CH392879A

CH392879A - Verfahren zum Färben von Polyplasten

Info

Publication number: CH392879A
Application number: CH7577459A
Authority: CH
Inventors: Roderich Dr Koenig; Keller Karl
Original assignee: Geigy Ag J R
Priority date: 1959-07-15
Filing date: 1959-07-15
Publication date: 1965-05-31
Also published as: GB915455A; NL124753C; DE1219219B; US3197425A; FR1262448A; BE592964A; NL253792A

Description

Verfahren zum Färben von Polyplasten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von Polyplasten. Sie betrifft auch die nach diesem Verfahren gefärbten Polyplaste.

Es wurde gefunden, dass man homogen gefärbte Polyplaste erhält, wenn man den makromolekularen organischen Ausgangsstoffen ausser den Farbpigmenten noch Kondensationsprodukte von niedermolekularen Alkanolaminen mit solchen Monocarbonsäuren einverleibt, welche einen lipophilen Rest von mindestens 10 Kohlenstoffatomen aufweisen.

Als hochmolekulare Ausgangsstoffe kommen in erster Linie die bekannten thermoplastischen Kunstharze, insbesondere Polyäthylen, Polyisobutylen, Polystyrol und Poiyvinylchiorid, sowie Copolymerisate solcher Verbindungen in Frage. Unter diesen Polyplasten ist das Polyäthylen seiner wertvollen Eigenschaften wegen bevorzugt.

Unter Farbpigmenten sind unlösliche Färbemittel verstanden, wobei sich die Unlöslichkeit zunächst auf das Verhalten gegenüber Wasser bezieht. Meist ist auch Unlöslichkeit oder zumindest Schwerlöslichkeit gegenüber den Polyplasten selbst und gegenüber in diesen gegebenenfalls vorhandenen Zusätzen organischer Natur, wie z. B. Weichmachern erwünscht. In Polystyrol dagegen können auch organisch lösliche, wasserunlösliche Färbemittel verwendet werden. Die erfindungsgemäss verwendbaren Farbpigmente können anorganischer oder organischer Natur sein. Unter den organischen Pigmenten sind sowohl die von wasserlöslichmachenden Gruppen, z. B. sulfonsäuregruppenfreien Farbstoffe, als auch diejenigen Pigmente verwendbar, welche man aus wasserlöslichen Farbstoffen durch Sorption auf geeigneten Substraten oder durch Umwandlung in unlösliche Metallverbindungen erhält.

Bevorzugte Farbpigmente sind solche der Azo-, der Anthrachinon- und der Pht.halocyanin- reihe.

Die erfindungsgemäss verwendbaren Kondensa tionsprodukte von niederen Alkanolaminen mit höhermolekularen Monocarbonsäuren sind ihrer chemischen Zusammensetzung nach Säureamid- und/oder Säureesterverbindungen. Die Hydroxy- bzw. Oxy-al kylannnreste kennen sich dabei von primären oder sekundären oder tertiären aliphatischen Mono- oder Polyaminen ableiten. Sie können auch andere Atomgruppen enthalten, sofern diese den Monocarbonsäuren-Kondensationsprodukten keine zu starke Hy drophiiie verleihen.

Es kommen beispielsweise die Reste von Mono-, Die und Triäthanolamin, N-Metehyl-, N-Aethyl- und N-Butyl-äthanolamin, N-Methyl, N Aethyi- und N-Butyl-dihydroxypropylamin, Trihy droxy-t-butyiamin, N-Hydroxyäthyl-äthylendiamin, N, N'-Dihydroxyäthyläthylendiamin und N, N', N"-Tri hydroxyäthyl-diäthylentriamin in Betracht. Die Car- bonsäurereste ihrerseits leiten sich vorteilhaft von aliphatischen Monocarbonsäuren mit mindestens 10 und vorteilhaft weniger als 40 Kohlenstoffatomen ab.

Dabei können die aliphatischen Kohlenwasserstoffketten der Säurereste durch brückenbildende Gruppen, wie beispielsweise Sauerstoff-oder Schwefeläthergruppen oder durch aromatische Reste unterbrochen sein. Es kommen als Säurereste beispielsweise solche der Laurin-, Myristin-, Paimitin- und Stearinsäure, oder Undecylen-, Oel-, Elaidin-, Ricinol-, Erucaund Linolsäure, der Decyl-, Dodecyl-, Hexadecyl-, Octadecyl-oxyessigsäuren und -thioessigsäuren, der Octyl- und Nonyl-phenoxyessigsäuren und der Phe nylstearinsäure in Betracht. Selbstredend können im vorliegenden Verfahren auch die Kondensationsprodukte von Gemischen von Monocarbonsäuren z. B. solche der sog.

Cocosfettsäure, oder Kondensationsprodukte von Gemischen von Alkanolaminen mit Monocarbonsäuren oder mit Gemischen von Monocarbonsäuren verwendet werden.

Bevorzugte erfindungsgemäss verwendbare Verbindungen sind die Säureamide aus Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und p-Hydroxyäthylamin oder Di--hydroxyäthylamin. Viele solcher Verbindungen sind an sich bekannt und zum Beispiel als Hilfsmittel bei der Textilbehandlung vorgeschlagen worden.

Ausser den definitionsgemäss zu verwendenden Komponenten können den Polyplasten auch andere Hilfsmittel, wie zum Beispiel Stabilisierungs- und Gleitmittel oder auch Füllstoffe, einverleibt werden.

Viele der gemäss Erfindung verwendbaren Mono carbonsäure-Alkanolamin-Kondensationsprodukte ha ben wachsartige Konsistenz. Auf Grund dieser Eigenschaften können sie gegebenenfalls beim Mischen mit dem Farbpigment oder mit dem meist in Granulatform verwendeten Polyplasten dessen Gleit- und Rieselfähigkeit herabsetzen. So kann insbesondere das Anhaften, beispielsweise von Folien an Kalanderoberflächen begünstigt werden. Man kann die nachteiligen Auswirkungen dieser Eigenschaft vieler Fettsäure Alkanolamin-Kondensationsprodlukte meist gut beheben, wenn man gleichzeitig mit diesen Stoffen sogenannte Gleitmittel verwendet. Als solche können z. B. Zink-, Magnesium- oder Calciumsalze von natürlichen oder synthetischen Fettsäuren, wie Stearinsäure oder ähnlichen benutzt werden. Man verwendet diese Mittel z.

B. in der 2- bis 5-fachen Menge, vorteilhaft aber in etwa gleichgrossen Mengen wie die Fettsäure-Alkanolaminderivate. Calciumstearat ist im vorliegenden Verfahren das bevorzugte Gleitmittel.

Die erfindungsgemäss verwendbaren Monocarbon säure-Alkanolamin-Kondensationsprodukte werden zweckmässig in Mengen von etwa 30 bis 50 Prozenten, bezogen auf das jeweilige Gewicht des benutzten Farbpigments verwendet. Unter Einbezug des Gleitmittels ist ein G, ewichtsverhältnis von etwa 1:2:1 besonders günstig, d. h., man verwendet vorteilhaft ein Gemisch von 1 Teil Monocarbonsäure-Alkanola min-Denvat, 2 Teilen Farbpigment und 1 Teil Gleitmittel. Zur Einarbeitung in die Polyplaste werden die zwei bzw. drei vorgenannten Komponenten vorzugsweise miteinander vermahlen, beispielsweise in der sogenannten Kolloplexmülhle. Hierauf wird vorteilhaft das Gemisch dem Polyplasten zugesetzt und mittels gewöhnlichen Mischapparaten innig vermischt.

Das Polyplast-Farbpigment-Gemisch kann dann direkt weiterverarbeitet werden, beispielsweise im Extruder verspritzt, durch Vakuum-Tiefziehen verformt oder zu Folien geblasen werden. Man gelangt dabei zu sehr homogen gefärbten feinen und farbkräftigen Kunstharzformlingen. Verwendet man beispielsweise die Farbpigmente in èin dispergierter Form, so erweist sich dies insbesondere bei Folien als sehr wertvoll, da diese durchschnittlich eine Schichtdicke von nur 0,005 bis 0,007 mm aufweisen und in ihnen deshalb Inhomogenität der Färbung äusserst leicht feststellbar ist.

Bisher was es meist notwendig, Polyplast-Farb- pigment-Mischungen in Spezialapparaten zu homogeniesieren und anschliessend wieder zu granulieren, was wirtschaftlich und technisch ein grosser Nachteil bedeutete. Ohne diese Behandlung erhielt man nämlich mit den üblicherweise verwendeten Farbpigmenten meist nur uneinheitliche und vielfach farbschwache Kunststoff-Färbungen.

In den folgenden Beispielen bedeuten, sofern nicht etwas anderes ausdrücklich vermerkt ist, die Teile fGewichtsteile. Diese verhalten sich zu Volumteilen wie Gramm zu Milliliter. Die Temperaturen sind in Celciusgraden angegeben.

Beispiel I
1 Teil Decyloxyessigsäure-(p-hydroxyäthyl)-amid und 1 Teil Calciumstearat werden vermischt und gemahlen. Dann werden in 2 Teile dieser Mischung 2 Teile des Disazofarbstoffs aus 1 Mol diazotiertem 3, 3'-Dichlorbenzidin und 2 Mol Acetoacetyü(2',4'- dimethylphenyl)-amid unter Mahlung in der Kolloplexmühle eingearbeitet.

Von dieser Farbzubereitung werden 10 Teile mit 250 Teilen Poiyäthylengranulat in einer Mischapparatur während 30 Minuten gemischt und das Gemisch auf dem Extruder zu Folien verblasen.

Die so erhaltenen Polyäthylenfoiien zeichnen sich durch eine schöne, gelbe homogene Färbung aus.

Von blossem Auge sichtbare Farbpartikel sind nicht vorhanden.

Werden anstelle des obigen Monocarbonsäurealkanolamidgemisches gleich viel Cocosfettsäure-phydroxyäthylamidgemisch, Decyloxyessigsäure-di-phydroxyäthyl)-amid, Decylthioessigsäure-(p-hydroxy- äthyl)-amid, Decylthio essigsäure-(di- P-hydroxyäthyl)- amid, Dodecylphenoxyessigsäure-(p-hydroxyäthyl)-a- mid oder Tri-p-hydroxyäthylamin-mono-ester der Decylthioessigsäure verwendet und im übrigen auf gleiche Art verfahren, so erhält man Polyäthylenfolien mit ebensogut homogener Färbung.

Beispiel 2
1 Teil Cocosfettsäure-p-hydroxyäthylamid-Gemisch und 1 Teil Calciumstearat werden vermischt und gemahlen. In 2 Teile dieser Mischung werden dann 2 Teile des Kondensationsproduktes aus 1 Mol 1, 4-Dibromanthrachinon und 2 Mol 1 1-Amino-2,4,6- trimethylbenzol unter Mahlung in der Kolloplexmühle eingearbeitet.

Von diesem farbhaltigen Gemisch werden 0,4 Teile mit 100 Teilen Polystyrol-granulat in einer Mischapparatur während 30 Minuten gemischt und dann das eingefärbte Polystyrol auf dem Spritzgussautomaten geformt.

Die so erhaltenen Polystyrolformlinge zeichnen sich durch eine schöne, blaue e homogene Färbung aus. Von blossem Auge sichtbare Farbpartikel sind macht t vorhanden.

Werden anstelle des obigen Fettsäurealkanolamidgemischs gleichvie} Decyloxyessigsäure-(p-hydroxy- äthyl)-amid, Decyloxyessigsäure-(di-p-hydroxyäthyl)- amid, Decylthioessigsäure-(-hydrnxyäthyl)-amid, De cylthioessigsäure(di-p-hydroxyäthyD-amid Dodecyl phenoxyessigsäwre-(p-hydroxyäthyl)-amisd oder Tri -hydroxyäthylaminMmono-ester der Decylthioessigsäure verwendet und im übrigen auf gleiche Art verfahren, so erhält man Polystyrolformlinge, welche eine ebensogute Homogenität der Färbung aufweisen.

Beispiel 3
Gleiche Teile Cocosfettsäure-(p-hydroxyäthyl)-a- mid-Gemisch und Caloiumlack des Monoazofarbstoffs aus diazotierter 2-Chlor-4-amino- 1 -methylbenzol-5- sulfonsäure und 2-Hydroxy-3-naphthoesäure werden innig vermischt. 30 Teile dieses Gemisches werden dann auf einer Mischapparatur 500 Teilen Polyäthylengranulat zugemischt und das pigmentierte Poly äthylen nach dem Blasverfahren zu einer Folie von ca. 0,005 mm verarbeitet. Dieselbe weist eine sehr homogene rote Färbung auf. Von blossem Auge sind keine einzelnen Pigmentpartikelchen feststellbar.

Verwendet man anstelle des vorgenannten Fettsäureamids gleichviel von einer der im Nachsatz des Beispiels 2 genannten Verbindungen, dann erhält man ebenfalls sehr einheitliche Färbungen.

Beispiel 4
1 Teil Decylthioessigsäure-(ss-hydroxyäthyl)-amid und 4 Teile Magnesiumstearat werden vermischt und gemahlen. Dann werden in 5 Teile der Mischung unter Mahlung in der Koiloplexmühle 5 Teile eines chlorierten Kupferphthalocyaninpigmentes eingearbeitet.

Von dieser Farbzubereitung werden 15 Teile mit 500 Teilen Polyäthylengranulat in einer Mischapparatur während 30 Minuten gemischt und das Gemisch auf dem Extruder zu Folien verblasen.

Die so erhaltenen Polyäthylenfolien zeichnen sich durch eine sehr homogene, grüne Färbung aus.

Verwendet man anstelle des Magnesium-stearats die gleiche Menge Calcium- oder Zinkstearat, so erhält man ebenfalls sehr homogen gefärbte Poly äthylenfolien.

Beispiel 5
Zur Herstellung einer opaken Folien werden zunächst folgende 2 Mischungen hergestellt:
A) Buntpigmentcoupage: 1 Teil Cocosfettsäure (p-hydroxy-äthyl)-amid-Gemisch und 1 Teil Calciumstearat werden vermischt und gemahlen. Dann wird 1 Teil dieses Coupagemittels mit 1 Teil des Disazofarbstoff aus 1 Mol diazotiertem 3,3'-Dichlorbenzidin und 2 Mol 1-Phenyl-3-methyl-5-pyrazolon vermischt und in der Kolloplexmühle gemahlen.

B) Weisspigmentcoupage: 1 Teil Cocosfettsäure- monoäthylamid-Gemisch und 1 Teil Calciumstearat werden vermischt und gemahlen. Dann wird 1 Teil dieses Coupagemittels mit 1 Teil Titandioxyd vermischt und ebenfalls in der Kolioplexmühle gemahlen.

5 Teile Buntpigmentcoupage und 20 Teile Weisspigmentcoupage werden dann mit 500 Teilen Poly äthylengranulat in einem Mischer während 30 Minuten innig gemischt.

Aus diesem Pigment-Polyplast-Gemisch durch Extruding erhaltene opake Polyäthylenfoiien zeichnen sich durch sehr homogene, orange Färbung aus. Von blossem Auge sichtbare Pigmentpartikel sind nicht vorhanden.

Wird in obigem Beispiel anstelle des Disazofarbstoffs Kupferphthalocyanin oder der Eiseniack des 1-Nitroso-2-naphthols eingesetzt und im übrigen auf gleiche Art verfahren, so erhält man blau bzw. grün gefärbte Polyäthylenfolien mit ebensoguter Homogenität der Färbung.

Beispiel 6
2 Teile Cocosfettsäure--hydroxyäthylamid-Gemisch und 2 Teile Calciumstearat werden vermischt und gemahlen. Dann werden in dieses Gemisch 4 Teile des Disazofarbstoffs aus 1 Mol diazotiertem 3,3' Dichlorbenzidin und 2 Mol Acetoacetyl-(2',4'-dimethylphenyl)-amid unter Mahlung in der Kolloplexmühle eingearbeitet.

Von diesem pigmenthaltigen Gemisch werden 0,8 Teile zusammen mit 100 Teilen einer Stoffzusammenstellung, bestehend aus 70 90 Polyvinylchlorid (Kabelqualität), 26 % Dioctylphthalat und 4 t0 basischem Bieicarbonat in einer Mischapparatur während 30 Mi nuten gemischt und auf dem Extruder zu Schläuchen verarbeitet. Dieselben zeichnen sich durch schöne, gelbe homogene Färbung aus. Von blossem Auge sichtbare Farbpartikel sind nicht vorhanden.

Werden anstelle der 2 Teile des obigen Fett säjurealkanolamid-Gemischs ebensoviele Teile Decyl oxyessigsäure-(, 8-hydroxyäthyl)-amid, Decyloxyessig säure-(di-, 8-hydroxyäthyE)-amid, Decylthioessigsäure (p-hydroxyäthyl)-amid, Decylthioessigsäure-(di-, 8-hy- droxyäthyl)-amid, Dodtecylphenoxyessigsäure-(ss-hy- droxyäthyl)-amid oder Tri-p-hydroxyäthylamin-mono- ester der Decylthioessigsäure verwendet und im übrigen auf gleiche Art verfahren, so erhält man ebensogut homogen gefärbte Polyvinylchloridmuster.

Beispiel 7
25 Teile Decylthioessigsäure-(di-p-hydroxyäthyl)- amid und 225 Teile Calciumstearat werden vermischt und gemahlen. Dann werden in 250 Teile der Mischung 250 Teile Calciumiack des Azofarbstoffs aus diazotierter 4-Amino-2-chlor-1-methylbenzol-5-sulfon- säure und 2-Hydroxy-3-naphthoesäure unter Mahlung in der Kolloplexmühle eingearbeitet.

Von diesem pigmenthaltigen Gemisch werden 5 Teile mit 500 Teilen Polyäthylengranulat in einem Mischer während 30 Minuten gemischt und auf dem Extruder verblasen.

Auf diese Art erhaltene Polyäthyleufolien zeichnen sich durch eine schöne, rote homogene Färbung aus.

Claims

PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zum Färben von Polyplasten mit Farbpigmenten, dadurch gekennzeichnet, dass man den makromolekularen organischen Ausgangsstoffen ausser den Farbpigmenten noch Kondensationsprodukte von niedermolekularen Alkanolaminen mit solchen Monocarbonsäuren einverleibt, welche einen lipophilen Rest von mindestens 10 Kohlenstoffatomen aufweisen.

UNTERANSPRUCIIE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polyäthylen als Polyplast.

2. Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung der Mono- oder B-hydroxyäthyl)-amide von Fettsäuren mit einem lipophilen Rest von 10 bis 18 Kohlenstoffatomen.

3. Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Verwendung eines Gleitmittels.

4. Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteransprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Calcium-, Zink- oder Magnesiumstearat als Gleitmittel.

PATENTANSPRUCH II Die nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I gefärbten Polyplaste.