具有改进的抗静电性能和改进的亲水性的聚酰胺组合物制造技术

本发明专利技术涉及具有改进的抗静电性能和／或改进的亲水性的聚酰胺组合物。这些组合物特别适合于制造聚酰胺基纱，纤维和长丝。所述组合物包括聚酰胺和含有聚醚单元的、能改进抗静电性能和／或亲水性的改进剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改进的抗静电性能和/或改进的亲水性的聚酰胺组合物。这些组合物特别适合制造聚酰胺基纱、纤维、和长丝。在合成材料的制备领域，经常探寻去改善材料的抗静电和/或亲水性能，以便赋予所说材料更好的可加工性，使最终产品在使用时更舒适，或提供对外界环境的适应性。在纺纱领域，例如探寻改进聚酰胺的亲水性以便使它们的性能和棉花类产品相似并使其更舒适。在纱、纤维和长丝领域，为使用中舒适性的缘故，抗静电性能是必要的，它特别使得防止电荷的累积成为可能。例如，其中一个效果是限制了灰尘在植绒表面上的积累。另外，使用一种固有抗静电的纤维可以避免使用从用于制造植绒表面的纤维中选择通常具有很强的着色作用的高导电的纤维。因此可期望达到较少灰度的较清澈的染色或着色。为改进聚酰胺或聚酰胺基组合物的抗静电性能和亲水性，已知的是使用聚醚单元。很多文献描述了将这种单元引入聚酰胺的不同方法，例如，以聚合物或共聚物共混物的形式或与聚酰胺结合，例如以双组份纤维的形式。文献“用于改进服装舒适性的亲水性尼龙”(纺织研究杂志，1985年6月，325-333页)描述了通过己内酰胺和胺封端的聚环氧乙烷的缩聚作用而获得的共聚物的制备和性能。将该共聚物进行熔体纺丝以便制造纱。所述纱比传统的聚酰胺呈改进的亲水性。但是，这种方法要求制造特殊的共聚物，因此意味着必须调整聚合反应的方法。通过在熔体中加入添加剂以改善聚酰胺的性能可能是优选的。从制造纺纱制品的角度来看，例如可以在纺纱前将添加剂加入熔体中。为达到此目的，已知可以将聚乙二醇引入聚酰胺中，但是在与水接触时，这种水溶性的化合物会大量地从组合物中分离出来。通过几次洗涤，它的效能不再持续。还已知的是将由己内酰胺和胺封端的聚环氧乙烷获得的无规共聚物添加到聚酰胺中而获得组合物，但这些组合物在洗涤后仍遭受相当高的性能损失。本专利技术的目的就是提供一种新型的，特别是可熔体纺丝的，没有上面所指出缺点的组合物。具体地，本专利技术的组合物还具有令人满意的、也就是说足够轻的着色。为达到此目的，本专利技术提供一种热塑性聚合物组合物，它包括聚酰胺和至少一种用于改进亲水性和/或抗静电性能的化合物，特征在于所述化合物是下述式(I)表示的嵌段聚合物 其中，-n是5-50之间的整数；-PAO代表聚环氧烷嵌段；-PA代表聚酰胺嵌段，其重复单元由下式(IIa)或者(IIb)表示 其中，R1、R2、R3是含有4-36个碳原子的芳香族基团或脂肪族基团。式(I)表示的嵌段共聚物是聚醚-嵌段-酰胺或聚醚酯胺。这种化合物由Atofina公司以PEBAX的名称专门出售。它们包括聚酰胺嵌段和聚亚烷基二醇嵌段。每种嵌段的数量在3-50之间，优选地在10-15之间，嵌段的数量由式(I)中的整数n表示。聚酰胺嵌段可以用上面所示的式(IIa)或者(IIb)表示。式(IIa)的嵌段是通过由内酰胺和/或氨基酸开始的聚合作用而获得的一类聚酰胺。聚合这种化合物的方法是已知的，可特别提到的是例如在VK管中的阴离子聚合和熔融缩聚。嵌段(IIb)是通过二羧酸在胺上的缩聚作用而获得的一类。基团R1、R2、R3是含有4-36个碳原子的芳香族基团或脂肪族基团。按照其中聚酰胺嵌段用式(IIa)表示的一个实施方案，基团R1有利地选自下列基团-未支化的二价戊基，那么聚酰胺嵌段为尼龙-6嵌段；-未支化二价癸基(含有10个碳原子)，那么聚酰胺嵌段为尼龙-11嵌段；-未支化的二价十一烷基(含有11个碳原子)，那么聚酰胺嵌段为尼龙-12嵌段；按照其中聚酰胺嵌段用式(IIb)表示的实施方案，基团对R2和R3有利地选自下列基团-R2＝二价线型丁基，而R3＝二价线型己基，给出尼龙-6，6嵌段；-R2＝二价线型丁基，而R3＝二价线型丁基，给出尼龙-4，6嵌段；-R2＝二价线型辛基，而R3＝二价线型己基，给出尼龙-6，10嵌段；聚环氧烷嵌段可以从聚环氧乙烷、聚氧杂环丁烷和聚四氢呋喃嵌段中选择，如果嵌段是基于聚环氧乙烷的，则在嵌段的末端可有丙二醇单元。