氟化表面活性剂的水性组合物及其使用方法技术

一种包含由选自以下的化学式表示的表面活性剂的水性组合物：［Ｒ↓［ｆ］－（Ｏ）↓［ｔ］－ＣＨＦ－（ＣＦ↓［２］）↓［ｎ］－ＣＯＯ↑［－］］↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；｛［Ｒ↓［ｆ］－（Ｏ）↓［ｔ］－ＣＱＨ－ＣＦ↓［２］－Ｏ］↓［ｍ］－Ｒ－ＣＯＯ↑［－］）↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；｛［Ｒ↓［ｆ］－（Ｏ）↓［ｔ］－ＣＱＨ－ＣＦ↓［２］－Ｏ］↓［ｍ］－Ｒ－ＳＯ↓［３］↑［－］）↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；和［ＣＦ↓［３］ＣＦＨ－Ｏ－（ＣＦ↓［２］）↓［ｐ］－ＣＯＯ↑［－］］↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；其中Ｒ↓［ｆ］代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Ｑ选自由Ｆ和ＣＦ↓［３］组成的组；Ｒ选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Ｘ↑［ｉ＋］代表ｉ价阳离子，其中ｉ为１、２或３；ｔ为０或１；ｍ为１、２或３；ｎ为０或１；和ｐ为１－６的整数。在一些方面，水性组合物包含非氟化聚合物，基本上不含含氟聚合物。在另一方面，水性组合物的ｐＨ大于１１。在另一方面，水性组合物的ｐＨ为至少８，且基本上不含氟化烯烃。提供了涂覆表面的方法和具有与所述组合物接触的表面的制品。还提供了清洁表面的方法和使用包含所述表面活性剂的水性组合物降低ｐＨ大于１１的液体的表面张力的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
氟化表面活性剂多年来已被广泛用于多种应用中(例如涂料、可 剥组合物(strippingcomposition)和乳液聚合)。氟化表面活性剂加入到 配方(例如涂料配方或可剥配方)中，通过改进例如湿润行为、流平 性质和贮存稳定性(例如对于相分离而言)，可提高配方的性质。具 体影响到的性质取决于例如每种表面活性剂的具体组成和具体的配 方。在涂覆应用中，可用作流平剂的表面活性剂能降低配方的表面能， 在干燥过程中保持该表面能在几乎恒定的数值。然而一般而言，表面 活性剂降低溶剂或配方的表面张力的能力(即表面活性剂强度)，对 于确定该表面活性剂是否能在涂料配方中良好地起到流平剂作用几乎 没有什么预测价值。传统上，许多广泛使用的氟化表面活性剂包含长链全氟垸基(例 如全氟辛基)。但是，最近业内趋向是不使用氟化表面活性剂，这导 致了对可用于多种应用的新型表面活性剂的需求。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供包含非氟化聚合物和表面活性剂的水性 组合物，其中所述表面活性剂由选自以下的化学式表示 [Rr(0)t-CHF-(CF2)n-COO-]i Xi+; {[RHO)t-CQH-CF2-0]m-R-COO-}iXi+; {[Rr(0)「CQH-CF2-0]m-R-S03-}i Xi+;和 [CF3CFH-0-(CF2)p-COO-]i Xi+; 其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为l、 2或3;t为0或1，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示LRf、ujt-Lnr-i^r2jn-Luu ji入，±± i; 乂、j u 口、j , 则Kf大求王，、一q、 氧原子；m为1、 2或3; n为0或1;禾口P为l-6的整数；和其中所述水性组合物基本上不含含氟聚合物。在另一方面，本发 明提供涂覆表面的方法，所述方法包括向所述表面施加根据本专利技术的 水性组合物。在另一方面，本专利技术提供具有表面的制品，其中所述表面的至少 一部分与包含非氟化聚合物和表面活性剂的组合物接触，其中所述表面活性剂由选自以下的化学式表示i Xi+; {[Rr(0)t-CQH-CF2-0]m-R-COCT}; Xi+; {[Rf(0)t-CQH-CF2-0]m-R-S03-}i Xi+;和 [CF3CFH-0-(CF2)p-CO(T]i Xi+;其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为l、2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示m-R-COO-}i Xi+; {[Rr(0)t-CQH-CF2-0]m-R-S03-}i Xi+;禾口 [CF3CFH-0-(CF2)p-COO-]i Xi+; 其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚垸基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为l、2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示i Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个 氧原子；m为1、 2或3; n为0或1;禾口 p为1-6的整数。