[发明专利]与聚酯和聚酰胺使用的阳离子染色改性剂

说明书

发明领域

本发明涉及一种为聚酯和聚酰胺提供改进的碱性染色性能的化合物及其用途。

发明背景

聚酯，尤其是聚对苯二甲酸亚烷基酯和聚酰胺，尤其是尼龙6和尼龙66，具有优良的物理和化学性能，并已经广泛应用于树脂、薄膜和纤维。特别是，聚酯和聚酰胺纤维有着相对高的熔点，并可达到高的取向度和结晶度。因此，聚酯和聚酰胺具有优良的纤维性能，例如化学、热和光稳定性及高强度。

然而，聚酯，尤其是聚酯纤维，难以被染色。分子结构和高水平的取向度及结晶度为聚酯提供了理想性能，同样也对阻止染料化合物的着色作了贡献。另一个对难以染色聚酯做出贡献的特性是聚酯，不像蛋白质纤维，在聚合物链中没有可与碱性或酸性染料化合物反应的染色位点。虽然聚酰胺不像聚酯那样难以染色，一种或更多的染色性能添加剂通常还是被引入到聚酰胺中，例如，为了选择性地提高聚酰胺纤维对某些类型染料，如酸性或碱性染料的亲和性，或者为了选择性地提高纤维对某些类型染色剂的耐染色性。

已经知道某些材料，比如芳香族磺酸酯和它们的钠盐，包括5-磺基间苯二甲酸的钠盐或5-磺基间苯二甲酸二甲酯的钠盐，可以作为一种提供碱性染色性能的方式和聚酯或聚酰胺共聚。其它的阳离子染色改性剂也已经被公开。例如，Sakurai的美国专利3,313,778，公开了一种改性的聚酯，其主链上连接有小比例的至少一个具有通式为(X-SO₂-O)_n-Y的有机磺酸酯基，其中n是1～4的一个整数；X是，例如，1～12个碳原子的烷基；Y是，例如，低级烷基，有一或两个成酯官能团，例如β-甲酯基甲磺酸乙酯。

进一步，与聚对苯二甲酸乙二酯相比，聚对苯二甲酸亚丙基酯有许多性能使得它能理想地用于制造织物纤维，包括改善的回复性和弹性。然而，对于改善聚对苯二甲酸亚丙基酯的碱性染色性能特别有用的阳离子染色改性剂还没有被提出。

希望提供一种阳离子染色改性剂，它能被引入到聚酯，尤其是聚对苯二甲酸亚烷基酯中和聚酰胺，尤其是尼龙6和尼龙66中，以提供改善的碱性染色性能并且能够以比常规阳离子染色改性剂低的成本生产。

还希望提供一种碱性可染的聚酯，尤其是聚(对苯二甲酸亚烷基酯)，更具体是聚(对苯二甲酸亚丙基酯)，它可以很容易地被加工成纤维、薄膜或其它成型制品并在不使用昂贵的阳离子染色改性剂或添加剂、特殊的溶液、和/或复杂的使用步骤的情况下被碱性染色。

还希望提供一种碱性可染的聚酰胺，尤其是尼龙6或尼龙66，它可以很容易地加工成纤维、薄膜或其它成型制品并在不使用昂贵的阳离子染色改性剂或添加剂、特殊的溶液、和/或复杂的使用步骤的情况下被碱性染色。本发明提供这样一种阳离子染色改性剂以及碱性可染的聚酯和聚酰胺。

发明概述

本发明涉及一种具有如下结构式的化合物：

R₁OOC-(CH₂)_n-CH(CH₂CH₂SO₃X)-(CH₂)_m-COOR₂

其中n是1～10的一个整数，m是1～10的一个整数，X是选自锂、钠和钾的一种碱金属，R₁和R₂独立地是氢或具有1～4个碳原子的烷基。此化合物可作为阳离子染色改性剂使用。例如，它可以引入到聚酯和聚酰胺中以提高它们对碱性染料的亲和性。在这篇文献中，为方便起见这种化合物被称为“阳离子染色改性剂”。

另外，本发明涉及一种选自共聚多酯和共聚多酰胺的碱性可染共聚物，其中共聚物包含一种由以下结构式的化合物制备的共聚单体：

R₁OOC-(CH₂)_n-CH(CH₂CH₂SO₃X)-(CH₂)_m-COOR₂

其中n是1～10的一个整数，m是1～10的一个整数，X是选自锂、钠和钾的一种碱金属，R₁和R₂独立地是氢或具有1～4个碳原子的烷基，其中该共聚单体以足以提高共聚物对碱性染料的亲和性的用量被引入到共聚物的聚合物链中。

本发明还涉及包含这种共聚物的成型制品，例如纤维或薄膜。