DE1469821C - Optical brighteners for macromolecular organic substances - Google Patents

Description

in der R₁ und R₂ Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Aralkyl oder Alkoxy bedeuten, als homogen einverleibte optische Aufheller für Formkörper aus makromolekularen organischen Stoffen.in which R ₁ and R _{2 are} hydrogen, halogen, alkyl, aralkyl or alkoxy, as homogeneously incorporated optical brighteners for moldings made from macromolecular organic substances.

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CH=CHCH = CH

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Das homogene optische Aufhellen von synthetischen, halbsynthetischen und natürlichen makromolekularen Stoffen stellt den Techniker vor wesentlich schwierigere Aufgaben als das Aufhellen von Substraten mit Hilfe von beispielsweise Behandlungsbädern. Die Bedingungen, unter denen Behandlungsbäder angewendet werden, sind verhältnismäßig milde. Die optisch aufhellende Verbindung sitzt praktisch nur auf der Oberfläche der Substrate. Wenn ein optischer Aufheller auf dem Substrat im Laufe der Zeit inaktiv geworden ist, kann er im allgemeinen entfernt und/oder durch erneute Behandlung mit frischem Aufheller ersetzt werden. Bei der Behandlung entstandene Fehlpartien lassen sich ohne besondere Schwierigkeiten korrigieren. Wesentlich schwieriger ist es dagegen, makromolekulare Stoffe homogen mit befriedigender und genügend lang andauernder Wirkung aufzuhellen. Verleibt man eine optisch aufhellende Verbindung z. B. monomeren! polymerisierbarem Ausgangsmaterial oder Vorkondensaten ein, um dann das Endprodukt durch Reagierenlassen zu Makromolekülen fertigzustellen, so wird dabei die optisch aufhellende Verbindung zwangläufig energischen Bedingungen unterworfen und dazu häufig noch dem Einfluß sehr reaktionsfreudiger Chemikalien ausgesetzt. Auch das homogene Einverleiben optisch aufhellender Verbindungen in fertige makromolekulare Stoffe setzt die optisch aufhellende Verbindung ungleich höheren Beanspruchungen aus, als es beim üblichen Aufbringen solcher Verbindungen auf Substrate der Fall ist. Die Folgen sind Schädigungen der optisch aufhellenden Verbindung durch vollständiges oder teilweises Zersetzen. Die schädlichen Einflüsse können sich auch dadurch bemerkbar machen, daß die optisch aufhellende Verbindung sehr bald in inaktive Produkte übergeht, durch die die makromolekularen Stoffe nun nicht nur keine Aufhellung verliehen bekommen, sondern sogar besonders unansehnlich werden. Das Entfernen solcher unerwünschten Produkte aus dem fertigen Material ist ebenso unmöglich wie eine erneute Behandlung zur homogenen Aufhellung.The homogeneous optical brightening of synthetic, semi-synthetic and natural macromolecular ones Fabrics are much more difficult tasks for the technician than lightening Substrates with the help of, for example, treatment baths. The conditions under which treatment baths are used are relatively mild. The optically brightening compound is practically only on the surface of the substrate. When a If optical brightener has become inactive on the substrate over time, it can in general removed and / or replaced by re-treatment with fresh brightener. In the treatment Any missing parts can be corrected without any particular difficulty. Much more difficult it is against it, macromolecular substances homogeneous with satisfactory and sufficiently long lasting Lighten the effect. If you add an optically brightening compound z. B. monomers! polymerizable Starting material or precondensates in order to then react the end product To complete macromolecules, the optically brightening compound inevitably becomes energetic Subject to conditions and often to the influence of very reactive chemicals exposed. The homogeneous incorporation of optically brightening compounds into finished macromolecular substances also sets the optically brightening compound from the usual application of such compounds to substrates the case is. The consequences are damage to the optically brightening connection through complete or partial decomposition. The harmful influences can also be noticeable through this make that the optically brightening compound very soon turns into inactive products through which the macromolecular substances now not only get no lightening, but even special become unsightly. The removal of such undesirable products from the finished material is just as impossible as a renewed treatment for homogeneous whitening.

in der R₁ und R₂ Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Aralkyl oder Alkoxy bedeuten, als homogen einverleibte optische Aufheller für Formkörper aus makromolekularen organischen Stoffen. Derart aufgehellte makromolekulare organische Stoffe weisen einen vorzüglich beständigen Weißgrad auf.in which R ₁ and R _{2 are} hydrogen, halogen, alkyl, aralkyl or alkoxy, as homogeneously incorporated optical brighteners for moldings made from macromolecular organic substances. Macromolecular organic substances brightened in this way have an extremely stable degree of whiteness.