在一些实施例中，所述水性组合物不含含氟聚合物。在另一方面，本专利技术提供清洁表面的方法，所述方法包括使所述 表面与包含由选自以下的化学式表示的表面活性剂的水性组合物接触i Xi+; {[Rr(0)「CQH-CF2-0]m-R-COO-}iXi+;{[Rr(0)t-CQH-CF2-0]m-R-S03-}i X1+;和 [CF3CFH-0-(CF2)p-COO-〗i Xi+;其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为1、 2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示i Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个 氧原子；m为1、 2或3; n为0或1;禾口 p为1-6的整数。在一些实施例中，清洁所述表面包括从所述表面的至少一部分除 去涂层，且其中与所述表面接触包括与所述涂层接触。在一些实施例 中，水性组合物的pH为至少8 (在一些实施例中，至少9、 10、 11、 12或13)。在一些实施例中，水性组合物的pH在8-10的范围(在一 些实施例中，10-13)。在另一方面，本专利技术提供减少pH大于11的液体的表面张力的方 法，所述方法包括将所述液体与表面活性剂进行组合以减少所述液体 的表面张力，其中所述表面活性剂由选自以下的化学式表示i Xi+;{[RHO)t-CQH-CFrO]m-R-COO-}iXi+;{[RHO)t-CQH-CFrO]m-R-S03-}i Xi+;和i Xi+;其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团； Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为1、 2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示i Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个 氧原子；m为1、 2或3; n为0或1;和 p为l-6的整数。在另一方面，本专利技术提供pH至少为8的水性组合物，所述水性组 合物包含由选自以下的化学式表示的表面活性剂.-[R广(0)「CHF國(CF2)n-COO-]i Xi+; {[RKO)t-CQH-CF2-0]m-R-COO-}iXi+; ([R广(0)t-CQH-CF2-0;U-R-S03]i Xi+;和 [CF3CFH-0-(CF2)p隱COCT]i Xi+; 其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚垸基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为l、2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示i Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个 氧原子；m为1 、 2或3; n为0或1;和p为l-6的整数；和其中所述水性组合物基本上不含含氟聚合物和氟化烯烃。在上述各方面的实施例中，t为l， Rf选自由以下基团组成的组具有1-6个碳原子的完全氟化的脂族基团；和以下化学式表示的完全氟化的基团R/國[ORf2]x-[ORfV，其中R一为具有1-6个碳原子的全氟化脂族基团；n2工nn3义6XrftTVA曰六1 /l A加広2rVn A伝乂!/ TTTT ,h^甘 壬nivf ivf 甘tio:m乂v只'円丄-叶 i ij^o尔j h'j 土 ？miTui,乂ii坐；th x和y各自独立为0-4的整数，其中x与y之和至少为l。在上述各方面的其他实施例中，t为0， Rf为以下化学式表示的完 全氟化的基团Rf4-[ORf5]a-[ORf6]b-0-CF2-，其中R/为具有1_6个碳原子的全氟化脂族基团；RfS和R/各自独立为具有l-4个碳原子的全氟化亚垸基；和a和b各自独立为0-4的整数。用于本专利技术各方面的一些实施例中的表面活性剂，经证明例如是通过降低含有氢氧化钠和单乙醇胺的碱性配方的表面张力，而可用于 苛刻环境中。