含水氟化硅烷分散体制造技术

本公开涉及用于制备稳定含水氟化硅烷分散体的组合物和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含水氟化硅烷分散体相关专利申请的交叉引用本申请要求2012年1月10日提交的美国临时申请序列号61/584903的优先权，将所述文献全文以引用的方式并入本文。
除了其它以外，本公开涉及用于制备稳定含水氟化硅烷分散体的组合物和方法。
技术介绍
可通过将呈熔融状态或溶解于挥发性有机溶剂中的氟化硅烷施用于基底来向某些基底提供拒油性和拒水性涂层。所施用的氟化硅烷可通过与催化剂一起加热来固化，以使氟化硅烷化学连接于基底。然而，使用挥发性有机溶剂通常对环境有害，并且由于溶剂可燃性而可能是危险的。因此，研发出将氟化硅烷施用于基底的替代性方法，所述方法使用水性递送。已知用于氟化硅烷向基底水性递送的组合物的一个问题是它们不具有长储存寿命(即它们不稳定)。期望具有稳定的氟化硅烷组合物，所述组合物从水中释放出来以用于消费者应用。
技术实现思路
除了其它方面以外，本公开描述用于制备稳定的含水氟化硅烷分散体的组合物和方法。在许多实施例中，描述了水分散体。所述水分散体包含占所述水分散体的总固体的至少90重量％的氟化硅烷，和占所述水分散体的总固体的0.1-10重量％的表面活性剂，和水。氟化硅烷、表面活性剂和水形成水分散体。在另一个实施例中，描述了水分散体。所述水分散体包含占所述水分散体的总固体的至少90重量％的氟化硅烷和添加剂(其中所述氟化硅烷占总固体的至少5重量％)，占总固体的0.1-10重量％的表面活性剂，和水。氟化硅烷、添加剂、表面活性剂和水形成水分散体。在另一个实施例中，描述了形成水分散体的方法。所述方法包括将氟化硅烷和任选的添加剂和/或共溶剂、表面活性剂和水混合以形成pH大于7的混合物，并且使混合物乳化以形成水分散体。本文所述的稳定的含水氟化硅烷分散体或方法与现有氟化硅烷递送体系相比可提供一个或多个优点。例如，现有含水氟化硅烷递送体系具有不佳的稳定性。本文所述的设备和方法的多个实施例的这些优点和其他优点对于阅读了本文所提供的公开内容的本领域技术人员来说将是显而易见的。如本文所用，术语“分散体”包括固体于液体中的分散体以及液体于液体中的分散体(还称为乳液)。分散体与乳液均包含分散相和连续相。乳液倾向于具有浑浊外观，因为许多相界面在光透过乳液时将其散射。当所有光同等地四散时，乳液通常呈白色。然而，由于分散相的尺寸小，所以微乳液和纳米乳液倾向于呈透明状。如本文所用，“稳定”是指在65℃下2周后未发生分离或胶凝。具体实施方式在以下详细描述中，示例了组合物和方法的若干具体实施例。应当理解，在不脱离本专利技术的范围或实质的情况下，设想了其他实施例并可以进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。除非另外指明，否则本文所用的所有科技术语具有本领域中常用的含义。本文给出的定义有利于理解本文中频繁使用的某些术语，且并不意味着限制本专利技术的范围。除非本文内容以其他方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖具有复数形式的实施例。如本说明书以及附加的权利要求中所使用，术语“或”一般以包括“和/或”的意思使用，除非内容另外清楚声明。如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”等以其开放性的含义使用，并且通常是指“包括但不限于”。应当理解，术语“由…组成”和“基本上由…组成”包括在术语“包含”等的范围内。除了其它以外，本公开描述用于制备稳定的含水氟化硅烷分散体的组合物和方法。如本文所述，含水氟化硅烷分散体及其制备方法提供稳定组合物，所述稳定组合物具有长储存寿命并且可从水中释放出来。含水氟化硅烷分散体和方法涉及在高于7的pH下用离子表面活性剂和水使氟化硅烷乳化。虽然本专利技术不受此限制，但是通过讨论下面提供的实例，将认识到本专利技术的各个方面。在许多实施例中，稳定含水氟化硅烷分散体包含占形成稳定含水氟化硅烷分散体的总固体的至少90重量％的氟化硅烷，和占形成稳定含水氟化硅烷分散体的总固体的0.1-10重量％或1-5重量％的表面活性剂，和水。稳定的含水氟化硅烷分散体具有7或更大，或7-11或8-10的pH。在许多实施例中，离子表面活性剂为阴离子表面活性剂。在许多实施例中，稳定的含水氟化硅烷分散体包含70-99重量％的水(以所述稳定含水氟化硅烷分散体的总重量计)。在一些实施例中，所述稳定的含水氟化硅烷分散体还包含共溶剂。在其它实施例中，所述稳定的含水氟化硅烷分散体包含占形成稳定的含水氟化硅烷分散体的总固体的至少90重量％的氟化硅烷和添加剂(其中氟化硅烷占总固体的至少5重量％)，和占形成稳定的含水氟化硅烷分散体的总固体的0.1-10重量％或1-5重量％的表面活性剂，和水。