[发明专利]着色剂组合物及其作为pH敏感性颜色指示剂的用途

说明书

技术领域

本发明涉及双-(N，N-二取代的-氨基苯基)苯甲烷着色剂的组合物， 所述组合物在应用于具有碱性pH的表面如混凝土时迅速脱色，但在植 被和土壤上仍保持视觉明显可见。这些组合物也可通过在酸性表面上 或在酸性物质中(诸如在涂料、冰、混凝土和酸固化聚合物体系之中/ 上)显色而以它们的无色形式用作pH指示剂。所述组合物也可用作用于 景观美化、建筑物及高尔夫球场应用的喷纹指示剂。当与用作喷纹指 示剂的具有类似色泽的其它传统着色剂比较时，所述组合物还呈现出 降低的毒性。

背景技术

喷纹指示剂(spray pattern indicator)提供了一种用于鉴定已经施用 了物质的位置的方法。通常，当物质被施用于一位置时，在施用过程 中，由于例如该物质的性质和/或该位置的大小和结构的原因，可能难 以确定该物质已被施用到何处以及其还未被施用到何处。例如，在诸 如肥料、农药等的物质被施用于陆地位置如农田、高尔夫球场、公用 路线穿越用地(rights-of-way)、林地等时，对操作者而言，已处理过 的位置的外观与周围未处理的位置之间的改变可能不足以避免昂贵的 重叠使用或者甚至对该位置的破坏。另外可选地，一些位置可能完全 未进行处理，从而使得在该位置未实现所需的施用劳动效果。

过去已经建议的该问题的解决方案包括在要被施用的物质中加入 一些不易褪色的染料或持久性染料以鉴定所述物质已被施用的位置。 具体而言，例如，已经建议将一些不易褪色的染料加入农药组合物如 杀虫剂、杀真菌剂、除草剂等中，以鉴定已施用了农药的位置，特别 是使所述已施用了农药的位置与那些将要用农药进行处理的位置区分 开来。

遗憾的是，存在很多与此类含持久性染料的组合物相关的问题。 例如，所述染料可能有毒，或者它们可能与该组合物的一种或多种成 分不相容。它们可引起工人的手和衣服染色。设备可能被染色。通常 使用的持久性染料显示出有限的生物降解能力，因此是不环保的，例 如，与溪流和其它水体的污染相关的不环保问题，所述溪流和其它水 体的污染与对水体有毒的农用化学品流入那些水体中有关。此外，并 且可能是最重要地，可能难以获得从被处理位置的角度而言审美上可 接受的颜色，例如，黄色和红色在绿色的草上实际上是难以觉察的， 而在休眠的草上它们是不引人注意的。

在生产和/或整理操作中，很多易褪色或非持久性着色剂已被用于 为纺织品标上色码以鉴定一些合成或天然纤维。这种易褪色着色剂可 以是水易褪色的、溶剂易褪色的、或者水和溶剂都易褪色的，尽管按 照本发明水易褪色着色剂可以是优选的，特别是在所述位置可能是外 部位置以致自然降雨将冲洗掉最初的着色效果从而使该位置恢复到其 天然外观的情况下。下述着色剂通常被认为是水易褪色着色剂：所述 着色剂含有一个或多个聚乙烯氧基基团，其中所述聚乙烯氧基基团在 分子中含有至少2个乙烯氧基重复单元；而下述着色剂被认为是溶剂 易褪色的：所述着色剂含有一个或多个在分子中具有类似的丙烯氧基 重复单元的丙烯氧基基团。

包括聚氧乙烯着色剂的易褪色着色剂在授予Kuhn的美国专利 3,157,663中予以描述。此类着色剂是染料自由基与一个或多个聚乙烯 氧基基团的组合。在该专利中公开的染料自由基包括亚硝基自由基、 硝基自由基、偶氮自由基、二苯甲烷自由基、三苯甲烷自由基、呫吨 自由基、吖啶自由基、次甲基自由基、噻唑自由基、吲达胺自由基、 吖嗪自由基、噁嗪自由基或蒽醌自由基。优选地，此类自由基通过氨 基氮而被附着至着色剂组合物的聚合成分。

另一种类型的易褪色着色剂包括在授予Foster等的美国专利 3,927,044中所述的三苯甲烷型碱稳定易褪色着色剂。这些着色剂由于 使用了在邻位含有吸电子取代基的芳醛而成为碱稳定的。如果着色剂 能够在碱性溶液中(如在pH为11的氢氧化钠溶液中)保持其颜色，则其 被认为是碱稳定的。

又另一种类别的易褪色着色剂是在授予Brendle的美国专利 4,167,510中公开的酯封端的烯氧基易褪色着色剂。这类易褪色着色剂 包含具有1至5个封端烯氧基单元的有机染料分子，其中在分子中烯 氧基封端单元总数是2至约300个。烯氧基单元中的烯基部分含有约2 至4个碳原子，且该发明的着色剂可制成水和/或有机溶剂可溶的，这 取决于所采用的具体封端部分、存在或不存在至少一个离子基团、以 及在该着色剂分子中存在的烯氧基单元的总数。着色剂的可溶性及由 此得到的易褪色性是否能够实现与相对大的染料分子是疏水的还是亲 水的无关。