用于疏水性化合物的非再湿O/W(水包油)乳化体系制造技术

本发明专利技术公开了一种乳化液体组合物，其包含疏水相、质子化酰胺和质子化胺(其具有定义的碳与氮原子的摩尔比)的乳化组合物以及水。组合物可选地包含消泡剂、聚结剂、防腐剂、助乳化剂、扩链剂、交联剂和流变改性剂中的至少一种。所述组合物可用于对无机、有机或纤维型材料引入疏水性的应用，而不会有不希望的回湿或再湿效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于疏水性化合物的非再湿O/W(水包油)乳化体系


[0001]本专利技术整体上涉及包含有机酰胺、有机胺和酸的组合的新型乳化体系，以及通过不同的施用方法和广泛的活化温度获得增强的无机、有机或纤维型材料的疏水性以及良好的洗涤和/或耐候性的改善方法。

技术介绍

[0002]在疏水性化学品的乳化中的主要挑战之一是发现分散/乳化/表面活性剂，其在将乳液施加到不同材料(无机、有机或纤维型材料)的表面上之后不引起经处理材料的再湿。虽然传统的表面活性剂可用于在水性制剂中乳化疏水剂，但由于它们在经处理材料的最终表面性质(回湿方面)中的干预，它们对最终预期材料表面性质的干扰降低了用于乳液中的疏水剂的实际性能。已经将不同的非润湿乳化体系引入市场，例如，使用具有受控寿命的不耐热表面活性剂(市售的氧化胺表面活性剂)如Cetapol OX20(Avocet Dyes Ltd)，或挥发性表面活性剂如Surfynol 61(Air Products)。然而，这些体系的使用受到限制，因为它们不能在低使用水平下提供强表面活性，它们需要长时间加热(不耐热表面活性剂)和使用安全性等问题。
[0003]瑞典专利申请1651195
‑
8公开了一种用疏水剂使纤维材料疏水化的乳液，其采用选定的氨基硅氧烷，所述氨基硅氧烷在酸存在下以质子化形式用作临时乳化剂，但随后在与纤维一起引入网络中时将失去其表面活性，因此消除了回湿问题。尽管如此，仍然需要一种新的用于疏水化材料而没有回湿或再湿的乳化体系，其允许在低温下固化，允许乳化剂的低使用水平，并允许乳化广泛的疏水剂，例如油、蜡和硅烷等。同时，与氨基硅氧烷类乳化体系相比，本专利技术的新型乳化体系的有机碱将提供一种使用来自可再生资源的生物型材料的方式，并且因此导致更可持续的产品系列。
[0004]之前已经提出，乳化组合物可作为增强纤维材料疏水性的手段，参见例如US3374100A。
[0005]专利技术目的
[0006]本专利技术的目的是提供新的乳化组合物，其包含有机酰胺、有机胺和酸的组合，能够乳化广泛的疏水性化合物。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供改善的施用方法，以获得增强的疏水性、耐风化和洗涤的防水性以及对无机、有机或纤维型材料上的水溶性污垢的排斥性，能够使用广泛的活化温度。
[0008]本专利技术的另一个目的是提供成本有效的施用，其产生立即的疏水性或用乳液处理的材料，所述乳液可在水中稀释，并且在浓缩和高度稀释的形式(1:30)中都稳定，从而能够对处理的材料进行有效的附加控制。
[0009]本专利技术的另一个目的是避免所施用材料的回湿或再湿，这可由材料表面上的常规表面活性剂(乳化剂)引起，结果是需要额外的清洁步骤以使材料产生正确的疏水性。
[0010]本专利技术的另一个目的是提供使用具有有机结构的非再湿乳化组合物的手段，所述
组合物可潜在地由可再生资源生产。
[0011]本专利技术的另一个目的是提供使用已知的工业上使用的方法和化学乳液组合物的手段，例如用于无机、有机或纤维型材料如织物、无纺布、木材、纸、玻璃、玻璃纤维、石料、砖块等的当前生产方法中。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种用于施用的化学乳液组合物，其具有低粘度(例如低于100mPas)、用于干燥和固化的宽温度间隔(其不引起或引起非常少的处理材料的黄化，立即增强疏水性和水基污垢排斥性)以及在相关材料(例如织物)上的柔软手感，同时避免使用碳氟化合物。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种用于施用的化学乳液组合物，其允许通过使用所述可选的助乳化剂、催化剂、防腐剂、流变改性剂或其混合物添加或部分取代本专利技术的化学组合物的一种或多种化合物来进行简单的操作，以调节所处理材料上的组合物的特性和效果，并且进一步调节干燥和固化时间以及温度。
