聚硅氧烷、含氟聚合物和增链剂的组合物制造技术

织物形式的纤维材料由于采用本发明专利技术组合物进行处理而获得舒适的柔软手感和具有耐久性的优异拒油和拒水性能。该组合物可这样制取：ａ）制备聚硅氧烷和带封端的异氰酸酯基团的增链剂在有机溶剂中的溶液，ｂ）将该溶液分散在水中，ｃ）除去有机溶剂以及ｄ）将所获水分散体与含有带全氟烷基基团的聚合物的第二水分散体合并。该制备方法的一种变种在于，早在步骤ａ）就用带全氟烷基基团的聚合物。在此种情况下，步骤ｄ）可省略。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包含具有全氟化基团的聚合物、聚有机硅氧烷和以带有封端的异氰酸酯基团的化合物形式存在的增链剂的，可通过特殊方法制备的组合物。本专利技术还涉及此种组合物用于处理纤维材料，特别是织物，的应用。织物，特别是机织或针织物形式，以含有带全氟化基团(RF基团)的化合物的组合物处理的技术是已知的。处理的结果，纺织品获得拒油和拒水的性能。此类纺织整理方法描述在，例如，EP-A 314 944。如果纺织品用只含有氟聚合物而没有其他添加剂的组合物进行整理，则为在纺织材料上达到足够拒油和拒水性能就需要数量较大的昂贵含RF-基团的聚合物。正因为如此，研发了将氟聚合物与所谓增链剂一起使用的方法。这些增链剂加强氟聚合物的作用并由于使用增链剂而减少氟聚合物的需要量，因此能够节约成本。带封端异氰酸酯基团的化合物已作为高效增链剂问世。以含RF-基团的聚合物和增链剂整理纺织品的技术描述在，特别是US 4 834 764、EP-A 872 503、Ep-A 1 013 687和US 5 324 763中。虽然采用增链剂和氟聚合物能在纺织品上达到良好拒油和拒水性能，但此种体系存在着用它整理过的纺织品手感过分粗硬的缺陷。因此，已尝试将氟聚合物与手感柔软剂一起使用，例如与聚硅氧烷配合使用。已知，有许多聚有机硅氧烷能赋予纺织品舒适的柔软手感。氟聚合物与聚有机硅氧烷的组合在纺织整理上的应用可见诸于，例如，US4 098 742、US 5 276 175、EP-A 325 918和US 5 258 458。这方面，还已知氟聚合物和聚硅氧烷彼此以两种不同聚合物同时并存构成的组合物，还有包含一种共聚物的组合物，其中共聚物既含有全氟化基团(RF基团)又含有有机硅氧烷单元。最后提到的从现有技术已知的组合物既有缺点也有优点。譬如，将聚硅氧烷加入到最终氟聚合物乳液中，在一般情况下，会导致氟聚合物效果，特别是拒油效果，的下降。与仅使用氟聚合物达到的效果相比，此种效果上的下降，尤其出现在整理过的纺织品经过洗涤和熨烫之后。换句话说，当采用这些体系时，拒油以及任选地还有拒水的耐久性均有待改进。这方面，聚硅氧烷究竟原封地加入到成品氟聚合物水分散体中抑或以配好的聚硅氧烷水乳液形式加入，都无关紧要。而基于封端异氰酸酯的增链剂在聚硅氧烷加入以前还是以后加入到氟聚合物分散体中也是无关紧要的。采用含有聚硅氧烷单元含全氟化基团的单元的共聚物，迄今也未能满意地解决效果下降以及连同的问题。本专利技术的目的是提供一种组合物，用它，一方面可赋予纺织材料非常舒适的柔软手感，另一方面，提供高效拒油和拒水性能以及洗涤操作后这方面的耐久性。