用於生產可溶於塑料的著色劑的顆粒製劑的方法
2023-06-19 05:39:16 1
專利名稱：用於生產可溶於塑料的著色劑的顆粒製劑的方法
技術領域：
本發明涉及生產可溶於塑料的著色劑顆粒製劑的方法，以及這類著色劑的低粉塵顆粒製劑。
生產可溶於塑料的著色劑顆粒的方法可見於例如DE-A-4038002，其中所述顆粒包含著色劑和最多5.0重量％的聚乙二醇。
然而，這些製劑不能滿足目前對這類著色劑顆粒的所有要求。
因此，仍然存在對新穎的顆粒製劑的需要，該顆粒製劑具有低粉塵含量並且對摩擦是穩定的，其也適合於例如食品領域中使用的著色劑顆粒，適合於經歷很高的溫度的塑料或者聚合物顆粒的本體著色。
現在已經令人驚奇地發現，按照本發明生產的顆粒製劑實質上滿足了上述的標準。
因此，本發明涉及生產可溶於塑料的著色劑顆粒製劑的方法，該方法包括在水中懸浮從著色劑的製備中獲得的濾餅，向其中加入相對於著色劑的重量為0.1到5.0重量％、優選0.3到4.0重量％和特別是0.5到3.5重量％的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉，以及視需要的其它助劑，然後乾燥該含水懸浮體以形成顆粒。
適用於本發明方法的著色劑是例如描述於以下文獻中的那些染料索引(Colour Index)，第三版(第三次修訂版，1987，包括對No.85的補充和修改)中的「溶劑染料(Solvent Dyes)」。
在本發明方法中，優選的著色劑來源於以下類別偶氮、蒽醌、苯乙烯、吡唑啉酮、quinophthalone、氮雜蒽、perinone、香豆素、噻噸、硫靛和可溶於塑料的金屬配合物著色劑。
在本發明方法中，特別優選使用以下通式的著色劑
和 通式(1)到(20)的著色劑是已知的，並且可以按照一般已知的方法製備。
用於本發明方法中的聚乙烯吡咯烷酮[聚(1-乙烯基-2-吡咯烷酮)，縮寫PVP]是具有以下通式的聚合物 其中，n是整數，具有大約2500到900000g/mol的分子量。
在本發明方法中，優選聚乙烯吡咯烷酮具有的分子量為5000到750000g/mol、特別是10000到90000g/mol和更特別是10000到50000g/mol。
在本發明方法中，視需要的考慮使用的其它助劑包括例如橋鍵形成劑、緩衝劑和特別是所謂的粘度調節劑。可以提到的這類粘度調節劑的例子是羥丙基甲基纖維素、羥丙基纖維素和特別是甲基纖維素。
在造粒之前，優選將相對於著色劑重量為0.1到3.5重量％、優選0.2到2.5重量％的粘度調節劑加入到含水懸浮體中，該含水懸浮體包含可溶於塑料的著色劑和相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％、優選0.3到4.0重量％和特別是0.5到3.5重量％的通式(21)的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉。
包含可溶於塑料的著色劑和相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的通式(21)的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉以及視需要的其它助劑的含水懸浮體的造粒優選使用噴霧-乾燥或者流化-床造粒工藝來進行。
在優選的實施方案中，包含可溶於塑料的著色劑和相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的通式(21)的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉的含水懸浮體，在例如轉子/定子研磨機和/或玻珠研磨機中均化，形成具有1到100μm粒度的分散體。然後將得到的分散體在噴霧乾燥機、優選加壓噴嘴塔中噴霧乾燥，以形成微粒子。
在進一步優選的實施方案中，將包含可溶於塑料的著色劑和相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的通式(21)的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉的含水懸浮體的粘度，通過加入相對於著色劑重量為0.1到3.5重量％的粘度調節劑調節到要求值，然後將懸浮體在例如轉子/定子研磨機和/或玻珠研磨機中均化，以形成具有1到100μm粒度的分散體。然後將得到的分散體在噴霧乾燥機、優選加壓噴嘴塔中噴霧乾燥，以形成微粒子。
有利的是在乾燥之前，優選使用緩衝體系或者弱鹼例如NH4OH或者Na2CO3，將均勻懸浮體調節到pH值＞8。
製備的微粒子的粒度可以在寬範圍內變化，而且一般地為5到1000μm、優選20到750μm和特別是50到250μm。
