包含氨基硅氧烷聚合物纳米乳液的织物处理组合物制造技术

本发明专利技术涉及织物处理组合物，其包含氨基硅氧烷聚合物纳米乳液。更具体地，本发明专利技术涉及织物处理组合物，其包含可用于防止表面被污染或润湿的氨基硅氧烷聚合物纳米乳液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及织物处理组合物，所述织物处理组合物包含氨基硅氧烷聚合物纳米乳液以及制备所述处理组合物的方法。更具体地，本专利技术涉及制备织物处理组合物的方法，所述织物处理组合物包含可用于防止表面被污染或润湿的氨基硅氧烷聚合物纳米乳液。
技术介绍
已经进行许多尝试以发展通过从表面排斥水和油基的污垢来提供表面保护的处理组合物。含氟聚合物如得自3M的中所用的那些，已被充分确立作为拒污剂分子。然而，含氟聚合物由于环境、健康状态和安全的担忧，如持久的生物累积性和毒性的潜在性和可能性，因此不是优选的。包含氨基改性的有机硅以及高浓度乙二醇一烷基醚和高浓度非离子表面活性剂例如聚氧化烯支化的癸基醚的氨基改性的有机硅微乳液是已知的；该氨基改性的有机硅纳米乳液被描述为外观透明并且具有小粒度。然而，由于它们掺入显著量的非离子表面活性剂以获得所需的稳定性和颗粒尺寸，因此这些组合物在将最大量的疏水性递送到表面方面具有挑战。遗憾的是，当前非含氟聚合物保护表面的尝试持续呈现缺点，包括效率低，难以在合理成本和优选形式下达到所期望的有益效果，加工和配制挑战，以及产品不稳定性。持续需要以便利和稳定形式高效向表面递送可沉积有益效果如水和油污拒垢性的非含氟聚合物技术。即时在使用非含氟聚合物技术时，尝试也较少成功，这是由于一般不能意识到除了优化溶剂体系、添加可增强性能的助剂成分、以及等同地除去可阻碍性能的助剂之外，在制备过程中添加的顺序以及加工条件本身的重要性。申请人已发现，通过在乳液制备和使用乳液配制成品期间，优化添加原料的顺序，所述乳液和成品的整体稳定性可大大提高。另外，沉积效率和整体污垢拒垢性有益效果可以最大化，同时最小化对常见于含有机硅的组合物，诸如污染织物或玷污织物、衣物处理机残基、和产物变色的负面结果的可能性。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，本专利技术试图通过提供制备氨基硅氧烷纳米乳液的方法来解决多于一个需要，所述氨基硅氧烷纳米乳液可掺入包含所述纳米乳液的表面处理组合物中。所述纳米乳液包含有机硅树脂，氨基硅氧烷聚合物，其具有小于约0.6meq/g的胺当量，其中所述聚合物具有大于约5％但小于约25％的包含羟基官能团的末端基团；单一有机溶剂，其选自由直链醇、支链醇、格尔伯特醇、脂肪酸酯、乙二醇醚、异链烷烃、萘酚以及它们的混合物组成的组；含水载体；质子化剂；任选地，选自阳离子聚合物和两性聚合物的沉积助剂，以及助剂成分；其中所述纳米乳液基本上不含表面活性剂。本专利技术的另一个方面包括处理组合物，所述处理组合物包含如本文所述的氨基硅氧烷聚合物纳米乳液。本专利技术的其它方面包括制备包含氨基硅氧烷聚合物纳米乳液的处理组合物的方法，以及利用包含氨基硅氧烷聚合物纳米乳液的处理组合物处理表面的方法。具体实施方式本专利技术各种实施方案的特征和有益效果将由以下说明变得显而易见，所述说明包括旨在给出本专利技术的广泛代表的具体实施方案的示例。从这些描述和从本专利技术的实践，多种修改形式对于本领域的技术人员将显而易见。范围不旨在限于所公开的具体形式，并且本专利技术涵盖了所有落入如权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的修改、等同物和另选的替代方案。如本文所用，当用于权利要求或说明书中时，包括“所述”、“一个”和“一种”在内的冠词被理解为是指一种或多种受权利要求书保护的或描述的物质。如本文所用，术语“包括”、“包含”和“含有”是非限制性的。如本文所用，术语“基本上没有”和/或“基本上不含”是指所指物质以非有意加入到组合物中以形成所述组合物的一部分的最小量存在，或者优选不以可分析检测的含量存在。这是指包括其中所指材料仅作为有意加入的其它材料中的一种中的杂质而存在的组合物。优选地，基本上不含表面活性剂是指乳液包含按重量计至多1％的表面活性剂，更优选地按重量计至多0.1％的表面活性剂。如本文所用，术语纳米乳液是指热动力学稳定的水包油乳液，所述乳液具有极小的液滴尺寸(低于750nm，或通常低于250nm)。这些材料具有特殊的性质，包括光学半透明性，非常大的分散相面容比和长期动力学稳定性。由于外观类似，半透明的纳米乳液有时与微乳液混淆，所述微乳液属于另一类稳定(热动力学)并且光学透明的胶态体系。通过用表面活性剂、辅助表面活性剂和共溶剂的混合物“增溶”油分子，自发形成微乳液。所需表面活性剂在微乳液中的浓度通常比在纳米乳液中的浓度高若干倍，并且显著超过分散相(一般为油)的浓度。由于表面活性剂造成许多不可取的负效应，这对于许多应用而言是不利的或难以承受的。此外，微乳液的稳定性易于通过稀释、加热或改变pH值而受到损害。相比之下，根据本专利技术的纳米乳液通过明智地选择以下溶剂体系来形成，所述溶剂体系提供硅氧烷的充分溶解，并表现出与水一定程度的混溶性，从而在不使用表面活性剂的情况下可以获得稳定的水性乳液。不希望受理论的束缚，申请人认为选择溶剂或溶剂体系，由此溶剂表现出双极性，所选择的这些溶剂可以在没有引入表面活性剂通常带来的润湿效果的情况下与溶液中的表面活性剂表现类似。因此，在没有存在表面活性剂的情况下，有可能递送一种油包水乳液，其能够向目标表面提供最大的疏水性。所有引用的专利和其它文献均在相关部分中以引用方式并入，如同本文中重新陈述的那样。对任何专利或其它文献的引用都不应被理解为是所引用的专利或其它文献对其作为本专利技术的现有技术的认可。在本说明书中，所有的浓度和比率都是基于总纳米乳液组合物的重量的，除非另有说明，所有的压强等于0.10MPa(绝对值)，并且所有温度都等于20℃。已知的氨基硅氧烷聚合物微乳液和用于制备氨基硅氧烷聚合物微乳液的方法利用高含量溶剂和非离子表面活性剂(例如，12％乙二醇单己醚每100％氨基硅氧烷聚合物和40％聚氧化烯支化的癸醚每100％氨基硅氧烷聚合物)，和/或需要呈热或高剪切力形式的高能量以便获得期望的纳米粒度。不受理论的约束，据信在乳液中存在高含量溶剂和表面活性剂阻碍氨基硅氧烷聚合物在待处理的表面上的沉积；在高溶剂和高表面活性剂乳液中的氨基硅氧烷聚合物小滴趋于留在乳液中而不是沉积在表面上。这致使对表面的任何有益效果如拒水性或拒油性提高的递送不佳。此类有益效果可量化为织物上的芯吸时间增加，已处理的织物上的干燥时间减少，和/或硬质表面上的接触角增大。与常规的氨基硅氧烷聚合物微乳液相比，本专利技术的氨基硅氧烷聚合物纳米乳液包含减少的溶剂含量和非有意添加的表面活性剂并且可在不向乳化方法输入高能量的情况下获得。本文所公开的氨基硅氧烷聚合物纳米乳液提供在目标表面上的高效沉积。由该沉积获得的有益效果可一般应用于拒斥水和/或水基组合物和/或油和/或油基组合物如水基污渍和油污的领域。不受理论的约束，据信本文所公开的氨基硅氧烷聚合物纳米乳液包含自组装、球形、带正电的氨基硅氧烷聚合物纳米颗粒(其包含减少的溶剂和表面活性剂含量)这些自组装的带正电荷的球形纳米颗粒表现出有效的沉积和受控制的扩散，这被认为是在提供如以下指定芯吸时间法所确定的拒垢性有益效果的表面上形成结构膜。本专利技术所公开的纳米乳液的平均粒度在约20nm至约750nm，或约20nm至约500nm，或约50nm至约350nm，或约80nm至约200nm，或约90nm至约150nm的范围内(如通过MalvernZetasizerNano系列仪器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种织物处理组合物，所述织物处理组合物包含纳米乳液，所述纳米乳液根据包括以下步骤的方法制备：a)在有机溶剂体系中增溶有机硅树脂以产生具有80％或更小的浓度的有机硅树脂溶液，其中所述有机溶剂体系包含选自由一元醇、多元醇、一元醇的醚、多元醇的醚、脂肪酯、格尔伯特醇、异链烷烃、萘酚、乙二醇醚中的单一溶剂组成的组，前提条件是如果溶剂是二醇醚则其不是二甘醇单丁醚；b)将a)中所述的有机硅树脂溶液与所述氨基硅氧烷聚合物混合以获得具有20:1的比率的氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物；c)使所述氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物在环境温度下老化至少6小时；d)将氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物添加到容器；e)任选地在搅拌下将另外的有机溶剂添加到氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物；f)混合直到均匀；g)添加质子化剂；h)另外地添加产生所需浓度的纳米乳液的量的含水载体；i)将纳米乳液添加到容器中；j)任选地，将香料油添加到含有上述纳米乳液的容器中；k)添加有机溶剂；l)任选地，添加沉积助剂聚合物；m)添加达到所需成品浓度所需的另外的水；n)任选地，添加防腐剂；o)任选地，添加分散剂；p)添加质子化剂；以及q)任选地，添加染料。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 US 14/444,0041.一种织物处理组合物，所述织物处理组合物包含纳米乳液，所述纳米乳液根据包括以下步骤的方法制备：a)在有机溶剂体系中增溶有机硅树脂以产生具有80％或更小的浓度的有机硅树脂溶液，其中所述有机溶剂体系包含选自由一元醇、多元醇、一元醇的醚、多元醇的醚、脂肪酯、格尔伯特醇、异链烷烃、萘酚、乙二醇醚中的单一溶剂组成的组，前提条件是如果溶剂是二醇醚则其不是二甘醇单丁醚；b)将a)中所述的有机硅树脂溶液与所述氨基硅氧烷聚合物混合以获得具有20:1的比率的氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物；c)使所述氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物在环境温度下老化至少6小时；d)将氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物添加到容器；e)任选地在搅拌下将另外的有机溶剂添加到氨基硅氧烷聚合物与有机硅树脂的混合物；f)混合直到均匀；g)添加质子化剂；h)另外地添加产生所需浓度的纳米乳液的量的含水载体；i)将纳米乳液添加到容器中；j)任选地，将香料油添加到含有上述纳米乳液的容器中；k)添加有机溶剂；l)任选地，添加沉积助剂聚合物；m)添加达到所需成品浓度所需的另外的水；n)任选地，添加防腐剂；o)任选地，添加分散剂；p)添加质子化剂；以及q)任选地，添加染料。2.根据权利要求1所述的织物处理组合物，其中所述织物处理组合物具有小于7的pH。3.根据前述任一项权利要求所述的织物处理组合物，其中所述织物处理组合物具有1至6.5的pH。4.根据前述权利要求中任一项所述的织物处理组合物，其中所述纳米乳液具有小于1um的平均粒度。5.根据前述权利要求中任一项所述的织物处理组合物，其中所述纳米乳液具有大于30nm但小于500nm的平均粒度。6.根据前述权利要求中任一项所述的织物处理组合物，当施用于织物表面上时其具有大于30秒的芯吸时间。7.根据前述权利要求中任一项所述的织物处理组合物，其中所述处理组合物选自：衣物洗涤喷雾组合物、衣物漂洗添加剂组合物、和硬质表面处理组合物。8.根据前述权利要求中任一项所述的织物处理组合物，其中所述处理组合物还包含助剂成分。9.根据权利要求8所述的织物处理组合物，其中所述助剂成分选自：助洗剂、沉积助剂聚合物、螯合剂、染料转移抑制剂、分散剂、酶、和酶稳定剂、催化材料、漂白剂、漂白活性剂、聚合分散剂、粘土污垢移除/抗再沉积剂、增白剂、染料、调色剂、紫外吸收剂、香料、香料递送体系、结构增弹剂、增稠剂/结构剂、织物软化剂、载体、水溶助长剂、加工助剂、低聚胺和颜料。10.根据权利要求9所述的织物处理组合物，其中：a)所述织物软化活性物质优选选自由聚甘油酯、油性糖衍生物、蜡乳液、脂肪酸、N,N-双(硬脂酰氧乙基)-N,N-二甲基氯化铵、N,N-双(牛油酰氧乙基)-N,N-二甲基氯化铵、N,N-双(硬脂酰氧乙基)-N-(2-羟基乙基)-N-甲基甲硫酸铵、以及它们的混合物组成的组；b)所述沉积助剂聚合物包含阳离子聚合物，所述阳离子聚合物具有在所述组合物的pH下0...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·D·威特，M·R·斯维克，K·L·弗利特，P·B·怀廷，H·W·布罗宁，C·J·基尼利，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US