防水、防污、无氟组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于处理纺织物品尤其是地毯从而防水、防污和耐玷污的无氟组合物，其包括包含水性硅酮乳状液、硅烷季铵盐的水性分散体和水的第一组合物，以及包含其为胶体有机硅氧烷共聚物的水性分散体的拒污性组分的第二组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与相关申请的交叉参考本专利申请要求于2013年11月12日提交的欧洲专利申请号13192548.9的优先权利益。该专利申请以引用的方式在此全文并入本专利申请。本专利技术涉及致使由合成纤维或天然纤维制成的纺织物品例如地毯及其他纺织地板覆盖物防水、防污和耐玷污的无氟组合物。本专利技术另外涉及用于处理纺织物品的方法，以及用于处理的纺织物品从而防水、防污和耐玷污的方法，所述纺织物品尤其是地毯。一般地，已知使用含氟化学制品和组合物以对合成或天然起源的纺织品纤维赋予各自有价值特性，特别是使地毯及其他纺织地板覆盖物免于弄湿和污损。
US-6,824,854公开了用防污试剂处理的地毯，所述防污试剂包括与阴离子表面活性剂组合的具有至少一个脲、氨基甲酸酯或酯键的多氟有机化合物的分散体。由此多氟化合物与表面活性剂的比率为约0.075:1.0至约5:1。US-4,264,484涉及其为防污和耐玷污且已用包含液体的组合物处理的地毯，所述液体含有来源于不含非乙烯氟的烯属不饱和单体(具有高于约25℃的一个主要转变温度)的水不溶性聚合物，和水不溶性含氟脂肪族原子团和脂肪族含氯酯(具有高于约25℃的主要转变温度)。EP-A 2 205 688公开了用氟化水溶性(甲基)丙烯酸酯共聚物处理基质的方法，其的确对由此处理的基质赋予防水性、防污性和耐玷污性。EP-A 2 222 734描述了共聚物和用此类共聚物处理纤维性基底的方法，以致使基底防污且赋予最低限度防水性。共聚物通过甲基丙烯酸与具有直链或分支全氟烷基的某些氟化烷基化异氰酸苄酯的聚合进行制备。它还已知对纺织品和织物赋予无氟防水性。EP-A 1 368 525描述了组合物及其用于处理纺织品、纤维和织物基底的用途，由此期望特性如防水性和耐久性得到增强。所述组合物是各种组分的相当复杂的混合物，所述各种组分例如具有环氧官能团的化合物、具有烷氧基官能团的化合物、选自特异性化合物的交联组分和包含矿物酸的金属盐例如氯化锌、氯化镁、金属皂和酐的催化剂。当具有特定官能团和交联组分的化合物与催化剂反应且固化时，形成适合于对纺织品赋予所需特性的缩合产物。然而，相关技术未能公开用提供防污性和防水性两者的无氟化学组合物处理的地毯或纺织地毯覆盖物，以及不含氟且具有这些高质量特性的地毯或纺织地毯覆盖物。此外，在地毯和纺织地毯覆盖物工业中存在用无氟防污和防水产品替换目前使用的C6-含氟化学制品的越来越多的兴趣。环保标签例如由RALgGmbH,St.Augustin，德国授予的\Blue Angel\和其他不断加强这一趋势。专利技术目的因此，本公开内容的目的是提供无氟组合物，其对纺织地毯基底可靠地赋予不受水和污物的有害影响的表面保护。此类组合物应易于制造且易于应用于合成或天然起源的纺织品，同时赋予与如目前可在市场上获得的含氟化学制品可比较的保护。此外，可靠的防水性应通过用此类新组合物处理提供给地毯和纺织地毯覆盖物。
技术实现思路
本专利技术因此涉及含氟组合物，其包含：W1)水性硅酮乳状液，其具有基于所述水性乳状液的总重量10至30重量％、优选15至25重量％的硅酮含量，并且具有25至100nm、优选40至80nm的粒度d50，W2)硅烷季铵盐的水性分散体，其具有基于所述分散体的总重量1.0至7.0重量％、优选2.5至5.5重量％、更优选3.0至5.0重量％的固体含量，和W3)水，由此混合比率对于W1为0.5至4.0体积份，对于W2为0.7至1.5体积份，且对于W3为1.0至4.0体积份，从而获得组分W。S)拒污组分S，其为胶体有机硅氧烷共聚物的水性分散体，并且具有总体阳离子或阴离子电荷，并且具有25至400nm、优选30至250nm、更优选30至200nm包括30至50nm的平均粒度。本专利技术的另一个目的是制造物品，尤其是地毯或纺织地毯覆盖物，其通过例如喷雾应用或泡沫应用用如本文上文描述的组合物进行处理，由此致使物品防水和防污。本专利技术的另一个目的是用如本文上文描述的组合物以有效量处理合成或天然来源的纺织品或纤维以致使纺织品或纤维防水和防污的方法。本专利技术的另一个目的是试剂盒，其在分开的容器中提供a)以给定混合比率的组分W1、W2和W3的混合物，称为组分W，和b)组分S(拒污组分)，其可在地毯制造场所混合和/或使用。具体实施方式防水性组分，组分W防水性指基底拒绝水和水/异丙醇混合物的程度，并且使用与用于防油性的那种相似的方法进行测定。与目前应用的防污或防水化学制品不同，通过本专利技术提供的组合物不含含氟成分。组合物包含两种组分W和S，并且可调整应用于地毯或纺织地毯覆盖物的W与S的比率，以经济上有利的使用率实现最大限度的防水性和防污性益处。在本专利技术中可用作组分W1的通常硅酮或聚硅氧烷包括由von Alberti在WO 2012/130332中描述的那些。WO 2012/130332以引用的方式并入本文。通过von Alberti描述的聚硅氧烷是式1的一般氨基聚硅氧烷：R1aR2b(OR3)cSiO(4-a-b-c)/2 (I)其中：R1意指等同或不同的单价、无氮、任选卤素取代的SiC键合的C1-C6烷基原子团，R2意指等同或不同的单价、任选卤素取代的SiC键合的、含碱性氮的C1-C6烷基原子团，R3是H或C1-C8烷基原子团，a是0、1、2或3，优选0、1或2，b是0、1、2或3，优选0、1或2，或至少0.05的平均值，和c是0或1，前提是a、b和c的总和小于或等于3，并且有机聚硅氧烷的胺数目是至少0.01。更优选地，b的平均值是约1至约2。更优选地，烷氧基OR3选自C1-C5烷氧基，并且代表特别是甲氧基、乙氧基和丙氧基。更优选地，烷氧基OR3是式(I)的唯一末端单元。“卤素”意指-Cl、-Br或-I，优选-Cl或-Br，更优选-Cl。“碱性氮”是伯胺、仲胺或叔胺，优选伯胺和/或仲胺。R2的优选例子是H2N(CH2)3-、H2N(CH2)2NH(CH2)2-、H2N(CH2)2NH(CH2)3-、H2N(CH2)2-、H3CNH(CH2)3-、C2H5NH(CH2)3-、H3CNH(CH2)2-、C2H5NH(CH2)2-、H2N(CH2)4-、H2N(CH2)5-。更优选的烷基氨基烷基R2由式(II)表示：H2NR4NHR5- (II)其中R4和R5优选各自独立地为C1-C3烯烃。落入式II内的上文例示的基团是尤其优选的。根据本专利技术的浓缩物通常含有聚硅氧烷稳定乳化剂。根据本专利技术的优选浓缩物含有非表面活性剂乳化剂种类。二醇和二醇醚是特别优选的。特别优选的非表面活性剂乳化剂种类的例子是二甘醇单丁醚(丁基二甘醇)和乙二醇单己醚(己二醇)。优选乳化剂确保聚硅氧烷组成成分作为精细分开的乳状液保持在水中。纳米规模的乳状液对于应用于地毯表面用于防水性益处是尤其有益的，并且约10nm至约400nm、尤其是30至100nm例如约55nm的平均(＝平均值)小滴尺寸在乳状液中是特别优选的(测试方法参见下文)。非离子型乳化剂的选择是有利的，因为它们作用于抑制在应用期间不需要的发泡，并且它们促成基底表面上的均匀处理。如果发泡是应用需要的，则可提供发泡剂。式I的硅酮分类为氨基聚硅氧烷。具有式I的尤其优选的产品在商品名\HC 303\下由Wacke本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无氟组合物，所述无氟组合物包括：a.包含下述的第一组合物i.水性硅酮乳状液，其具有基于所述水性乳状液的总重量10至30重量％的非挥发性硅酮含量，并且具有25至100nm的粒度d50，ii.硅烷季铵盐的水性分散体，其具有基于所述分散体的总重量1.0至7.0重量％的固体含量，和iii.水，由此混合比率对于(i)为0.5至4.0体积份，对于(ii)为0.7至1.5体积份，且对于(iii)为1.0至4.0体积份，和b.包含拒污性组分的第二组合物，所述拒污性组分是胶体有机硅氧烷共聚物的水性分散体，并且具有总体阳离子或阴离子电荷，并且具有25至400nm的平均粒度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.12 EP 13192548.91.一种无氟组合物，所述无氟组合物包括：a.包含下述的第一组合物i.水性硅酮乳状液，其具有基于所述水性乳状液的总重量10至30重量％的非挥发性硅酮含量，并且具有25至100nm的粒度d50，ii.硅烷季铵盐的水性分散体，其具有基于所述分散体的总重量1.0至7.0重量％的固体含量，和iii.水，由此混合比率对于(i)为0.5至4.0体积份，对于(ii)为0.7至1.5体积份，且对于(iii)为1.0至4.0体积份，和b.包含拒污性组分的第二组合物，所述拒污性组分是胶体有机硅氧烷共聚物的水性分散体，并且具有总体阳离子或阴离子电荷，并且具有25至400nm的平均粒度。2.根据权利要求1所述的组合物，其中如使用粒度测试方法测定的，(i)和(ii)的组合具有10至400nm的平均粒度直径。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中根据ζ电位测试，(i)和(ii)的组合具有0.07的平均ζ电位。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述硅酮是式I的氨基聚硅氧烷：R1aR2b(OR3)cSiO(4-a-b-c)/2 (I)其中：R1意指等同或不同的单价、无氮、任选卤素取代的SiC键合的C1-C6烷基原子团，R2意指等同或不同的单价、任选卤素取代的SiC键合的、含碱性氮的C1-C6烷基原子团，R3是H或C1-C8烷基原子团，a是0、1、2或3，优选0、1或2，b是0、1、2或3，优选0、1或2，或至少0.05的平均值，和c是0或1，前提是a、b和c的总和小于或等于3，并且有机聚硅氧烷的胺数目是
\t至少0.01。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述硅烷季铵盐是式III的化合物(R6O)3SiR7N+(R8)(R9)(R10)Y- (III)其中：R6是H、甲基、乙基、丙基或丁基，R7是C1-C6烷基，R8和R9独立地是H、甲基、乙基、丙基或丁基，R10是C1-C22烷基，和Y是Cl或Br。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述拒污性组分包括由下述组成的固体有机硅氧烷共聚物的水性阳离子或阴离子溶胶分散体：R11SiO3/2单元(IV)和/或R12...

【专利技术属性】
技术研发人员：M鮑曼，
申请(专利权)人：英威达技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH