包含含氟聚合物的表面活性剂制造技术

根据本发明专利技术，能够提供一种包含以具有碳原子数1～7的氟烷基的单体、亲水性单体和具有供离子基团的单体为必须成分的含氟共聚物的，具有很高的表面张力降低性能和很高的对液态介质的溶解性的表面活性剂，并且能够提供含有上述表面活性剂的涂料组合物、墨水组合物以及照片用乳剂组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有含氟共聚物的表面活性剂、包含该表面活性剂的液体改性剂、以及含有该液体改性剂的组合物。本专利技术的表面活性剂降低溶液的表面张力的性能优异，且对液态介质的溶解性优异。本专利技术的表面活性剂利用其高度的表面张力降低性能，作为利用改善溶液向固体表面的润湿、浸透、流平性等的涂料、墨水和照片用乳剂等的液体改性剂、农业用薄膜的防雾剂、 涂料缺陷的修正剂、涂膜的保护剂、墨水的表面张力降低剂、颜料的表面处理剂、颜料分散剂等，用于涂料工业、墨水工业、照片用乳剂制造工业等。
技术介绍
一般而言，含有氟烷基的表面活性剂与烃类表面活性剂相比，即使在低浓度下也具有使溶液的表面张力大幅度下降、伴随于此表现出乳化、分散、增溶等各种性质的能力。 其中，含有全氟烷基的聚合物型表面活性剂，在例如日本特开昭62-226143号公报和日本特开昭62-170950号公报所记载，用于与感光性组合物一同溶解或分散在溶剂中，将所得到溶液或分散液以均勻的膜厚涂布在支持体上并使之干燥，由此得到均勻膜厚的膜，在均勻分散、流平用途上特别有用。然而，最近关于通过调聚反应得到的含有碳原子数为8的全氟烷基(Rf基)的 EPA OPPT FACT SHEET April 14, 2003 (http //www. epa. -gov/opptintr/pfoa/pfoafacts. pdf)，公开了存在因调聚物分解或代谢而产生全氟辛酸(perfluoro-octanoic acid)(下面，简称为“PF0A”)的可能性。另外，EPA(美国环境保护局)发表了对于PFOA的科学调查的强化(参照EPA报告“PRELIMINARY RISK ASSESSMENT OF THE DEVELOP-MENTAL· TOXICITY ASSOCIATED WITH EXPOSURE TO PERFLU0R00CTAN0IC ACID AND ITS SALTS” (http://www. epa. gov/opptintr/pfoa/pfoara. pdf))。这样，EPA 提出了 PFOA 的生物体内蓄积性的问题。据认为碳原子数比8短的全氟烷基，特别是碳原子数7以下的全氟烷基在生物体内的蓄积性低，为了降低环境负荷，希望由短链的全氟烷基构成的表面活性剂。然而，由短链的全氟烷基构成的表面活性剂，即使氟含量与长链的一样，也缺乏表面张力降低性能，如果增多氟含量，则虽然可以获得较大的表面张力降低性能，但又存在溶解性，特别是水溶性变差的问题。对于这些课题，例如W02003/095083公开了涉及由含氟接枝聚合物构成的表面活性剂的专利技术。根据该文献的记载，公开了由含有枝聚合物和干聚合物的至少一方具有全氟烷基的重复单元的接枝聚合物构成的表面活性剂，即使含有高浓度的全氟烷基，液态介质溶解性也高；以比无规聚合物的情况少的氟含量，显示出同等或更优异的表面张力降低性能；以及即使是使用碳原子数7以下的短链全氟烷基的重复单元得到的接枝聚合物，液态介质溶解性也提高。这样具有优异特性的接枝聚合物，由于在其制造中需要合成干聚合物后合成枝聚合物的2阶段的反应，所以从制造工序来看是其成本上升的重要原因。另外，作为干、枝两种聚合物的连接基团，需要使用特殊单体，在原料费用上也成为成本上升的重要原因。因此，从工业的观点出发，就存在不得不成为昂贵的聚合物的问题，因而需求一种在经济上更为有利的表面活性剂。另外，W02003/097717公开了具有碳原子数2 6的全氟烷基和聚氧乙烯基的化合物，可以成为具有水溶性和优异的表面张力降低性能，并且具有生物分解性的表面活性剂。 记载了该表面活性剂可以利用其优异的表面张力降低性能，对涂料、墨水、照片用乳剂等溶液进行改性，来改善对固体表面的润湿性、浸透性、流平性等的内容。然而，对于在涂料、墨水、照片用乳剂的领域中广泛使用的非水类溶剂，例如二甲苯或乙酸正丁酯等而言，存在难溶性的问题。另一方面，在W02008/093567中公开了含有碳原子数2 6的氟烷基、聚氧乙烯基和供阳离子基团的含氟共聚物，对于纤维制品赋予了优异拒油性、防污性和污物脱离性，但没有提到对溶剂的溶解性和表面张力降低性能。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开昭62-2沈143号公报专利文献2 日本特开昭62-170950号公报专利文献3W02003/095083专利文献4W02003/097717专利文献5W02008/093567非专利文献非专利文献1 =EPA OPPT FACT SHEET April 14, 2003 (http://www. epa. gov/-opptintr/pfoa/pfoafacts, pdf)非专利文献2 :EPA 报告“PRELIMINARY RISK ASSESSMENT OF THE DEVELOPMENTAL TOXICITY ASSOCIATED WITH EXPOSURE TO PERFLU0R0-0CTAN0IC ACID AND ITS SALTS" (http://www. epa. gov/opptintr/pfoa/pfoara. pdf)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的在于，鉴于上述现状，提供一种与是否含有高浓度氟烷基无关，液态介质溶解性高，且降低溶液的表面张力的能力优异的化合物。另外，提供一种即使具有缺乏表面张力降低能力的碳原子ι 7的短链的全氟烷基，液态介质溶解性也高，且降低溶液的表面张力能力优异的表面活性剂。通过使用这样的表面活性剂可以得到在环境负荷小的液态介质中良好地分散的液态分散体。本专利技术改良含有缺乏溶解性或表面张力降低能力的氟烷基的表面活性剂，提供一种具有高溶解性，且降低溶液的表面张力的表面活性剂和分散助剂，还提供一种由碳原子数1 7的短链的全氟烷基构成的，具有高溶解性，并降低溶液的表面张力的表面活性剂。用于解决课题的方法本专利技术涉及一种表面活性剂，其包含含有从以下单体衍生的重复单元作为必须成分的含氟共聚物，(a)以下通式所示的具有氟烷基的含氟单体，CH2 = C (-X) -C ( = 0) -Y-Z-Rf (1)[式中，X为氢原子、碳原子数1 21的直链状或支链状的烷基、氟原子、氯原子、 溴原子、碘原子、CFX1X2基(其中，X1和X2为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、氰基、碳原子数1 21的直链状或支链状的氟烷基、取代或非取代的苄基、取代或非取代的苯基；Y 为-0-或-NH-；Z为碳原子数1 10的脂肪族基团、碳原子数6 10的芳香族基团或环状脂肪族基团、-CH2CH2N (R1) SO2-基团(其中，R1为碳原子数1 4的烷基。)、或-CH2CH (0Z1) CH2-基团(其中，Z1为氢原子或乙酰基。)、或-(CH2)m-SO2-(CH2)n-基团、或-(CH2)m-S-(CH2) n-基团(其中，m为1 10，n为0 10。)；Rf为碳原子数1 7的直链状或支链状的氟烷基。]；(b)亲水性单体；和(c)具有供离子基团的单体。本专利技术还涉及通过利用上述表面活性剂的高表面张力降低能力，改善溶液向固体表面的润湿、浸透、流平性等的涂料、墨水和照片用乳剂等的液体改性剂、涂料缺陷的修正剂、涂膜的保护剂、墨水的表面张力降低剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种表面活性剂，其特征在于：其包含含有从以下单体衍生的重复单元作为必须成分的含氟共聚物，（ａ）以下通式所示的具有氟烷基的含氟单体，ＣＨ２＝Ｃ（－Ｘ）－Ｃ（＝Ｏ）－Ｙ－Ｚ－Ｒｆ　　　　（１）式中，Ｘ为氢原子、碳原子数１～２１的直链状或支链状的烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、ＣＦＸ１Ｘ２基、氰基、碳原子数１～２１的直链状或支链状的氟烷基、取代或非取代的苄基、取代或非取代的苯基，其中，Ｘ１和Ｘ２为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子；Ｙ为－Ｏ－或－ＮＨ－；Ｚ为碳原子数１～１０的脂肪族基团、碳原子数６～１０的芳香族基团或环状脂肪族基团、－ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｒ１）ＳＯ２－基团，其中，Ｒ１为碳原子数１～４的烷基、或－ＣＨ２ＣＨ（ＯＺ１）ＣＨ２－基团，其中，Ｚ１为氢原子或乙酰基、或－（ＣＨ２）ｍ－ＳＯ２－（ＣＨ２）ｎ－基团或－（ＣＨ２）ｍ－Ｓ－（ＣＨ２）ｎ－基团，其中，ｍ为１～１０，ｎ为０～１０，Ｒｆ为碳原子数１～７的直链状或支链状的氟烷基；（ｂ）亲水性单体；和（ｃ）具有供离子基团的单体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄谷光宏，楠见佳代，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP