專利名稱：用聚羧酸鹽處理地毯以增強(qiáng)抗污性和防護(hù)性的方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及防護(hù)、抗污地毯，具體涉及使用聚羧酸鹽使地毯具有抗污性和/或防護(hù)性的方法和設(shè)備。
發(fā)明的背景至今為止在本領(lǐng)域中已進(jìn)行了許多嘗試以改進(jìn)洗凈地毯的抗沾污性。部分方法包括用聚羧酸及其共軛堿處理地毯。因此，美國專利4,937,123(Chang等)描述了一種使聚酰胺纖維具有抗酸性著色劑沾污性的方法。根據(jù)該方法，用含有聚甲基丙烯酸及其共聚物的水溶液處理所述纖維。
美國專利5,346,726(Pechhold)描述了一種上面沉積有抗沾污組合物的聚酰胺纖維基材，所述組合物包括水溶性的馬來酸酐/烯丙基醚或乙烯基醚共聚物。
美國專利5,001,004(Fitzgerald)公開了使用水解的烯鍵不飽和芳族/馬來酸酐共聚物的水溶液處理紡織品，使之具有抗沾污性。尤其提到使用氫氧化銨作為水解劑，盡管該對(duì)比文獻(xiàn)注明當(dāng)使用這種水解劑時(shí)，需要將水解的共聚物在升溫下保持一段時(shí)間，以便在聚酰胺基材上獲得滿意的阻污(stainblocking)性能。
美國專利5,401,554(Armen)公開了一種抗沾污的熔融著色地毯的制造方法。根據(jù)該方法，將含有磺酸酯基團(tuán)的聚酰胺共聚物與著色劑熔融混合，形成均勻的共聚物熔體。將該熔體紡絲成纖維，隨后簇絨在背襯上形成地毯。隨后用化合物處理該地毯，所述化合物可以是聚甲基丙烯酸或其共聚物、聚甲基丙烯酸與磺化的芳族甲醛的縮合產(chǎn)物的混合物、或者是在磺化的芳族甲醛縮合產(chǎn)物的存在下甲基丙烯酸的聚合或共聚的反應(yīng)產(chǎn)物。美國專利5,436,049(Hu)公開了相似的內(nèi)容，但是在該專利公開的方法中，將聚酰胺與能與聚酰胺的氨端基反應(yīng)的化合物熔融混合，以減少其氨端基的含量。
美國專利3,835,071(Allen等)公開了地毯香波組合物，該組合物包括苯乙烯-馬來酸酐共聚物的水溶性銨鹽。
在本領(lǐng)域中已知用含氟試劑處理洗凈的地毯，使之能抗干污物以及防水基和油基污物已有許多年了。成功地用這些含氟試劑進(jìn)行處理的纖維材料包括地毯、紡織品、皮革和紙張，經(jīng)處理的材料能抗由于常規(guī)的污物和沾污造成的變色，并保持其原有的美觀。對(duì)于抗污物和抗沾污技術(shù)的綜述，可參見Mason Hayek,Waterproofing and Water/Oil Repellency,24,Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology,448-55(3d ed.1979)。
這些含氟試劑是公開在美國專利3,923,715(Dettre)、4,029,585(Dettre)和4,264,484(Patel)中的含氟酯，以及公開在美國專利3,398,182(Guenthner等)、4,001,305(Dear等)、4,792,354(Matsuo等)和5,410,073(Kirchner)中的含氟氨基甲酸酯和脲。在本領(lǐng)域中還使用的一些其它含氟試劑包括脲基甲酸酯低聚物、縮二脲低聚物、碳化二亞胺低聚物、胍低聚物、噁唑烷酮低聚物和丙烯酸酯聚合物。這些工業(yè)處理劑可從各種渠道獲得，并以例如“Scotchgard”和“Zonyl”的商標(biāo)購得。
其它地毯抗污性的改進(jìn)集中在地毯制造方法本身。在將天然和合成的地毯纖維織成地毯時(shí)，這兩種纖維的表面均含有油殘基(參見N.Nevrekar,B.Palan,“Spin Finishes for Synthetic Fibers-PartⅣ”,Man-made Textiles InIndia 331-336,(Sept.1991))。這些油殘基(在天然脂肪或蠟(羊毛或其它天然纖維的情況下)，或者殘留的紡絲油劑或在制造過程中加入的其它加工油(在聚丙烯或其它合成纖維的情況下))明顯地增加了織成的地毯吸引臟物或其它有機(jī)污物的傾向。
結(jié)果，在本領(lǐng)域中?！扒逑础钡靥?，這是一種常包括將織成的地毯浸在水性清洗液浴中的方法。所述清洗液能有效地將地毯上油殘基的含量降至不會(huì)明顯影響地毯抗污性的程度。事實(shí)上，認(rèn)為必須通過清洗順利地除去紡絲油劑已有很長(zhǎng)時(shí)間了(參見P.Bajaj,R.Katre,“Spin Finishes”,Colourage 17-26(Nov.16-30,1987；W.Postman,“Spin Finishes Explained”,Textile Research Journal,Vol.50,No.7444-453(July 1980))。
但是，在清洗地毯中使用的浸沒技術(shù)由于會(huì)顯著增加制造地毯的總成本，因此是不合需求的。地毯被清洗后，必須在烘箱或烘干室中將其仔細(xì)干燥，以免地毯纖維翹曲或降解。但是由于浸沒地毯的有效表面積，在清洗過程中地毯常會(huì)吸收比其重量大許多倍的水分。結(jié)果，干燥加工是重要的并消耗大量的能量。在高質(zhì)量地毯(通常比其低質(zhì)量的類似物更致密)的情況下這尤為重要。同時(shí)，濕地毯增加的重量使之變得很笨重，難以操作。清洗還常在處理地毯中引發(fā)靜電問題。