本發明還涉及可溶於塑料的著色劑的顆粒製劑，其包含(A)可溶於塑料的著色劑，(B)相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉，和(C)視需要的其它助劑。
優選的顆粒製劑包含作為組分(A)的95到99.9重量％的可溶於塑料的著色劑，和作為組分(B)的相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的聚乙烯吡咯烷酮。
進一步優選的顆粒製劑包含作為組分(A)的91.5到99.8重量％的可溶於塑料的著色劑，作為組分(B)的相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的聚乙烯吡咯烷酮，和作為組分(C)的相對於著色劑重量為0.1到3.5重量％的粘度調節劑。
進一步優選的顆粒製劑包含作為組分(A)的95到99.9重量％的可溶於塑料的著色劑，和作為組分(B)的相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的十二烷基硫酸鈉。
進一步優選的顆粒製劑包含作為組分(A)的91.5到99.8重量％的可溶於塑料的著色劑，作為組分(B)的相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的十二烷基硫酸鈉，和作為組分(C)的相對於著色劑重量為0.1到3.5重量％的粘度調節劑。
對於著色劑、聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉，在上文中給出的定義和優選的含義適合於生產可溶於塑料的著色劑顆粒製劑的方法。
同樣，對於視需要的其它助劑，在上文中給出的定義和優選的含義適合於生產可溶於塑料的著色劑的顆粒製劑的方法。
本發明的著色劑顆粒特別用於著色聚合物顆粒或者熱塑性塑料，特別是纖維、顆粒、薄膜或者模塑製品形式的熱塑性塑料。
它們還特別適合用於著色用於光學器件例如透鏡和前燈玻璃的模塑製品和用於著色食品包裝。
可以按照本發明著色的優選的聚合物顆粒或者熱塑性塑料是高分子量有機材料，一般地是介電常數≥2.5的聚合物，特別是聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯胺、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯/丙烯腈(SAN)或者丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)。
聚酯、PC和ABS是特別優選的。更特別優選的是直鏈芳香族聚酯，其可以通過對苯二甲酸或者萘-2，6-二羧酸和二醇、特別是乙二醇的縮聚來製備，或者對苯二甲酸和1，4-雙(羥甲基)環己烷的縮合產物，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘-2，6-二羧酸乙二醇酯(PEN)或者聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBTP)；以及聚碳酸酯，例如來自α，α-二甲基-4，4-二羥基-二苯基甲烷和光氣的那些，或者基於聚氯乙烯的聚合物，以及基於聚醯胺的聚合物，例如聚醯胺6或者聚醯胺6，6。
用本發明著色劑顆粒著色的塑料還適合用於包裝液體食品，和特別是固體食品。
使用本發明著色劑顆粒對高分子量有機材料進行著色的過程如下例如，使用輥筒研磨機、混合設備或者研磨設備將著色劑顆粒與基材混合，使著色劑顆粒在高分子量物質中溶解或者精細地分散。
然後，按照本身已知的方法，對含有混合的著色劑顆粒的高分子量有機材料進行加工，例如壓延、壓塑、擠出、塗層、紡絲、澆鑄或者注塑，結果使著色的材料獲得了最終形狀。本發明著色劑顆粒的混合還可以剛好在實際加工步驟之前進行，例如通過連續計量，直接進入擠出機的進口區，著色劑顆粒和造粒的或者粉末狀的高分子量有機材料以及視需要的其它成分、例如添加劑，僅僅在加工前才混合組分。然而，通常優選將本發明的著色劑顆粒預先混合到高分子量有機材料中，因為可以獲得更均勻地著色的基材。
本發明還涉及本發明著色劑顆粒的上述用途。
以下實施例用來舉例說明本發明。除非另外說明，份是重量份和百分數是重量百分數。溫度以攝氏溫度給出。重量份和體積份之間的關係與克和立方釐米之間的相同。
實施例1在實驗室反應裝置中，在室溫下，在強烈攪拌下，將包含147.0重量份以下通式著色劑的392.0重量份含水著色劑濾餅與1.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮K30和120.5重量份的水均勻地混合，然後在Fryma研磨機中研磨。
隨後，在實驗室噴霧器中在150℃的入口溫度和105到110℃的出口溫度下將得到的分散體進行噴霧乾燥。獲得了低粉塵的、自由流動的顆粒，其具有5到15μm的平均粒度和≤1％的殘餘水含量。
實施例2在實驗室反應裝置中，在強烈攪拌下，將包含295.5重量份以下通式著色劑的369.5重量份含水著色劑濾餅與3.0重量份的聚乙烯吡咯烷酮K30、3.0重量份的羥丙基甲基纖維素和290.0重量份的水均勻地混合。
然後，在實驗室噴霧器中在150℃的入口溫度和105到110℃的出口溫度下將均勻懸浮體噴霧乾燥。獲得了低粉塵的、自由流動的微粒子，其具有5到15μm的平均粒度和≤1％的殘餘水含量。
實施例3在裝備有攪拌器的裝置中，在室溫下，在強烈攪拌下，將包含295.5重量份以下通式的著色劑的369.5重量份含水著色劑濾餅與4.4重量份的聚乙烯吡咯烷酮K30、3.0重量份的羥丙基甲基纖維素和大約290.0重量份的水均勻地混合，以將懸浮體的乾物質含量調節到大約20重量％。
然後使用具有二元噴嘴的NIRO中試噴霧器，在150℃的入口溫度、105到110℃的出口溫度和1kg/h的水蒸發能力下將均勻的懸浮體噴霧乾燥。獲得了低粉塵的、自由流動的著色劑顆粒，其平均粒度為30到100μm和粒度範圍為10到300μm，並且殘餘水含量為≤1％。
實施例4在裝備有攪拌器的裝置中，在室溫下，在強烈攪拌下，將包含295.5重量份以下通式著色劑的369.5重量份含水著色劑濾餅與4.5重量份十二烷基硫酸鈉、3.0重量份羥丙基甲基纖維素和290.0重量份水均勻地混合。
然後使用具有噴霧器圓盤的中試噴霧器，在150℃的入口溫度和105到110℃的出口溫度下，將均勻的懸浮體噴霧乾燥。
獲得了低粉塵的、自由流動的著色劑顆粒，其平均粒度為20到100μm和粒度範圍為10到250μm，並且殘餘水含量為≤1％。
實施例5在裝備有攪拌器的裝置中，使用水，將295.5重量份的通式(3)的著色劑與4.4重量份的聚乙烯吡咯烷酮K17和3.0重量份的甲基纖維素製成漿液，並且在強烈攪拌下均勻地混合。通過加入NH4OH溶液將均勻的漿液緩衝到pH值＞9，通過加入水將固體含量調節到大約25重量％。
然後使用具有二元噴嘴的NIRO噴霧器，在150℃的入口溫度和105到110℃的出口溫度下，將均勻的懸浮體噴霧乾燥。獲得了低粉塵的、自由流動的著色劑顆粒，其具有10到200μm的粒度和＜1％重量的殘餘水含量。
實施例6到21類似於實施例1到5中描述的過程，將通式(5)到(20)的著色劑噴霧乾燥，形成顆粒和微粒子。
權利要求
1.生產可溶於塑料的著色劑顆粒製劑的方法，其包括在水中懸浮從著色劑製備中獲得的濾餅，向其中加入相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉，以及視需要的其它助劑，然後乾燥該含水懸浮體，以形成顆粒。
2.權利要求1的方法，其中使用相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的聚乙烯吡咯烷酮。
3.權利要求1的方法，其中使用相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的十二烷基硫酸鈉。
4.權利要求1到3任何一項的方法，其中作為其它助劑使用粘度調節劑。
5.權利要求4的方法，其中使用的粘度調節劑是羥丙基甲基纖維素、羥丙基纖維素或者甲基纖維素。
6.權利要求1到5任何一項的方法，其中造粒利用噴霧乾燥來進行。
7.可溶於塑料的著色劑的顆粒製劑，其包含(A)可溶於塑料的著色劑，(B)相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉，和(C)視需要的其它助劑。
8.生產著色塑料或者著色聚合物顆粒的方法，其包括使用權利要求7的顆粒製劑。
9.權利要求7的顆粒製劑在生產著色塑料或者著色聚合物顆粒中的用途。
10.權利要求7的顆粒製劑用於食品包裝著色的用途。
全文摘要
本發明涉及生產可溶於塑料的著色劑顆粒製劑的方法，該方法包括在水中懸浮從著色劑製備獲得的濾餅，向其中加入相對於著色劑重量為0.1到5.0重量％的聚乙烯吡咯烷酮或者十二烷基硫酸鈉，以及根據需要的其它助劑，然後將該含水懸浮體乾燥以形成顆粒，涉及按照該方法製備的顆粒製劑，以及其在生產著色塑料或者著色聚合物顆粒中的用途。
文檔編號C09B67/00GK1575321SQ02821056
公開日2005年2月2日 申請日期2002年10月15日 優先權日2001年10月24日
發明者P·巴利羅, W·迪姆勒 申請人:西巴特殊化學品控股有限公司