包含硅树脂和有机聚合物的互穿网络的水性乳液制造技术

本发明专利技术提供了一种包含水性连续相和不连续油相的水性乳液，所述不连续油相包含具有互穿网络(IPN)的颗粒，所述颗粒包含：i)MQ树脂，ii)聚有机硅氧烷以及iii)有机聚合物。ii)聚有机硅氧烷以及iii)有机聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含硅树脂和有机聚合物的互穿网络的水性乳液
[0001]相关申请的交叉引用：本申请根据35 U.S.C.
§
119(e)要求2021年2月15日提交的美国临时专利申请序列号63/149422的权益。美国临时专利申请序列号63/149422据此以引用方式并入。

：
[0002]本专利技术涉及水性乳液，该水性乳液包含具有硅树脂和有机聚合物的互穿网络的颗粒的不连续油相。这些乳液特别适用于处理纺织品以改善拒水性。
[0003]前言：
[0004]通常对纺织品诸如用于衣服的织物进行处理以赋予拒水性。虽然含氟聚合物在历史上已被用于此类处理中，但由于对环境和健康的关注，已减少其使用。最近的努力集中在有机硅(聚有机硅氧烷)组合物的使用上。一个商业示例是得自The Dow Chemical Company的DOWSIL
TM
IE
‑
8749牌乳液。该产品可以与封端异氰酸酯交联剂和二醇渗透剂组合以制备配制的整理浴，该整理浴被应用于纺织品并在升高的温度例如160℃处固化数分钟。
[0005]US2019/0375897描述了另一种有机硅基防水剂，其包含氨基改性的有机硅、硅树脂和多官能异氰酸酯化合物。
[0006]还描述了水性有机硅乳液与有机粘结剂的组合。例如，US2019/0382581描述了一种水性乳液，该水性乳液包含具有硅氧烷载体的有机硅树脂颗粒以及有机粘结剂。虽然涉及在膜和涂层中的使用，但该参考文献还提及了皮革和纺织品应用。类似地，US2020/0332148描述了一种用于处理纺织品的水性乳液，该水性乳液包含氨基改性的有机硅、有机硅树脂和聚有机硅氧烷(例如聚二甲基聚硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、八甲基环四硅氧烷等)。该参考文献还描述了聚(甲基)丙烯酸酯的包含。在这两个出版物中，无机聚合物(有机硅树脂和聚有机硅氧烷)和有机聚合物在乳液内作为不同的颗粒存在。这些类型的乳液不能提供耐久性和柔软性的期望组合。本行业仍在寻求改进的防水组合物和相关的纺织品处理。

技术实现思路
：
[0007]本专利技术的专利技术人发现，使用包含具有无机聚合物(硅树脂和聚有机硅氧烷)和有机聚合物的互穿网络的颗粒的不连续油相的水性乳液与包含这些组分作为不同颗粒的乳液相比提供了优异的性能。
[0008]在一个方面，本专利技术包括一种包含水性连续相和不连续油相的水性乳液，所述不连续油相包含具有互穿网络(IPN)的颗粒，所述颗粒包含：i)MQ树脂，ii)聚有机硅氧烷以及iii)有机聚合物。在本专利技术的另一方面，主题乳液基本上不含含氟聚合物和/或环状硅氧烷，诸如八甲基环四硅氧烷(D4)、十甲基环五硅氧烷(D5)和十二甲基环六硅氧烷(D6)。在另一方面，本专利技术包括一种用于制备主题乳液的方法。在另一方面，本专利技术包括一种处理纺织品的方法。在另一方面，本专利技术包括一种用主题乳液处理的纺织品。本文描述了许多实施方案。
具体实施方式：
[0009]如本文所用，术语“纺织品”是指由天然或合成纤维的网络构成的柔性材料。代表性纤维包括棉、亚麻、大麻、丝绸、羊毛、人造丝、纤维素、亚麻布、尼龙、聚丙烯、聚醚
‑
聚脲共聚物(例如“氨纶”)和聚酯。“纺织品”具体地包括通过织造、针织、铺展、毡合、缝合、钩编或粘结此类纤维制成的非织造和织造织物。在本专利技术的所选实施方案中，感兴趣的织物是用于制造衣物(例如服装)的织物，其中期望在重复清洁(洗涤、干洗等)之后的柔软性、抗水性和耐久性。
[0010]如先前所述，主题乳液包含含水的连续水相。水可以来自任何来源，并且可任选地例如通过过滤、蒸馏、反渗透技术等进行纯化。如将更充分地描述，乳液还包含表面活性剂。表面活性剂可另选地被称为乳化剂，并且通常用于乳化乳液的水相中的不连续(油)相。
[0011]乳液的不连续油相包含：i)MQ树脂，ii)聚有机硅氧烷以及iii)有机聚合物。不连续油相的聚合物包含互穿聚合物网络。如本文所用，术语“互穿聚合物网络”(IPN)是指包含两个或更多个网络(聚合物)的聚合物材料，所述两个或更多个网络在分子尺度上至少部分交织(例如物理缠结)但不彼此共价键合。共价键的缺乏将IPN与嵌段共聚物和接枝共聚物区分开来。网络之间物理缠结的存在抑制蠕变和流动；然而，共价键的缺乏允许一个网络与另一个网络的一些迁移(即分离)。本专利技术的IPN还可被称为I类混合物或共混物。如将更详细地描述，本专利技术的IPN通过使有机单体吸入无机聚合物相(MQ树脂和聚有机硅氧烷)中，随后使有机单体原位聚合以形成至少部分交织在无机聚合物内的有机聚合物来制备。更具体地，不连续油相通过将MQ树脂和聚有机硅氧烷与有机单体一起乳化来制备。这些组分通常彼此可混溶(即，当用肉眼观察时形成光学透明的混合物)，但在聚合时，初生有机聚合物(“有机相”)变得与MQ树脂和聚有机硅氧烷(“有机硅相”或“无机相”)不可混溶。虽然不希望受理论束缚，但据信，当用于处理纺织品时，有机硅相提供拒水性，而有机相提供所得纺织品涂层的增强并减少在洗涤和干燥期间从纺织品迁移的有机硅相的量。对于有机硅相，据信MQ树脂提供良好的拒水性。据信，当与MQ树脂以特定比率使用时，聚有机硅氧烷提供软化效果。重要的是，MQ树脂不与有机聚合物共价键合。这允许MQ树脂迁移并提供改善的拒水性。
[0012]i)MQ树脂(三甲基甲硅烷氧基硅酸酯树脂)：
[0013]主题不连续油相颗粒优选地包含至少10重量％(例如10重量％至50重量％)MQ树脂。可用于本专利技术的MQ树脂包括熟知类别的可商购获得的树脂。然而，重要的是，为了制备主题IPN，MQ树脂必须基本上不含可自由基聚合的官能团(例如乙烯基、(甲基)丙烯酸)，所述官能团如果存在，将与用于制备有机聚合物的单体形成共价键。在该上下文中，术语“基本上不含”意指基于MQ树脂的总重量小于1重量％、更优选地小于0.5重量％、还更优选地为0.0重量％。尽管如此，MQ可含有官能团，只要所述官能团在自由基聚合期间使用的条件下基本上不与有机单体形成共价键。可接受的官能团的具体示例包括烷氧基、氨基、封端异氰酸酯、甲醇、环氧基、烃基和羟基。主题MQ树脂的M甲硅烷氧基单元与Q甲硅烷氧基单元的数量比优选地大于0.7:1，如通过
29
Si NMR测得。主题MQ树脂的重均分子量(Mw)优选地为8000至50,000AMU(道尔顿)。此类树脂的代表性商业示例包括：DOWSIL
TM
MQ
‑
1600树脂、DOWSIL
TM
MQ
‑
1601树脂、DOWSIL
TM2‑
7066树脂、DOWSIL
TM
MQ
‑
7466树脂和DOWSIL
TM
MQ
‑
7366树脂，所有这些都可购自The Dow Chemical Company。主题MQ树脂的组合可一起使用。
[0014]作为背景，有机硅树脂通常可由以下表示：
[0015](R1R2R3SiO...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含水性连续相和不连续油相的水性乳液，所述不连续油相包含具有互穿网络(IPN)的颗粒，所述颗粒包含：i)至少10重量％的MQ树脂，所述MQ树脂基本上不含可自由基聚合的官能团；ii)至少25重量％的聚有机硅氧烷；以及iii)1重量％至50重量％的有机聚合物，所述有机聚合物具有0℃至150℃的玻璃化转变温度。2.根据权利要求1所述的乳液，其中所述有机聚合物是烯键式不饱和有机单体的反应产物。3.根据权利要求2所述的乳液，其中所述烯键式不饱和有机单体选自以下中的一种或多种：丙烯酸酯、乙烯基酯、乙烯基芳族化合物、烯烃、1,3
‑
二烯和乙烯基卤化物。4.根据权利要求2所述的乳液，其中所述烯键式不饱和有机单体包括丙烯酸酯和乙烯基芳族化合物。5.根据任一前述权利要求所述的乳液，其中所述MQ树脂与所述聚有机硅氧烷的重量比为1:0.5至1:5。6.根据任一前述权利要求所述的乳液，其中所述MQ树脂具有8000至50,000的重均分子量，并且所述聚有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：