CS231209B1 - Polypropylénová zmes vhodná pre výrobu vláken alebo fólii - Google Patents

Abstract

Polypropylénová zmes vhodná pre výrobu vláken alebo folií skladajúca sa z 85 až 99 % hmotnostných izotaktlckého polypropylénu a 1 až 15 % hmotnostných vinylového Statistického kopolyméru, pripravlteTného radikálovou kopolymerizáciou N,N-dialkyl- substituovaného omega-aminoalkylesteru kyseliny akrylovéj alebo metakrylovej, alkylesteru kyseliny akrylovej alebo me- takrylovej a připadne aalšieho vinylového monoméru v bloku alebo roztoku, pričom tento kopolymér, vykazuje afinitu k farbi- vám připadne fotostabilizačný účinok.

Description

Vynélez sa vztahuje na polypropylénovú zmes vhodnú pre přípravu tvarovaných výrobkov ako sú vlékna a fólie so zlepšenou vyfarbiteTnosťou připadne fotostabilitou. i i

Vlákna a filmy z polypropylénu majú vo viacerých smeroch výhodné fyzikálně a mechanické vlastnosti. Určitým obmezujúcim faktorom Salšieho ich rozšírenia, najma vlákien v textilnom priemysle je ich hydrofóbnosť. V dčsledku tejto vlastnosti nemožno u nich použit konvenčně postupy farbenia. VeTmi slabá interakcia polypropylénových vlákien, resp. fólií s farbivami spčsobuje, že sa nemdžu vyfarbit na tmavší odtieň s požadovanou stálosťou na svetle a pri praní.

Na zlepšenie vyfarbiteTnosti boli navrhnuté postupy vychédzajúce zo zmesí polypropylénu s iným polymérom, u ktorého existuje s farbami dobrá interakcia. Sú to polyméry obsahujúce dusík, ako napr. polyamidy, polymočoviny, polyaminotriazoly, kopolyméry akrylamidu, vinylpyridínu apodobne. Tieto polyméry nevykazujú však dostatočnú znášanlivost s polypropylénom, čo je překážkou bezporuchového zvlákňovania alebo sa prejavuje v zhoršenej spracovateTnosti už vyrobených vlákien.

Vhodnou modifikáoiou niektorými přísadami ako napr. polyaminotriazolmi podl’a čs. pat. č. 192 296, alebo vhodným zloženlm kopolymérov etylénu s N-vinylkarbozolom, akrylamidom, alebo aminoalkylakrylátmi, je možné podTa japonských patentov č. 9696/1964 a 55594/1964 dociellt zlepšenie kompatibility s polypropylénom. U niektorých navrhovaných modifikátorov polypropylénu nie sfi známe parametre charakterizujúce spraoovatel’nost pri zvlákňování, parametre dTženia a vyfarbenia vlákien a stálost ich vyfarbenia pri praní a chemiekom čistění.

Tento vynález sa vztahuje na zlepšenie modifikácie polypropylénu so zaměřením na zvýšenie afinity polypropylénových zmesí voči farbivám a připadne na zlepšenie svetelnej stability tvarovaných polypropylénových výrobkov. Predmetom tohto vynálezu je polypropylénová zmes vhodná pre výrobu vlákien alebo fólii vyznačujúca sa tým, že sa skládá z 85 a 99 % hmotnostných izotaktiekého polypropylénu a 1 až 15 % hmotnostných vinylového Statistického kopolyméru, připraveného radikálovou kcpolymerizáciou Ν,Ν-dialkylsubstituovaného amlnoalkylesteru kyseliny akrylovéj alebo metakrylovej, alkylesteru kyseliny akrylovej alebo metakrylovej a připadne Salšieho vinylového monoméru v bloku alebo v roztoku, pričom tento kopolymér, ktorý vykazuje afinitu k farbivám připadne vykazuje fotostabilizačný účinok, obsahuj· opakujúce sa jednotky obecného vzorca A' •CH,

OO (A) ^{Ď {CH}2⁾n^N(R >2 J kde R* je atom vodíka alebo metylová skupina, z

R označuje alkylovú skupinu s počtom uhlíkových atomov 1 až 4, a je eelá číslo s hodnotou 2 až 4, opakujúce sa jednotky obecného vzorca B,

R

I

- C— I

OO I 3 0-R^J

-CHx (B) kde R¹ je atóm vodíka alebo metylová skupina

231299 íP je alkylová skupina s počtom uhlíkových atómov 4 až 18, připadne opakujúce sa jednotky C odvodené od vinylového monoméru zvoleného zo skupiny zahrnujúcej akrylonitril, styrén, vinylacetét, 4-akryloyloxy-2,2,6,6-tetrametylpiperidín, 4-metakryloyl-oxy-2,2,6,6-tetremetylpiperidín, 4-akryloyloxy-1,2,2,6,6-pentametylpiperi.dín alebo 4-metakroyloxy-1,2,2,6,6-pentametylpiperidín, pričom v kopolyméri obsahujúcom jednotky A a B je podiel jednotiek A 25 až 70 % molórnych a v ternérnom kopolyméri obsahujúcom jednotky A, B a C je podiel jednotiek A 20 až 60 % molárnych a jednotiek Cl až 20 % molárnych.

PodTa vynálezu sa s výhodou použije polypropylénová zmes, ktorá obsahuje Statistický kopolymér na báze Ν,Ν-dialkyl-omega-aminoalkylesteru kyseliny akrylovej a alkylester kyseliny akrylovej alebo metakrylovej, alebo polypropylénová zmes obsahuje kopolymér na báze alkylakrylátu a Ν,Ν-dialkyl-omega-aminoalkylesteru kyseliny metakrylovej, alebo obsahuje ternárny Statistický kopolymér obsahujúci okrem jednotiek aminoalkylesteru kyseliny akrylovej a alkylesteru kyseliny akrylovej tiež jednotky odvodené od vinylového monoméru zvoleného zo skupiny zahrnujúcej akrylonitril, styrén, vinylacetát, 2,2,6,6-tetrametyl-4-piperidylakrylát alebo metakrylát a 1,2,2,6,6-pentametyl-4-piperidylakrylét alebo metakrylát.

w Kopolyméry podTa predmetu vynálezu sú připravené napr. na báze zlúčenín: Ν,Ν-dimetyl-2-aminoetylester kyseliny akrylovej alebo metakrylovej, N,N-dietyl-2-aminoetyleater kyseliny akrylovej alebo metakrylovej, N,N-di-n-butyl-2-aminoetylester kyseliny akrylovej “ alebo metakrylovej, N,N-di-n-butyl-4-aminobutylakrylát, n-decylakrylét, n-dodecylakrylét, n-dodecylmetakrylát, n-hexadecylakrylét, ri-oktadecylakrylát, n-oktadecylmetakrylét, butylakrylát, 2-etylhexylakrylát, 2-etylhexylmetakrylát, n-oktylmetakrylát, n-oktylakrylét.

Kopolymerizácia dvojzložkovej zmesi uvedených aminoakrylátovýeh alebo metakrylátových zlúčenín s alkylakrylátmi alebo alkylmetakrylétmi, alebo trijzložkových systémov s prídavkom akrylonitrilu, alebo styrénu, alebo vinylacetátu, alebo vyznačených vinylo• vých derivátov piperidínu, za použitia inioiátorov radikálovej polymerizácie nevyžaduje náročné zaradenie.

ZnáSanlivost s polypropylénom pri zvýSenom obsahu alkylakrylátových alebo alkylmetakrylátových Struktúrnych člénkov v kopolyméri sa docieTuje u kopolymérov obsahujúcich články s dlhSími alkylovými substituentamí v esterovej skupině. Kopolyméry obsahujúce menej ako 10 mól.% aminoalkylakrylátovej alebo metakrylátovej zlúčeniny nevykážujú požadovaný efekt vyfarbiteTnosti polypropylénu pokial sú přidávané do polypropylénu v rozsahu do ,5 % hmot. Ak sa pridajú vo vačgích koncentráciach, výrobky z týchto zmesi strácajú požadované mechanické vlastnosti. Kopolyméry obsahujúce 20 až 70 mol. % aminoakrylátovej alebo metakrylátovej zlúčeniny majú limitně viskozitné číslo v rozmedzí 0,2 až 2,5 dl/g, stanovené v benzénovom roztoku pri 30 °C.

Zmesi pre přípravu fólií mfižu obsahovat! až 15 % kopolyméru. Pre přípravu vlákien je výhodné, keá sa zmes obsahujúce kopolymér v množstve 2 až 10 % hmot. vzhTádom na polypropylén zhomogenizuje a před zvlákňovaním po přídavku stabilizátorov a stearanu vápenatého alebo stearanu sodného sa granuluje na vytlačovacom stroji. Homogenizovaná zmes sa potom zvláknuje z taveniny na zvlákňovacom zariadení, výhodné v atmosféře inertného plynu ako je dusík.

«

Vlákna a fólie, vyrobené podTa předloženého vynálezu, sa vyznačujú ^eTmi dobrou afinitou, hlavně voči kyslým farbivám a vykazujú požadovaná vzdálenost při účinku světla. Vyfarbenie vlákien a fólií je možno uskutočniť běžnými postupmi v kúpeToch pri teplote 100 °C po dobu 1 hod., v roztokoch obsahujúcich 2 až 4 % hmot. farbiva, vzhTadom na hmotnost vlé. kien alebo fólií, pri pomere hmotnosti farbeného výrobku ku kúpeTu alebo 1:50. Pri použití kyslých farbív je výhodné farbenie uskutočniť za přítomnosti 1,5 % hmot. povrchovoaktívných látok na báze reakčných produktov etylénoxidu a alkylfenelu a tiež výhodné za přídavku 2 % octanu amonného alebo salicylátu draselného, pričom hmotnostně % sú vztahované na hmotnost vlékien alebo fólií. Před vyhrievanie farbiaceho kúpeTa je želej výhodné přidat 2 % kyseliny mravčej na hmotnost vlékien alebo fólií. Po vyfarbení sa vlákna alebo fólie vypierajú vo vodě a připadne tiež vo vodnom roztoku saponétov a konc. 0,1 až 2 % a potom v teSúcej vodě. Stálost vyfarbenia proti oderu a vypieraniu je velmi dobré.

Pre ilustráciu vynálezu sú uvedené nasledujúee příklady, ktoré však neobmezujú jeho rozsah.

Příklad 1

Co reaktora o obsahu 500 ml sa nadávkovalo postupné 120 g n-oktadecylakrylátu, 53 g N,N-dimetyl-2-aminoetylakrylátu, 0,173 g 2,2-azobisizobutyronitrilu a 170 ml benzénu.

V reaktore sa vytvořila dusíková atmosféra a reakčné zmes sa zahrievala 50 h pri teplote °C. Po ochladení sa kopolymér vyzrážaný do etylalkoholu odfiltroval a vysušil vo vékuovej sušiarni pri izbovej teplote. Takto sa získalo 147 g práškovitého kopolyméru alebo nažltlej farby s teplotou máknutia 34 až 36 °C.

Vysušený práškovitý kopolymér sa přidal k práškovitému polypropylénu Tatren HPF v množstve 5 % hmot. K zmesi sa přidalo 0,5 % hmot. dilauryltiodipropionátu, 0,25 % hmot. 2,4-ble-(n-oktyltio)-6-(4-hydroxy-3,5-diterc.butylanilino)-1,3,5-triazínu a 0,1 % hmot. stea- _k ránu vápenatého. Zhomogenizovaná zmes sa granulovala na vytlačovacom stroji pri 250 °C.

Granulovaná zmes (index toku 12,4 g/10 min. pri 270 °C) sa zvlákňovala pri 270 °C na laboratórnom zvlékňovacom zariadení (priemer šneku 16 mm, počet otvorov na hubici 20, o priemere 0,5 mm), pri navíjacej rýchiosti 420 m/min. Vlékna sa dTžili v pomere 1:4,1.

Takto připravené vlákna jemnosti 122,8 dtex sa vyfarbili vo vodnom kúpeli obsahujúeom 2 % farbiva Suminol fast blue PR, 2 %' povrchovo aktívnej látky Slovagen SMK a 2 % kys. mravčej vzhladom na hmotnost vlékien. Po 1 hod. zahrievania pri 100 °C došlo k úplnému vyČerpaniu farbiva z kúpela. Sýte rovnoměrné vyfarbenie vlékien zostalo bez změny i po šamponovaní v 0,2 % hmot. roztoku saponátu T1X po dobu 1 hod. pri teplote 60 °C.

Příklad 2

Do reakčnej banky o obsahu 100 ml sa přidalo 13 g n-oktadecylmetakrylétu, 6,3 g N,M-dietyl-2-amineetylmetakrylétu, 0,05 g 2,2-azobisizobutyronitrilu a 20 ml benzénu.

V dusíkovej atmosféře sa reakčná zmes zahrievala pe dobu 47 hod. pri 60 °C. Vzniknutý kopolymér sa z reakčnej zmesi izoloval obdobným spOsobom ako v příklade 1. Získalo sa 13,6 g práškovitého kopolyméru slabo nažltlej farby. Vysušený kopolymér v množstve 0,9 g sa zmieŠal s 9,1 g izotaktického. polypropylénu Tatren HPF a 0,01 g 2,6-ditero.butyl-4-metylfenolu.

Připravená zmes sa homogenizovala v tavenine pri teplote 220 °C v inertnej atmosféře dusíka.

Z takto modifikovaného polypropylénu sa lisováním pri teplote 220 °C připravili fólie o hrúbke 0,1 - 1,13 mm, ktoré sa vyfarbovali pri 100 °C v kúpeli obsahujúeom 2 % farbiva Midlonová modrá E-R, 2 55 povrchovo aktívnej látky Slovagen SiíK a 2 % kys. mravčej vzhTadom na hmotnost folií. Pa 45 min. farbenia pri 100 °C sa fólie vyfarbili na sýty odtieň při úplnom vyčerpaní farbiva z kúpeTa. U vyfarbených fólií sa dosiahla stálost voči vypieraniu farbiva vo vodnom roztoku saponátu'o koncentrácii 0,4 % hmot, pri teplote 60 °C, počas hodiny.

Příklad 3

Do reaktora o obsahu 500 ml sa přidal roztok obsahujúci 88 g benzénu, 58,4 g n-okta- » deoylakrylátu, 2,7 g butylakrylátu, 25,7 g N,N-dietyl-2-aminoetylakrylétu, 10,6 g 4-akryloyloxy-2,2,6,6-tetrametylpiperidínu a 0,2 g 2,2-azobisizobutyronitrilu. Po vytvoření dusíkovej atmosféry v reaktore sa reakčná zmes zohriala po dobu 47 hod. pri teplote 60 °C. Vniknutý kopolymér sa z reakčnej zmesi vyizoloval obdobné ako v příklade 1, pričom sa získalo 73,4 g slabo nažltlého práškovitého kopolyméru. Vysušený kopolymér sa použil v koncentrácii 5,5 % hmot. v polypropyléne Tatren HPF na přípravu vlákieri podTa postupu uvedeného v příklade 1.

Vyfarbovanie vlákien bolo rovnoměrné z hradiska distribuoie farbiva a sýto vyfarbené vlákna vykazovali požadovaná stálost voči vypieraniu v saponátových pracích prostriedkoch.

Přikládá

Do reakčnej banky /reaktora/ o obsahu 100 ml sa postupné nadávkovalo 5,9 g N,N-dimetyl-2-aminoetylmetakrylátu, 14,6 g n-oktadecylakrylátu, 1,1 g 2-etylhexylakrylátu, 3,2 g 4-metakryloyloxy-1,2,2,6,6-pentametylpiparidinu a 0,15 g dibenzoylperoxidu. Po prefúkanl reaktora dusíkom sa reakčná zmes homogenizovala pri postupnom vyhrievaní na polymerizačná teplotu 70 °C a po celá dobu reakcie sa udržoval mierny prietok dusíka. Polymerizářia sa ukončila po 32 hodinách. Po ochladení sa reakčný produkt rozpustil v benzéne, kopolymér sa vyzrážal do etylalkoholu, vysušil, pričom sa získalo 19,5 g kopolyméru. Podía postupu uvedenou v příklade 2 sa připravili zo zmesi obsahujúcej 9 % hmot. kopolyméru fólie o hrúbke 0,07 až 0,12 mm, ktoré vykazovali velmi dobrá farbiteínosť, stálost vyfarbenia voči vypieraniu a ožarovaniu.

Příklad 5

Do reakčnej banky opatrenej prívodom a odvodom dusíka a miešadlom sa navážilo 2,26 g n-dodecylmetakrylátu, 3,91 g n-dodecylakrylátu, 0,64 g butylmetakrylátu, 2,87 g N,K-dibutyl-2-aminoetylakrylátu, 0,01 g 2,2-azobisizobutyronitrilu a 8,8 g'benzénu. Prefúkaním ' aparatúry čistým dusíkom sa zabezpečila inertná atmosféra nad reakčnou zmesou. Po 26 hodinách polymerázicie při teplote 60 °C sa přidal roztok obsahujúci 0,75 g n-dodecylmetakrylátu, 1,44 g n-dodecylakrylátu, 0,01 g 2,2-azobisizobutyronitrilu a 10 ml benzénu a polymerizácia sa nechala pokračovat áalšíeh 26 hodin. Vzniknutý kopolymér sa vyizoloval z reakčnej zmesi obdobné ako v příklade 1. Získalo sa 10,2 g kopolyméru slabo nažltlej farby s teplotou máknutia v rozmedzí 31 až 33 °C. Podl’a postupu ako sa použil v příklade 2 sa připravili zo zmesi obsahujúcej 12 % hmot. kopolyméru fólie o hrúbke 0,12 mm, ktoré vykazovali nižšiu farbiteínost. Použité farbivo Midlonové modrá E-R z kúpeía (obsahujúceho 2 % hmot. farbiva voči hmotnosti fólií) sa využilo s účinnostou cca 65 % na vyfarbenie fólií, Príklad6

V inertnej atmosféře dusíka sa polymerizoval zmes 6,5 g n-hexadecylmetakrylétu, 2,8 g

N, N-dibutyl-4-aminobutylakrylátu a 0,4 g akrylonitrilu v roztoku 10 ml benzénu za iniciácie

O, 02 g 2,2lazobisizobutyronitrilu pri 64 °C, Po 38 hodinách polymerizácie sa vyizolovalo z reakčnej zmesi po vyzrážaní do etanolu 7,4 g kopolyméru s teplotou máknutia okolo °C. Polypropylénové fólie s obsahom 9 % kopolyméru vykazovali porovnatelné, vyfarbenie ako v příklade 2 pri použití farbiva Suminol fast blue PR v vodnom kúpeíi obsahujúcom 2 % hmot. farbiva z hmotnosti fólií.

Příklad 7

Do sklenenej skúmavky sa navážilo 3,25 g n-oktadecylakrylátu, 1,42 g N,N-dietyl-2-aminoetylakrylátu a 0,3 g styrénu a k zmesi týchto monomérov sa přidalo 5 ml benzénu obsahujúceho 0,01 g 2,2lazobisizobutyronitrilu. V skúmavke sa striedavým evakuovaním a rušením vákua čistým dusíkom vytvořila inertná atmosféra a po zataveni skúmavky sa ternárt na homogenizovaná zmes monomérov polymerizovala pri 56 °C po dobu 42 h, Vysrážaním ůo etanolu sa izolovalo 4,11 g terpolyméru s teplotou máknutia v rozmedzí 32 až 34 °C. V áalšej skúmavke sa polymerizovala analogická zmes, v ktorej však bol styrén nahradený 0,26 g vi« nylacetátu. Po 32 hodinách kopolymerižécie pri 65 °C sa izolovalo 3,82 g terpolyméru s teplotou máknutia v rozmedzí 32,5 až 35 °C. Z týchto produktov sa připravili polypropylénové fólie obsahujúce 7 % hmot. kopolymérov podlá postupu uvedeného v příklade 2. Pri použití 2 % farbiva Suminol fast blue PR, 2 % povrchovoaktívnej látky Slovagen SMK a 2 % kys. mravčej vzhíadom na hmotnost fólií sa vo vodnom kúpeíi po 1 hod. farbenia pri 100 ⁰ C dosiahlo vyčerpanie farbiva z kúpeTa okolo 80 %. Pri skúškach vypieratelhosti sa zistila vy-/ hovujúca stálost vyfarbenia pri šamponovaní 0,4 % hm. roztokom saponátu Tix pri teplote 60-'°C,

Claims (2)

1. P fi E D ΜΕ T VYNÁLEZU

   1. Polypropylénová zmes vhodná pre výrobu vláken alebo folií vyznačujúca sa tým, ia sa skládá z 85 až 99 % hmotnostných izotaktického polypropylénu a 1 až 15 % hmotnostných vinylového statistického kopolyméru, pripraviteTného radikálovou kopolymerizáeiou lt,N-dialkysubstituovaného aminoalkylesteru kyseliny akrylovej alebo metakrylovej, alkylesteru kyseliny akrylovej alebo metakrylovej a připadne áalšieho vinylového monoméru v bloku aleho v roztoku., pričom tento kopolymér, vykazujúci afinitu k farbivám připadne fotostabilizačný účinok, obsahuje opakujúce sa jednotky obecného vzorca A

   C=0

   I

   I 2 ( CH₂)_n - N(R²)₂ J kde r' je atom vodíka alebo metylové skupina,

   R² označuje alkylovú skupinu s počtom uhlíkových atómov 1 až 4 a je celé číslo s hodnotou 2 až 4.

   opakujúce sa jednotky obecného vzorca B,

   C=0 (!)R³ kde R¹ je atom vodíka alebo metylová skupina,

   R³ je alkylová skupina s počtom uhlíkových atómov 4 až 18, připadne opakujúce sa jednotky C odvedené od vinylového monoméru zvoleného xc _;skl»plrty. zahrňujúcej akrylonitril, styrén, vinylao.etét, 4^ákrýloyloxy-2,2j6,'£‘-tétvámjtyÍLpiperidín, 4-metakryloyloxy-2,2,6,6-tetrametylpiperidín, 4-aítryloyloxy-1,2 ,‘2 ,’6, 6-pentametylpiperidín alebo 4-metakryloyloxy-l,2,2,6,6-pentametylpiperidín, pričom v kopolyméri obsahujúcom jednotky A a B je podiel jednotiek A 29 až 70 % molárnych a v temérnom kopolyméri obsahujúcom jednotky A, B a 0 je podiel jednotiek A 20 až 60 % molárnych a jednotiek C 1 až 20 % molárnych.
2. 2. Polypropylénová zmes podl’a bodu 1 vyznačujúca sa tým, že obsahuje žtatistický kopolymér na bázs Ν,Ν-dialkyl-omega-sminoalkylesteru kyseliny akrylovej a alkylesteru kyseliny akrylovej alebo metakrylovej, alebo obsahuje kopolymér na béze alkylakrylátu a N,N-dialkyl-omega-aminoalkylesteru kyseliny metakrylovej, alebo obsahuje ternárny Statistický kopolymér obsahujúci okrem jednotiek aminoalkylesteru kyselily B’ rylovej a alkylesteru kyseliny akrylovej tiež jednotky odvodené od vinylového monoméru zvoleného zo skupiny zahrňujúoej akrylonitril, styrén, vinylacetát, 2,2,6,6-tetrametyl-4-piBeridylakrylét a metakrylát a 1,2,2,6,6-pentametyl-4-piperidylakrylát a metakrylát.