[0014]本专利技术的再一个目的是提供化学乳液组合物，其对不同的材料产生高度持久的疏水性，在施用后立即产生效果，具有良好的保质期，并且在洗涤/浸出时的不利环境影响被最小化。
[0015]本专利技术的另一个目的是避免或最大程度地减少表面活性剂/乳化剂/表面活性剂的使用，所述表面活性剂/乳化剂/表面活性剂不利地影响经处理材料的最终疏水性质，并且当洗涤/浸出时可能对环境具有不利影响。
[0016]本专利技术的这些和其它目的、特征和优点将由下面的详细描述中变得更加显而易见。

技术实现思路

[0017]在第一个整体方面，本专利技术涉及一种乳化组合物，其包含：
[0018]a)至少一种带正电荷的有机酰胺，其选自聚合酰胺和通式I的酰胺中的至少一种：
[0019][0020]其中X1、X2和X3是相同或不同的基团和聚合酰胺，使得所述至少一种酰胺的碳原子与氮原子的摩尔比是70≥C/N≥3，优选60≥C/N≥5，并且更优选50≥C/N≥6，其中通式I的酰胺选自总碳数小于150个碳原子的饱和或不饱和、支链或直链酸的伯、仲和叔酰胺，并且其中通式I的酰胺选自在1至7的pH下不溶于水的饱和或不饱和、支链或直链酸的伯、仲或叔酰胺；以及
[0021]b)至少一种带正电荷的有机胺，其选自聚合胺和以下通式II的胺中的至少一种：
[0022][0023]其中Y1、Y2、Y3、Y4和Y5是相同或不同的基团，使得所述至少一种胺的碳原子与氮原子的摩尔比是70≥C/N≥3，优选60≥C/N≥5，并且更优选50≥C/N≥6，并且其中通式II的胺选自总碳数小于150个碳原子的伯、仲或叔胺，其中通式II的胺在1至7的pH下是不溶于水的，并且其中所述胺选自具有饱和或不饱和的、支链或直链的烃链的伯、仲或叔胺，或者其中所述胺为衍生自饱和或不饱和的、支链或直链的酸的胺；以及
[0024]至少一种路易斯酸和/或至少一种布朗斯台德酸，其选自元素周期表中第2、4、8、12和13族的路易斯酸和pka<7的布朗斯台德酸。
[0025]令人惊讶地发现，通过使用本专利技术的包含水不溶性酰胺和胺的乳化组合物，实现了乳化组合物与疏水剂之间改善的相互作用。这种改善的相互作用导致乳化组合物表现出改善的水包油体系的分散，即稳定性。结果，乳化组合物能够更好地将疏水剂分布在纤维型材料上。不受理论的束缚，据信非水溶性乳化组合物能够更好地支持疏水性相汇集到经处理的纤维型材料上，从而使防水性更持久和并减少再湿。
[0026]在乳化组合物的一个方面，所述酰胺和胺的基团X1至X3和Y1至Y5是氢或饱和或不饱和烃链，所述烃链不具有取代基或具有取代基，并且是直链或支链的。
[0027]在一个方面，所述酰胺选自具有40个以下碳原子(C≤40)的饱和或不饱和的、支链或直链羧酸的伯、仲和叔酰胺，所述羧酸例如甲酸、乙酸、乙二酸、乙醛酸、2
‑
羟基乙酸、丙酸、丙
‑2‑
烯酸、2
‑
丙炔酸、丙二酸、2
‑
羟基丙二酸、丙酮二酸、2,2
‑
二羟基丙二酸、2
‑
氧代丙酸、2
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种乳化组合物，其包含：a)至少一种带正电荷的有机酰胺，其选自聚合酰胺和通式I的酰胺中的至少一种：其中X1、X2和X3是相同或不同的基团，使得所述至少一种酰胺的碳原子与氮原子的摩尔比是70≥C/N≥3，优选60≥C/N≥5，并且更优选50≥C/N≥6，其中通式I的酰胺选自总碳数小于150个碳原子的饱和或不饱和、支链或直链酸的伯、仲和叔酰胺，并且其中通式I的酰胺选自在1至7的pH下不溶于水的饱和或不饱和、支链或直链酸的伯、仲或叔酰胺；以及b)至少一种带正电荷的有机胺，其选自聚合