新型润湿组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种润湿组合物在降低非含水液体的表面张力中的用途、使用润湿组合物的方法及含有润湿组合物的产品和非含水组合物，其中所述润湿组合物包含(a)20重量％至小于50重量％的一种或多于一种C10至C14醇；(b)25重量％至70重量％的表面活性剂，其选自非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂；和(c)5重量％至50重量％的极性组分，其包含选自(i)水和(ii)最高25重量％的水混溶性C1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型润湿组合物


[0001]本专利技术涉及低能量表面的润湿。特别地，本专利技术涉及可降低非含水液体组合物的表面张力的润湿组合物。本专利技术还涉及具有降低的表面张力的非含水液体组合物，并涉及通过使用含有润湿组合物的非含水组合物来改善低能量表面的润湿性的方法。

技术介绍

[0002]表面张力是液体与气体如空气接触的性质。液体的表面张力受液体中分子相互吸引的趋势影响，并反映了液体分子之间的分子间内聚相互作用的强度。在高表面张力液体中，促进液体中分子之间的分子间相互作用的内聚力比促进液体分子与空气的相互作用的黏附力强。与低表面张力的液体相比，需要更多的功来破坏内聚的分子间相互作用和增加高表面张力的液体的表面积。
[0003]润湿是由液体与基材(固体或另一种液体)的相互作用以及随后液体在基材上的铺展决定的现象。液体的润湿能力反映了在没有任何驱动力的情况下液体在特定表面上铺展的能力，如由于待润湿表面的表面上的表面形态问题(例如，非常小的划痕)，毛细管力会影响液体的铺展。然而，即使毛细管力也受液体的表面张力影响。
[0004]液体润湿固体基材的表面的能力由液体与固体之间的界面能来衡量。界面能定义为液体的表面张力与固体的表面能之差。该值越小，则液体在固体上铺展的能力越大。如果液体的表面张力高而固体的表面能低，则两者之间的界面能就大并因此不会发生润湿。在这样的情况下，液体将被描述为对基材不润湿。然而，如果降低液体的表面张力和/或增加固体的表面能，则两者之间的界面能将减小，从而允许发生润湿。
[0005]水在20℃下具有约72mN/m的表面张力。由于包含水的含水液体相对高的表面张力导致大的界面能，故具有低能量的表面不容易被含水液体润湿。这样的低能量表面可因此被说成是疏水的。当出于某种原因期望将含水液体铺展在表面上时，低能量表面差的润湿性会引起问题。具有比待接触和润湿的表面的能量高的能量的非含水液体也可能发生类似的问题。
[0006]在自然界中，大多数制备方法和农业中，很难提高固体的表面能。结果是几乎总是需要降低液体的表面张力以增强液体在固体上的铺展。
[0007]举例来说，在农业中，将农业组合物施用于植物群以递送活性化合物如液体或颗粒状除草剂、杀真菌剂、农药或肥料。通常，活性化合物以叶面喷雾剂的形式在含水液体体系中递送。然而，植物的组成部分如叶、芽和茎是固有疏水的，这意味着必须控制叶面喷雾剂对目标表面的润湿性才能确保活性化合物到达并涂覆表面而不是仅流失到土壤表层，从而导致施用不完全有效。
[0008]此外，期望染料如油墨铺展到纸或纺织品等上。在对由合成纤维如尼龙和聚酯制成的纺织品染色时，优选将纤维的表面彻底润湿以使染料均匀地覆盖在纤维上。在对已经用含氟丙烯酸酯树脂处理过从而使得表面固有疏水的合成纤维染色时，染浴的润湿能力特别重要。
[0009]另外，当颗粒固有疏水时和/或当颗粒之间的空隙空间阻止液体渗透到基材中时，含水液体对颗粒的润湿会产生问题。例如，在层合的颗粒板工业中，各个木材颗粒碎片都涂有基于含水的树脂，该树脂一旦暴露于适宜条件下便可以固化和硬化，从而使得树脂能够充当用于颗粒的胶水。然而，由于干燥的颗粒碎片具有非常低的表面自由能，即为不良润湿的表面，并且由于树脂混合物具有相对高的表面张力，故两者之间的界面能高。这将阻碍树脂在碎片表面上的转移和铺展。如果不能有效地对大的碎片进行树脂化，则可能产生薄弱区域，这将影响由木材颗粒碎片形成的最终面板的完整性。在试图用相对高能量的非含水液体有效地树脂化颗粒或纤维时，类似的因素也适用。
[0010]通常使用接触角(θ)来量化基材的润湿。接触角为在三相接触线处液体(L)/蒸气(V)界面与固体(S)表面所成的切角。接触角由液体和固体表面的性质以及它们之间的相互作用和分子间力(即，内聚力和黏附力)的平衡决定。当将液滴放置在表面上时，液体接触角将为0
°
至180
°
。0
°
的接触角表示完全润湿并且液体在基材表面上形成薄膜。相比之下，大于90
°
的接触角表示非润湿情况，而在观察到0
°
<θ<90
°
