用于织物处理的新化合物制造技术

本申请涉及具有可转换的结构性能的新化合物：其中Ｒ１是选自烷基、支链烷基、环烷基、多环烷基、杂环烷基、烷芳基、烷氧基、芳基、芳烷基、烯基、炔基或含有１－５０个碳原子的氟烃基的基团，“Ｘ”是亲水聚合物链或链段，“Ｙ”是疏水或疏油聚合物链或链段；“Ｚ”是含有有机官能团的链，所述有机官能团是酰胺、季铵、磷酸盐或硫酸盐基团；Ｒ２与Ｒ１相同或者是氢、羟基或将所述式（Ｉ）的化合物与相同结构式的另一化合物连接起来的间隔基团；和ａ、ｂ、ｃ、ｄ和ｅ是１－４０００的整数；本申请进一步涉及制备所述化合物的方法，以及涉及用所述新化合物的含水分散体处理织物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有可转换的(SWitchable)表面性能的化合物以及制备这些化合物 的方法。本专利技术被研发出来主要用于织物处理并且在下文中将关于这一应用进行描述。但 是，将理解的是本专利技术不限于该特定应用领域。
技术介绍
在整个说明书中对现有技术的任何讨论绝不应认为是承认这些现有技术是广泛 公知的或形成本领域中普通公知常识的一部分。显示出水和油斥性的织物是使用者高度欢迎的。水和油斥性通常意味着织物阻挡 水和油穿透进入到纤维中的能力。已经付出了极大的努力来制备具有耐久的水和油斥性以 及改进的和耐久的去污特性的织物表面。可利用一些处理方法来将这些性能中的任一种赋 予给织物，但是已经证实对于任何有价值的时间长度，向织物提供所有这些性能是相对困 难的。同时赋予这两种特性的一种处理织物的方法是利用这样的共聚物，该共聚物含有疏 水或疏油硅氧烷氟烃(fluorocarbon)基斥油和水链段(segments)以及亲水去污链段。天然纤维例如棉和羊毛显示出较低的水和油斥性，但是当它们确实变得被污染 时，它们容易被清洁，因此显示出易去污性。另一方面，合成织物，特别是聚酯，在洗涤期间 显示出较低的去污作用水平，但是这些织物并不象棉或羊毛一样那么容易被污染。据信棉 和其他亲水织物的表面能是很高的，因此棉容易被粒状污物例如炭黑和灰尘污染。另一方 面，棉的同样的高表面能使得其能相对容易地清洁，因为污物更容易在水中释放。合成织物 例如聚酯具有低表面能，因此与棉相比它们吸引粒状污物的能力低得多。然而，当被玷污 时，其变得难于从这些织物除去这些污物，因为它们的低表面能防止或延迟污物的释放。因此，制备具有天然/合成纤维共混物的织物的趋势倾向于加重所述问题，因为 这些共混物容易被污染而吸收的污渍难于洗掉。如上所述，氟烃类已经被应用于织物来尝 试通过针对油性污物提供有限的保护(由于它们的疏油性能)来解决该问题。但是，它们倾 向于恶化去污性能，因为含水洗涤介质不能适当地润湿处理的基质，并因此不能除去污物。 另一方面，采用亲水去污聚合物的处理倾向于改进去污特性。然而，织物抵抗和排斥水和油基污物，更特别地高表面能粒状污物例如炭黑的能 力是非常有限的。任何材料的一种基本物理性能是其表面能。这种性能通常以mj/m2表达。取决于 该性能的大小，材料可以被分类为具有高表面能或低表面能。该性能通常取决于基质的组 成；例如，具有含有显著部分的极性亲水基团例如羟基、羧酸、氨基等等的表面的基质，通常 具有高表面能。相反，含有显著部分的非极性疏水基团例如硅酮、氟化基团等等的表面，通 常显示出较低的表面能。已知当使极性液体例如水与基质的表面接触时，只有所述液体的 表面张力低于所述基质的表面能，所述液体才自发地润湿所述表面。相反，如果所述液体的 表面张力高于所述基质的表面能，则不会容易地发生自发润湿，所述液体保持汇聚在基质表面上。希望多孔的或可玷污的(stainable)表面，例如织物表面对多种液体显示出高接 触角以防止吸附或玷污。还希望这些表面针对它们的环境的改变而变化，例如在清洁或调 理介质中，以增强污物和污渍去除。 高度希望的将是可逆地针对其环境而变化的表面，从而所述表面是抗玷污的以及 是易于清洁的并且对于许多使用循环保持这种能力。US6899923B2 (MILLIKEN &⑶，2005)披露了向基质赋予耐久斥性和去污性的方 法，其中用组合物涂覆所述基质，该组合物包含亲水去污剂、疏水斥污剂和疏水交联剂，接 着加热所述基质以从涂覆的基质除去过量的液体；和任选地进一步加热涂覆的基质。以另一种方式，US6818253B2 (MILLIKEN &⑶，2004)提供了处理基质以得到耐久 斥水性以及改进的耐久去污品质的方法，其中向织物基质施加混合物，该混合物具有氟烃 聚合物和亲水去污聚合物，比例为1 1-5 1，pH为4-7，然后进行干燥。据说所述亲水 去污聚合物是阳离子性质的。可以看出上述方法是按顺序进行的并且包括多个阶段，因此对于日常生活应用、 更特别是对于使用者来说是非常麻烦的。另一方面，US5446114A(SILTECHINC, 1995)披露 了通过含硅氢(silanic hydrogen)的硅酮与含乙烯基的氟代化合物和烯丙基醇烷氧基化物之间的反应来制备氟化 的聚二甲基硅氧烷共聚醇(dimethiconecopolyol)。硅酮主链上亲水和疏水侧链两者的存 在使得这些聚合物是向表面特别是织物赋予可转换的性能的良好候选者。本专利技术人已将发 现这些聚合物的一个主要限制是这些聚合物不能通过含水介质有效地递送到织物上。