胺和以下通式II的胺中的至少一种：其中Y1、Y2、Y3、Y4和Y5是相同或不同的基团，使得所述至少一种胺的碳原子与氮原子的摩尔比是70≥C/N≥3，优选60≥C/N≥5，并且更优选50≥C/N≥6，并且其中通式II的胺选自总碳数小于150个碳原子的伯、仲或叔胺，其中通式II的胺在1至7的pH下是不溶于水的，并且其中所述胺选自具有饱和或不饱和的、支链或直链的烃链的伯、仲或叔胺，或者其中所述胺为衍生自饱和或不饱和的、支链或直链的酸的胺；以及c)至少一种路易斯酸和/或至少一种布朗斯台德酸，其选自元素周期表中第2、4、8、12和13族的路易斯酸和pka<7的布朗斯台德酸。2.如权利要求1所述的组合物，其中，基团X1至X3和Y1至Y5是氢或饱和或不饱和烃链，所述烃链具有取代基或不具有取代基，并且是直链或支链的。3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述酸是具有40个以下碳原子(C≤40)的饱和或不饱和的、支链或直链的羧酸，例如甲酸、乙酸、乙二酸、乙醛酸、2
‑
羟基乙酸、丙酸、丙
‑2‑
烯酸、2
‑
丙炔酸、丙二酸、2
‑
羟基丙二酸、丙酮二酸、2,2
‑
二羟基丙二酸、2
‑
氧代丙酸、2
‑
羟基丙酸、3
‑
羟基丙酸、2,3
‑
二羟基丙酸、2
‑
环氧乙烷甲酸、丁酸、2
‑
甲基丙酸、2
‑
氧代丁酸、3
‑
氧代丁酸、4
‑
氧代丁酸、(E)
‑
丁烯二酸、(Z)
‑
丁烯二酸、丁
‑2‑
炔二酸、氧代丁二酸、羟基丁二酸、
2,3
‑
二羟基丁二酸、(E)
‑
丁
‑2‑
烯酸、戊酸、3
‑
甲基丁酸、戊二酸、2
‑
氧代戊二酸、3
‑
氧代戊二酸、呋喃
‑2‑
甲酸、四氢
‑2‑
呋喃甲酸、己酸、己二酸、2
‑
羟基丙烷
‑
1,2,3
‑
三甲酸、丙
‑1‑
烯
‑
1,2,3
‑
三甲酸、1
‑
羟基丙烷
‑
1,2,3
‑
三甲酸、(2E,4E)
‑
六
‑
2,4
‑
二烯酸、庚酸、庚二酸、环己烷甲酸、苯甲酸、2
‑
羟基苯甲酸、辛酸、苯
‑
1,2
‑
二甲酸、壬酸、苯
‑
1,3,5
‑
三甲酸、(E)
‑3‑
苯基丙
‑2‑
烯酸、癸酸、癸二酸、十一烷酸、十二烷酸、苯
‑
1,2,3,4,5,6
‑
六甲酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、(9Z)
‑
十八碳
‑9‑
烯酸、(9Z,12Z)
‑
十八碳
‑
9,12
‑
二烯酸、(9Z,12Z,15Z)
‑
十八碳
‑
9,12,15
‑
三烯酸、(6Z,9Z,12Z)
‑
十八碳
‑
6,9,12
‑
三烯酸、(6Z,9Z,12Z,15Z)
‑
十八碳
‑
6,9,12,15
‑
四烯酸、十九烷酸、二十烷酸、(5Z,8Z,11Z)
‑
二十碳
‑
5,8,11
‑
三烯酸、(5Z,8Z,11Z,14Z)
‑
二十碳
‑
5,8,11,14
‑
四烯酸、二十一烷酸、二十二烷酸、(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)
‑
二十二碳
‑
4,7,10,13,16,19
‑
六烯酸、二十三烷酸、二十四烷酸、二十五烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、褐煤酸、二十九烷酸、三十烷酸、三十一烷酸、三十二烷酸、三十三烷酸、三十四烷酸、三十五烷酸、三十六烷酸、三十七烷酸、三十八烷酸、三十九烷酸、四十烷酸、十四烯酸、棕榈烯酸、十六烯酸、油酸、反油酸、异油酸、鳕油酸、二十烯酸、芥酸、神经酸、亚油酸、二十碳二烯酸、二十二碳二烯酸、三不饱和脂肪酸、亚麻酸、皮诺敛酸、桐酸、蜜胺酸、二高
‑
γ
‑
亚麻酸、二十碳三烯酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳四烯酸、肾上腺酸、五不饱和脂肪酸、十八碳五烯酸、二十碳五烯酸、奥兹坐酸、沙丁鱼酸、二十四烷醇五烯酸、六不饱和脂肪酸、二十二碳六烯酸、鲱鱼酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十六烷二酸、二十一烷
‑
1,21
‑
二酸、二十二烷二酸、三十烷二酸、(Z)
‑
丁烯二酸、(E)
‑
丁烯二酸、丁
‑2‑
炔二酸、(Z)
‑
戊
‑2‑
烯二酸、(E)
‑
戊
‑2‑
烯二酸、2
‑
癸烯二酸、十二
‑2‑
烯二酸、粘康酸、戊炔二酸、柠康酸、中康酸、衣康酸、2
‑
羟基丙二酸、丙酮二酸、羟基丁二酸、2,3
‑
二羟基丁二酸、氧代丁二酸、2
‑
氨基丁二酸、2
‑
羟基戊二酸、2,3,4
‑
三羟基戊二酸、3
‑
氧代戊二酸、2
‑
氧代戊二酸、2
‑
氨基戊二酸、(2R,6S)
‑
2,6
‑
二氨基庚二酸、(2S,3S,4S,5R)
‑
2,3,4,5
‑
四羟基己二酸、苯
‑
1,2
‑
二甲酸、苯
‑
1,3
‑
二甲酸、苯
‑
1,4
‑
二甲酸、2
‑
(2
‑
羧基苯基)苯甲酸、2,6
‑
萘二甲酸、丙酮酸、草酰乙酸、乙酰乙酸、乙酰丙酸、苯甲酸、水杨酸、ω
‑
苯基链烷酸(x＝1至17)、双环六氢茚酸、Crassinervic酸、甘油酸、乙醇酸、乳酸、酒石酸和二乙烯基醚脂肪酸。4.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述酰胺是聚合酰胺，其分子量为1kDa≤Mw≤1000kDa，优选2kDa≤Mw≤500kDa。5.如权利要求1所述的组合物，其中，所述酰胺是聚合酰胺，其选自酰胺化的多糖如酰胺化的淀粉(直链淀粉、支链淀粉)、纤维素、树胶、壳聚糖及其衍生物、多肽、聚核酸，和脂族聚酰胺如尼龙6、尼龙6/6、尼龙6/12、尼龙11、尼龙12，聚邻苯二甲酰胺或芳族聚酰胺。6.如权利要求1所述的组合物，其中，至少一种胺是在25℃水中的溶解度小于20g/100mL的氨基酸，其优选选自异亮氨酸、色氨酸、酪氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、甲硫氨酸、丝氨酸和缬氨酸中的至少一种。7.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述胺是聚合胺，其分子量为1kDa≤Mw≤1000kDa，优选2kDa≤Mw≤500kDa。8.如权利要求1所述的组合物，其中，所述胺是聚合胺，其选自以下中的至少一种：胺化的多糖如胺化的淀粉(直链淀粉、支链淀粉)、纤维素、树胶、壳聚糖及其衍生物、多肽、聚核酸、聚(乙烯基吡啶)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯基胺)及盐、聚(L
‑
赖氨酸)及盐、聚乙烯
亚胺及盐、聚(烯丙胺)及盐、聚(4
‑
氨基苯乙烯)、聚(N
‑
甲基乙烯基胺)、聚(二烯丙基二甲基)及盐、聚(2
‑
乙烯基
‑1‑
甲基吡啶)及盐、聚(甲基丙烯酸N,N
‑
二甲基氨基乙酯)[I]、聚(丙烯酸N,N
‑
二甲基氨基乙酯
‑
co
‑
甲基丙烯酸甲酯)[II]和聚(N,N
‑
二甲基氨基丙基丙烯酰胺
‑
co
‑
甲基丙烯酸甲酯)和聚氧丙烯二胺。9.如权利要求1至2中任一项所述的组合物，其中，所述酰胺是权利要求1中所述的式I的伯酰胺，其中X2和X3是氢原子并且X1含有少于40个碳原子，其中碳与氮的摩尔比是40≥C/N≥6，并且其中所述伯酰胺在1至7的pH下是不溶于水的，优选地，所述伯酰胺选自芥酸酰胺、油酰胺、山嵛酸酰胺、硬脂酰胺、棕榈酰胺、月桂酰胺、12
‑
羟基硬脂酰胺和类似酰胺中的至少一种。10.如权利要求1至2中任一项所述的组合物，其中，所述酰胺是权利要求1中所述的式I的有机仲酰胺，其中X2是氢原子并且X1和X3各自含有少于40个碳原子，其中所述仲酰胺的碳与氮的摩尔比是40≥C/N≥6，并且其中所述仲酰胺在1至7的pH下是不溶于水的，优选地，所述酰胺选自N
‑
硬脂基硬脂酰胺、N
‑
硬脂基...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：有机点击股份公司，
类型：发明
国别省市：