亲水性污迹释放剂制造技术

本发明专利技术公开了包含至少一种含脲键合的烷氧基聚氧化烯氟代氨基甲酸酯的自乳化或自分散水溶液或分散体的组合物，其中所述烷氧基聚氧化烯氟代氨基甲酸酯通过使（ａ）至少一种每分子含有至少三个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，（ｂ）至少一种通式Ｆ（ＣＦ↓［２］）↓［ａ］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ的含氟化学试剂，其中ａ为４、６或８或其混合物，条件是ａ最多有５０％为８，以及（ｃ）至少一种每分子含单一官能团的亲水水能溶剂化的试剂，其中该官能团具有至少一个反应性Ｚｅｒｅｗｉｔｉｎｏｆｆ氢原子，所述亲水，及随后与（ｄ）水接触来制备，所述聚异氰酸酯和所述试剂（ｂ）和（ｃ）的当量重量满足所述试剂与５５％－９５％的所述异氰酸酯基团反应，而水与所有剩余的异氰酸酯基团反应，所述组合物向用其处理的基材赋予了持久的亲水性和污迹释放性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含含氟化学试剂的水性组合物，该含氟试剂可用作 处理剂以向纤维材料提供亲水性和污迹释i文(stain release)。
技术介绍
经常对织物和其他纤维基材(substrate)进行化学处理，以提供特定 的表面性质，如斥水性(repellency)、耐污性(stain resistance)、防污性 (soil resistance)等等。也常常应用各种改性添加剂或涂饰剂如软化 剂、硬化剂、润滑剂和其他公知的添加剂来提供适合的市售基材，例 如具有所需表面性质的纺织品或地毯。这些改性通常提高了所述基材 的亲油性，从而显著提高了其接纳油性污迹的倾向，并降低了其在洗 烫过程中释放这类污迹的能力。虽然，耐污性帮助抑制了初始对基材 的沾污，但是一旦沾污后，重要的是该基材具有良好的污迹释放性， 以除去该污迹。因此，降低污迹释放性是不希望的。因此，这类基材需要用亲水性材料同时处理，以帮助降低其亲油 性并促进洗烫过程中的污迹释放。这类称为污迹或污垢释放剂的材料 的例子包括羧曱基纤维素、聚丙烯酸或基于含氟化合物的体系。美国 专利5,509,939 7>开了给基材赋予斥油、水和污迹性质以及污垢释》文 性的方法，包括对基材应用含脲键合的烷氧基聚氧化烯氟代氨基甲酸 酯，该酯通过使(a)至少一种含有至少三个异氰酸酯基团的聚异氰酸 酯，与(b)至少一种含有一个官能团的含氟化学试剂，该官能团具有至 少一个H和至少两个C原子，其中每一碳原子含有至少两个F原子， (c)至少 一种含有单 一 官能团的亲水水能溶剂化的(water-solvatable ) 试剂，其中该官能团具有至少一个活性H, (d)至少一种含有一个活性 H的试剂，且该试剂与异氰酸酯基团反应产生对纤维基材暂不具备化 学反应性的官能性，以及(e)随后与水反应来制备，反应物(b)、 (c)和(d) 与55%-95%的所述异氰酸酯基团反应，而水与余者反应。优选地，所 述含氟化学试剂是通式F(CF2)aCH2CH2OH的全氟烷基乙醇混合物，其 中a选自主要为6、 8和10的混合物，或选自主要为8、 10和12的混合物。近年来，对于比之前提供的更高的亲水污迹释放特性的需求不断 增长。具有更高的亲水性是有利的，原因是由于具有增强的可润湿性，导致所处理的基材更易于清洁。更高亲水性还通过吸水(wicking)提供了更好的总体水分控制，这对于防护和运动服装中使用的纺织品而言 是有利的。通常通过重新配制公知的处理组合物，从而使用更大量的 表面活性剂或润湿剂来满足这种需求。然而，已经发现这种配方变化 导致在家庭机洗过程中，沾染污垢或污垢再沉积到纺织品上。因此， 需要能提供更高的亲水性而无需向组合物中加入大量表面活性剂或 润湿剂的污迹释放剂。本专利技术提供了这种试剂，以向所述处理的基材 提供亲水性和污迹释放性。
技术实现思路
本专利技术包括用于向基材赋予持久的亲水性和持久的污迹释放性 的改进体系。在给纤维基材赋予表面性质的体系中采用了包含至少一种含脲键合(linkage)的烷氧基聚氧化烯氟代氨基曱酸酯的可自乳化 或可自分散水溶液或分散体的组合物，其中所述氟代氨基曱酸酯通过 使(a)至少一种每分子含有至少三个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，(b) 至少一种每分子含单一官能团的含氟化学试剂，该官能团具有至少一 个反应性Zerewitinoff氢原子和至少两个C原子，其中每一碳原子含 有至少两个F原子，和(c)至少一种每分子含单一官能团的亲水水能溶 剂化的试剂，其中该官能团具有至少 一个反应性Zerewitinoff氢原子， 所述亲水，及随后与(d)水接触来制备，所述聚异氰酸酯和所述试剂(b) 和(c)的当量重量满足所述试剂与55%-95%的所述异氰酸酯基团反应， 而水与所有剩余的异氰酸酯基团反应，其中所述改进包括使用通式为F(CF2)aCH2CH2OH的含氟化学试剂,其中a为4、 6或8或它们的混 合物，条件是a最多有50%为8，来向用其处理的基材赋予持久的亲 水性和持久的污迹释放性。