的接触角时发生部分润湿。接触角因此是用特定液体润湿特定固体的过程的量度。然而，不管固体的表面能如何，如果可以降低液体的表面张力，则液体将会更有效地铺展。
[0011]可通过向液体中添加表面活性剂来实现液体对固体的润湿的改善。存在许多不同类别的表面活性剂并广泛用于一系列不同的行业中。通常，表面活性剂为具有亲水头基和疏水尾部的两亲化合物。表面活性剂可迁移到液体、表面和空气的三相界面并吸附在界面处而改善润湿性和液体铺展。然而，表面活性剂在界面处的吸附会降低本体液体中表面活性剂的浓度，从而增加液体的表面张力并减慢润湿，直到更多的表面活性剂分子迁移至三相界面。这被称为粘滞/滑移现象。一旦表面活性剂浓度达到临界胶束浓度(CMC)，滑移/粘滞现象以及液体中胶束的形成将限制许多表面活性剂的润湿性能。这些胶束必须分解以保持可迁移至三相界面并在三相界面处有效的表面活性剂浓度。
[0012]有机硅酮是用于药物和个人护理产品以及农业化学组合物中的一类强大的表面活性剂。市售的有机硅酮表面活性剂的一个实例为Silwet L
‑
77
TM
，其为三硅氧烷乙氧基化物。其他市售的有机硅酮表面活性剂包括Silwet 408
TM
和Silwet HS312
TM
。据报道，有机硅酮表面活性剂表现出20
‑
26mN/m的表面张力(Kovalchuk等人,Advances in Colloid and Interface Science,第210卷,2014年8月,第65
‑
71页)，并且认为这些表面活性剂优异的铺展能力归因于疏水尾基的致密硅氧烷骨架。然而，尽管有机硅酮表面活性剂是有效的，但认为这些化合物可充当昆虫种群(包括蜜蜂)的内分泌干扰物。此外，尽管有机硅酮的乙氧基化物部分可易于生物降解，但硅氧烷部分将随着时间以每年2
‑
8％的速率缓慢水解，其取决于环境湿度和温度。结果是这些表面活性剂的总体可生物降解性被认为是低的。来自有机硅酮表面活性剂的分解产物还会使得土壤疏水，这对于农业应用是不期望的。
[0013]含氟表面活性剂为另一类高度有效的表面活性剂，其为具有亲水头基和疏水碳氟尾部的合成化合物。这些表面活性剂可产生具有15mN/m至20mN/m的最小表面张力的含水液体，其可用于油漆和涂料、黏合剂、清洁剂、防雾和防静电剂以及消防泡沫中。然而，含氟表面活性剂的缺点在于它们会产生高度毒性的分解产物，这些分解产物可在环境中持续存在并具有生物累积性。例如，已发现在某些消防培训场所的地下水在该场所被最后一次使用后长达十多年仍可被含氟表面活性剂污染。
[0014]国际专利申请号PCT/AU2012/000335描述了一种润湿组合物，其包含等于或大于50重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种降低非含水液体的表面张力的方法，所述方法包括向非含水液体中添加润湿组合物的步骤，所述润湿组合物包含：(a)20重量％至小于50重量％的一种或多于一种C10
‑
C14醇；(b)25重量％至70重量％的一种或多于一种表面活性剂，所述表面活性剂选自非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂；和(c)5重量％至50重量％的极性组分，所述极性组分包含选自(i)水和(ii)最高25重量％的水混溶性C1
‑
C3有机溶剂中的至少一种。2.一种用相对高表面能的非含水液体润湿低能量表面的方法，所述方法包括以下步骤：向非含水液体中添加润湿组合物，所述润湿组合物包含：(a)20重量％至小于50重量％的一种或多于一种C10
‑
C14醇；(b)25重量％至70重量％的一种或多于一种表面活性剂，所述表面活性剂选自非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂；和(c)5重量％至50重量％的极性组分，所述极性组分包含选自(i)水和(ii)最高25重量％的水混溶性C1
‑
C3有机溶剂中的至少一种；和使低能量表面与包含润湿组合物的非含水液体接触。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中组合物包含最高45重量％的一种或多于一种C10
‑
C14醇。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中组合物包含C12醇和C14醇。5.根据权利要求4所述的方法，其中C12醇与C14醇的相对比例为50:50至90:10。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中表面活性剂为醇烷氧基化物。7.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德，
申请(专利权)人：先进湿润技术私人有限公司，
类型：发明
国别省市：