因此在本領(lǐng)域中需要一種低濕上料(pick-up)方法使未洗凈的地毯(也就是在纖維上保留紡絲上油潤(rùn)滑劑的地毯)具有防水和防油性。為了在實(shí)踐中代替洗凈的地毯，與用同樣的材料處理的洗凈地毯相比，用這種方法處理的地毯必須顯示出同樣的或更好的抗污性、防水性和/或防油性數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域的另一個(gè)問題具體涉及用聚羧酸的銨鹽處理地毯。目前為止，這些材料未被廣泛地接受為地毯處理劑，很大的原因在于早期的研究表明它們需要其它地毯處理劑不需要的特殊的處理方法。例如，如前面所述，美國專利5,001,004(Fitzgerald等)報(bào)導(dǎo)了需要將這些材料在升溫下保持一段時(shí)間，以便在聚酰胺基材上獲得滿意的阻污性能。另外，如許多其它聚羧酸鹽那樣，常發(fā)現(xiàn)這些材料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，使之在許多實(shí)際用途中不合需求。到目前為止，對(duì)聚羧酸鹽，尤其是聚羧酸的銨鹽的儲(chǔ)存穩(wěn)定性差的現(xiàn)象還不大理解。因此，在本領(lǐng)域中需要一種具有較長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命的聚羧酸的鹽，尤其是聚羧酸的銨鹽。
如下面所述，本發(fā)明滿足了這些和其它需求。
發(fā)明的概述一方面，本發(fā)明涉及將聚羧酸鹽(如水解的苯乙烯/馬來酸酐共聚物的銨鹽)作為組分用于對(duì)未洗凈的地毯進(jìn)行抗污處理。聚羧酸鹽最好與含氟試劑組合使用，使未洗凈的地毯纖維具有抗污性、防水性和防油性。
另一方面，本發(fā)明涉及用聚羧酸鹽處理地毯纖維的pH控制方法。令人驚奇的是，發(fā)現(xiàn)聚羧酸鹽(例如由甲基丙烯酸制得的鹽)與含氟試劑(例如含氟己二酸酯)的某些混合物具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，如果該混合物的pH值能保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)的話。因此，例如發(fā)現(xiàn)含氟己二酸酯與由甲基丙烯酸制得的聚羧酸鹽的濃混合物在約5-6的pH范圍內(nèi)具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。另一方面，發(fā)現(xiàn)在較高pH值(即對(duì)于前面所舉的例子，pH值約為7-9)施涂這些混合物時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些混合物能使地毯具有更好的防護(hù)性。結(jié)果，通過將這種混合物儲(chǔ)存在第一pH值范圍內(nèi)(此時(shí)它們穩(wěn)定)，將混合物的pH值調(diào)節(jié)至第二pH范圍(此時(shí)它們能使地毯具有更好的防護(hù)性)并在該第二pH范圍施涂該混合物，可同時(shí)獲得良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和改進(jìn)的防護(hù)性。
再一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于使用聚羧酸鹽(較好是由甲基丙烯酸制得的聚合物的鹽)處理地毯基材的設(shè)備(如氣溶膠噴霧罐或地毯香波機(jī))。該設(shè)備帶有裝有聚羧酸鹽溶液和任選的含氟試劑的第一容器，以及裝有能調(diào)節(jié)聚羧酸鹽pH值的物質(zhì)的第二容器。該設(shè)備帶有用于使適當(dāng)比例的聚羧酸鹽溶液和pH調(diào)節(jié)物質(zhì)相混合，以使得到的混合物的pH值能使防護(hù)性最佳的混合裝置，以及將混合物發(fā)送在地毯基材上的發(fā)送裝置。
較好實(shí)例的詳細(xì)描述本發(fā)明用組合物，較好是水性組合物處理基材(例如包括未洗凈的地毯纖維的基材)，所述組合物包括聚羧酸鹽(例如水解的苯乙烯/馬來酸酐共聚物的銨鹽)。出于本發(fā)明的目的，術(shù)語“未洗凈的”指地毯纖維至少具有約0.3％重量的殘留紡絲上油潤(rùn)滑劑。聚羧酸鹽最好與一種或多種含氟試劑一起組合使用，以使未洗凈的地毯纖維具有抗污性、防水性和/或防油性。
最好局部施涂本發(fā)明組合物，并用低濕上料法，以噴霧劑、煙霧劑、泡沫劑或粉劑的形式施涂。較好的是，地毯的濕上料量小于約60重量％，最好小于約15重量％。合適時(shí)，可用靜電法或本領(lǐng)域已知的其它方法施涂該組合物。可在地毯基材的制造過程中、地毯纖維本身的制造過程中或在售出后施涂該組合物。
本發(fā)明某些處理組合物的一個(gè)重要參數(shù)是pH。在合適的pH范圍內(nèi)，許多含氟試劑(如含氟己二酸酯)與某些聚羧酸鹽(如由甲基丙烯酸制得的鹽)的溶液表現(xiàn)出延長(zhǎng)的儲(chǔ)存壽命。當(dāng)這些溶液的pH落入該范圍之外，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)存穩(wěn)定性下降，這通常是由于聚羧酸鹽和含氟試劑的不混溶性增加的緣故。另一方面，常發(fā)現(xiàn)當(dāng)這種溶液的pH落入溶液穩(wěn)定性所需的范圍之外時(shí)，它能使地毯具有增加的防水性和/或防油性。結(jié)果，在應(yīng)用中需要防護(hù)性時(shí)，先獲得具有能促進(jìn)儲(chǔ)存穩(wěn)定性的pH的溶液，隨后在將溶液施涂至基材上前將溶液的pH調(diào)節(jié)至更有利于防護(hù)性能的第二pH。因此，對(duì)于含氟己二酸酯和甲基丙烯酸酯類的聚羧酸鹽的濃溶液，可將溶液儲(chǔ)存在約5-6的pH范圍內(nèi)并以該pH范圍提供溶液以促進(jìn)儲(chǔ)存穩(wěn)定性，并可將pH調(diào)節(jié)至約7-9以使防護(hù)性能最佳。顯然，多種因素(如溶液濃度和存在某些添加劑)會(huì)影響儲(chǔ)存pH和使用pH的選擇。
可使用各種設(shè)備將本發(fā)明組合物施涂在地毯基材上。在制造時(shí)，這種設(shè)備可包括，例如噴霧施涂器、靜電場(chǎng)產(chǎn)生器和泡沫產(chǎn)生設(shè)備。在售出后施涂時(shí)，可例如通過增壓罐以泡沫或氣溶膠噴霧的形式施涂該組合物，或者用常規(guī)的地毯處理設(shè)備，如地毯香波機(jī)施涂該組合物。該組合物還可作為一個(gè)組分混在香波、清洗劑和其它地毯處理組合物中。
在售出后應(yīng)用中，如果需要將含有含氟試劑和含甲基丙烯酸的聚合物的溶液運(yùn)輸和儲(chǔ)存相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，則最好將溶液的pH保持在能很好增加儲(chǔ)存壽命的范圍內(nèi)。在施涂時(shí)需要不同pH的應(yīng)用中(即最佳的防護(hù)性所需的pH落入儲(chǔ)存穩(wěn)定性所需的范圍之外時(shí))，可就在施涂前調(diào)節(jié)組合物的pH?？芍圃旄鞣N設(shè)備用于此目的。
一種這種設(shè)備帶有裝有含氟試劑和聚羧酸鹽的溶液的第一容器。在該第一容器中的溶液的pH保持在能增加良好的溶液穩(wěn)定性的第一范圍。該設(shè)備還帶有裝有能調(diào)節(jié)聚羧酸鹽溶液的pH的物質(zhì)的第二容器。該設(shè)備裝有混合裝置以混合適當(dāng)比例的聚羧酸鹽溶液和pH調(diào)節(jié)物質(zhì)，使形成的混合物的pH能使防護(hù)性最佳化，該設(shè)備還裝有發(fā)送裝置用于將混合物發(fā)送在地毯基材上。合適的混合裝置是本領(lǐng)域已知的，它包括例如置于混合腔(來自第一和第二容器的溶液被引入該混合腔)中的機(jī)械攪拌裝置?；旌涎b置最好與計(jì)量?jī)x(例如泵，當(dāng)?shù)谝缓偷诙萜鞯娜芤罕灰牖旌锨恢袝r(shí)，它能保持所需的兩種溶液的體積流量比)一起使用。合適的發(fā)送裝置也是本領(lǐng)域已知的，它包括例如加壓噴嘴或閥門。
在另一個(gè)實(shí)例中，用足量的pH調(diào)節(jié)劑(即當(dāng)向上調(diào)節(jié)pH值時(shí)為氫氧化銨或氫氧化鈉)直接調(diào)節(jié)聚羧酸鹽溶液的pH，形成具有能增加良好防護(hù)性能的pH的處理溶液，而在設(shè)備中形成處理溶液。在另一個(gè)實(shí)例中，該設(shè)備裝有將聚羧酸鹽溶液施涂在地毯上以后調(diào)節(jié)該溶液的pH的裝置。后一種裝置的例子是雙施涂器，其中第一施涂器將含聚羧酸或聚羧酸鹽的第一溶液施涂至地毯上，第二施涂器將第二溶液發(fā)送在地毯上，該溶液將第一溶液的pH調(diào)節(jié)至防護(hù)性所需的范圍內(nèi)。
盡管本發(fā)明組合物、方法和設(shè)備最好用于處理地毯纖維或地毯基材，但是它們還可用于使其它基材具有防水性或防油性。這種其它基材可以包括，例如紡織物、紙張和非織造基材。
下面將描述適用于本發(fā)明組合物的聚羧酸鹽和含氟試劑，并描述地毯試樣和在實(shí)施例中用于評(píng)價(jià)這些組合物性能特征的試驗(yàn)方法。
聚羧酸鹽一般來說，適用于本發(fā)明的聚羧酸鹽包括這些聚羧酸的銨鹽和堿金屬鹽，它們的分子量至少為400克/摩爾，較好至少為1000克/摩爾，并且以克聚合物每酸當(dāng)量為單位的當(dāng)量重量不大于300克每當(dāng)量，較好不大于150克每當(dāng)量。在室溫該聚羧酸鹽應(yīng)為無粘性的固體。
適用的聚羧酸包括含丙烯酸的聚合物，即聚丙烯酸、丙烯酸與一種或多種能與丙烯酸共聚的其它單體的共聚物、以及聚丙烯酸與一種或多種含丙烯酸的共聚物的摻混物。這些聚合物可用聚合烯鍵不飽和單體的已知技術(shù)制得。較好的是，聚羧酸是含甲基丙烯酸的聚合物，如聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸與一種或多種能與甲基丙烯酸共聚的其它單體的共聚物、以及聚甲基丙烯酸與一種或多種甲基丙烯酸共聚物的摻混物。
適用于本發(fā)明的聚羧酸聚合物也可用本領(lǐng)域已知的聚合烯鍵不飽和單體的方法制得。這些單體包括單羧酸、多羧酸和單羧酸及多羧酸的酸酐；取代和未取代的羧酸和酸酐的酯和酰胺；腈；乙烯基單體；亞乙烯基單體；單烯和多烯單體；以及雜環(huán)單體。具體代表性的單體包括衣康酸、檸康酸、烏頭酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、巴豆酸、肉桂酸、油酸、棕櫚酸以及取代或未取代的這些酸的烷酯或環(huán)烷酯，所述烷基或環(huán)烷基具有1-18個(gè)碳原子，如甲基、乙基、丁基、2-乙基己基、十八烷基、2-磺基乙基、乙酰氧基乙基、氰基乙基、羥乙基、β-羧乙基和羥丙基。還包括上述酸的酰胺，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、1,1-二甲基磺基乙基丙烯酰胺、丙烯腈和甲基丙烯腈。還可使用各種取代或未取代的芳族和脂族乙烯基單體，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對(duì)羥基苯乙烯、氯苯乙烯、磺基苯乙烯、乙烯醇、N-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙烯酯、氯乙烯、乙烯基醚、乙烯基硫醚、乙烯基甲苯、丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯、乙烯、異丁烯和1,1-二氯乙烯。還可使用各種硫酸化的天然油，如硫酸化的蓖麻油、硫酸化的鯨油、硫酸化的豆油和硫酸化的脫水蓖麻油。特別適用的單體包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、衣康酸、苯乙烯、苯乙烯磺酸鈉和硫酸化的蓖麻油，它們可單獨(dú)使用或組合使用。
在含甲基丙烯酸的聚合物中，甲基丙烯酸宜約占聚合物的30-100重量％，最好約占聚合物的60-90重量％。在共聚物中甲基丙烯酸的最佳比例取決于所使用的一種或多種共聚單體、共聚物的分子量和材料施涂時(shí)的pH。當(dāng)將非水溶性共聚單體(如丙烯酸乙酯)與甲基丙烯酸共聚時(shí)，它們的含量可約高達(dá)含甲基丙烯酸共聚物的40重量％。當(dāng)水溶性共聚單體(如丙烯酸或丙烯酸磺基乙酯)與甲基丙烯酸共聚時(shí)，水溶性共聚單體的含量最好不超過含甲基丙烯酸的共聚物的30重量％，并且含甲基丙烯酸的共聚物最好還含有高達(dá)約50重量％的非水溶性單體。
適用于制造本發(fā)明聚羧酸鹽的市售丙烯酸共聚物包括CarbopolTM(購自B.F.Goodrich)和購自Rohm and Hass Company的Leukotan系列材料，如LeukotanTM970、LeukotanTM1027、LeukotanTM1028和LeukotanTMQR 1083。
用于制造本發(fā)明聚羧酸鹽的適用的含甲基丙烯酸的共聚物還公開在美國專利4,937,123(Chang等)、美國專利5,074,883(Wang)和美國專利5,212,272(Sargent等)。
適用的聚羧酸還包括馬來酸酐和至少一種或多種烯鍵不飽和單體的水解的共聚物。不飽和單體可以是α-烯烴單體或芳香單體，盡管后者是較好的?？墒褂?lt;p>表7PF-A纖網(wǎng)在線駐極體處理，空氣過濾結(jié)果(“A”卷)
表8PF-C纖網(wǎng)在線駐極體處理空氣過濾結(jié)果(“A”卷)
酐共聚物(如購自Elf Atochem的SMA系列)和甲基乙烯基醚/馬來酸酐共聚物(如購自ISP Corp.的GantrezTM)。適用于制造本發(fā)明含聚羧酸鹽組合物的至少一種或多種α-烯烴單體和馬來酸酐的水解的共聚物還公開在美國專利5,460,887(Pechhold)。適用于本發(fā)明組合物的至少一種或多種烯鍵不飽和芳香單體與馬來酸酐的水解的共聚物還公開在美國專利5,001,004(Fitzgerald等)中。
下列聚羧酸鹽適用于本發(fā)明。
SMA-1000一種數(shù)均分子量約1600的共聚物，含1∶1摩爾比的苯乙烯∶馬來酸酐，約具有6-8個(gè)各種單體單元，酸值平均為480；購自ElfAtochem,Birdsboro,Pennsylvania。
SMA-2000一種分子量約1700的共聚物，含2∶1摩爾比的苯乙烯∶馬來酸酐，約具有6-8個(gè)各種單體單元，酸值平均為355；購自ElfAtochem。
SMA-3000一種分子量約1900的共聚物，含3∶1摩爾比的苯乙烯∶馬來酸酐，約具有6-8個(gè)各種單體單元，酸值平均為285；購自ElfAtochem。
SMA-2000AA使用下列方法將SMA-2000轉(zhuǎn)化成苯胺酰胺酸銨鹽。