本专利技术还包括向纤维基材赋予持久的亲水性和持久的污迹释放 性的方法，包括将所述基材与上述组合物接触。本专利技术还包括用于上 述组合物处理的基材。具体实施例方式商标在本文中用大写表示。本专利技术包括用在纤维基材上的组合物，其向用该组合物处理的基 材提供高水平的持久亲水性和持久的污迹释放性。本专利技术组合物包含碳原子数选自4、 6或8或其混合，主要为4和6的全氟烷基乙基 (perfluoroalkylethyl)。优选含8个碳原子的全氟烷基乙基低于该全 氟烷基乙基混合物的约50%。本专利技术组合物包含通过如下成分的反应制备的化合物 (l)至少一种每分子包含至少三个异氰酸酯(NCO)基团的聚异氰 酸酯，与(2)至少一种每分子包含单一官能团的含氟化学试剂，该官能 团具有至少一个Zerewitinoff反应性氢原子和2-8个碳原子，其中每 一碳原子具有至少两个氟原子，以及(3)至少一种每分子含有单一官能 团的亲水水能溶剂化的试剂，该官能团具有至少一个Zerewitinoff反 应性氢原子，以及随后(4)水。Zerewitinoff反应性氬原子如Zerewitinov在Berichte, 40,2023 (1卯7)中所定义的。在Zerewitinoff等中，含活性氢的有机化合物与CH3Mg卣化物反应以释放CH4,通过检测其体积 得到该化合物的活性氢含量的定量评估值。当在寒冷条件下反应时， 伯胺得到l摩尔的CH4,而加热条件下通常为2摩尔。为了本专利技术目的，假定伯胺提供一个如Zerewitinoff等定义的活 性氢。特别是，所述含氟化学试剂(2)具有通式F(CF2)aCH2CH2OH，其中 a为4、 6或8,或其混合，条件是a最多有50%为8。已经发现，在 本专利技术组合物的制备中使用这类含氟化学试剂得到的组合物，与使用 具有主要含6-14个碳原子的更长链的全氟烷基乙基的含氟化学试剂 相比，能为用其处理的基材提供更优良的亲水性和污迹释放性。用于制备本专利技术组合物的反应在有机溶剂中进行，该有机溶剂对 加入的反应物是化学惰性的，且随后被去除并用水替代，以得到流动 的、不含有机溶剂且稳定的水性分散体形式的含氟化合物或其混合 物。任何具有三个或更多个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯或聚异氰酸酯的混合物均适合用作本专利技术的第一反应物。例如，可以使用具有如 下通式的己二异氰酸酯均聚物<formula>formula see original document page 7</formula>NC0 "其中x是大于或等于1的整数，优选介于1到8。由于其可通过商业 获得，这类己二异氰酸酯均聚物的混合物对于本专利技术目的而言是优选 的。如下通式<formula>formula see original document page 7</formula>所示的烃二异氰酸酯-衍生的异氰酸酯三聚体也适用于本专利技术。 其中B是二价烃基，优选脂肪族、脂环族、芳香族或芳基脂肪族。例 如，B可以是1,6-亚己基(DESMODUR N-3300, Bayer Corporation, Pittsburgh, PA)、 曱苯或亚环己基(Polyi本文档来自技高网...

【技术保护点】
向纤维基材赋予表面性质的体系，其采用包含至少一种含脲键合的烷氧基聚氧化烯氟代氨基甲酸酯的可自乳化或可自分散水溶液或分散体的组合物，其中所述烷氧基聚氧化烯氟代氨基甲酸酯通过使（ａ）至少一种每分子含有至少三个异氰酸酯基团的聚异氰酸酯，（ｂ）至少一种每分子含单一官能团的含氟化学试剂，该官能团具有至少一个反应性Ｚｅｒｅｗｉｔｉｎｏｆｆ氢原子和至少两个Ｃ原子，其中每一碳原子含有至少两个Ｆ原子，和（ｃ）至少一种每分子含单一官能团的亲水水能溶剂化的试剂，其中该官能团具有至少一个反应性Ｚｅｒｅｗｉｔｉｎｏｆｆ氢原子，所述亲水，及随后与（ｄ）水接触来制备，所述聚异氰酸酯和所述试剂（ｂ）和（ｃ）的当量重量满足所述试剂与５５％－９５％的所述异氰酸酯基团反应，而水与所有剩余的异氰酸酯基团反应，其中改进包括使用通式为Ｆ（ＣＦ↓［２］）↓［ａ］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ的含氟化学试剂，其中ａ为４、６或８或它们的混合物，条件是ａ最多有５０％为８，来向用其处理的基材赋予持久的亲水性和持久的污迹释放性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y王，TE霍普金斯，JG弗兰基纳，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]