稳定含水氟化硅烷分散体具有7或更大，或7-11或8-10的pH。在许多实施例中，离子表面活性剂为阴离子表面活性剂。在许多实施例中，稳定的含水氟化硅烷分散体包含70-99重量％的水(以所述稳定的含水氟化硅烷分散体的总重量计)。形成稳定含水氟化硅烷分散体的示例性方法包括将氟化硅烷、表面活性剂、任选的添加剂和/或共溶剂和水混合以形成pH大于7的混合物，并且使混合物乳化以形成稳定水分散体。氟化硅烷包括氟化硅烷材料、氟化聚醚异氰酸酯衍生的硅烷和含氟低聚硅烷。示例性氟化硅烷描述于美国专利6,592,659(参见下文实例E1-E6)和美国专利7,294,731(参见下文实例E8)中。示例性氟化聚醚异氰酸酯衍生的硅烷描述于美国专利7,652,115(参见下文实例E7)中。示例性含氟低聚硅烷描述于美国专利7,998,585(参见下文实例E11)中。示例性氟化硅烷包括具有式I的氟化硅烷：Rf1-[-Q-[SiY3-xR1x]z]y(I)其中Rf1代表单官能或双官能氟化基团；Q独立地代表有机双官能或三官能连接基团；R1独立地代表C1-C4烷基；Y独立地表示可水解基团；x为0或1；y为1或2；并且z为1或2。具有式I的氟化硅烷与水不相容(是指氟化硅烷基本上不能与水混合形成单相共混物)并且不可与水混溶(是指氟化硅烷基本上不能与水混合产生呈现单一Tg或Tm的组合或共混物)。单官能或双官能氟化基团Rf1包括直链、支链和/或环状结构，其可为饱和或不饱和的。在许多实施例中，其为全氟化基团(即所有C-H键均被C-F键取代)。然而，氢或氯可替代氟作为取代基存在，前提条件是每两个碳原子存在不超过一个氢原子或氯原子，并且若存在氢和/或氯，则Rf1基团可由至少一个全氟甲基封端。具有式I的氟化硅烷的例子包括但不限于下列物质：C7F15CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3；C7F15CH2OCH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2；C7F15CH2OCH2CH2CH2Si(OC2H5)3；C8F17SO2N(Et)CH2CH2CH2Si(OCH3)3；C4F9SO2N(Me)CH2CH2CH2Si(OCH3)3；C8F17CH2CH2Si(OCH3)3；C3F7CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3)3；C6F13CH2CH2Si(OCH2CH3)3；和C8F17CH2CH2Si(OCH2CH3)3。如果需要，可使用这些氟化全氟烷基硅烷的混合物。示例性氟化硅烷还包括具有式II的全氟聚醚硅烷：Rf[-R1-C2H4-S-R2-Si(Y)x(R3)3-x]y(II)其中，在式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水分散体，其包含：占所述水分散体的总固体的至少90重量％的氟化硅烷；占所述水分散体的总固体的0.1‑10重量％的表面活性剂；和水；其中所述氟化硅烷、表面活性剂和水形成水分散体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.10 US 61/584,9031.一种水分散体，其包含：占所述水分散体的总固体的至少90重量％的氟化硅烷；占所述水分散体的总固体的0.1重量％-5重量％的阴离子表面活性剂；和水；其中所述氟化硅烷、表面活性剂和水形成水分散体；并且其中所述水分散体具有7至11范围内的pH并且是稳定的，其中在65℃下2周后未发生分离或胶凝。2.根据权利要求1所述的水分散体，其中所述阴离子表面活性剂占所述水分散体的总固体的1重量％至5重量％。3.根据权利要求1所述的水分散体，其中所述水分散体还包含非离子表面活性剂。4.根据权利要求1所述的水分散体，其中所述水分散体包含70重量％至99重量％的水。5.根据权利要求1所述的水分散体，其中所述水分散体包含共溶剂。6.根据权利要求1所述的水分散体，其中所述氟化硅烷包括HFPO硅烷。7.一种水分散体，其包含：占所述水分散体的总固体的至少90重量％的氟化硅烷和添加剂，其中所述氟化硅烷占所述总固体的至少5重量％；占所述水分散体的总固体的0.1重量％-5重量％的阴离子表面活性剂；和水；其中所述氟化硅烷、添加剂、表面活性剂和水形成水分散体；并且其中所述水分散体具有7至11范...

【专利技术属性】
技术研发人员：舍唐·P·雅里瓦拉，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US