在保持快速攪拌的同時(shí)向一容器中加入174g四氫呋喃和100g(0.32當(dāng)量)SMA-2000。向該溶液中緩慢地加入59.5g(0.64mol)苯胺，發(fā)生輕微放熱的反應(yīng)。在70℃邊攪拌邊將反應(yīng)混合物加熱4小時(shí)。IR光譜分析表明所有酸酐均發(fā)生反應(yīng)，形成苯胺酰胺/苯胺鹽。
隨后在保持快速攪拌的同時(shí)將該反應(yīng)混合物倒入含有120g 10％鹽酸水溶液和1升去離子水的浴中，以沉淀苯胺酰胺酸，將沉淀物過濾并水洗。在60℃烘箱中干燥濕固體，得到133.5g酰胺酸(紅外峰在1710、2500-3000和3138cm-1處)。
向干的酰胺酸中加入350g去離子水，隨后加入60g 28％NH4OH水溶液。在50℃加熱該混合物至形成淡棕色的苯胺酰胺酸銨鹽溶液，它含有16.6重量％固體，pH約為8.5。
SMA-2000BA使用與制造SMA-2000AA相同的方法將SMA-2000轉(zhuǎn)化成丁胺酰胺酸銨鹽，但是使用相同摩爾量的正丁胺代替苯胺，得到33.5重量％丁胺酰胺酸銨鹽的水溶液。
SMA-1440一種分子量約為2500的共聚物，含有3∶2摩爾比的苯乙烯∶馬來酸酐，約具有6-8個(gè)每種單體單元，按化學(xué)計(jì)量使每個(gè)酸酐基團(tuán)與乙二醇單丁基醚反應(yīng)，形成酸酯；購自Elf Atochem。
SMA-2625一種分子量約為1900的共聚物，含有3∶2摩爾比的苯乙烯∶馬來酸酐，約具有6-8個(gè)每種單體單元，按化學(xué)計(jì)量使每個(gè)酸酐基團(tuán)與丙醇反應(yīng)，形成酸酯；購自ElfAtochem。
SMA-17352一種分子量約為1900的共聚物，含有3∶2摩爾比的苯乙烯∶馬來酸酐，約具有6-8個(gè)每種單體單元，按化學(xué)計(jì)量使每個(gè)酸酐基團(tuán)與酚和異丙醇反應(yīng)，形成酸酯；購自ElfAtochem。
GantrezTMS97一種分子量約為70,000的甲基乙烯基醚/馬來酸酐的共聚物，各個(gè)酸酐基團(tuán)用水水解，形成游離的羧酸；購自ISP Corp.,Wayne,NewJersey。
GantrezTMES 225一種含1∶1摩爾比的甲基乙烯基醚和馬來酸酐的共聚物，分子量約為70,000，按化學(xué)計(jì)量使每個(gè)酸酐基團(tuán)與乙醇反應(yīng)形成酸酯；購自ISPCorp.。
GantrezTMES 325一種含1∶1摩爾比的甲基乙烯基醚和馬來酸酐的共聚物，分子量約為70,000，按化學(xué)計(jì)量使每個(gè)酸酐基團(tuán)與丙醇反應(yīng)形成酸酯；購自ISPCorp.。
PMAA-NH4+向一個(gè)裝有空氣攪拌器、冷凝器、帶溫度表(thermowatch)的溫度計(jì)、加熱套和兩個(gè)可調(diào)滴液漏斗的5升燒瓶中加入1300g去離子水。在空氣中在約85分鐘內(nèi)將水加熱至90℃。
使用第一滴液漏斗向水中加入500g甲基丙烯酸。隨后使用第二滴液漏斗加入43.65g過硫酸銨溶解在700g去離子水中形成的溶液，設(shè)法將由第一和第二滴液漏斗加入的溶液的體積比恒定在5∶7。
在90℃將形成的混合物加熱約19小時(shí)，隨后冷卻、裝瓶(bottled)并用濃的氫氧化銨水溶液將pH中和至5.3，得到約含21重量％固體的聚甲基丙烯酸銨水溶液。
PMAA-K+向一個(gè)裝有空氣攪拌器、冷凝器、帶溫度表(thermowatch)的溫度計(jì)、加熱套和滴液漏斗的5升燒瓶中加入500g去離子水。在空氣中將水加熱至90℃。在室溫制得500g甲基丙烯酸(MAA)和43.65g過硫酸鉀在1500g去離子水中的分散液。將所述燒瓶的溫度保持在83-93℃，將MAA/過硫酸鹽水溶液緩慢地加入熱水中。
加料完成后，使用一個(gè)設(shè)定在工作日結(jié)束的定時(shí)器將得到的水溶液在83-93℃再混合10小時(shí)。第二天早晨，將已冷卻至40℃的燒瓶中的物料裝瓶，并用氫氧化鉀水溶液中和至pH為5.5，形成約含21重量％固體的聚甲基丙烯酸鉀水溶液。
聚合物Ⅰ向一個(gè)裝有回流冷凝器、機(jī)械攪拌器和溫度計(jì)的1升反應(yīng)容器中加入7.0g硫酸化的蓖麻油溶液(70％固體)和515.0g去離子水。將該溶液加熱至95℃并在約2小時(shí)的期間向該溶液中同時(shí)滴加198.0g甲基丙烯酸、45.2g丙烯酸丁酯和21.6g過硫酸銨在50g水中的溶液。在90℃將反應(yīng)混合物進(jìn)一步攪拌3小時(shí)，隨后冷卻至50℃。加入25.2g 20％氫氧化鈉水溶液將形成的共聚物溶液部分中和，形成每100當(dāng)量羧酸陰離子有5.5當(dāng)量Na+陽離子的羧酸鹽聚合物溶液。形成的產(chǎn)物含有33重量％共聚物固體。
NAA萘乙酸，購自Mathesen Company,Inc.,East Rutherford,New Jersey。
TPA對(duì)苯二甲酸，購自Aldrich Chemical Corp.,Milwaukee,Wisconsin。
不適用于本發(fā)明的聚羧酸鹽的一個(gè)例子是CarbopolTM691，這是一種超高分子量聚丙烯酸聚合物，由交聯(lián)成超高分子量網(wǎng)絡(luò)的分子量500,000的鏈段組成，購自B.F.Goodrich Chemical Co.,Cleveland,Ohio。這種類型材料的分子量使之在溶液中的粘度太大。通常，用于本發(fā)明的聚羧酸鹽的分子量小于約1百萬。
含氟試劑一般來說，適用于本發(fā)明的含氟試劑包括本領(lǐng)域中已知的能使纖維基材，尤其是地毯具有抗干污物性和防水性及防油性的任何含氟化合物和聚合物。這些含氟化合物和聚合物通常包括一個(gè)或多個(gè)含氟基團(tuán)，所述含氟基團(tuán)含有具有3-約20個(gè)碳原子，較好具有約6-14個(gè)碳原子的全氟碳鏈。這些含氟基團(tuán)可含有直鏈的、支鏈的或環(huán)狀的氟化亞烷基或其任意的組合。該含氟基團(tuán)最好不含可聚合的不飽和烯鍵，但可以任選地含有懸鏈雜原子(如氧、二價(jià)或六價(jià)硫或氮)。較好是全部氟化的基團(tuán)，但是也可存在作為取代基的氫或氯原子，盡管每?jī)蓚€(gè)碳原子任何一種這種原子的存在量最好不超過一個(gè)。任何含氟基團(tuán)還較好含約40-80重量％的氟，最好含約50-78重量％的氟?；鶊F(tuán)的末端部分最好全部氟化，最好含有至少7個(gè)氟原子，如CF3CF2CF2-、(CF3)2CF-、SF5CF2-。全氟化的脂族基團(tuán)(即通式為CnF2n+1-的基團(tuán))是最好的含氟基團(tuán)的實(shí)例。
適用于本發(fā)明處理的代表性含氟化合物包括含氟氨基甲酸酯、脲、酯、醚、醇、環(huán)氧化物、脲基甲酸酯、酰胺、胺(及其鹽)、酸(及其鹽)、碳化二亞胺、胍、噁唑烷酮、異氰脲酸酯、和縮二脲。這些化合物的摻混物也是適用的。適用于本發(fā)明處理的代表性含氟聚合物包括含氟丙烯酸酯和取代的丙烯酸酯的均聚物，或含有與不含非乙烯基氟的單體共聚的含氟丙烯酸酯及取代的丙烯酸酯單體的共聚物，所述不含非乙烯基氟的單體的例子有甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、氧化烯和聚氧亞烷基二醇低聚物的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(如氧亞乙基二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧亞乙基二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧亞乙基二醇丙烯酸酯和甲氧基聚氧亞乙基二醇丙烯酸酯)、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙烯、丁二烯、苯乙烯、異戊二烯、氯丁二烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,1-二氟乙烯、丙烯腈、氯乙酸乙烯酯、乙烯基吡啶、乙烯基烷基醚、乙烯基烷基酮、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-(N,N,N-三甲銨)乙酯和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)。一般根據(jù)要處理的纖維基材、所需的性能和施涂在纖維基材上的方式憑經(jīng)驗(yàn)選擇所使用的各種不含非乙烯基氟共聚單體的相對(duì)量。適用的含氟試劑還包括上面所述各種含氟聚合物的摻混物以及上面提到的含氟化合物與這些含氟聚合物的摻混物。
還適用于本發(fā)明用于基材處理的有這些含氟試劑與無氟增量化合物的摻混物，所述增量化合物包括，例如由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸十八烷酯、氧化烯和聚氧亞烷基多醇低聚物的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2-羥基乙酯、N-羥甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸2-(N,N,N-三甲銨)乙酯；硅氧烷、聚氨酯，如含嵌段異氰酸酯的聚合物和低聚物；脲或蜜胺與甲醛的縮合物或預(yù)縮合物；乙二醛樹脂；脂肪酸與蜜胺或脲衍生物的縮合物；脂肪酸與聚酰胺的縮合物及其表氯醇加合物；蠟；聚乙烯、氯化聚乙烯；和烷基烯酮二聚物制得的可自由基聚合的聚合物和共聚物。還認(rèn)為這些無氟增量聚合物和化合物的摻混物也適用于本發(fā)明。在處理中增量聚合物和化合物的相對(duì)量對(duì)本發(fā)明不是關(guān)鍵的。但是，相對(duì)于體系中的固體存在量，基材處理劑的總組成應(yīng)含有至少3重量％，最好至少約5％以所述含氟基團(tuán)形式的與碳相連的氟。許多處理劑(包括含例如上述無氟增量聚合物和化合物的處理摻混物)可以現(xiàn)成制劑的方式從市場(chǎng)上購得。這些產(chǎn)品可購自例如3M制造的ScotchgardTM牌地毯保護(hù)劑，以及購自E.I.du Pont de Nemours and Company制造的ZonylTM牌地毯處理劑。
