸之鹽類、萘磺酸之鹽類或聚合羧酸之鹽類。較佳者為使用非離子分散劑，例如壬酚或辛酚。
先前技術解決方法之缺點為在著色劑調配物中或多或少密集使用的有機溶劑。在聚合物模製材料中使用有機溶劑會導致低分子量有機化合物在聚合物中之濃度提高且因此導致聚合物性質之惡化，例如Vicat軟化溫度之降低，或由聚合物製備之物件的較高應力破裂敏感性。
在市場上可得的液體染料通常包含脂肪酸酯類或白油作為黏合劑，其在著色之後留在聚合物中且導致Vicat軟化溫度的降低。除此之外，在射出模製中可觀察到沈積物形成。
因此本發明之目的為提供一種水性著色劑製劑及一種使熱塑性聚合物模製材料著色的方法，其沒有概略說明於上之先前技術的缺點且其可用作使熱塑性聚合物模製材料著色之無問題替代方法。
所使用之熱塑性聚合物模製材料為例如聚(甲基)丙烯酸甲酯模製材料或聚碳酸酯模製材料。
應了解在下文中聚(甲基)丙烯酸甲酯模製材料表示由經聚合之甲基丙烯酸烷酯所組成和經聚合之丙烯酸烷酯所組成，以及該二種單體類型之混合物所組成的聚合物模製材料。
該目的係藉由一種使用根據申請專利範圍第1項之聚丙烯酸酯乳化劑的水性著色劑製劑達成。經著色熱塑性聚合物模製材料及可由其製得之聚合物模製物則係保護於隨後之申請專利範圍請求項中。
本發明係有關一種用於使熱塑性聚合物模製材料著色之水性著色劑製劑，其特徵在於其包含
‧　1重量%至49重量%的改質聚丙烯酸酯，
‧　0.5重量%至50重量%的顏料混合物及
‧　0重量%至50重量%的習用助劑及
‧　去礦質水，其中各成分的重量部分加總達100重量%。
藉由使用本發明水性著色劑製劑，除了熱塑性聚合物模製材料的良好著色之外，也可以令人驚訝且意想不到的方式使從經著色熱塑性聚合物模製材料製備的聚合物模製物之Vicat軟化溫度保持不變或甚至提高。該聚合物模製物之其餘機械性質保持不變。
 熱塑性聚合物模製材料及其製備
聚(甲基)丙烯酸甲酯類通常係藉由包含甲基丙烯酸甲酯的混合物之自由基聚合作用而獲得。一般而言，這些混合物包含至少40重量%，較佳地至少60重量%及更佳地至少80重量%(以單體重量為基準)之甲基丙烯酸甲酯。
除此之外，這些用於製備聚(甲基)丙烯酸甲酯類之混合物可包含可與甲基丙烯酸甲酯共聚合之其他(甲基)丙烯酸酯。詞語"(甲基)丙烯酸酯"包括甲基丙烯酸酯類與丙烯酸酯類及該二者之混合物。
這些單體為眾所周知的。它們包括衍生自飽和醇類之(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯；衍生自不飽和醇類之(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸油酯、(甲基)丙烯酸2-丙炔酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯；(甲基)丙烯酸芳酯例如(甲基)丙烯酸苯甲酯或(甲基)丙烯酸苯酯，其中芳基基團各可未經取代或最多至經四取代；(甲基)丙烯酸環烷酯例如(甲基)丙烯酸3-乙烯基環己酯、(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸羥烷酯例如(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3,4-二羥丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯；二(甲基)丙烯酸二醇酯例如(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、醚醇類之(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸乙烯氧基乙氧基乙酯；(甲基)丙烯酸之醯胺類及腈類，例如N-(3-二甲胺基丙基)-(甲基)丙烯醯胺、N-(二乙基膦醯基)(甲基)丙烯醯胺、1-甲基丙烯醯基醯胺基-2-甲基-2-丙醇；含硫甲基丙烯酸酯類例如(甲基)丙烯酸乙基亞磺醯基(sulphinyl)乙酯、(甲基)丙烯酸4-氰硫基丁酯、(甲基)丙烯酸乙基磺醯基乙酯、(甲基)丙烯酸氰硫基甲酯、(甲基)丙烯酸甲基亞磺醯基甲酯、雙((甲基)丙烯醯氧基乙基)硫化物；多官能(甲基)丙烯酸酯例如三羥甲丙烷三(甲基)丙烯酸酯。
除了上文所詳述的(甲基)丙烯酸酯之外，待聚合之組成物也可包含可與甲基丙烯酸甲酯及上述(甲基)丙烯酸酯共聚合之其他不飽和單體。
這些包括1-烯類例如己烯-1、庚烯-1；支鏈烯類，例如乙烯基環己烷、3,3-二甲基-1-丙烯、3-甲基-1-倍異丁烯、4-甲基戊烯-1；丙烯腈；乙烯基酯類例如乙酸乙烯酯；苯乙烯，在側鏈上具有烷基取代基之經取代苯乙烯類，例如α-甲基苯乙烯及α-乙基苯乙烯，在環上具有烷基取代基的經取代苯乙烯類，例如乙烯基甲苯及對-甲基苯乙烯、鹵化苯乙烯類，例如單氯苯乙烯類、二氯苯乙烯類、三溴苯乙烯類及四溴苯乙烯類；雜環乙烯基化合物例如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2,3-二甲基-5-乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌啶、9-乙烯基咔唑、3-乙烯基咔唑、4-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯啶酮、2-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基吡咯啶、3-乙烯基吡咯啶、N-乙烯基己內醯胺、N-乙烯基丁內醯胺、乙烯基四氫呋喃(oxolane)、乙烯基呋喃、乙烯基噻吩、乙烯基四氫噻吩(thiolane)、乙烯基噻唑類及氫化乙烯基噻唑類、乙烯基唑類及氫化乙烯基唑類；乙烯基及異平基醚類；順丁烯二酸衍生物，例如順丁烯二酸酐類、甲基順丁烯二酸酐類、順丁烯二醯亞胺、甲基順丁烯二醯亞胺；及二烯類，例如二乙烯基苯。
一般而言，這些共單體係使用於0重量%至60重量%、較佳地0重量%至40重量%及更佳地0重量%至20重量%之量，以單體重量為基準，化合物可個別地使用或以混合物使用。
聚合作用通常用已知的自由基引發。較佳引發劑包括在該技術領域中眾所周知的偶氮引發劑，例如AIBN及1,1-偶氮雙環己烷甲腈，及過氧化合物例如過氧化甲基乙基酮、過氧化乙醯丙酮、過氧化二月桂醯、過氧-2-乙己酸三級丁酯、酮過氧化物、過氧化甲基異丁基酮、過氧化環己酮、過氧化二苯甲醯、過氧苯甲酸三級丁酯、過氧異丙基碳酸三級-丁酯、2,5-雙(2-乙基己醯基過氧)-2,5-二甲基己烷、過氧-2-乙己酸三級丁酯、過氧-3,5,5-三甲基己酸三級丁酯、過氧化癸醯、1,1-雙(三級-丁過氧)環己烷、1,1-雙(三級-丁過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、氫過氧化異丙苯、氫過氧化三級丁基、過氧二碳酸雙(4-三級-丁基環己基)酯、二或多種上述化合物與彼此之混合物及上述化合物與可同樣地形成自由基之未說明化合物的混合物。
這些化合物時常使用於0.01重量%至10重量%之量，較佳地0.5重量%至3重量%之量，以單體重量為基準。
在此可能使用不同聚(甲基)丙烯酸酯，其例如根據分子量或根據單體組成物而不同。
耐衝擊性經改良之聚(甲基)丙烯酸酯聚合物
耐衝擊性經改良之聚(甲基)丙烯酸酯聚合物由20至80%及較佳地30至70重量%的聚(甲基)丙烯酸酯基質，及80至20%及較佳地70至30重量%的具有10至150奈米(例如，藉由超離心法測量)之平均粒子直徑的彈性體粒子組成。
分佈在聚(甲基)丙烯酸酯基質內之彈性體粒子較佳地具有一軟質彈性體相及結合其上之硬質相的核。
耐衝擊性經改良之聚(甲基)丙烯酸酯聚合物(imPMMA)由一比例之基質聚合物，該聚合物係從至少80重量%的甲基丙烯酸甲酯單元及視需要選用0至20重量%的可與甲基丙烯酸甲酯共聚合之單體的單元，及一比例之分佈在基質中的以交聯聚(甲基)丙烯酸酯為基質之衝擊改質劑組成。
基質聚合物特別是由80重量%至100重量%(較佳地90重量%-99.5重量%的程度)之自由基聚合的甲基丙烯酸甲酯單元、及視需要選用地至0重量%-20重量%的程度(較佳地至0.5重量%-10重量%的程度)之進一步自由基可聚合共單體(例如(甲基)丙烯酸C1 -至C4 -烷酯，特別是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯)組成。基質之平均分子量Mw (重量)較佳地在從90000克/莫耳至200000克/莫耳，特別是100000克/莫耳至150000克/莫耳之範圍內(Mw係藉由關於聚甲基丙烯酸甲酯作為校正標準之凝膠滲透層析法測定)。分子量Mw 可(例如)藉由凝膠滲透層析法或藉由散射光法測定(參見，例如，H. F. Mark等人，Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，第二版，第10頁，第1頁及以後各頁，J. Wiley,1989)。
較佳者為由90重量%至99.5重量%的甲基丙烯酸甲酯及0.5重量%至10重量%的丙烯酸甲酯組成之共聚物。Vicat軟化溫度VET(ISO 306-B50)可在至少90(較佳95)至112℃之範圍內。
衝擊改質劑
聚甲基丙烯酸酯基質包含衝擊改質劑，其可(例如)為二-或三-殼結構之衝擊改質劑。
用於聚甲基丙烯酸酯聚合物之衝擊改質劑係充份地廣為人知的。耐衝擊性經改良之聚甲基丙烯酸酯模製材料的製備及結構係描述於(例如)EP-A 0 113 924、EP-A 0 522 351、EP-A 0 465 049及EP-A 0 683 028中。
衝擊改質劑
聚甲基丙烯酸酯基質包含1重量%至30重量%(較佳地2重量%至20重量%，更佳地3重量%至15重量%，特別是5重量%至12重量%)之衝擊改質劑，其為由交聯聚合物粒子組成之彈性體相。衝擊改質劑係以本身為已知的方式藉由粒狀聚合或藉由乳化聚合獲得。
在最簡單的情況中，衝擊改質劑為可藉粒狀聚合獲得且具有從10至150奈米(較佳地20至100及特別是30至90奈米之範圍的平均粒徑之交聯粒子。這些通常由至少40重量%(較佳地50重量%-70重量%)之甲基丙烯酸甲酯、20重量%至40重量%(較佳地25重量%至35重量%)之丙烯酸丁酯、及0.1重量%至2重量%(較佳地0.5重量%至1重量%)之交鏈單體(例如多官能(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸烯丙酯)及視需要選用之進一步單體(例如0重量%至10重量%(較佳地0.5重量%至5重量%)之甲基丙烯酸C1 -C4 -烷酯類，例如丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯(較佳地丙烯酸甲酯或其他乙烯性可聚合單體(例如苯乙烯))組成。
較佳衝擊改質劑為可具有二-殼或三-殼核殼結構且藉由乳化聚合獲得之聚合物粒子(參見，例如，EP-A 0 113 924、EP-A 0 522 351、EP-A 0 465 049及EP-A 0 683 028)。然而，為了本發明之目的，這些乳化聚合物之適當粒徑必須是在10-150奈米(較佳地20至120奈米，更佳地50-100奈米)的範圍內。
具有一核及二殼之三層或三相結構可如下可配置。最內部(硬質)殼可(例如)基本上由甲基丙烯酸甲酯、小比例之共單體(例如丙烯酸乙酯)及交聯劑部分，例如甲基丙烯酸烯丙酯組成。中間(軟質)殼可(例如)由丙烯酸丁酯及視需要選用之苯乙烯形成，而最外(硬質)殼通常基本上相當於基質聚合物，其導致對基質的相容性及良好附著。在衝擊改質劑之聚丙烯酸丁酯含量對於衝擊改質作用是決定性的且較佳地在從20重量%至40重量%之範圍，更佳地在從25重量%至35重量%之範圍。
耐衝擊性經改良之聚甲基丙烯酸酯模製材料
在擠製機中，衝擊改質劑及基質聚合物可以熔體混合而形成耐衝擊性經改良之聚甲基丙烯酸酯模製材料。排放之材料通常先切成顆粒。後者可經由擠製或射出模製進一步處理以產生成形體，例如切成厚板或射出模製物。
根據EP 0 528 196 A1之二相衝擊改質劑
較佳地，特別是對於薄膜製造，但不限制於其，使用原則上從EP 0 528 196 A1知道之系統，其為由下列組成之二相耐衝擊性經改良之聚合物：
a1)10至95重量%的具有70℃以上之玻璃轉移溫度Tmg 的連續硬質相，其由下列組成
a11)80至100重量%(以a1為基準)的甲基丙烯酸甲酯及
a12)0至20重量%的一或多種進一步乙烯性不飽和自由基可聚合單體，及
a2)90至5重量%的分佈在硬質相中之具有-10℃以下的玻璃轉移溫度Tmg 且其由下列組成之韌相(toug phase)，
a21)50至99.5重量%的丙烯酸C1 -C10 -烷酯(以a2為基準)，
a22)0.5至5重量%的具有二或多種乙烯性不飽和自由基可聚合基之交鏈單體及
a23)視需要選用之進一步乙烯性不飽和自由基可聚合單體，
至少15重量%的硬質相a1)被共價鍵結至韌相a2)。
二相衝擊改質劑可如例如DE-A 38 42 796中所述藉由在水中之二階段乳液聚合獲得。在第一個階段中，韌相a2)被獲得且由到至少50重量%之程度(較佳地至大於80重量%之程度)之丙烯酸低級烷酯組成，其產生-10℃以下之此相的玻璃轉移溫度Tmg 。所使用之交鏈單體a22)為二醇類之(甲基)丙烯酸酯類，例如二甲基丙烯酸乙二醇酯或二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、具有二個乙烯基或烯丙基基團之芳族化合物，例如二乙烯基苯，或其他具有二個乙烯性不飽和自由基可聚合基之交聯劑，例如甲基丙烯酸烯丙酯作為接枝連結劑(graftlinker)。具有三或多個不飽和自由基可聚合基團(例如烯丙基基團或(甲基)丙烯醯基基團)之交聯劑的例子包括三聚氰酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯及三甲基丙烯酸酯，及季戊四醇四丙烯酸酯及四甲基丙烯酸酯。為此目的之進一步例子係可見於US 4,513,118中。
a23)項中所敘述之乙烯性不飽和自由基可聚合單體可(例如)為丙烯酸或甲基丙烯酸及其具有1-20個碳原子之烷酯類，其限制條件為它們為仍未被提及者，其中烷基基團可為直鏈、支鏈或環狀。除此之外，a23)可包含進一步自由基可聚合脂族共單體，其可與丙烯酸烷酯a21)共聚合。然而，顯著部分之芳族共單體例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯或乙烯基甲苯應被排除在外，因為它們導致不想要的模製材料A之性質，特別是在耐候性方面。
在第一個階段中獲得韌相時，粒徑及其多分散性必須小心地設定。韌相之粒徑基本上視乳化劑的濃度而定。有利地，粒徑可藉由種子乳膠的使用控制。具有低於130奈米(較佳地低於70奈米)之平均粒徑(重量-平均)及具有低於0.5(較佳地低於0.2)之多分散性U80 (U80 係從藉由超離心機測定之粒徑分佈的積分處理計算。U80 =[(r90 -r10 )/r50 ]-1，其中r10 、r50 、r90 =平均積分粒子半徑，其為10、50、90%之粒子半徑在低於該值及90、50、10%之粒子半徑高於該值)的粒子係用從0.15至1.0重量%之以水相為基準的乳化劑濃度達成。此為特別是陰離子乳化劑的情形，例如特佳烷基化及硫酸鹽化石蠟。所使用之聚合引發劑為(例如)從0.01至0.5重量%的鹼金屬過二硫酸鹽或過二硫酸銨，以水相為基準，及聚合作用係於從20至100℃之溫度被觸發。較佳者為使用氧化還原系統，例如一種從0.01至0.05重量%的有機氫過氧化物及從0.05至0.15重量%的羥甲基亞磺酸鈉的組合物，於從20至80℃之溫度。
共價鍵結至韌相a2)至少至15重量%之程度的硬質相a1)具有至少70℃之玻璃轉移溫度且可由完全由甲基丙烯酸甲酯組成。作為共單體a12)，最多至20重量%的一或多種進一步乙烯性不飽和自由基可聚合單體可存在於硬質相中，及甲基丙烯酸烷酯(較佳地具有1至4個碳原子之丙烯酸烷酯)係使用於不會使玻璃轉移溫度至低於上述之量。
硬質相a1)的聚合作用，在第二個階段中，也在用助劑(當也使用於例如韌相a2)之聚合作用時)之乳液中進行。
在一較佳體系中，硬質相包含於從0.1至10重量%(較佳地從0.5至5重量%，以A為基準)之量的低分子量及/或共聚合UV吸收劑，作為硬質相中之共單體成分a12的成份。可聚合UV吸收劑的例子，如特別是US 4 576 870中所述，包括2-(2’-羥苯基)-5-甲基丙烯醯基醯胺基苯並三唑或2-羥-4-甲基丙烯醯氧基二苯基酮。低分子量UV吸收劑可(例如)為2-羥-二苯基酮之衍生物或2-羥苯基苯並三唑或柳酸苯酯之衍生物。一般而言，低分子量UV吸收劑具有小於2×103 (克/莫耳)之分子量。特佳者為在加工溫度下具有低揮發性且與聚合物A之硬質相a1)均勻互溶性之UV吸收劑。
具有聚(甲基)丙烯酸酯作為主成分之摻合物
除此之外，可能使用PMMA和與PMMA相容之進一步聚合物的混合物。與PMMA相容之聚合物的例子包括ABS聚合物或SAN聚合物。
PMMA聚合物模製材料係由Evonik Rhm GmbH以商標販售。
PMMA聚合物模製材料及進一步聚合物模製材料典型地係經由著色母料或用液體染料著色。
聚碳酸酯類
聚碳酸酯類在該技術領域中為已知的。聚碳酸酯類可正式地考慮為由碳酸及脂族或芳族二羥基化合物所形成之聚酯類。它們藉由聚縮合或轉酯化反應使二乙二醇或雙酚類與光氣或碳酸二酯類反應而可容易地獲得。
就此而論較佳者為衍生自雙酚類之聚碳酸酯類。這些雙酚尤其包括2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(雙酚A)、2,2-雙(4-羥苯基)丁烷(雙酚B)、1,1-雙(4-羥苯基)環己烷(雙酚C)、2,2’-亞甲基二酚(雙酚F)、2,2-雙(3,5-二溴-4-羥苯基)丙烷(四溴雙酚A)及2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥苯基)丙烷(四甲基雙酚A)。
典型地，該等芳族聚碳酸酯類係藉由界面聚縮合或轉酯化作用製備，細節可見於Encycl. Polym. Sci. Engng. 11,648-718中。
在界面聚縮合中，雙酚類係乳化成在惰性有機溶劑(例如二氯甲烷、氯苯或四氫呋喃)中的水性鹼溶液，並在一反應階段中與光氣反應。所使用之觸媒為胺類，及在立體障礙雙酚類之情形中也為相轉移觸媒。所得聚合物係溶解在所使用之有機溶劑中。
聚合物之性質可透過雙酚類的選擇而廣泛地改變。在同時使用不同雙酚類的情形中，也可能以多階段聚縮合形成嵌段聚合物。
著色劑
可根據本發明教示使用下列著色劑群組：
1.有機彩色顏料，例如重氮染料、酞青素類、苝類、蒽醌類，
2.有機可溶性染料，例如蒽嘧啶類、噻啉黃、紫環酮類(perinones)、或單偶氮染料，例如454、G、Rot G或Rot G，
3. 1及2之混合物，
4.無機顏料(例如鉻酸鋅、硫化鎘、氧化鉻、群青顏料和金屬片，以及BaSO4 及TiO2 )
5. 1、2和4之混合物，及
6.碳黑
著色劑之量可在從0.5重量%至50重量%的範圍，以著色劑製劑之總量為基準。
聚丙烯酸酯
所使用之聚丙烯酸酯為(例如)聚丙烯酸酯，其係由汽巴特用化學品公司(Ciba Specialty Chemicals)以-4550品牌販售。聚合物基本上由單體α-甲基苯乙烯、丙烯酸2-乙基己酯及MPEG甲基丙烯酸酯組成。
改質聚丙烯酸酯係以具有從48重量%至52重量%範圍之活性物質含量的水溶液形式使用。
聚丙烯酸酯之量可介於5重量%及50重量%之間，以著色劑製劑之總量為基準。
聚丙烯酸酯係用作一種用於水性塗料系統及顏料濃縮液中之顏料去絮凝作用的pH-獨立之分散劑。
進一步助劑
除此之外，所有的習用助劑可視需要地加至著色劑製劑，例如用於預防腐爛、細菌分解之試劑、殺真菌劑、均染助劑及消泡劑。
為了建立著色劑組成物的最佳黏度，使用(例如)去礦質水。
熱塑性模製材料可被直接著色或藉由將著色劑製劑加至未著色之聚合物模製材料而著色，或經由母料而著色。
應了解母料表示一種由著色劑製劑及聚合物模製材料組成之調配物，建立著色劑製劑在母料中之濃度以使當母料用來將未著色之聚合物模製材料著色時產生所需要的彩色壓痕。
 實例 經著色熱塑性聚合物材料之製備 以著色劑製劑著色 實例1至4係以下列方式產生：
在轉鼓式混合器中使用聚合物顆粒及著色劑製劑以製備一種混合物，其係用漏斗計量至單螺桿擠壓機之進氣區中。將排氣區連接到真空泵。將粒化器連接擠製機之下游。在第二加工步驟中，將從如此獲得之顆粒射出成形為用於Vicat軟化溫度測定之樣品。
用於以有機黏合劑(脂肪酸酯)著色之比較例1
組成物：
‧　著色劑：
○　0.06重量%的454
○　0.016重量%的G
‧　0.3重量%的十八烯酸，存在至約70莫耳%之程度作為寡乙二醇單-及二酯，其餘30%用糖/糖醇類酯化
‧　99.62重量%的8N模製材料
Vicat軟化溫度：106℃
為了比較：
包含0.06重量%的454及0.016重量%的G而沒有C18脂肪酸的8N模製材料之Vicat軟化溫度：107℃
使用Battenfeld　BA 350CD射出模製：
射出時間：1.76秒
材料溫度：250℃
筒溫：250至230℃
模具溫度：68℃
從射出切換至於模內壓力560巴之固定壓力
總循環時間：50秒
以開放排氣筒射出模製
30次發射之後，嚴重模具沈積物及紅色染料沈積
實例2：加入沒有彩色顏料之純水媒黏合劑：
組成物：
‧　0.32重量%的蒸餾水
‧　0.17重量%的4550(50%水性mod.聚丙烯酸酯)
‧　0.01重量%的消泡劑
‧　0.0006重量%的抗腐爛劑
‧　99.5重量%的8N模製材料
使用Arburg 221之射出模製：沒有沈積物形成
射出時間：1.5秒
材料溫度：250℃
筒溫：250至225℃
模具溫度：68℃
從射出模製路徑依賴性切換至固定壓力
總循環時間：30秒
以開放排氣筒射出模製
在此實驗中，沒有觀察到Vicat軟化溫度增加；有或沒有黏合劑的Vicat軟化溫度兩者都為107℃。
實例3：以水媒液體染料形式之Thermoplastrot 454著色：
組成物：
‧　0.193重量%的蒸餾水
‧　0.1重量%的4550(50%水性mod.聚丙烯酸酯)
‧　0.006重量%的消泡劑