该目的由一种可按下列顺序的工艺步骤制取的组合物实现a)制备一种含有组分A)、B)和C)以及任选地组分D)的无水溶液，b)按照步骤a)获得的溶液借助分散剂或分散剂的混合物分散到水中，c)除去组分C)，d)将按照工艺步骤c)制取的分散体与含有组分D)的水分散体任选地合并，其中至少在步骤a)中制备的溶液不含组分D)的情况下，一经步骤c)就继续实施工艺步骤d)，其中组分A)是聚有机硅氧烷，其端基由下列通式的单元构成R1R2Si-O-并且其链中含有下列通式的单元-Si(R)(R2)-O-其中单个单元-Si(R)(R2)-O-可沿聚硅氧烷链随意分布，其中所有基团R彼此独立地是具有1～20个碳原子的线型或支链烷基基团，或者是苯基基团，所有基团R1，全部彼此独立地是R、H、-(CH2)u-W或者是含有一个或多个氨基基团的一价脂族基团，其中u是0～4的数且W是OH或OR，其中所有存在的基团R2彼此独立地是H、R、R3或X，其中R3是5～18个碳原子的烷基基团，被氧原子中断和/或其中两个相邻碳原子连同一个氧原子构成环氧基团，或者其中R3是2～12个碳原子的烷基基团，后者上带有苯基作为取代基，以及其中X是含有一个或多个氨基基团和/或一个或多个羟基基团作为取代基的一价烃基基团，其中存在的氨基基团任选部分地或完全地呈季铵化形式，且相关阴离子优选地选自氯阴离子、甲基硫酸根阴离子、苯磺酸根阴离子、烷基芳基磺酸根阴离子和羧酸根阴离子，其中羧酸根阴离子优选地是1～4个碳原子的一元羧酸的阴离子且烷基芳基磺酸根阴离子优选是甲苯磺酸根阴离子，其中组分B)是无氟二异氰酸酯或多异氰酸酯，其NCO基团中有80～100％被封端，其中组分C)是不溶于水的有机溶剂，不含任何羟基基团且大气压下的沸点介于30℃～200℃之间，并且其中组分D)是含有一个或多个全氟化基团(RF)并且不含硅的聚合物，或其中组分D)是此种聚合物的混合物。令人惊奇的是，采用所述工艺步骤，获得的组合物在效果的水平和/或耐久性，特别是整理后纺织品的拒油效果上优于现有技术已知的、含有聚硅氧烷和氟聚合物的组合物。通过首先将增链剂(组分B)和聚有机硅氧烷(组分A)溶解在有机溶剂(组分C)中，然后将获得的溶液分散在水中，在其他工艺步骤实施以后将产生比顺序加入聚硅氧烷或聚硅氧烷分散体和增链剂到氟聚合物的成品水分散体中优越的效果。所以，本专利技术与现有技术相比决定性的区别在于，在第一步骤(工艺步骤a)中，聚有机硅氧烷和增链剂一起(以无水溶液形式)分散在水中。本专利技术组合物另一个优点是，在许多情况下，要求的纺织品柔软手感水平可用比使用具有相同氟聚合物含量的已知制剂时数量少得多的聚有机硅氧烷达到。所述优点不论实施下面详述的两种工艺方案变种(或者早在步骤a)就使用组分D)，或者只有等到步骤d)才加入组分D))中哪一种都可获得。这两种方案变种中哪一种产生比另一种好的效果，尤其取决于RF聚合物的本性。本专利技术组合物可按照工艺步骤a)到c)以及任选地随后d)来制取，它们按照这样的顺序实施(a->b->c)或者(a->b->c->d)。在步骤a)中，制备一种含有下面描述的组分A)、B)和C)的无水溶液。就此而论，“无水应理解为，组分A)、B)和C)以实际上无水的形式用于制备该溶液；然而，作为杂质存在的痕量水一般不引起麻烦。为制备该溶液，组分A)和B)可以以纯净形式使用；然而也可先制备A)在有机溶剂中的溶液和/或B)在有机溶剂中的溶液，随后再与其他组分混合。组分A)、B)和C)的混合顺序无关紧要。该溶液的制备在许多情况下可在室温和机械搅拌下实施；恰当的话，它在高温下实施。存在于本专利技术组合物中的组分D)(含RF基团、无硅聚合物或者此类聚合物的混合物)可在使用组分A)、B)和C)之外早在步骤a)中就使用，或者将它以无溶剂形式与组分A)、B)和C)混合，或者将它以在有机溶剂中的溶液形式加入到组分A)、B)和C)的混合物中。该有机溶剂可与组分C)相同。另一方面，如果步骤a)实施时不使用组分D)，则步骤c)之后必须实施步骤d)，其中按照步骤c)获得的水分散体与组分D)的水分散体合并。然而，即使组分D)已在步骤a)中使用过，还可另外地实施步骤d)，尽管在此种情况下这不是必须的。如果组分D)既在步骤a)又在步骤d)中使用，则这两种组分D)就其化学结构而言可以彼此相同或不同。按照步骤a)获得的溶液每种情况可包含下面针对组分A)、B)和C)还有D)给出的定义所涵盖的仅仅单一化合物。然而，组分A)、B)、C)和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可按下列顺序工艺步骤制取的组合物　　　　ａ）制备一种含有组分Ａ）、Ｂ）和Ｃ）以及任选地组分Ｄ）的无水溶液，　　　　ｂ）按照步骤ａ）获得的溶液借助分散剂或分散剂的混合物分散到水中，　　　　ｃ）除去组分Ｃ），　　　　ｄ）将按照工艺步骤ｃ）制取的分散体与含有组分Ｄ）的水分散体任选地合并，　　　　其中至少在步骤ａ）中制备的溶液不含组分Ｄ）的情况下，一经步骤ｃ）就继续实施工艺步骤ｄ），　　　　其中组分Ａ）是聚有机硅氧烷，其端基由下列通式的单元构成　　　　Ｒ↑［１］Ｒ↓［２］Ｓｉ－Ｏ－　　　　并且其链中含有下列通式的单元　　　　－Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ↑［２］）－Ｏ－　　　　其中单个单元－Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ↑［２］）－Ｏ－可沿聚硅氧烷链随意分布，　　　　其中所有基团Ｒ彼此独立地是，具有１～２０个碳原子的线型或支链烷基基团，或者是苯基基团，所有基团Ｒ↑［１］，全部彼此独立地是Ｒ、Ｈ、－（ＣＨ↓［２］）↓［ｕ］－Ｗ或者是含有一个或多个氨基基团的一价脂族基团，　　　　其中ｕ是０～４的数且Ｗ是ＯＨ或ＯＲ，　　　　其中所有存在的基团Ｒ↑［２］彼此独立地是Ｈ、Ｒ、Ｒ↑［３］或Ｘ，　　　　其中Ｒ↑［３］是５～１８个碳原子的烷基基团，被氧原子中断和／或其中两个相邻碳原子连同一个氧原子构成环氧基团，或者其中Ｒ↑［３］是２～１２个碳原子的烷基基团，后者上带有苯基作为取代基，以及　　　　　其中Ｘ是含有一个或多个氨基基团和／或一个或多个羟基基团作为取代基的一价烃基基团，　　　　其中存在的氨基基团任选部分地或完全地呈季铵化形式，且相关阴离子优选地选自氯阴离子、甲基硫酸根阴离子、苯磺酸根阴离子、烷基芳基磺酸根阴离子和羧酸根阴离子，其中羧酸根阴离子优选地是１～４个碳原子的一元羧酸的阴离子且烷基芳基磺酸根阴离子优选是甲苯磺酸根阴离子，　　　　其中组分Ｂ）是无氟二异氰酸酯或多异氰酸酯，其ＮＣＯ基团中有８０～１００％被封端，　　　　其中组分Ｃ）是不溶于水的有机溶剂，不含任何羟基基团且大气压下的沸点介于３０℃～２００℃之间，并且　　　　其中组分Ｄ）是含有一个或多个全氟化基团（Ｒ↓［Ｆ］）并且不含硅的聚合物，或其中组分Ｄ）是此种聚合物的混合物。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：F迪尔施尔，E施德克，TT赖曼当，R莫尔斯，S吕德曼，W阿特纳，H戈根里德，
申请(专利权)人：西巴特殊化学品普法希股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]