[发明专利]光和热稳定的聚酰胺

说明书

说明

本发明涉及一种具有高度光和热稳定性的聚酰胺。更具体地说，本发明涉及一种含有受阻哌啶化合物和链调节剂的改性尼龙聚合物，其中所说的改性尼龙聚合物对光和热的稳定性获得改善。

人们知道，当不加助剂的尼龙暴露于光和／或热的环境中时，尼龙就会变色并丧失其物理性能，例如强度下降且不耐拉伸。因此，在某些情况下需要向尼龙中加入光和／或热稳定剂以使尼龙具有可接受的性能。所说的稳定剂可以在聚合之前、之中或之后加入。常见的稳定剂是与聚合物混合的，而并非键合到聚合物链上；因此，在聚酰胺的加工或使用期间，稳定剂能够很容易从聚合物中迁移出来，挥发掉，或被洗掉。这就是说，稳定化作用以一种背离人们初衷的方式被削弱了，而那些杂质又释放到环境中去了(例如释放到空气、染浴等之中)。

已经知道有各种各样的有机稳定剂用于尼龙及其制品中。但是，问题之一是这些有机稳定剂如受阻酚都很贵，且效力有限。

无机类稳定剂一般比有机类稳定剂价廉且效力更高；然而，无机类稳定剂也存在各种不同问题。通常，常用的无机类稳定剂如铜化合物在加工过程中会引起许多问题。例如，在熔体挤出加工中，铜化合物会还原成不可溶的元素铜。元素铜的生成降低了生产效率并显著增加设备的维护费用。再则，清除铜沉积物会造成环保所不允许的废液。在其它的加工过程中，例如在染浴中用铜配合物处理汽车用的尼龙纤维时，染浴中过量的铜配合物也会产生环保所不允许的废液。

权利共享的美国专利系列No．08／804，312涉及一种制备光化学稳定的、染色的尼龙组合物，其中包含向一种染浴中提供一种在水和受阻哌啶衍生物存在下能够进行水解聚合的聚(ε-己内酰胺)成型的制品，并在该染浴中用一种或多种金属化或非金属化的酸性染料对该成型制品进行染色。

权利其享的美国专利系列No．60／045，269涉及一种通过熔化一种聚酰胺以制造稳定化的溶液染色纤维的方法，其中包含在至少一种受阻哌啶化合物存在下可聚合的酰胺单体并用着色剂使该熔化的聚酰胺着色。

PCT申请的国际申请号PCT／EP 95／01349公开了一种内稳定化的聚酰胺，其中含有至少一种三丙酮二胺化合物，该化合物的伯胺基(-NH₂)在聚合过程中与聚酰胺分子的羧端基反应，从而赋予该聚合物以光和热的稳定性。

在“聚合物降解和稳定化，21，251～262(1988)”的一篇论文中叙述了添加2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇(“TMP”)以改善聚酰胺6／6光稳定性的方法。作者声称，在水蒸气氛围下，在275℃下的熔体中，含TMP的聚酰胺6／6在重缩合时TMP与聚酰胺的羧端基发生了反应。

因此，需要一种改性的聚酰胺，它能减少对铜基稳定剂的需求同时又能避免其在暴露于光和／或热条件下的变色，即变黄。再则，显然希望能制造出一种在暴露于光和／或热条件下、尤其在工程塑料应用中抗拒变黄的性能获得改善的聚酰胺。

本发明的一个目的在于提供一种在暴露于光和／或热条件下避免变色的改性聚酰胺。

本发明的另一目的在于减少聚酰胺中对铜基稳定剂的需求。

本发明的再一目的在于提供一种制造兼具光、热稳定性的改性聚酰胺的环境友好且高效率的方法。

因此，按照本发明的一个实施方案，提供的是采用内嵌式稳定剂制造光和热稳定的聚酰胺的方法。该方法包含使一种或多种生成聚酰胺的单体在有效量的至少一种受阻哌啶化合物和有效量的至少一种脂族二羧酸链调节化合物的存在下进行聚合反应。

另一方面，本发明在于提供一种光和热稳定的聚酰胺，该聚酰胺包含骨架聚合物链、至少一种受阻哌啶自由基和至少一种脂族二羧酸链调节化合物，其中所说的至少一种受阻哌啶自由基和至少一种脂族二羧酸链调节化合物是以化学方式键合到骨架聚合物链上的。本发明的聚酰胺基本上不含铜化合物。

按照本发明制备的含内嵌式稳定剂的改性聚酰胺，不用诸如铜盐之类的其它稳定剂即具有良好的光和热稳定性。将至少一种脂族二羧酸链调节化合物与至少一种受阻哌啶化合物配合使用不仅起着聚合反应中的分子量调节剂的作用，而且也赋予所得到的聚酰胺以光和热的稳定性。本发明的改性聚酰胺在暴露于紫外线的早期阶段中不会变色。

本发明的上述和其它目的、功效、特征及优点从以下优选的实施方案的详述中将看得更清楚，尤其是结合附图来看更是如此。

图1是说明溶液染色丝束暴露于老化试验机中之后所保持的强度百分值的曲线图。

图2是说明聚合物测试片暴露于老化试验机中之后的变黄情况的曲线图。