[发明专利]受阻胺和紫外线吸收剂协合混合物稳定着色纤维

说明书

用受阻胺光稳定剂与紫外吸收剂(如邻羟基苯基苯并三唑或邻羟基苯基-S-三嗪)的协合组合物来防止光化辐射对着色的热塑性纤维，特别是着色聚丙烯纤维的有害影响从而进行稳定。

鉴于当紫外吸收剂分布在聚合物材料厚度小于50微米和/或存在各种不同类型着色剂情况下，已知的紫外吸收剂缺乏有效性，这一意外结果是令人十分惊奇的。

光化性光线对热塑性塑料老化的有害影响是一个已经吸引了众多厂商积极参与的长期认识问题。一种众所周知的稳定聚合物体系的方法是添加紫外吸收剂(如邻羟基苯基苯并三唑或邻羟基苯基-S-三嗪)，它们能优先吸收入射的紫外辐射从而保护了聚合物。另一种众所周知的方法是包括添加各种受阻胺光稳定剂(HALS)，它通过终止各种光诱导的氧化链反应来限制聚合物的降解。在一定的聚合物体系中，已经证明了这两种稳定剂的组合是特别有效的。

防止热塑性纤维的光诱导降解使其稳定有一些特殊的困难。这主要是由于在本发明范围内纤维的粗细小于50微米，常常是远小于50微米。因为纤维横截面小，光透过纤维前只有很短的光程，可以预料分散在整个纤维内常规浓度的紫外吸收剂的稳定效果是极小的，正如Carlsson和Wiles根据吸收率的比耳定律(Beer′s Lawof Absorptivity)[J.Macromol.Sci，Rev.Macroml.Chem.C14(2)，155(1976)]所证明的。纤维表面积高也会使它对表面氧化特别敏感，从而进一步限制了紫外吸收剂的有效性。

对小截面来说，与紫外吸收剂有关的一些问题可通过将紫外吸收剂集中于材料表面并有效地阻挡紫外光透入聚合物中的方法稍加避免。U.S.Patent No.4895981和4964871公开了表面用紫外吸收剂处理(在染浴内涂敷)的纤维。

由于紫外吸收剂在稳定小截面纤维方面价值有限，受阻胺(HALS)在纤维对紫外光的稳定方面充当了重要的角色，在聚丙烯纤维的稳定中起主要作用[Wishman，Stabilization of Polypropy-lene Fiber，7th International Conf.Advances in the Stabilization andControlled Degradation of Polymers，1985]。然而，着色剂的存在使稳定问题大大地复杂化了，不仅着色剂本身在聚合物组合物中呈现不同的耐光牢度，而且着色剂也可成为稳定剂或降解剂。此外，已知某些着色剂能与其它添加剂发生作用，这种作用有时是有利的，有时是不利的，但对这种相互作用还很少了解，且现今还不能预测[P.P.Klemchuk，Polymer Photochemistry 3，1(1983)]。

常引用的着色添加剂相互作用复杂性的实例可在上面引用的Wishman文献中找到。在聚丙烯纤维中，颜料红144与镍稳定剂一起使用时是稳定剂，但在受阻胺双(2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯TINUVIN^R770(Ciba-Geigy)的存在下就成为降解助剂。颜料红144与另一种未特别提到的HALS稳定剂一起时作用最好。在另一些非稳定体系中颜料黄93是稳定剂，它与镍稳定剂一起时其作用是中性的，但与TINUVIN^R770一起时是降解助剂。

对许多着色纤维来说，HALS也不能满足现时工业应用对光稳定性的要求，U.S.Patent No.5190710介绍了HALS和3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯(3，5-DHBZ)的“协合”混合物来稳定着色聚烯烃薄膜或纤维。由于着色剂相互作用的复杂性质，已观察到该混合物能改善酞菁蓝、酞菁绿和偶氮红颜料的染色牢度和物理性能保持力，但对偶氮橙或偶氮黄颜料没有改善作用。U.S.Patent No.5223339公开了用含HALS和3，5 -DHBZ两者的混合物稳定以偶氮红着色的聚丙烯纤维。

虽然HALS和UV吸收剂的组合使用是已知的，如在U.S.Pateat No.4314933，4619956和5221287所介绍的，但没有指出这种组合在着色纤维中的利用。

虽然U.S.Patent No.5221287中的聚酰胺纤维在某些例子中是用HALS和UV吸收剂组合稳定的，但该专利具体地介绍了将稳定剂集中于纤维表面的预纺纤维的表面处理。这与本发明提出的将中等浓度的HALS与UV吸收剂分散在整个纤维中是完全不同的。该专利也未公开HALS与UV吸收剂的组合所产生的任何协同作用，只是指出了仅由一种稳定剂体系与另一种稳定剂简单加和的边缘效应。