下面是適用于本發(fā)明的具體含氟試劑FC-1355:ScotchgardTM工業(yè)用地毯保護(hù)劑FC-1355，一種含氟酯水性乳液，約含有45重量％固體，購自美國3M公司。
FC-1373:ScotchgardTM工業(yè)用地毯保護(hù)劑FC-1373，一種含氟聚氨酯水性乳液，約含有30重量％固體，購自美國3M公司。
FC-A一種如美國專利4,264,484的實(shí)施例8，通式ⅩⅦ所述的含氟己二酸酯，該酯以含34重量％固體的乳液的形式使用。
FC-B使用下列方法制得含氟脂族丙烯酸酯共聚物。
向一個(gè)1夸脫(0.91)的小口琥珀色瓶子中加入140gC8F17SO2N(CH3)C2H4OC(O)CH=CH2、60g丙烯酸正丁酯、0.4g正辛基硫醇、328g去離子水、140g丙酮、18g TergitolTM15-S-30表面活性劑(購自UnionCarbide Corp.)、VazoTMV-50引發(fā)劑[鹽酸2,2’-偶氮二(2-氨基丙烷)](購自WakoChemicals USAInc.)和0.4g AgeflexTMQ-6表面活性劑(購自CPS Chemicals,WestMemphis,Arkansas)。
用抽真空方法將瓶子中的物料脫氣三次，每次用氮?dú)獬淙胝婵掌恐?。將瓶子密封并?0℃的耐洗試驗(yàn)儀(laundrometer)中放置15.3小時(shí)。隨后打開瓶子，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去物料內(nèi)的丙酮，制成得到含43重量％固體的含氟丙烯酸共聚物的水性乳液。
地毯本發(fā)明方法可用于處理各種地毯材料，包括聚丙烯、尼龍、丙烯酸類和羊毛地毯。下列具體地毯的處理將在實(shí)施例中描述。
Regal HeirTM地毯17196式樣的聚丙烯地毯，購自Shaw Industries,Inc.,Dalton,Georgia。未清洗的地毯在纖維上含有約0.66重量％潤(rùn)滑劑，特征在于Berber式樣，表面重49盎司/碼2(1.7kg/m2)。洗凈的地毯在纖維上含約0.13重量％的潤(rùn)滑劑。地毯的顏色如經(jīng)砂磨的美鈔(sand dollar)，顏色代碼為96100。
Chesaoeake BavTM地毯53176式樣的聚丙烯地毯，購自Shaw Industries,Inc.。未清洗的地毯在纖維上含有約0.89重量％潤(rùn)滑劑，特征在于100％割絨式樣，表面重52盎司/碼2(1.8kg/m2)。洗凈的地毯在纖維上含約0.18重量％的潤(rùn)滑劑。地毯的顏色如羔皮紙，顏色代碼為76113。
UltimaTMⅡ053尼龍地毯一種溶液染色的尼龍地毯，購自Diamond CarpetMill,Eton,Georgia。其纖維是由購自BASF Corp.Parsippany,New Jersey的尼龍6聚合物制得。未清洗的地毯纖維上含有約1.6重量％的潤(rùn)滑劑，特征在于100％割絨式樣，表面重50盎司/碼2(1.7kg/m2)。洗凈的地毯在纖維上含約0.18重量％的潤(rùn)滑劑。地毯的顏色如柔和的卵石，顏色代碼為101。
尼龍6 Greige Goods地毯一種尼龍地毯，購自Horizon Industries,DivisionofMohawk Carpet,Atlanta,Georgia。其纖維是由購自BASF Corp.Parsippany,NewJersey的尼龍6聚合物制得。該地毯未經(jīng)染色，與不用著色顏料的溶液染色的尼龍地毯相似。未清洗的地毯纖維上含有約0.8重量％的潤(rùn)滑劑，特征在于100％割絨和圈絨(cut and loop)式樣，表面重28盎司/碼2(1.0kg/m2)。
試驗(yàn)方法在本發(fā)明實(shí)施例中使用下列方法測(cè)定地毯纖維上潤(rùn)滑劑的百分含量-用下列試驗(yàn)方法測(cè)定未清洗的或清洗的地毯纖維上潤(rùn)滑劑的重量百分含量。
將9.3g地毯試樣與80g溶劑(通常是乙酸乙酯或甲醇)一起置于一個(gè)8盎司(225ml)的玻璃大口瓶中。將該玻璃瓶蓋上蓋子并安裝在滾筒上放置10分鐘。隨后將50g含有萃取的潤(rùn)滑劑的溶劑倒入配衡的鋁盤上，將其在250°F(121℃)的換氣烘箱中放置20分鐘以除去溶劑。隨后再次稱重該盤子以測(cè)定潤(rùn)滑劑的存在量。將潤(rùn)滑劑的重量除于地毯試樣的初始重量并乘以100算得地毯上潤(rùn)滑劑的百分含量。
地毯的清洗-可通過用含洗滌劑的熱水徹底洗滌地毯，隨后漂清以清洗地毯，除去潤(rùn)滑劑。
噴霧施涂和固化方法-通過噴霧將水性處理劑施涂在地毯上，至約15重量％濕上料量(wet pickup)。加入處理劑水溶液中的聚羧酸鹽和含氟試劑的量是由纖維上所需的理論固含量百分?jǐn)?shù)(以％SOF表示)所決定的。除非另有說明，否則將濕噴霧的地毯在120℃的強(qiáng)制空氣對(duì)流烘箱中干燥至干(通常10-20分鐘)，以將處理劑固化在地毯上。
泡沫施涂和固化方法-用于本發(fā)明的泡沫機(jī)是由泡沫制造裝置和真空系統(tǒng)(frame)裝置組成。
