RU2086720C1 - Composition and method of surface dyeing of polyolefins - Google Patents

Abstract

FIELD: decoration application of inscriptions and patterns to polyolefin products. SUBSTANCE: composition has dye, polymer taken from group: polystyrene, polyvinylchloride, cellulose acetate, nitrocellulose, perchlorvinyl resin, polybutyl methacrylate, polyvinylacetate with the following quantities of components, mas.%: dye, 1-10; polymer, 2-20; organic solvent, 70.97. Composition is applied to surface of polyolefin product, dried at room temperature, heated for 5-30 min at temperature of 90-120 C, cooled down to room temperature. Excessive dye is removed by solvent. EFFECT: higher efficiency. 2 cl

Description

Изобретение относится к крашению полиолефинов жирорастворимыми и алкилантрахиноновыми красителями. Способ представляет интерес для декорирования, нанесения надписей и рисунков на полиолефиновые изделия. The invention relates to the dyeing of polyolefins with fat-soluble and alkylanthraquinone dyes. The method is of interest for decorating, inscriptions and drawings on polyolefin products.

Своеобразное химическое строение и структура полиолефинов затрудняют крашение его поверхности. Составы и способы крашения, применяемые широко для полимеров (полистирол, поливинилхлорид, полиамиды, полиэфиры и др.), оказались непригодны в случае полиолефинов. Для поверхностного крашения полиолефинов их модифицируют введением других полимеров, функциональных групп или обрабатывают поверхность высоковольтным разрядом, пламенем, химическими реагентами. Однако все эти методы не обеспечивают высокой адгезии краски к поверхности и имеют сложную технологию (1-4). The peculiar chemical structure and structure of polyolefins make it difficult to dye its surface. Compositions and methods of dyeing, which are widely used for polymers (polystyrene, polyvinyl chloride, polyamides, polyesters, etc.), were unsuitable for polyolefins. For surface dyeing of polyolefins, they are modified by the introduction of other polymers, functional groups, or they are treated with a high-voltage discharge, flame, or chemical agents. However, all these methods do not provide high adhesion of the paint to the surface and have a complex technology (1-4).

Известен способ крашения полиолефиновых волокон алкилантрахиноновыми красителями в среде органического растворителя (5). A known method of dyeing polyolefin fibers with alkylanthraquinone dyes in an organic solvent (5).

Однако композиции и способ не могут быть использованы для окраски поверхности (6). However, the compositions and method cannot be used to paint the surface (6).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемым композиции и способу крашения является способ крашения полиолефинов (6), заключающийся в нанесении красящего состава с последующей сушкой и охлаждением. Состав содержит краситель, полиолефин и органической растворитель. The closest in technical essence to the proposed composition and method of dyeing is a method of dyeing polyolefins (6), which consists in applying a dye composition with subsequent drying and cooling. The composition contains a dye, a polyolefin and an organic solvent.

Однако этот состав не обеспечивает высокий адгезии к полиолефинам. However, this composition does not provide high adhesion to polyolefins.

Цель изобретения поверхностное крашение полиолефинов с высокой адгезией окраски. The purpose of the invention is the surface dyeing of polyolefins with high color adhesion.

Для достижения цели для поверхностного крашения предлагается использовать композицию при следующем соотношении компонентов, мас. To achieve the goal for surface dyeing, it is proposed to use the composition in the following ratio of components, wt.

краситель 1-10
полимер 2-20
органический растворитель 70-97
В качестве органического растворителя могут быть использованы толуол, ксилол, этилацетат, циклогексанон, хлороформ, хлористый метилен.dye 1-10
polymer 2-20
organic solvent 70-97
As an organic solvent, toluene, xylene, ethyl acetate, cyclohexanone, chloroform, methylene chloride can be used.

В качестве полимера полистирол, поливинилхлорид, ацетилцеллюлоза, нитроцеллюлоза, перхлорвиниловая смола, полибутилметакрилат, поливинилацетат. As a polymer, polystyrene, polyvinyl chloride, cellulose acetate, nitrocellulose, perchlorovinyl resin, polybutyl methacrylate, polyvinyl acetate.