Die optisch aufhellenden 1,4-Bis-styryl-benzole besitzen symmetrisch oder unsymmetrisch gebundene Nitrilgruppen. Die Substituenten R₁ und R₂ verursachen, daß das Maximum oder die Maxima der UV-Absorption (Banden der höchsten Extinktion, gemessen in Dioxan) 380 πΐμ nicht überschreiten und die Hauptmaxima des. Fluoreszenzspektrums zwischen 390 und 450 πΐμ (in Dioxan gemessen) liegen. Solche Substituenten sind insbesondere Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, die entsprechenden Alkoxylgruppen, Benzylgruppen oder die Halogene Fluor, Chlor und Brom. R₁ und R₂ können gleich oder verschieden sein.The optically brightening 1,4-bis-styryl-benzenes have symmetrically or asymmetrically bound nitrile groups. The substituents R ₁ and R ₂ cause the maximum or the maxima of the UV absorption (bands of the highest extinction, measured in dioxane) not to exceed 380 πΐμ and the main maxima of the. Fluorescence spectrum between 390 and 450 πΐμ (measured in dioxane) . Such substituents are, in particular, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, the corresponding alkoxyl groups, benzyl groups or the halogens fluorine, chlorine and bromine. R ₁ and R ₂ can be the same or different.

Man kann die homogen aufgehellten makromolekularen Stoffe erhalten, indem man die optischen Aufheller monomeren, in makromolekulare Stoffe überfuhrbaren Verbindungen oder Vorkondensationsprodukten zusetzt' und das Gemisch in die makromolekularen Endprodukte überführt oder makromolekularen Stoffen homogen einverleibt.The homogeneously brightened macromolecular substances can be obtained by using the optical Brighteners are monomeric compounds that can be converted into macromolecular substances or precondensation products adds' and the mixture is converted into the macromolecular end products or macromolecular Materials incorporated homogeneously.

Die in makromolekulare Verbindungen überführbaren Monomeren, denen die optisch aufhellenden Verbindungen zugegeben' werden, können z. B. Polyamidbildner sein, wie Caprolactam, Oenanthlactam, Capryllactam, die Systeme Adipinsäure/Hexamethylendiamin, Korksäure/Hexamethylendiamin, Heptadecandicarbonsäure/Hexamethylendiamin, Adipinsäure/Octamethylendiamin, Korksäure/Octamethylendiamin oder Mischungen solcher Polyamidbildner, oder polymerisierbare Verbindungen, wie Styrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Butadien, Acrylsäurederivate, z. B. Acrylsäureester oder Acrylsäurenitril.The monomers which can be converted into macromolecular compounds, those which are optically brightening Compounds' are added, for. B. be polyamide formers, such as caprolactam, oenanthlactam, Capryllactam, the adipic acid / hexamethylenediamine systems, Suberic acid / hexamethylenediamine, heptadecanedicarboxylic acid / hexamethylenediamine, Adipic acid / octamethylenediamine, suberic acid / octamethylenediamine or mixtures of such polyamide formers, or polymerizable compounds such as styrene, Vinyl chloride, vinylidene chloride, butadiene, acrylic acid derivatives, e.g. B. acrylic acid ester or acrylonitrile.

Auch Polyesterbildner, wie Dimethylterephthalat/ Glykol oder mit Formaldehyd kondensierbaren Mischungen, z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensaten, können die optisch aufhellenden Verbindungen vor Fertigstellung der makromolekularenAlso polyester formers, such as dimethyl terephthalate / glycol or condensable with formaldehyde Mixtures, e.g. B. urea-formaldehyde precondensates, the optically brightening compounds before completing the macromolecular

Endprodukte zugegeben werden. Die mit den optisch , aufhellenden Verbindungen vermischten niedermolekularen Ausgangsstoffe oder Vorkondensate können sodann nach üblichen Methoden in die makromolekularen Stoffe übergeführt werden.End products are added. The low molecular weight compounds mixed with the optically brightening compounds Starting materials or precondensates can then be converted into the macromolecular Substances are transferred.

