專利名稱：用于纖維與平整紡織品疏水處理的水性分散系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含氟化及非氟化聚甲基丙烯酸酯的水性分散系，本發(fā)明還涉及該水性分散系在纖維和直絲織物的疏水整理中的應用。
紡織工業(yè)中公知的慣例是，用包含全氟丙烯酸酯基的含氟共聚物的水性分散系，處理纖維和直絲織物。全氟丙烯酸酯使織物具有強疏水性和強疏油性。例如，DE 1247659中描述了這類全氟丙烯酸酯。EP 1146103A1中也記載了用于整理織物的包含多氟聚合物的水性分散系。
盡管用全氟丙烯酸酯或其它合適的多氟化合物整理織物，確實賦予了織物材料以所需的性質(zhì)，但是該多氟化合物仍是比較昂貴的。因此，需要在不損失整理效果的前提下，降低織物疏水整理的成本。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，將本身已知的聚合全氟丙烯酸酯與非氟化的聚合丙烯酸酯結(jié)合起來，可以減小昂貴的氟化產(chǎn)品的比例，而又不降低疏水整理的效果。
因此，本發(fā)明涉及一種水性分散系，該水性分散系至少包含(a)下面式(I)所示化合物的共聚物R1-O-CO-CR2＝CH2(I)式中，R1為具有8～22個碳原子的支鏈或直鏈烷基，R2為氫原子或者具有1～4個碳原子的烷基，其具有選自下面式(Ia)所示化合物的單體R3-O-CO-CR4＝CH2(Ia)式中，R3為具有1～6個碳原子的支鏈或直鏈烷基，R4為氫原子或者具有1～4個碳原子的烷基；(b)下面式(II)所示化合物的共聚物CnF2n-CH2-CH2-O-CO-CR5＝CH2(II)式中，R5代表氫原子或者含有1～4個碳原子的烷基，n是4～12之間的數(shù)，該共聚物具有選自式(Ia)所示化合物的單體；及(c)乳化劑，條件是所述共聚物(a)與所述共聚物(b)之間的重量比為10∶1～1∶10。
式(I)和式(Ia)的化合物以及式(II)的化合物本身都是公知的。它們都是丙烯酸或甲基丙烯酸的衍生物，特別是酯類衍生物。
式(II)的全氟化合物通常由四氟乙烷制備，其被聚合和碘化，并在Grignard反應中用環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化成全氟化的醇。在最后的反應步驟中，全氟化的醇與丙烯酸或甲基丙烯酸反應，生成所需的全氟化丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。當選擇式(II)的化合物時，優(yōu)選采用其中下標n為6～10的式(II)的全氟化化合物。
式(I)的化合物也是公知的，其為丙烯酸或甲基丙烯酸與脂肪醇的酯，所述脂肪醇必須包含8～22個碳原子。
通常采用乳化劑(c)，通過含水介質(zhì)中的乳液聚合，使式(I)和式(II)的單體彼此獨立與式(Ia)的丙烯酸或甲基丙烯酸反應，生成共聚物，其后，將已經(jīng)包含來自制備過程的乳化劑的兩個組分(a)和(b)混合，進而形成本發(fā)明的分散系。
乳液聚合是一種專門的聚合方法，其中借助于乳化劑將非水溶性單體乳化于水中，并利用水溶性引發(fā)劑(如過硫酸鉀；氧化還原性引發(fā)劑)進行聚合。特別優(yōu)選的式(Ia)的單體，選自丙烯酸或甲基丙烯酸的甲酯、乙酯、正丙酯、異丙酯和/或丁酯。在分散系的聚合物(a)和聚合物(b)的制備中，可以彼此獨立地使用式(Ia)的化合物。在形成組分(a)和組分(b)的聚合反應中，按共聚單體(Ia)計，優(yōu)選式(I)和式(II)的單體的重量百分比至少為50％，優(yōu)選至少為70％。也可以僅聚合式(I)和式(II)的單體。但是，優(yōu)選式(Ia)的共聚單體在聚合反應中的重量百分比至少為5％。
根據(jù)本發(fā)明，組分(a)與組分(b)之間的重量比須為10∶1到1∶10，優(yōu)選為5∶1到1∶3，特別優(yōu)選為3∶1到1∶1。
本發(fā)明的分散系必須含有起穩(wěn)定作用的乳化劑(c)。優(yōu)選的乳化劑選自非離子型和/或陽離子型乳化劑。在特別優(yōu)選的實施方案中，乳化劑為陽離子型乳化劑，即包含帶有正電荷的季銨基的化合物，或者包含電中性的且在體系整體酸化時轉(zhuǎn)化成離子質(zhì)子化形式的胺基的化合物。這種陽離子化合物的實例參見WO 88/00991中的第2～3頁。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的其它季銨化合物，特別是所謂酯季胺(esterquat)，即烷基中至少包含一個酯基的季化烷基銨化合物，也適用于穩(wěn)定本發(fā)明的分散系。
