состав для поверхностного окрашивания полимеров
Классы МПК: | D06P1/90 с применением красителей, растворимых в органических растворителях или их водных эмульсиях |
Автор(ы): | Ботова И.Н., Федоренко А.Н., Мирочник А.Г., Карасев В.Е. |
Патентообладатель(и): | Институт химии Дальневосточного отделения РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-07-28 публикация патента:
27.01.1997 |
Использование: в технологических процессах крашения и отделки термопластичных полимеров. Цель: разработка состава красителя для поверхностного окрашивания полимеров в различные оттенки малинового цвета. Сущность изобретения: в водном растворе растворяют метил- и/или этил- и/или бутилпроизводную барбитуровой кислоты и родамина С в малярном соотношении, равном 2 - 15 при эффективном количестве красителя, равном 0,1 - 1,0 мас.%. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Состав для поверхностного окрашивания полимеров, состоящий из красителя, поверхностно-активного вещества и воды, отличающийся тем, что в качестве красителя он содержит смесь метил-, и/или этил-, и/или бутилпроизводного барбитуровой кислоты и Родамина С при мольном соотношении 2 15 и ее эффективном количестве 0,1 1,0 мас. в составе.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии крашения и отделки полимерных материалов, в частности к составам для поверхностного окрашивания полимеров в различные оттенки малинового цвета. В настоящее время окрашивание полимеров осуществляют несколькими способами, но наиболее распространенным является метод крашения полимеров в массе, при котором краситель добавляют в полимерную шихту при формовании изделия. Однако существует промышленная потребность в окрашивании либо кондиционных отходов полимеров, либо уже готовых полимерных изделий. Для этого используют окрашивание их лаками или применяют метод поверхностного окрашивания полимеров в растворах красителей, при котором окрашиваемые детали обрабатывают в растворах дисперсного красителя или люминофора в специальных жидкостях, способных дифундировать в поверхностный слой изделия (Штурман А.А. Резниченко Т.Н. Назарова Т.А. Федотова Л.С. Мирошниченко С.А. Поверхностное диффузионное окрашивание с упрочнением полимерных изделий. Пластмассы, 1988, N 1, c. 26). В производстве широко применяют красители, позволяющие окрашивать термопласты в красный цвет, например свинцово-молибдатные крона, железоокисные пигменты, органические пигменты типа азопигментов, антрахиноновых, индигоидных красителей, красного Ж, алого Ж и других, но их используют при крашении полимеров в массе. Так как цвет материала определяется длиной волны поглощаемого цвета ((


применяется для фотометрических определений ряда металлов в горных породах, минералах, бокситах, углях; для крашения нетекстильных материалов, в производстве чернил и т.д. Не светостоек (Лазарев А.И. Органические реактивы в анализе металлов. М. Металлургия, 1980, с. 41). Горячим (80 90oC) водным раствором родамина С (10-3M), cодержащим ПАВ, полимер окрасить не удается. Производные барбитуровой кислоты (ПБК) имеют яркую флуоресценцию в твердом состоянии в оранжево-красной и красной областях спектра, причем в зависимости от условий синтеза образуются продукты с различными люминесцентными характеристиками. Производные используются как люминофоры оранжево-красного свечения и имеют структурную формулу

где Alk CH3, C2H5, C4H9, если Alk - CH3, то 5-(4-диметиламинобензилиден) барбитуровая кислота (ДМБК);
Alk C2H5, то 5-(4-диэтиламинобензилиден) барбитуровая кислота (ДЭБК);
Alk C4H9, то 5-(4-дибутиламинобензилиден) барбитуровая кислота (ДББК) (Красовицкий Б. М. Болотин Б.М. Органические люминофоры. М. Химия, 1984, с. 115). Горячий водный 0,1 М раствор приведенных производных барбитуровой кислоты окрашивает полимеры только в желто-оранжевые тона в зависимости от времени обработки. При смешении в водном растворе производных барбитуровой кислоты и родамина С в малярном соотношении, равном 2 15, происходит образование красящего состава, способного равномерно окрашивать полимеры в малиновый цвет, свето- и атмосферостойкий. Составы готовят, растворяя в воде рассчитанное количество родамина С и производных барбитуровой кислоты с последующим добавлением ПАВ. Окрашивание осуществляют путем окунания соответствующего полимерного изделия в водную суспензию, содержащую краситель и ПАВ, и нагревания до 40 95oC при постоянном перемешивании раствора. Температура окрашивающего раствора определяется типом полимера, а время окрашивания изделия подбирают опытным путем. В зависимости от желаемого тона окраски и типа полимера оно изменяется от 5 до 20 мин. Цвет красителя определяется малярным соотношением ПБК:РС и эффективным количеством образовавшегося красителя: при малярном соотношении ПБК:PC < 2 и эффективном количестве меньше чем 0,1 мас. или больше чем 1,0 мас. полимер имеет желтую окраску из-за недостатка РС. При малярном соотношении ПБК:PC > 15 и эффективном количестве красителя менее 1,0 мас. полимер имеет неравномерное бледно-розовое окрашивание из-за недостатка ПБК, при большем чем 1,0 мас. в результате неполного растворения РС происходит неравномерное окрашивание термопласта с заметными цветовыми дефектами. Заявляемый состав используют для окрашивания изделий из термопластичных полимеров таких, как ПММК, ПВХ, ПВБ и др. В качестве ПАВ, добавляемого для равномерного распределения красителя по поверхности, применяют обычно используемые для этой цели алкиларилсульфонаты натрия, аммония или триалкиламмония. Для оценки качества окрашивания полимеров использовались следующие методы оценки свойств окрашенных полимеров: визуальный, цветовой и фотометрический (Калинская Т.В. Доброневская С.Г. Аврутина Э.А. Окрашивание полимерных материалов. Л. Химия, 1985, с. 50). Визуальный метод позволяет быстро оценить одновременно многие параметры окрашенного материала: степень диспергируемости пигмента по наличию видимых невооруженным глазом агрегатов пигмента (минимальный размер таких агрегатов с учетом чувствительности глаза 40 50 мкм); равномерность окраски при просмотре определенного количества окрашиваемого материала; разнооттеночность (различия в оттенке по сравнению с эталонным образцом); интенсивность окраски (по сравнению с эталонным образцом). Методом измерения цвета служит метод нормирования цветовых характеристик (Брагин А. С. Шубников В.А. Лакокрасочные материалы, 1983, N 1, с. 38). Все цветовые характеристики окрашенных термопластов измерены на спектрофотометре M-40. Миграционная стойкость определялась по поведению границы между окрашенной и неокрашенной частями полимера в результате длительной (10 ч) выдержки под грузом при повышенной (35oC) температуре. Для оценки свето- и атмосферостойкости исследуемые образцы сравнивались с исходным образцом окрашенного полимерного материала, не подвергавшегося действию света. Стойкость окрашенных пластмасс к действию света и атмосферным воздействиям оценивается по десятибалльной системе. Промышленная применимость предложенного состава для окрашивания термопластов в малиновый цвет доказывается примерами. Пример 1. В 1,0 л воды добавляют 2,9 г ДЭБК (10-2 M), 0,5 г родамина С (10-3 M) (соотношение ДЭБК:РС 10, эффективное количество красителя 0,3 мас.) и 0,5 г ПАВ. Помещают в раствор пластину из ПММА, нагревают до 95oC. Через 10 мин изделие вынимают из раствора, промывают и сушат при комнатной температуре. Пластина окрашивается в малиновый цвет (