Zur Einverleibung der optisch aufhellenden Verbindungen in synthetische makromolekulare Produkte, wie Polyacrylnitril, eignen sich z. B. deren Lösungen, denen nach Vermischen mit der optisch aufhellenden Verbindung das Lösungsmittel entzogenTo incorporate the optically brightening compounds in synthetic macromolecular products, such as polyacrylonitrile, are suitable, for. B. their solutions, which after mixing with the optically The solvent was removed from the lightening compound

wird. Thermoplastischen hochmolekularen Verbindungen, z. B. Polyolefinen, können die optisch authellenden Verbindungen auch durch Kalandern einverleibt werden, vorzugsweise in Form von sogenann-will. Thermoplastic high molecular compounds, e.g. B. polyolefins, the optically lightening Connections can also be incorporated by calendering, preferably in the form of so-called

ten »Masterbatches«. Diese Konzentrate können ihrerseits aus den optisch aufhellenden Verbindungen und den Monomeren auf die zuvor genannte Weise gewonnen werden. Die optischen Aufheller können auch in Latizes oder Rohkautschuk eingearbeitet werden.ten »masterbatches«. These concentrates can in turn consist of the optically brightening compounds and the monomers are recovered in the aforementioned manner. The optical brighteners can can also be incorporated into latices or raw rubber.

Die optisch aufgehellten makromolekularen Stoffe können Weichmacher und sonstige übliche Zusatzstoffe enthalten.The optically brightened macromolecular substances can contain plasticizers and other common additives contain.

Die Ausgiebigkeit der optisch aufhellenden Verbindungen ist im allgemeinen um eine Zehnerpotenz größer als bei den bisher bekannten. Man kann daher schon mit ungefähr 0,1 bis 0,0001 Gewichtsprozent der optisch aufhellenden Verbindung, bezogen auf das makromolekulare Endprodukt, die gewünschten Wirkungen erzielen.The abundance of optically brightening compounds is generally around a power of ten larger than the previously known. You can therefore use about 0.1 to 0.0001 percent by weight the optically brightening compound, based on the macromolecular end product, the desired Achieve effects.

Die hier beschriebenen optisch aufhellenden Verbindungen haben gegenüber bekannten den Vorteil, daß sie bei den Polymerisations- und Verarbeitungstemperaturen überraschenderweise völlig beständig sind. Sie kristallisieren in den makromolekularen Produkten nicht aus und können aus ihnen auch nicht mehr herausgelöst werden. Auch nicht wasserunlösliche optische Aufheller der oben beschriebenen Art ergeben einen waschbeständigen optischen Aufhellungseffekt. Die Lichtechtheit ist ebenfalls sehr gut. Auch bei längerem Einfluß des Sonnenlichts auf die erfindungsgemäßen makromolekularen Produkte bilden sich aus den optisch aufhellenden Verbindungen keine Reaktionsprodukte, die eine Vergilbung verursachen.The optically brightening compounds described here have the advantage over known ones that they are surprisingly completely stable at the polymerization and processing temperatures are. They do not crystallize out in the macromolecular products and can from them can no longer be extracted. Also non-water-insoluble optical brighteners of those described above Art result in a washable optical brightening effect. The lightfastness is also very good Well. Even with prolonged exposure to sunlight on the macromolecular products according to the invention the optically brightening compounds do not form any reaction products that would cause yellowing cause.

Die optisch aufhellenden Verbindungen sind leicht zugänglich. Sie können nach dem Verfahren der Ylid-Synthese aus Terephthalaldehyden der allgemeinen FormelThe optically brightening compounds are easily accessible. You can follow the procedure of the Ylide synthesis from terephthalaldehydes of the general formula

OHCOHC

CHOCHO

und Benzylhalogenidderivaten der allgemeinen Formeland benzyl halide derivatives of the general formula

Halogenhalogen

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mit Hilfe von Triarylphosphinen und Protonenakzeptoren hergestellt werden (vgl. z. B. deutsche Patentschrift 943 648, deutsche Patentschrift 1 003 730, deutsche Offenlegungsschrift 1 469 821).with the help of triarylphosphines and proton acceptors (cf. z. B. German patent 943 648, German Patent Specification 1 003 730, German Offenlegungsschrift 1 469 821).