В составе композиции используют следующие красители:
Жирорастворимые красители
1. Жирорастворимый желтый Ж
2. Жирорастворимый оранжевый
3. Жирорастворимый красный С
4. Жирорастворимый красный Ж
5. Жирорастворимый ярко-синий антрахиноновый
6. Жирорастворимый зеленый антрахиноновый
7. Жирорастворимый зеленый антрахиноновый 2 Ж
8. Жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый
9. Индулин жирорастворимый
Алкилантрахиноновые красители
1. 1,4-Диалкилнонилоксиантрахинон
2. 1-Нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон
3. 1,4-Динонилокси-5,8-(n-толиламино)-антрахинон
Композицию наносят на поверхность полиолефина кистью или краскопультом, затем изделие сушат при комнатной температуре и прогревают в течение 5-30 мин при 90-120^oC. Затем пленку красителя смывают растворителем.The composition of the composition uses the following dyes:
Fat soluble dyes
1. Fat-soluble yellow F
2. Fat-soluble orange
3. Fat-soluble red C
4. Fat-soluble red W
5. Fat-soluble bright blue anthraquinone
6. Fat-soluble green anthraquinone
7. Fat-soluble green anthraquinone 2 G
8. Fat-soluble purple anthraquinone
9. Indulin fat-soluble
Alkylanthraquinone Dyes
1. 1,4-dialkylnonyloxyanthraquinone
2.1-Nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone
3. 1,4-dinonyloxy-5,8- (n-tolylamino) anthraquinone
The composition is applied to the surface of the polyolefin with a brush or spray gun, then the product is dried at room temperature and heated for 5-30 minutes at 90-120 ^o C. Then the dye film is washed off with a solvent.

Для исследований использовались товарные жирорастворимые красители. For research, commodity fat-soluble dyes were used.

Получение алкилантрахиноновых красителей описано [6]
Пример 1. Краску состава: толуол 85% полистирол 10% жирорастворимый желтый Ж 5% наносят кистью на поверхность пластины из полипропилена, сушат при комнатной температуре в течение 30 мин. После чего прогревают пластину в сушильном шкафу 110^oC в течение 15 мин, дают пластинке остыть до комнатной температуры. Затем с поверхности толуолом смывают краску, которая может быть регенерирована. Пластину сушат.The preparation of alkylanthraquinone dyes is described [6]
Example 1. Paint composition: toluene 85% polystyrene 10% fat-soluble yellow W 5% applied with a brush to the surface of a plate of polypropylene, dried at room temperature for 30 minutes After which the plate is heated in a 110 ^° C oven for 15 minutes, the plate is allowed to cool to room temperature. Then paint is washed off the surface with toluene, which can be regenerated. The plate is dried.

В местах нанесения краски происходит окрашивание поверхности пластины в желтый цвет. In places where the paint is applied, the surface of the plate is stained yellow.

Пример 2. Аналогично примеру 1, только краситель жирорастворимый оранжевый. Поверхность окрашивается в оранжевый цвет. Example 2. Analogously to example 1, only the dye is fat-soluble orange. The surface is painted orange.

Пример 3. Аналогично примеру 1, только краситель жирорастворимый красный С. Поверхность окрашивается в красный цвет. Example 3. Analogously to example 1, only the dye is fat-soluble red C. The surface is painted in red.

Пример 4. Аналогично примеру 1, только краситель жирорастворимый красный Ж. Поверхность окрашивается в красный цвет. Example 4. Analogously to example 1, only the dye is fat-soluble red J. The surface is painted in red.

Пример 5. Аналогично примеру 1, только краситель жирорастворимый ярко-синий антрахиноновый. Поверхность окрашивается в синий цвет. Example 5. Analogously to example 1, only the dye is fat-soluble bright blue anthraquinone. The surface is painted blue.

Пример 6. Аналогично примеру 1, только краситель жирорастворимый зеленый антрахиноновый. Поверхность окрашивается в сине-зеленый цвет. Example 6. Analogously to example 1, only the fat-soluble green anthraquinone dye. The surface is painted in blue-green.

Пример 7. Аналогично примеру 1, только краситель жирорастворимый зеленый антрахиноновый 2 Ж. Поверхность окрашивается в зеленый цвет. Example 7. Analogously to example 1, only the dye is fat-soluble green anthraquinone 2 G. The surface is painted green.

Пример 8. Аналогично примеру 1, только краситель жирорастворимый фиолетовый антрахиноновый. Поверхность окрашивается в фиолетовый цвет. Example 8. Analogously to example 1, only the fat-soluble violet anthraquinone dye. The surface is painted purple.

Пример 9. Аналогично примеру 1, только краситель индулин жирорастворимый. Поверхность окрашивается в черный цвет. Example 9. Analogously to example 1, only the dye Indin fat-soluble. The surface is painted black.

Пример 10. Аналогично примеру 1, только краситель 1,4-динонилоксиантрахинон. Поверхность окрашивается в желтый цвет. Example 10. Analogously to example 1, only the dye 1,4-dinonyloxyanthraquinone. The surface is painted yellow.

Пример 11. Аналогично примеру 1, только краситель 1-нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон. Поверхность окрашивается в фиолетовый цвет. Example 11. Analogously to example 1, only the dye 1-nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone. The surface is painted purple.

Пример 12. Аналогично примеру 1, только краситель 1,4-динонилокси-5,8-(n-толиламино)-антрахинон. Поверхность окрашивается в сине-зеленый цвет. Example 12. Analogously to example 1, only the dye 1,4-dinonyloxy-5,8- (n-tolylamino) anthraquinone. The surface is painted in blue-green.

Пример 13. Аналогично примеру 1, только краску наносят на полиэтиленовую пластину и прогревают при 100^oC. Поверхность окрашивается в желтый цвет.Example 13. Analogously to example 1, only the paint is applied to a plastic plate and heated at 100 ^o C. The surface is painted yellow.

Пример 14. Аналогично примеру 1, только пластину прогревают 30 мин при 110^oC. Поверхность окрашивается в желтый цвет такой же интенсивности как в примере 1.Example 14. Analogously to example 1, only the plate is heated for 30 minutes at 110 ^o C. The surface is painted yellow with the same intensity as in example 1.

Пример 15. Аналогично примеру 1, только пластину прогревают при 120^oC. Поверхность окрашивается в желтый цвет такой же интенсивности как в примере 1.Example 15. Analogously to example 1, only the plate is heated at 120 ^o C. The surface is painted yellow with the same intensity as in example 1.

Пример 16. Аналогично примеру 1, только пластину прогревают при 90^oC. Поверхность окрашивается в желтый цвет, но интенсивность несколько ниже, чем в примере 1.Example 16. Analogously to example 1, only the plate is heated at 90 ^o C. The surface is painted yellow, but the intensity is slightly lower than in example 1.

Пример 17. Аналогично примеру 1, только время прогрева 5 мин. Поверхность окрашивается в желтый цвет, но интенсивность ниже, чем в примере 1. Example 17. Analogously to example 1, only the warm-up time is 5 minutes. The surface turns yellow, but the intensity is lower than in example 1.

Пример 18. Аналогично примеру 1, только состав краски следующий,
толуол 70
полистирол 20
жирорастворимый желтый Ж 10
Поверхность окрашивается в желтый цвет, интенсивность окраски такая же, как в примере 1.Example 18. Analogously to example 1, only the composition of the paint is as follows.
toluene 70
polystyrene 20
fat soluble yellow W 10
The surface is painted yellow, the color intensity is the same as in example 1.

Пример 19. Аналогично примеру 1, только состав краски следующий,
толуол 97
полистирол 2
жирорастворимый желтый Ж 1
Поверхность окрашивается в желтый цвет слабее, чем в примере 1.Example 19. Analogously to example 1, only the composition of the paint is as follows.
toluene 97
polystyrene 2
fat soluble yellow W 1
The surface is painted yellow more weakly than in example 1.

Пример 20. Аналогично примеру 1, только состав краски следующий,
циклогексанон 85
поливинилхлорид 10
1-нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон (1Н4А) 5
Поверхность окрашивается в фиолетовый цвет.Example 20. Analogously to example 1, only the composition of the paint is as follows.
cyclohexanone 85
polyvinyl chloride 10
1-nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone (1H4A) 5
The surface is painted purple.

Пример 21. Аналогично примеру 1, только состав краски следующий,
этилацетат 85
ацетилцеллюлоза 10
1-нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон (1Н4А) 5
Поверхность окрашивается в фиолетовый цвет.Example 21. Analogously to example 1, only the composition of the paint is as follows.
ethyl acetate 85
cellulose acetate 10
1-nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone (1H4A) 5
The surface is painted purple.

Пример 22. Аналогично примеру 1, только состав краски следующий,
циклогексанон 85
нитроцеллюлоза 10
1-нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон (1Н4А) 5%
Поверхность окрашивается в фиолетовый цвета.Example 22. Analogously to example 1, only the composition of the paint is as follows.
cyclohexanone 85
nitrocellulose 10
1-nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone (1H4A) 5%
The surface is painted in purple.

Пример 23. Аналогично примеру 1, только состав краски следующий,
хлороформ 85
перхлорированная смола 10
1-нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон (1Н4А) 5
Поверхность окрашивается в фиолетовый цвет.Example 23. Analogously to example 1, only the composition of the paint is as follows.
chloroform 85
perchlorinated resin 10
1-nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone (1H4A) 5
The surface is painted purple.

Пример 24. Аналогично примеру 1, только состав следующий,
ксилол 85
полубутилметакрилат 10
1-нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон (1Н4А) 5
Поверхность окрашивается в фиолетовый цвет.Example 24. Analogously to example 1, only the composition is as follows.
xylene 85
semi-butyl methacrylate 10
1-nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone (1H4A) 5
The surface is painted purple.