按水性分散系的總重量計，本發(fā)明的水性分散系包含總量為0.1～50％，優(yōu)選為1～35％的組分(a)和組分(b)。按水性分散系的總重量計，乳化劑(c)的含量為0.1～10％，優(yōu)選為0.5～5％。除了組分(a)和組分(b)以及乳化劑(c)之外，優(yōu)選使用水混溶性有機溶劑。優(yōu)選的水混溶性有機溶劑是包含2～6個碳原子與2～6個羥基的多元醇，這些多元醇的烷基醚或部分烷基醚，或者所述多元醇或丙酮的部分或全部烷氧基化的衍生物。
本發(fā)明的分散系是這樣制備的首先將含水的陽離子或非離子型穩(wěn)定的分散系(a)與含水的陽離子或非離子型穩(wěn)定的分散系(b)混合。如此得到的混合物可以根據(jù)適宜的本身公知的方法，施用于織物和纖維。適宜的織物材料為棉紗和聚酯或者聚酰胺纖維和混合纖維。本發(fā)明的水性分散系通過常規(guī)技術(shù)，例如利用填料輥等施用于纖維或織物材料。按液體計，活性物質(zhì)的濃度優(yōu)選為1～5g/升。
本發(fā)明還涉及前述水性分散系在纖維和直絲織物的疏水整理中的應用。
權(quán)利要求
1.一種水性分散系，至少包含(a)下面式(I)所示化合物的共聚物R1-O-CO-CR2＝CH2(I)式中，R1為具有8～22個碳原子的支鏈或直鏈烷基，R2為氫原子或者具有1～4個碳原子的烷基，其具有選自下面式(Ia)所示化合物的單體R3-O-CO-CR4＝CH2(Ia)式中，R3為具有1～6個碳原子的支鏈或直鏈烷基，R4為氫原子或者具有1～4個碳原子的烷基；(b)下面式(II)所示化合物的共聚物CnF2n-CH2-CH2-O-CO-CR5＝CH2(II)式中，R5代表氫原子或者含有1～4個碳原子的烷基，n是4～12之間的數(shù)，該共聚物具有選自式(Ia)所示化合物的單體；及(c)乳化劑，條件是所述共聚物(a)與所述共聚物(b)之間的重量比為10∶1～1∶10。
2.如權(quán)利要求1所述的水性分散系，其特征在于所述共聚物(a)包含其中R為具有12～18個碳原子的直鏈烷基的式(I)化合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的水性分散系，其特征在于所述共聚物(b)包含其中n為6～10的式(II)的單體化合物。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的水性分散系，其特征在于所述共聚物(a)與所述共聚物(b)之間重量比為5∶1～1∶3，優(yōu)選為3∶1～1∶1。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的水性分散系，其特征在于在所述共聚物(a)中，至少50％重量，優(yōu)選至少70％重量的單體選自式(I)所示的化合物。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的水性分散系，其特征在于在所述共聚物(b)中，至少50％重量，優(yōu)選至少70％重量的單體選自式(II)所示的化合物。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的水性分散系，其特征在于彼此間相互獨立的式(Ia)的各個單體選自丙烯酸或甲基丙烯酸的甲酯、乙酯、正丙酯、異丙酯和/或丁酯。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的水性分散系，其特征在于該水性分散系包含選自非離子型和/或陽離子型的乳化劑。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的水性分散系，其特征在于按分散系的總重量計，該水性分散系包含總量為0.1～50％，優(yōu)選為1～35％的共聚物(a)和(b)。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的水性分散系，其特征在于按分散系的總重量計，該水性分散系包含數(shù)量為0.1～10％，優(yōu)選0.5～5％的乳化劑。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的水性分散系，其特征在于該水性分散系包含水混溶性有機溶劑。
12.如權(quán)利要求11所述的水性分散系，其特征在于所述溶劑選自具有2～6個碳原子及2～6個羥基的多元醇，這些多元醇的烷基醚或部分烷基醚，以及所述多元醇或丙酮的部分或全部烷氧基化的衍生物。
13.權(quán)利要求1所述的水性分散系在纖維和直絲織物的疏水整理中的應用。
全文摘要
本發(fā)明是涉及水性分散系，該水性分散系至少包含(a)一種由式(I)化合物R
文檔編號D06M15/277GK1681882SQ03821616
公開日2005年10月12日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月14日
發(fā)明者路德維格·希弗斯坦, 路德維格·博尼格, 喬基姆·康拉蒂, 曼弗雷德·戈津斯基, 伯恩德·威爾, 克萊門斯·滕蒂 申請人:考格尼斯德國兩合公司