專利名稱：顏料在聚丙烯中分散性的改善的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種至少由一種生色團(tuán)組成的著色劑的改進(jìn)的制備方法，該著色劑非常細(xì)碎地分散于室溫下固態(tài)的可熔融基體材料(基體)中，本發(fā)明還涉及借助茂金屬催化劑制備的聚烯烴蠟用以提高著色劑在聚丙烯基體中的分散性，特別是用于生產(chǎn)聚丙烯纖維的用途。
可用于染色聚烯烴的顏料制品已知DE-B-1239093描述了一種用于生產(chǎn)如下顏料制品的載體材料，該顏料由一種150℃下粘度5000-300,000cps的無(wú)定形乙烯-丙烯嵌段共聚物和一種低分子量結(jié)晶聚丙烯的混合物組成。
DE-A-2652628描述了170℃下粘度500-5000cp的低分子量聚丙烯蠟作為分散助劑的用途。
DE-C-4236337描述了聚丙烯酸酯類作為顏料在聚合物基體中的分散助劑的用途。
US-5880193描述了以一種聚烯烴蠟(0-90％)和一種特種聚丙烯酸酯(0-50％)的混合物使用的一種無(wú)定形聚-α烯烴(0-90％)的用途。
所有上面所列物質(zhì)或混合物都具有潤(rùn)濕不充分的缺點(diǎn)，特別是難分散的有機(jī)顏料，如喹哪酮類或酞菁類，因此它們?cè)诰郾┗w中分散細(xì)度不充分，從而特別是在隨后的聚丙烯纖維生產(chǎn)情況下由于粗的顏料顆粒而導(dǎo)致斷頭。
因此本發(fā)明的目的在于提供一種顏料在聚丙烯中的分散助劑，使得聚合物顆粒充分分散以便在纖維生產(chǎn)過(guò)程中斷頭較少。
已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)由茂金屬催化劑制備的聚烯烴蠟確保了顏料非常有效地分散在聚丙烯中。
本發(fā)明提供了用茂金屬催化劑制備的聚烯烴蠟作為顏料在聚丙烯中的分散助劑的用途。
本發(fā)明還提供了一種通過(guò)共混一種聚合物和一種著色劑而制備母煉膠的方法，包括摻和至少一種由茂金屬催化劑得到的聚烯烴蠟。
顏料優(yōu)選有機(jī)顏料。
適合的聚烯烴蠟包括乙烯或丙烯的均聚物或這兩種烯烴的共聚物或者乙烯或丙烯與一種或多種其它烯烴的共聚物。所用其它烯烴是有4-18個(gè)，優(yōu)選4-6個(gè)碳原子的線性或支化烯烴。其例子是1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或1-十八碳烯及苯乙烯。共聚物由70-99.9wt％，優(yōu)選80-99wt％乙烯或丙烯組成。優(yōu)選乙烯或丙烯的均聚物和乙烯與丙烯的共聚物。
特別適合的聚烯烴蠟的滴點(diǎn)為90-165℃，優(yōu)選100-160℃，170℃下熔體粘度5-10,000mPa.S，優(yōu)選10-5000mPa.S，20℃下密度為0.86-0.98g/cm3，優(yōu)選0.87-0.96g/cm3。
這些蠟可直接使用或以極化改性的形式使用。一般可能的已知改性包括，例如，空氣氧化或與極性單體接枝聚合，例子是馬來(lái)酐。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所用的茂金屬蠟以含助劑和添加劑的共混物使用，助劑和添加劑提高了茂金屬蠟的分散作用。該類助劑和添加劑的例子包括a)聚乙二醇，b)PE蠟，c)PTFE蠟，d)PP蠟，e)酰胺蠟，f)FT石蠟，g)褐煤蠟，h)天然蠟，i)大晶和微晶石蠟，j)極性聚烯烴蠟，或k)脫水山梨醇酯，l)聚酰胺，m)聚烯烴，n)PTFE，
o)潤(rùn)濕劑，p)硅酸鹽，添加劑a)包含聚乙二醇，分子量范圍優(yōu)選10-50000道爾頓，特別是20-35000道爾頓。聚乙二醇優(yōu)選以高達(dá)含茂金屬蠟的組合物的5wt％的量摻入。
添加劑b)在優(yōu)選的實(shí)施方案中包含不是由茂金屬催化劑制備的聚乙烯均聚物和共聚物蠟，數(shù)均分子量700-10,000g/mol，滴點(diǎn)80-140℃。
添加劑c)在優(yōu)選的實(shí)施方案中包含分子量30,000-2,000,000g/mol，特別是100,000-1,000,000g/mol的聚四氟乙烯。
添加劑d)在優(yōu)選的實(shí)施方案中包含不是由茂金屬催化劑制備的聚丙烯均聚物和共聚物蠟，數(shù)均分子量700-10,000g/mol，滴點(diǎn)80-160℃。
添加劑e)在優(yōu)選的實(shí)施方案中包含通過(guò)氨或乙二胺與飽和和/或不飽和脂肪酸反應(yīng)制備的酰胺蠟。例如脂肪酸包括硬酯酸，動(dòng)物脂脂肪酸，棕櫚酸或芥酸。
添加劑f)在優(yōu)選的實(shí)施方案中包含數(shù)均分子量400-800g/mol，滴點(diǎn)80-125℃的FE石蠟。
添加劑g)優(yōu)選包含褐煤蠟，包括羧酸碳鏈長(zhǎng)度C22-C36的酸蠟和酯蠟。
酯蠟優(yōu)選包含褐煤酸與具有2-6個(gè)碳原子的一元或多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，醇如乙二醇、丁-1，3-二醇或丙-1，2，3-三醇。
添加劑h)在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中包含巴西棕櫚蠟或小燭樹(shù)蠟。
添加劑i)包含在石油精煉過(guò)程中得到的石蠟和微晶蠟。該類石蠟的滴點(diǎn)優(yōu)選45-65℃，此類微晶蠟的滴點(diǎn)優(yōu)選73-100℃之間。
添加劑j)在優(yōu)選的實(shí)施方案中包含通過(guò)氧化乙烯或丙烯均聚物和共聚物蠟或者通過(guò)將它們用馬來(lái)酐接桿而制備的極性聚烯烴蠟。這些蠟優(yōu)選是由滴點(diǎn)90-165℃，特別是100-160℃，140℃下(聚乙烯蠟)或170℃下(聚丙烯蠟)熔體粘度10-10,000mPa.S，特別是50-5000mPa.S，20℃時(shí)密度0.85-0.96g/cm3的聚烯烴蠟開(kāi)始。
添加劑k)在優(yōu)選的實(shí)施方案中包含脫水山梨醇與飽和和/或不飽和脂肪酸和/或褐煤酸的反應(yīng)產(chǎn)物。脂肪酸包括，例如硬脂酸、動(dòng)物脂脂肪酸、棕櫚酸或芥酸。
添加劑l)優(yōu)選包含聚酰胺粉末，例子包括聚酰胺-6，聚酰胺-6.6或聚酰胺-12。聚酰胺顆粒尺寸優(yōu)選范圍5-200μm，特別是10-100μm。
添加劑m)包含聚烯烴，例如聚丙烯、聚乙烯或者丙烯與乙烯高密度或低密度的共聚物，數(shù)均分子量?jī)?yōu)選10,000-1,000,000D，特別是15000-500,000D，研磨所得顆粒尺寸范圍優(yōu)選5-200μm，特別是10-100μm。
添加劑n)包含熱塑性PTFE，其數(shù)均摩爾量?jī)?yōu)選500,000-10,000,000D，特別是500,000-2,000,000D，研磨所得顆粒尺寸范圍優(yōu)選5-200μm，特別是10-100μm。
添加劑o)包含通常可減低液體表面張力的兩親化合物。潤(rùn)濕劑包括，例如，烷基乙氧基化物、脂肪醇乙氧基化物、烷基苯磺酸鹽或內(nèi)銨鹽。
添加劑p)包含并非在配方中用作填料或顏料的硅酸鹽。優(yōu)選二氧化硅或滑石。
組分a)∶組分b)-組分p)的混合比可在1-99wt％a)∶1-99wt％b)-p)的范圍內(nèi)變化。如果所用為組分b)-p)的兩種或多種的混合物，所示的量適用于這些組分的總量。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，為了本發(fā)明的目的以微粉化形式使用蠟。優(yōu)選聚烯烴蠟和在合適的情況下?lián)饺氲闹鷦┖吞砑觿┮灶w粒尺寸分布d90＜40μm的超細(xì)粉末使用。
特別優(yōu)選聚烯烴蠟按本發(fā)明地用于生產(chǎn)(LD)聚乙烯膜的著色劑濃縮物。
制備聚烯烴蠟的茂金屬催化劑是通式M1Lx的手性或非手性過(guò)渡金屬化合物。過(guò)渡金屬化合物M1Lx含有至少一個(gè)中心金屬原子M1，上面連接著至少一個(gè)π-配位體，如環(huán)戊二烯配位體。此外，取代基如鹵素、烷基、烷氧基或芳基也可連接在中心金屬原子M1上。M1優(yōu)選元素周期表中III、IV、V或VI主族的一種元素，如Ti、Zr或Hf。環(huán)戊二烯配位體指的是未取代的環(huán)戊二烯基和取代的環(huán)戊二烯基如甲基環(huán)戊二烯基、茚基、2-甲基茚基、2-甲基-4-苯基茚基、四氫茚基或八氫芴基。π-配位體可以橋接或未橋接，其中單個(gè)和多個(gè)橋接-包括經(jīng)環(huán)體分橋接的-都可以。術(shù)語(yǔ)“茂金屬”也包括含有不止一種茂金屬片斷的化合物，稱為多核茂金屬。這些化合物可以具有任意的取代形式和橋接變體。該類多核茂金屬的單個(gè)茂金屬片斷可以相互相同或不同。該類多核茂金屬的例子記述于，例如，EP-A-632063中。
茂金屬的結(jié)構(gòu)通式的例子及其與助催化劑活化的例子特別給于EP-A-571882中。
本發(fā)明以下面的實(shí)施例來(lái)證明。
實(shí)施例下面所用蠟的熔體粘度根據(jù)DGF-M-III8(57)用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定，滴點(diǎn)根據(jù)DGF-M-III3(75)測(cè)定(Deutschen Gesellschaft furFettwissenschaft標(biāo)準(zhǔn))，密度根據(jù)DIN-53479測(cè)定。
為確定顏料在聚烯烴基體中分散的質(zhì)量，使用下面的過(guò)濾指數(shù)，定義如下DF＝(Pmaxx-P0)/m顏料因此，根據(jù)此定義，過(guò)濾指數(shù)是由于過(guò)濾設(shè)定量的分散顏料使壓力增加的程度，即相對(duì)于所用的顏料量，過(guò)濾器被未分散的或分散差的顏料“堵塞”的量度。
制備實(shí)施例的顏料母煉膠所用為Henschel FM10混合器，它通?？梢源_保在600-1500轉(zhuǎn)/分下4-10分鐘(室溫)起始組分的統(tǒng)計(jì)分布。實(shí)際分散(-般在PP基體中)發(fā)生在螺桿長(zhǎng)度30-48D的同向雙螺桿擠出機(jī)中，該擠出機(jī)在30-230℃(進(jìn)口→?？?溫度分布下運(yùn)行。轉(zhuǎn)速100-550轉(zhuǎn)/分，產(chǎn)量4-30kg/h。下表說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的相應(yīng)的對(duì)比實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.由茂金屬催化劑制備的聚烯烴蠟作為顏料在聚丙烯中的分散助劑的用途。
2.如權(quán)利要求1中的用途，其中聚烯烴蠟由3-6個(gè)碳原子的烯烴或由苯乙烯得到。
3.如權(quán)利要求1和/或2中的用途，其中聚烯烴蠟滴點(diǎn)90-130℃，熔體粘度在140℃下為10-10,000mPa.S，密度0.89-0.98g/cm3。
4.如權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)或多項(xiàng)中的用途，其中聚烯烴蠟已極化改性。
5.如權(quán)利要求1-4中一項(xiàng)或多項(xiàng)中的用途，其中聚烯烴蠟以與選自如下a)-n)的一種或多種助劑和添加劑的共混物的形式存在，聚烯烴蠟∶助劑和添加劑的重量比為1∶99-99∶1。a)聚乙二醇，b)PE蠟，c)PTFE蠟，d)PP蠟，e)酰胺蠟，f)FT石蠟，g)褐煤蠟，h)天然蠟，i)大晶和微晶石蠟，j)極性聚烯烴蠟，或k)脫水山梨醇酯，l)聚酰胺，研磨很細(xì)，m)聚烯烴，研磨很細(xì)，n)PTFE，研磨很細(xì)。
6.如權(quán)利要求1-5中一項(xiàng)或多項(xiàng)中的用途，其中，聚烯烴蠟和適當(dāng)?shù)那闆r下?lián)饺氲闹鷦┖吞砑觿?，以顆粒尺寸分布d90＜40μm的一種超細(xì)粉末的形式存在。
7.如權(quán)利要求1-6中一項(xiàng)或多項(xiàng)中的用途，其中聚丙烯為聚丙烯纖維。
8.一種通過(guò)共混一種聚合物和一種著色劑制備母煉膠的方法，包含摻和至少一種由茂金屬催化劑得到的聚烯烴蠟。
全文摘要
本發(fā)明涉及由茂金屬催化劑制備的聚烯烴蠟對(duì)提高顏料在聚丙烯中的分散性的用途。
文檔編號(hào)C08L25/04GK1406264SQ01805579
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月1日
發(fā)明者G·霍納, R·波特, R·海斯 申請(qǐng)人:科萊恩有限公司