因此，存在对这样的化合物的需要，该化合物显示出可转换的性能并且可以通过 含水介质有效地递送到织物上。在这种情况下，本专利技术人发现为了有效沉积在织物表面上，化合物必须具有一些 有机官能团。在洗涤或漂洗处理期间，具有可转换的性能并且含有有机官能团的这些化合 物将沉积到织物表面上并且还有效地与织物表面结合，从而同时允许分别用于斥污和去污 益处的低和高表面能链段共存。这种经处理的织物将在空气(疏水)和水(亲水)环境两 者中展示出低界面能，并因此拥有在空气和水中最小化粘附并且促进污渍和污物从其表面 释放的潜能。本专利技术涉及显示出自适应(可转换)表面能性能的化合物和它们在织物处理中的 用途。这种表面能性能在当与织物接触时为液体提供了相对高的前进和后退接触角。特 别地，织物表面显示出至多约20mJ/m2的低表面能，通过测角术测量并通过Fowkes方程计 算，在约25 °C的温度。这种独特的自动表面能改变能力进而提供了这样的表面，该表面是斥 水和油的，并且该表面将展示出高度的耐污染性以及在含水介质中的去污性。此外，取决于 暴露环境，这种独特的表面能情况是可重复的和可逆的。专利技术目的本专利技术的一个目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点。本专利技术的一个目的是提供显示出可转换的性能并且可以通过含水介质递送到织 物表面上的化合物。
技术实现思路
根据本专利技术的主要方面，提供通式(I)的化合物 (I)其中Rl是选自烷基、支链烷基、环烷基、多环烷基(polycycloalkyl)、杂环烷基、 烷芳基、烷氧基、芳基、芳烷基、烯基、炔基或氟烃基(fluorocarbongroups)的基团，含有 1-50个碳原子，“X”是亲水聚合物链(chain)或链段(segment)，“Y”是疏水或疏油聚合物 链或链段；“Z”是含有有机官能团的链，所述有机官能团是酰胺、季铵、磷酸盐(phosphate) 或硫酸盐(sulfate)基团；R2与Rl相同，或者是氢、羟基或将所述式(I)的化合物与相同 结构式的另一化合物连接起来的间隔基团(spacer)；和a、b、c、d和e是1-4000的整数。根据本专利技术的另一方面，提供制备根据所述主要方面的化合物的方法；包括使具 有通式(II)的化合物 (II)其中Rl是直链或支链烷基、环烷基、多环烷基、杂环烷基、烷芳基、烷氧基、芳基、 芳烷基、烯基、炔基或氟烃基，含有1-50个碳原子；“r”是1-1000的整数和“S”是4-16000 的整数，与以下所有物质反应的步骤(a)亲水聚合物，其具有反应性基团，其通过Si-H键共价地结合到所述化合物11，(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式（Ⅰ）的化合物：＊＊＊（Ⅰ）其中Ｒ１是选自烷基、支链烷基、环烷基、多环烷基、杂环烷基、烷芳基、烷氧基、芳基、芳烷基、烯基、炔基或含有１－５０个碳原子的氟烃基的基团，“Ｘ”是亲水聚合物链或链段，“Ｙ”是疏水或疏油聚合物链或链段；“Ｚ”是含有有机官能团的链，所述有机官能团是酰胺、季铵、磷酸盐或硫酸盐基团；Ｒ２与Ｒ１相同或者是氢、羟基或将所述式（Ⅰ）的化合物与相同式的另一化合物连接起来的间隔基团；和ａ、ｂ、ｃ、ｄ和ｅ是１－４０００的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IN 2007-11-21 2293/MUM/2007通式(I)的化合物其中R1是选自烷基、支链烷基、环烷基、多环烷基、杂环烷基、烷芳基、烷氧基、芳基、芳烷基、烯基、炔基或含有1-50个碳原子的氟烃基的基团，“X”是亲水聚合物链或链段，“Y”是疏水或疏油聚合物链或链段；“Z”是含有有机官能团的链，所述有机官能团是酰胺、季铵、磷酸盐或硫酸盐基团；R2与R1相同或者是氢、羟基或将所述式(I)的化合物与相同式的另一化合物连接起来的间隔基团；和a、b、c、d和e是1-4000的整数。FPA00001140353400011.tif2.权利要求1的化合物，其中所述基团是季铵。3.权利要求1或2的化合物，其中所述亲水聚合物链或链段具有聚环氧烷、聚环氧丙 烧、聚丙烯酸、聚乙烯醇或聚糖单元。4.权利要求3的化合物，其中所述疏水或疏油聚合物链或链段具有全氟聚醚、氟烃、聚 苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯单元。5.前述权利要求任一项的化合物，其中每个所述R1是甲基、乙基、丙基、丁基或叔丁基 基团。6.权利要求5的化合物，其中每个所述R1是甲基基团。7.前述权利要求任一项的化合物，其中所述a、b、c、d和e各自是10-1000的整数。8.制备权利要求1的化合物的方法，包括使具有通式(II)的化合物 (II)其中Rl是直链或支链烷基、环烷基、多环烷基、杂环烷基、烷芳基、烷氧基、芳基、芳烷 基、烯基、炔基或含有1-50个碳原子的氟烃基；“r”是1-1000的整数和“s”是4-16000的 整数，与以下所有物质反应的步骤(a)亲水聚合物，其具有反应性基团，其通过Si-H键共价地结合...

【专利技术属性】
技术研发人员：AA韦德亚，
申请(专利权)人：荷兰联合利华有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]