Пример 25. Аналогично примеру 1, только состав краски следующий,
хлористый метилен 85
поливинилацетат 10
1-нонилокси-4-(n-толиламино)-антрахинон (1Н4А) 5
Поверхность окрашивается в фиолетовый цвет.Example 25. Analogously to example 1, only the composition of the paint is as follows.
methylene chloride 85
polyvinyl acetate 10
1-nonyloxy-4- (n-tolylamino) anthraquinone (1H4A) 5
The surface is painted purple.

Цвет образцов в примерах оценивался визуально. The color of the samples in the examples was evaluated visually.

Как видно из приведенных примеров, суть процесса заключается в миграции красителя при повышенной температуре из пленки краски в поверхность полиолефина. При этом передаются рисунок нанесенный краской как бы "внутрь", что обеспечивает высокую адгезию краски. As can be seen from the above examples, the essence of the process is the migration of the dye at an elevated temperature from the paint film to the surface of the polyolefin. In this case, the pattern applied with the paint is transferred “as if inside”, which ensures high adhesion of the paint.

Адгезию оценивали методом решетчатого надреза [7] и во всех случаях разрушения окраски не наблюдали, что свидетельствует о высокой адгезии окраски. The adhesion was evaluated by the lattice notch method [7] and, in all cases, the destruction of color was not observed, indicating a high adhesion of the color.

В сравнении с прототипом уменьшается количество органического растворителя, так как на изделие наносится пленка краски и не требуется насыщения в растворе. Наличие в составе композиции полимера позволяет наносить надписи, рисунки и другие декоративные покрытия, что нельзя сделать по прототипу, так как они будут размываться и подтекать. По предлагаемому изобретению концентрация красителя на поверхности полиолефина в несколько раз выше, чем в прототипе, что позволило снизить температуру процесса без потери в интенсивности окраски. Кроме этого, в предлагаемом способе можно использовать не только алкилантрахиноновые красители, как в прототипе, но и более доступные жирорастворимые красители, выпускаемые отечественной промышленностью. In comparison with the prototype, the amount of organic solvent is reduced, since a paint film is applied to the product and does not require saturation in the solution. The presence in the composition of the polymer allows you to apply labels, drawings and other decorative coatings, which cannot be done on the prototype, as they will be eroded and leak. According to the invention, the dye concentration on the surface of the polyolefin is several times higher than in the prototype, which allowed to reduce the process temperature without loss in color intensity. In addition, in the proposed method, it is possible to use not only alkylanthraquinone dyes, as in the prototype, but also more affordable fat-soluble dyes produced by the domestic industry.

Claims (1)

1. Композиция для поверхностного крашения полиолефинов, содержащая краситель, полимер и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве полимера она содержит соединение, выбранное из группы, включающей полистирол, поливинилхлорид, ацетилцеллюлозу, нитроцеллюлозу, перхлорвиниловую смолу, полибутилметакрилат, поливинилацетат при следующем соотношении компонентов, мас. 1. Composition for surface dyeing of polyolefins, containing a dye, polymer and organic solvent, characterized in that as a polymer it contains a compound selected from the group consisting of polystyrene, polyvinyl chloride, cellulose acetate, nitrocellulose, perchlorovinyl resin, polybutyl methacrylate, the following ratio of polyvinyl acetate wt. Краситель 1 10
Полимер 2 20
Органический растворитель 70 97
2. Способ поверхностного крашения полиолефинов путем нанесения красящего состава на основе красителя, полимера и растворителя с последующей сушкой и охлаждением, отличающийся тем, что в красящем составе в качестве полимера используют соединение, выбранное из группы, включающей полистирол, поливинилхлорид, ацетилцеллюлозу, нитроцеллюлозу, перхлорвиниловую смолу, полибутилметакрилат, поливинилацетат, а сушку ведут сначала при комнатной температуре в течение 30 мин с последующим прогреванием при 90 120^oС в течение 5 30 мин, а после охлаждения избыток красителя удаляют растворителем.Dye 1 10
Polymer 2 20
Organic solvent 70 97
2. The method of surface dyeing of polyolefins by applying a dye-based, polymer-based and solvent-based dyeing composition, followed by drying and cooling, characterized in that in the dyeing composition, a polymer selected from the group consisting of polystyrene, polyvinyl chloride, cellulose acetate, nitrocellulose, perchlorovinyl is used resin, polybutyl methacrylate, polyvinyl acetate, and drying is carried out first at room temperature for 30 minutes, followed by heating at 90 120 ^o C for 5 30 minutes, and after cooling excess dye is removed with a solvent.