用于组合物以对基材的表面特性进行改性的氨基甲酸酯基聚合物增充剂制造技术

本发明专利技术提供了一种处理基材的方法，一种用于处理基材的组合物，以及它们处理的基材。所述方法包括使所述基材与组合物接触，所述组合物包含i)提供表面效果的试剂以及ii)包含氨基甲酸酯基化合物的聚合物增充剂组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组合物以对基材的表面特性进行改性的氨基甲酸酯基聚合物增充剂
烃聚合物被用作增充剂以改善向处理的基材提供表面效果的处理剂的性能。
技术介绍
已知多种组合物用作处理剂以向基材提供表面效果。表面效果包括抗水性、抗垢性和耐污性、以及其他效果，它们尤其可用于纤维基材，诸如纤维、织物、纺织物、地毯、纸张、皮革、以及其他此类基材。许多此类处理剂是部分氟化的聚合物或共聚物。用作纤维基材处理剂的氟化聚合物组合物通常包含当将组合物施加到纤维基材表面时提供抗油性和抗水性的具有三个或更多个碳原子的全氟烷基侧基。全氟烷基基团通常通过多种连接基团附接至不含氟的可聚合基团。然后所得单体通常与赋予基材额外有利特性的其他单体共聚。可掺入各种特定单体，以赋予经改善的交联胶乳稳定性和亲和性。由于除了其所期望的特性以外，每种成分还可赋予某些潜在的不可取特性，因此特定的组合针对于所需的用途。这些聚合物一般以水乳液形式市售，以易于施加到纤维基材。已经进行了各种尝试来增加赋予基材的抗油性和抗水性及其耐久性，同时减小所需的氟化聚合物的量，即提高处理剂的效率或性能。一种方法是掺入封端异氰酸酯或三聚氰胺树脂。然而，仅仅可使用有限的量，因为这些成分往往对纤维基材的手感(感觉)造成不利影响。另一种方法采用各种增充剂聚合物。这些通常为水乳液中的烃聚合物，其在施加到基材之前与氟化聚合物乳液共混。美国专利7,344,758公开了适用于赋予含有氟化丙烯酸酯共聚物的基材抗油性和/或抗水性的乳液。
技术实现思路
需要显著改善表面效应剂的性能的聚合物组合物。具体地讲，需要这样的组合物，该组合物改善对于基材的表面效果的耐久性，同时减小所需的氟化聚合物的量。本专利技术提供了这样的组合物。本专利技术包括处理基材的方法，该方法包括使基材与组合物接触，该组合物包含i)提供表面效果的试剂以及ii)包含通过以下步骤制备的化合物的聚合物增充剂组合物：(i)使(a)选自异氰酸酯、二异氰酸酯、多异氰酸酯、或它们的混合物中的至少一种含异氰酸酯基团的化合物，和(b)选自式(Ia)、(Ib)、或(Ic)，或它们的混合物中的至少一种异氰酸酯反应性化合物反应：其中每个R独立地为-H；-R1；-C(O)R1；-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2；或-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1；每个n独立地为0至20；每个m独立地为0至20；m+n大于0；每个R1独立地为具有5至29个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团；每个R2独立地为-H、或具有6至30个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团；前提条件是当化合物具有式(Ia)时，则R或R2中的至少一个为-H；每个R3独立地为-H；-R1；-C(O)R1；-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个R4独立地为-H、具有6至30个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团，或它们的组合；-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个n’独立地为0至20；每个m’独立地为0至20；m’+n’大于0；前提条件是当化合物为式(Ib)时，则至少一个R2、R3或R4为-H；并且每个R19为-H、-C(O)R1、或-CH2C[CH2OR]3，前提条件是当化合物为式(Ic)时，则至少一个R19或R为-H。本专利技术还包括用组合物处理的基材，该组合物包含当施加到基材时提供表面效果的处理剂以及上述增充剂组合物。本专利技术还包括用于处理基材的组合物，该组合物包含i)提供表面效果的试剂以及ii)包含通过以下步骤制备的化合物的聚合物增充剂组合物：(i)使(a)选自异氰酸酯、二异氰酸酯、多异氰酸酯、或它们的混合物中的至少一种含异氰酸酯基团的化合物，和(b)选自式(Ia)、(Ib)、或(Ic)的至少一种异氰酸酯反应性化合物反应。具体实施方式商标以大写形式在本文中示出。本专利技术包括处理基材的方法，该方法包括使所述基材与组合物接触，该组合物包含当施加到基材时提供表面效果的处理剂以及增充剂组合物。具体地讲，增充剂组合物为可用于在赋予纤维基材耐久的抵抗特性中改善氟化聚合物的性能的非氟化氨基甲酸酯。纤维基材包括纤维、纺织物、纸张、无纺布、皮革、地毯、织物、织物共混物或它们的组合。所谓“织物”意指由纤维构成的天然或合成织物，或它们的共混物，所述纤维诸如棉、人造丝、丝绸、羊毛、聚酯、聚丙烯、聚烯烃、尼龙和芳族聚酰胺诸如“NOMEX”和“KEVLAR”。所谓“织物共混物”意指由两种或更多种类型的纤维制成的织物。通常，这些共混物是至少一种天然纤维与至少一种合成纤维的组合，但是也可为两种或更多种天然纤维的共混物，或两种或更多种合成纤维的共混物。通过在施加到纤维基材之前将本专利技术的增充剂组合物添加到表面处理剂来赋予纤维基材优良的耐久表面特性连同低泛黄和良好耐久性的所需特性。在施加其他处理化学品之前、之后或该过程中，这些混合共混物以水或其他溶剂中的分散体形式被施加到纤维基材。当如此施加时，已发现与处理剂结合的可用于本专利技术中的增充剂组合物具体地讲在洗涤之后提高纤维基材中的表面特性(特别是抗油性和抗水性)的耐久性高达50％。与其他已知的增充剂组合物相比，所述抗性的耐久性有所改善。另外，使用本专利技术的增充剂组合物通过允许使用较低水平的氟化聚合物来增加氟化处理剂的氟效率。将通过混合增充剂组合物分散体与处理剂分散体产生的水性分散体共混物通过已知的方法施加到纤维基材的表面以赋予抗油性、抗垢性和抗水性以及其他表面效果。使用本专利技术的处理剂-增充剂组合物的区别特征为基材上的表面光洁度的高耐久性。可用于本专利技术中的增充剂组合物包含通过以下步骤制备的化合物：(i)使(a)选自异氰酸酯、二异氰酸酯、多异氰酸酯、或它们的混合物中的至少一种含异氰酸酯基团的化合物，和(b)选自式(Ia)、(Ib)、或(Ic)，或它们的混合物中的至少一种异氰酸酯反应性化合物反应：其中每个R独立地为-H；-R1；-C(O)R1；-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2；或-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1；每个n独立地为0至20；每个m独立地为0至20；m+n大于0；每个R1独立地为具有5至29个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团；每个R2独立地为-H、或具有6至30个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团；前提条件是当化合物具有式(Ia)时，则R或R2中的至少一个为-H；每个R3独立地为-H；-R1；-C(O)R1；-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个R4独立地为-H、具有6至30个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团，或它们的组合；-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个n’独立地为0至20；每个m’独立地为0至20；m’+n’大于0；前提条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理基材的方法，所述方法包括使所述基材与组合物接触，所述组合物包含i)提供表面效果的试剂以及ii)包含通过以下步骤制备的化合物的聚合物增充剂组合物：(i)使(a)选自异氰酸酯、二异氰酸酯、多异氰酸酯、或它们的混合物中的至少一种含异氰酸酯基团的化合物，和(b)选自式(Ia)、(Ib)、或(Ic)，或它们的混合物中的至少一种异氰酸酯反应性化合物反应：其中每个R独立地为‑H；‑R1；‑C(O)R1；‑(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2；或‑(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1；每个n独立地为0至20；每个m独立地为0至20；m+n大于0；每个R1独立地为具有5至29个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团；每个R2独立地为‑H、或具有6至30个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团；前提条件是当所述化合物具有式(Ia)时，则R或R2中的至少一个为‑H；每个R3独立地为‑H；‑R1；‑C(O)R1；‑(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或‑(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个R4独立地为‑H、具有6至30个碳并任选地包含至少1个不饱和键的直链或支链烷基基团，或它们的组合；‑(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或‑(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个n’独立地为0至20；每个m’独立地为0至20；m’+n’大于0；前提条件是当所述化合物为式(Ib)时，则至少一个R2、R3或R4为‑H；并且每个R19为‑H、‑C(O)R1、或‑CH2C[CH2OR]3，前提条件是当所述化合物为式(Ic)时，则至少一个R19或R为‑H。