而且，用于本专利技术各方面的表面活性剂通常具有流平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含非氟化聚合物和表面活性剂的水性组合物，其中所述表面活性剂由选自以下的化学式表示：　［Ｒ↓［ｆ］－（Ｏ）↓［ｔ］－ＣＨＦ－（ＣＦ↓［２］）↓［ｎ］－ＣＯＯ↑［－］］↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；　｛［Ｒ↓［ｆ］－（Ｏ）↓［ｔ］－Ｃ ＱＨ－ＣＦ↓［２］－Ｏ］↓［ｍ］－Ｒ－ＣＯＯ↑［－］｝↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；　｛［Ｒ↓［ｆ］－（Ｏ）↓［ｔ］－ＣＱＨ－ＣＦ↓［２］－Ｏ］↓［ｍ］－Ｒ－ＳＯ↓［３］↑［－］｝↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；和　［ＣＦ↓［３］ＣＦＨ－Ｏ－（Ｃ Ｆ↓［２］）↓［ｐ］－ＣＯＯ↑［－］］↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］；　其中　Ｒ↓［ｆ］代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；　Ｑ选自由Ｆ和ＣＦ↓［３］组成的组；　Ｒ选自由亚烷基和亚芳基组成的组；　Ｘ↑［ ｉ＋］代表ｉ价阳离子，其中ｉ为１、２或３；　ｔ为０或１，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示：　［Ｒ↓［ｆ］－（Ｏ）↓［ｔ］－ＣＨＦ－（ＣＦ↓［２］）↓［ｎ］－ＣＯＯ↑［－］］↓［ｉ］Ｘ↑［ｉ＋］，且ｔ为０时，则Ｒ↓［ｆ］夹杂至 少一个氧原子；　ｍ为１、２或３；　ｎ为０或１；和　ｐ为１－６的整数；和　其中所述水性组合物基本上不含含氟聚合物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-23 60/939,7711.一种包含非氟化聚合物和表面活性剂的水性组合物，其中所述表面活性剂由选自以下的化学式表示[Rf-(O)t-CHF-(CF2)n-COO-]i Xi+；{[Rf-(O)t-CQH-CF2-O]m-R-COO-}i Xi+；{[Rf-(O)t-CQH-CF2-O]m-R-SO3-}i Xi+；和[CF3CFH-O-(CF2)p-COO-]i Xi+；其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为1、2或3；t为0或1，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示[Rf-(O)t-CHF-(CF2)n-COO-]i Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个氧原子；m为1、2或3；n为0或1；和p为1-6的整数；和其中所述水性组合物基本上不含含氟聚合物。2. 根据权利要求l所述的水性组合物，其中所述非氟化聚合物是 丙烯酸聚合物、聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酯、聚 酰胺、乙烯基聚合物、聚二烯或纤维素聚合物中的至少一者。3. 根据权利要求2所述的水性组合物，其中所述非氟化聚合物是 丙烯酸聚合物、聚氨酯、聚苯乙烯或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物中的至少一者。4. 根据前述任一项权利要求所述的水性组合物，其还包聚结溶5. —种pH大于11的水性组合物，所述水性组合物包含由选自以 下的化学式表示的表面活性剂[R广(OVCHF-(CF2)n,COO-]i Xi+; ([Rr(0)t-CQH-CF2-0]m-R-COO]iXi+; {[Rf(0)t-CQH-CF2-0]m-R-S03-}i Xi+;和 [CF3CFH-0隱(CF2)p-COCT]i Xi+; 射Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为l、 2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示[Rr(0)t-CHF-(CF2)n-COO-]i Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个 氧原子；m为1、 2或3; n为0或1;和 p为l-6的整数。6. —种pH至少为8的水性组合物，所述水性组合物包含由选自 以下的化学式表示的表面活性剂[RHO)t-CHF-(CF2)n-COO-]i Xi+; {[RHO)t-CQH-CF2-0]m-R-COO-}iXi+; {[Rr(0)t-CQH-CF2-0]m-R-S03-}i Xi+;和 [CF3CFH-0-(CF2)p-COO-〗i Xi+; 其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为1、 2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示[Rr(0)t-CHF-(CF2)n-COO']i Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个 氧原子；m为1、 2或3; n为0或1;和 p为1-6的整数，和其中所述水性组合物基本上不含含氟聚合物和氟化烯烃。