每个嵌段的平均分子质量是彼此独立的，但优选地，它们之间彼此相似。PAO嵌段的平均分子质量优选在1000-3000g/mol之间，PA嵌段的平均分子质量有利地在1000-3000g/mol之间。式(I)的化合物可通过末端官能团是羧酸官能团的聚酰胺高分子链和聚醚二醇链(也就是说，其末端官能团是醇官能团的聚环氧烷高分子链)之间的催化反应而获得。它们可以是如醇封端的聚乙二醇链。所述嵌段的末端官能团之间的反应可以用四烷基原钛酸盐或乙酸氧锆催化。本专利技术的组合物可以包括不同类型的几种改进的化合物。例如，不同类型的两种化合物。为实现本专利技术，优选地使用具有可能的最小的明显着色的式(I)的化合物。因此，优选地使用那些黄色指数低的化合物。用于获得化合物的催化剂可能影响它的颜色。因此，优选地使用上述催化剂。所用的化合物的颜色对所获得的组合物的颜色有影响。颜色特性在某些应用领域，如在纺织领域，是非常关键的。根据本专利技术的一个特别的实施方案，改进的式(I)的化合物的熔点大于150℃。优选在150℃～250℃之间。通过将聚酰胺与用于改进亲水性和/或抗静电性能的化合物熔融共混获得本专利技术的组合物。共混物可以如使用挤出机如单螺杆或双螺杆挤出机生产。改进化合物在组合物中的重量比例优选为4～20％。本专利技术组合物的表面形态是改进化合物的内含物分散在连续的聚酰胺相中。除改进剂之外，组合物还可以包含其它添加剂，如消光剂，着色颜料，热或光稳定剂，热保护剂，抗微生物剂，抗污染剂或类似物。所列添加剂项目决不是完全的。特别地，组合物可以包含由二氧化钛颗粒组成的消光剂，所述二氧化钛颗粒可能被涂覆以防止聚合物在与其接触时降解。二氧化钛可以是单独使用或和其它消光剂结合使用。消光剂在组合物中重量比率可以达到几个百分点。例如，为了达到“半无光”效果，这一比率是0.2％～0.5％。为了达到“无光”效果，这一比率是0.5％～1％之间。为了达到“全暗”效果，这一比率为1％～2％之间。为获得认为是显著的无光程度，重量浓度通常大于0.7％。也可用硫化锌颗粒作为消光剂，或另外用二氧化钛/硫化锌的混合物作为消光剂。组合物中的聚酰胺可以选自尼龙-6，尼龙-6，6，尼龙-4，6，尼龙-6，10，尼龙-11，尼龙-12和基于这些聚合物的共混物及共聚物。本专利技术还涉及通过将上述组合物进行纺丝而获得的纱、纤维和长丝。这些可以是用于纺织或编织的连续纺织纱线，用于制造地毯的BCF纱，被切成非常短的植绒纤维的短绒线，用作制造人造短纤维纱或非织造表面的纤维。组合物通过从纺丝板挤出而被熔纺。聚酰胺和用于改进亲水性和/或抗静电性能的化合物的共混物可以在纺丝前通过专门的操作来生产，例如，组合物以颗粒的形式固化，然后熔化以便纺纱。也可以刚好在纺纱前，一方面把聚酰胺引入纺纱设备中，另一方面把改进剂引入来生产共混物。纺纱方法是已知的。简单地，它们包括通过纺丝板挤出熔化的材料且冷却获得的长丝。通常使长丝集中在纺丝板的下面且被收集以便进行处理，如拉伸，卷绕，浆纱，松驰，染色和热定形处理。所列项目是不完全的。也可以例如对少量的长丝进行处理用于制造纱线，或对大量的长丝以绳索，棉卷或粗纱的形式集聚在一起用于制造纤维或植绒绳索。本专利技术的纱线和长丝可以落在一个宽的线密度范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
热塑性聚合物组合物，包含聚酰胺和至少一种用于改进亲水性和／或抗静电性能的化合物，其特征在于：所述化合物是式（Ⅰ）表示的嵌段聚合物：＊－［－＊－ＰＡ－＊－Ｏ－ＰＡＯ－Ｏ－］↓［ｎ］－＊ （Ⅰ）其中，－ｎ是３～５０之间的整数－Ｐ ＡＯ代表聚环氧烷嵌段－ＰＡ代表聚酰胺嵌段，其重复单元由式（Ⅱａ）或（Ⅱｂ）表示：＊＊＊其中，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３是含有４～３６个碳原子的芳香族或脂肪族基团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JP彼昂奇，B博迪斯，O乔伯特，S罗切特，E罗切，
申请(专利权)人：罗狄亚特性纤维公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]