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.29 US 61/8064581.一种处理基材的方法，所述方法包括使所述基材与含水组合物接触，所述含水组合物包含：i)提供表面效果的试剂，和ii)不具有未反应的异氰酸酯基团并包含通过以下步骤制备的化合物的聚合物增充剂组合物：(i)使(a)选自异氰酸酯、二异氰酸酯、多异氰酸酯、或它们的混合物中的至少一种含异氰酸酯基团的化合物，与(b)选自式(Ia)、(Ib)或它们的混合物中的至少一种异氰酸酯反应性化合物反应：其中每个R独立地为-H；-R1；-C(O)R1；-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2；或-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1；每个n独立地为0至20；每个m独立地为0至20；m+n大于0；每个R1独立地为具有5至29个碳并任选地包含至少一个不饱和键的直链或支链烷基；每个R2独立地为-H、或具有6至30个碳并任选地包含至少一个不饱和键的直链或支链烷基；前提条件是当所述化合物具有式(Ia)时，则R或R2中的至少一个为–H，并且R中的至少一个选自–C(O)R1；-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2；或-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1；每个R3独立地为-H；-R1；-C(O)R1；-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个R4独立地为-H、具有6至30个碳并任选地包含至少一个不饱和键的直链或支链烷基，或它们的组合；-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’R2；或-(CH2CH2O)n’(CH(CH3)CH2O)m’C(O)R1；每个n’独立地为0至20；每个m’独立地为0至20；m’+n’大于0；前提条件是当所述化合物为式(Ib)时，则所述化合物被烷基单取代、二取代或三取代，并且至少一个R2、R3或R4为–H；其中所述表面效果选自免烫、易烫、收缩控制、无皱、耐久压熨、水分控制、柔软性、防滑性、防静电、防钩伤性、防起球性、抗污性、去污性、抗垢性、去垢性、抗水性、抗油性、气味控制、抗微生物或防晒性，并且所述试剂选自非氟化的阳离子丙烯酸聚合物、非氟化的阴离子丙烯酸聚合物、非氟化的非离子丙烯酸聚合物、部分氟化的氨基甲酸酯、阳离子部分氟化的丙烯酸聚合物或共聚物、非离子部分氟化的丙烯酸聚合物或共聚物、部分氟化的丙烯酰胺聚合物或共聚物、硅酮和石蜡。2.根据权利要求1所述的方法，其中式(Ia)、(Ib)的化合物至少50％为生物基衍生的。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述二异氰酸酯或多异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯均聚物、3-异氰酸根合甲基-3,4,4-三甲基环己基异氰酸酯、双-(4-异氰酸根合环己基)甲烷以及式(IIa)、(IIb)、(IIc)和(IId)的二异氰酸酯三聚体：4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(i)还包括使(c)选自水、至少一种式(IIIa)的有机化合物R5-X(IIIa)、至少一种式(IIIb)的有机化合物R15-(OCH2CH(OR16)CH2)Z-OR17(IIIb)、或它们的混合物中的至少一种第二化合物反应；其中R5选自任选地包含至少一个不饱和基团的-C1至C30直链或支链烷基、羟基官能化的C1至C30直链或支链烷基、羟基官能化的直链或支链C1至C30聚醚、羟基官能化的直链或支链聚酯、羟基官能化或胺官能化的直链或支链有机硅氧烷、硫醇官能化的C1至C30直链或支链烷基、胺官能化的C1至C30直链或支链烷基、其中R7、R8和R9各自独立地为-H、-C1至C6烷基，或它们的组合；R10为1至20个碳的二价烷基；X为选自-OH、-C(O)OH、-SH、-NH(R12)、-O...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC斯沃伦，GO布朗，M文岑兹尼，FV斯帕瑟，
申请(专利权)人：得凯莫斯公司弗罗里达有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US