7. 根据前述任一项权利要求所述的水性组合物，其中t为1，且 其中Rf选自由以下基团组成的组具有l-6个碳原子的完全氟化的脂族基团；和 由以下化学式表示的完全氟化的基团R^[ORf2]x-[ORf3]y-，其中Rfi为具有1-6个碳原子的全氟化脂族基团；R户和R/各自独立为具有1-4个碳原子的全氟化亚烷基；和 x和y各自独立为0-4的整数，其中x与y之和至少为l。8. 根据权利要求1-7中任一项所述的水性组合物，其中t为0，且 其中Rf为以下化学式表示的完全氟化的基团Rf4-[ORf5]a-[ORf6]b-0-CF2-，其中R/为具有l-6个碳原子的全氟化脂族基团； R/和R/各自独立为具有l-4个碳原子的全氟化亚垸基；和 a和b各自独立为0-4的整数。9. 根据前述任一项权利要求所述的水性组合物，其中所述表面活性剂由以下化学式表示[R广(0)t-CHF隱(CF2)n-COO']i Xi+。10.逮皲^^」顺^ 1-8+杂1為^练忍*、碎降^潘，wi^溪她到滞薛^&WTit，^沐邻{Rr(o)t-CQH-CF2-o3-R-coo.} 一 x一十；S+Q^JF, m&l, ,a射4R^罔输辦。11. ^雜^^」顺珠1,6 ^杂l盈^溪忍7.K碎降^.蓉，s4^;f溪沐到部薛^」&WT夹佛抖謝^:CF3CFH-o-(CF2)p-门oo.i x一+。12.逮^^fl」顺绅1,6 4Mil為0f溪s7x碎降，^潘，射4-Blf溪嫌到部、碎^I」薛皿肝ET^^^:降^S降c3F7- CHF-coo.i x一+;CF3-9CF2CF2-CF2-o-CHF-cooix一+;CF3CF2CF2 -o-CF2CF2-CF2-o-CHF-coo.i x一+;〖CF3-9CF2-CF2-o-CHF-coo.i x一+;CF3-9CF2-o-CF2-CF26-CHF-coo〕i X ;CF3-(9CF2)2-o-CF2-CF2-9CHF-coo.i x一+;CF3-(o-CF2)3-o-CF2-CF2-o-CHF-co。i x一十；CF3- CHF-CF2-C00.i x一+;CF3-o-CF2-CF2-o-CHF-CF2-cooix一+;门F3-CF2曙o-CHF-CF2-coo.〕i x一+;CF3-o-CF2-CF2-CF2-o-CHF-CF2-coo.i x〖+;CF3-o-CF2-9CF2-CF2-o-CHF-CF2-coo.i XT;CF3人9CF2)2- CF2-CF2-o-CHF-CF2-coo.i x一十；CF3-(o-CF2)3-o-CF2-CF2-o-CHF-CF2-coo.i x一十；CF3-9CF2-CHF-C00.i x一+;C3F7-9CF2-CHF-C00.i x一+;CF3-9CF2-CF2-CF2-o-CF2-CHF-cocr-ix一+;CF3-9CF2-o-CF2-CF2- CF2-CHF-coo.ix一+;<formula>formula see original document page 6</formula>13. 根据权利要求1-6中任一项所述的水性组合物，其中所述表面活性剂选自由以下化学式组成的组<formula>formula see original document page 6</formula>14. 一种涂覆表面的方法，所述方法包括向所述表面施加根据权 利要求1-4中任一项或作为权利要求1-4中任一项的从属权利要求的权 利要求7-13中任一项所述的水性组合物。15. —种具有表面的制品，其中所述表面的至少一部分与包含非 氟化聚合物和表面活性剂的组合物接触，其中所述表面活性剂由选自 以下的化学式表示<formula>formula see original document page 6</formula>{[Rr(0)t-CQH-CF2-0]m-R-COO-}; X'十； {[RHO)t-CQH-CF2-0]m-R-S03-}i Xi+;和 [CF3CFH-0-(CF2)p-COO-]i Xi+;其中Rf代表任选夹杂至少一个氧原子的部分或完全氟化的脂族基团；Q选自由F和CF3组成的组；R选自由亚烷基和亚芳基组成的组；Xi+代表i价阳离子，其中i为l、2或3;t为0或l，其中当所述表面活性剂由以下化学式表示[R广(0)t-CHF墨(CF2)n-COCr;h Xi+，且t为0时，则Rf夹杂至少一个 氧原子；m为1、 2或3; n为0或1;禾口 p为1-6的整数；禾口其中所述组合物基本上不含含氟聚合物。16. 根据权利要求15所述的制品，其中所述非氟化聚合物是丙烯 酸聚合物、聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫J达姆斯，迈克尔S特拉萨斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]