Beispiel 1example 1

In einer Mischung von 2,0 kg Caprolactam, 200 ecm Wasser und 4 g Titandioxid werden bei 12O⁰C 0,2 g l,4-Bis-(p-cyanostyryl)-benzol gelöst. In einem geschlossenen Reaktionskessel aus korrosionsbeständigem Stahl wird die Lösung innerhalb von 2 Stunden auf 265⁰C erhitzt, wobei der Druck nach Erreichen von 8 at durch kontinuierliches EntspannenIn a mixture of 2.0 kg caprolactam, 200 cc of water and 4 g of titanium dioxide are gl at 12O ⁰ C 0.2, 4-bis (p-cyanostyryl) benzene dissolved. In a closed reaction vessel made of corrosion-resistant steel, the solution is ^{heated to 265 °} C. over the course of 2 hours, the pressure being reduced by continuous decompression after reaching 8 atm

ίο konstant gehalten wird. Nachdem der Druck von 8 at 1 Stunde gehalten worden ist, wird innerhalb einer weiteren Stunde auf Normaldruck entspannt. Die Reaktionsmasse wird dann unter überleiten von reinem Stickstoff 16 Stunden auf 265⁰C erhitzt, wobei Polykondensation eintritt. Das erhaltene Polymere ■ hat einen k-Wert (nach Fikentscher) von 73. Daraus hergestellte Formkörper, wie Fäden, Spritzgußteile u. dgl., haben eine sehr beständige Weißtönung.ίο is kept constant. After the pressure of 8 at 1 hour has been maintained, the pressure is released to normal pressure within a further hour. ^{The reaction mass is then heated to 265 °} C. for 16 hours while pure nitrogen is passed over it, during which polycondensation occurs. The polymer obtained has a k value (according to Fikentscher) of 73. Moldings made from it, such as threads, injection-molded parts and the like, have a very permanent white tint.

Beispiel 2Example 2

0,20 g l,4-Bis-(p-cyanostyryl)-benzol werden bei 120⁰C in Ditertiärbutyl-p-kresol — das als Wärmestabilisator dient — unter Rühren eingetragen. Nach dem Erkalten wird die Masse pulverisiert und durch ein 4900-Maschen/cm-Sieb gesiebt. Das Pulver wird auf 2,0 kg Polycaprolactamschnitzel aufgepudert und durch eine Schneckenpresse bei 280° C zu 2 mm dickem Draht verarbeitet, der anschließend geschnitzelt wird. Daraus hergestellte Spritzgußteile zeigen ein weißes Aussehen, während Formkörper, die unter sonst gleichen Bedingungen, aber ohne 1,4-Bis-(p-cyanstyryl)-benzol hergestellt wurden, durch den Zusatz von Ditertiärbutyl-p-kresol im Vergleich dazu eine gelbliche Farbe haben. Die Weißtönung ist waschecht und sehr beständig.0.20 gl, 4-bis (p-cyanostyryl) benzene are in ditertiary butyl-p-cresol at 120 ⁰ C - which serves as a heat stabilizer - introduced with stirring. After cooling, the mass is pulverized and sieved through a 4900 mesh / cm sieve. The powder is powdered onto 2.0 kg of polycaprolactam chips and processed using a screw press at 280 ° C. to form 2 mm thick wire, which is then shredded. Injection-molded parts produced therefrom have a white appearance, while moldings which have been produced under otherwise identical conditions but without 1,4-bis- (p-cyanostyryl) -benzene have a yellowish color by comparison with the addition of di-tert-butyl-p-cresol to have. The white tint is washable and very durable.

Beispiel 3Example 3

Auf granuliertes Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 135 000 werden 0,01% 1,4-Bis-(p-cyanstyryl)-benzol aufgestäubt. Dieses Material wird bei 15O⁰C in einer Schneckenpresse aufgeschmolzen und mittels einer Spinnpumpe durch ein Sandfilter und eine Düse mit 30 öffnungen von 0,3 mm Durchmesser gedrückt. Die Förderleistung■< beträgt 4,5 g/Min. Die Fäden werden mit einer Geschwindigkeit von 75 m/Min, abgezogen und aufgewickelt und in zwei Stufen, insgesamt im Verhältnis 1:12, heißverstreckt. Die erzielte Aufhellung ist sehr auffallend und zudem sehr beständig.0.01% 1,4-bis- (p-cyanstyryl) -benzene is dusted onto granulated polypropylene with a molecular weight of 135,000. This material is melted at 15O ⁰ C in a screw press and openings by means of a spinning pump through a sand filter and a nozzle with 30 depressed by 0.3 mm in diameter. The delivery rate ■ < is 4.5 g / min. The threads are drawn off and wound up at a speed of 75 m / min and hot-drawn in two stages, in a total ratio of 1:12. The brightening achieved is very noticeable and also very persistent.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel Erfindungsgegenstand ist die Verwendung von Verbindungen der allgemeinen FormelUse of compounds of the general formula The subject of the invention is the use of Compounds of the general formula CNCN NCNC