‧　0.00035重量%的抗腐爛劑
‧　0.2重量%的454
‧　99.5重量%的8N模製材料
使用Battenfeld BA 350CD之射出模製：沒有沈積物形成
射出時間：1.77秒
材料溫度：248℃
筒溫：250至230℃
模具溫度：68℃
從射出切換至於模內壓力565巴之固定壓力
總循環時間：50秒
以開放排氣筒射出模製
與未著色之8N模製材料比較，Vicat軟化溫度增加2.5℃，從106℃增加至108.5℃。
實例4：以水媒液體染料形式之K2270著色：
組成物：
‧　0.193重量%的蒸餾水
‧　0.1重量%的4550(50%水性mod.聚丙烯酸酯)
‧　0.006重量%的消泡劑
‧　0.00035重量%的抗腐爛劑
‧　0.2重量%的K2270(顏料黃183)
‧　99.5重量%的8N模製材料
使用Battenfeld BA 350CD之射出模製：沒有沈積物形成
射出時間：1.76秒
材料溫度：250℃
筒溫：250至230℃
模具溫度：68℃
從射出切換至於模內壓力560巴之固定壓力
總循環時間：50秒
以開放排氣筒射出模製
與未著色之8N模製材料比較，Vicat軟化溫度增加2.5℃，從106℃增加至108.5℃。
以轉鼓施用(轉鼓式混合器)將根據實例5及實例6之液體染料各施用至8N至0.5重量%之程度，及使用30毫米Stork單螺桿擠壓機在230℃下混合。在開放真空區沒有真空。使用Arburg 221射出模製化合物時，沒有觀察到模具沈積物。
射出時間：1.5秒
材料溫度：250℃
筒溫：250至225℃
模具溫度：68℃
從射出模製路徑依賴性切換至固定壓力
總循環時間：30秒
以開放排氣筒射出模製
模製材料之Vicat軟化溫度保持不變在108℃。
實例5：
實例6：
二氧化鈦係在加入之前使用轉筒磨粉機分散。
結果顯示Vicat軟化溫度不被減少且在某些情況增加，及顯示在射出模製該用本發明著色劑製劑著色之熱塑性聚合物模製材料時，在射出模上沒有形成沈積物。
聚合物之Vicat軟化溫度係以ISO 306測定。

Claims (8)

  1. 一種水性著色劑製劑用於使熱塑性聚合物模製材料著色之用途，該著色係藉由將該水性著色劑製劑直接加入未著色的聚合物模製材料或經由母料來進行，該水性著色劑製劑包含：‧1重量%至49重量%之改質聚丙烯酸酯，其係呈48重量%至52重量%的水溶液形式，其中該改質聚丙烯酸酯係基本上由單體α-甲基苯乙烯、丙烯酸2-乙基己酯及MPEG甲基丙烯酸酯所組成，‧0.5重量%至50重量%之著色劑或著色劑混合物及‧0重量%至50重量%之習用助劑及‧去礦質水，其中各成分的重量部分加總達100重量%。
  2. 一種熱塑性聚合物，其特徵在於其已經根據申請專利範圍第1項中所述之著色劑製劑著色。
  3. 一種聚(甲基)丙烯酸酯，其特徵在於其已經根據申請專利範圍第1項中所述之著色劑製劑藉由將該著色劑製劑直接加入未著色的熱塑性聚合物模製材料或經由母料來進行著色。
  4. 一種使熱塑性聚合物著色之方法，其特徵在於將根據申請專利範圍第1項中所述之著色劑製劑直接加入未著色的熱塑性聚合物模製材料或經由母料來使用。
  5. 根據申請專利範圍第4項之方法，其中所使用之 熱塑性聚合物為聚(甲基)丙烯酸酯。
  6. 根據申請專利範圍第4項之方法，其中所使用之熱塑性聚合物為耐衝擊性經改良之聚(甲基)丙烯酸酯。
  7. 一種可藉由根據申請專利範圍第4項之方法所獲得之熱塑性聚合物模製材料。
  8. 一種聚合物模製物，其係藉由射出模製或擠製申請專利範圍第7項中所述之熱塑性聚合物模製材料而製得。
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