所述泡沫制造裝置是由Kitchen-Aid Division of Hobart Corporation,Troy,Ohio制造的Hobart Kitchen-AidTM混合器。
所述真空系統(tǒng)裝置是帶有真空空腔和真空床的臺(tái)式不銹鋼小裝置，將要處理的地毯與要沉積在地毯上的泡沫物質(zhì)一起置于真空床上。該真空床構(gòu)成一個(gè)具有安裝到Dayton TradesmanTM25加侖Heavy Duty Shop Vac.的抽氣口的箱形容器(bench)。真空床的尺寸為8”×12”×1.5”(20cm×30cm×4cm)。用密集地鉆有1/6”(1.7mm)孔的鋁盤將空腔與真空床的其余部分隔開。所述鋁盤的結(jié)構(gòu)與濾器相似。
將要處理的地毯部分稱重。隨后用水預(yù)濕潤(rùn)地毯。施涂的幾個(gè)參數(shù)必須用試探法進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體地說，必須制得試驗(yàn)泡沫以測(cè)定吹脹比，它是由下列等式?jīng)Q定的吹脹比=泡沫體積/泡沫重量一般來說，應(yīng)調(diào)節(jié)泡沫使得泡沫的濕上料量約為地毯干重的60％?？捎萌魏伪〉?、硬的材料制得醫(yī)用刮刀。約l00mil(2.5mm)的薄聚氯乙烯片尤其合適，因?yàn)樗苋菀椎乇桓畛扇魏纬叽纭９蔚兜牟劭诓糠謶?yīng)約8”(20cm)寬，以便適配入真空床的槽。
在具體的應(yīng)用中，將150g要發(fā)泡的液體放入Kitchen-AidTM混合器的容器中。使用金屬絲攪拌器附件并將混合器設(shè)置在其最高速(10)。使用2-3分鐘使泡沫發(fā)泡并在某一吹脹比使之穩(wěn)定?？赏ㄟ^容器側(cè)面的體積標(biāo)記計(jì)算吹脹比。
將過量的泡沫置于平放在真空床中的地毯試樣的頂部。必須注意在泡沫中不要存在大的空氣氣泡。隨后用醫(yī)用刮刀刮去泡沫。隨后抽真空并對(duì)地毯抽真空。此時(shí)，可對(duì)地毯進(jìn)行烘箱干燥。
“行走”沾污試驗(yàn)-將處理的未清洗的地毯和未處理的未清洗的地毯(對(duì)照)在所限定的“行走”沾污條件下測(cè)定處理地毯對(duì)干污物的相對(duì)耐受性，并比較其相對(duì)污染水平。如下進(jìn)行限定的污物試驗(yàn)將小方形處理和對(duì)照地毯試樣固定在刨花板上(通常每個(gè)試樣重復(fù)5-7次)，將試樣板放在繁忙的人行道的地面上，使試樣被通常的來往行人所沾污。監(jiān)測(cè)這些試樣區(qū)域中每一個(gè)的來往行人數(shù)量。使用將位置和方向?qū)φ次鄣挠绊憸p至最小的設(shè)計(jì)的模式每天改變?cè)诮o定區(qū)域內(nèi)各試樣的位置。
經(jīng)過一個(gè)周期的行人踩踏(一個(gè)周期定義為腳踩踏10,000次)并抽真空，取出受污的地毯試樣，使用比色計(jì)測(cè)定給定試樣上存在的污物量(假定給定試樣上的污物量與未沾污試樣和相應(yīng)的沾污后的試樣的色差直接成比例)。使用帶D65照明源的Minolta 310 Chroma Meter測(cè)定污染地毯試樣的三個(gè)CIE L*a*b*色坐標(biāo)。使用下列等式計(jì)算各個(gè)污染地毯試樣相對(duì)于其未污染試樣(即未經(jīng)行人踩踏的試樣)的色差值ΔEΔE=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
其中，ΔL*=L*沾污(處理)-L*未沾污(對(duì)照)Δa*=a*沾污(處理)-a*未沾污(對(duì)照)Δb*=b*沾污(處理)-b*未沾污(對(duì)照)由這些比色測(cè)量計(jì)算得到的ΔE值表明，其結(jié)果與老的肉眼評(píng)價(jià)(如美國紡織化學(xué)家和著色師協(xié)會(huì)(AATCC)提出的沾污評(píng)價(jià))從定性上看是一致的，并還具有較高精度和不受環(huán)境變化及操作者主觀因素影響的優(yōu)點(diǎn)。通常，重復(fù)5-7次的95％置信區(qū)間約為±1ΔE單位。
還計(jì)算ΔΔE值，它是由污染的處理的未清洗地毯試樣的ΔE值減去污染的未處理的未清洗的地毯試樣的ΔE值得到的“相對(duì)ΔE”值。ΔΔE值越低，處理的抗污性越好。負(fù)的ΔΔE值表示與未處理未清洗的地毯相比，處理的未清洗地毯更具抗污性。
防油性試驗(yàn)-使用3M的3M Oil Repellency Test Ⅲ(1994.2)評(píng)價(jià)處理的地毯試樣的防油性(根據(jù)AATCC試驗(yàn)方法118-1983)。在本試驗(yàn)中，用各種表面張力的油或油混合物滲透處理的地毯試樣。用下面100分標(biāo)準(zhǔn)描述處理地毯的防油性。
防油性等級(jí)油組分0 不抗礦物油15礦物油(“Kaydol”)3085/15(體積)礦物油4565/35(體積)礦物油與正十六烷60正十六烷75正十四烷90正十二烷100 正癸烷在進(jìn)行本試驗(yàn)時(shí)，將一塊約8×8英寸(20×20cm)的處理地毯試樣置于平的水平表面上，沿紗線順捻的方向用手刷地毯絨毛。在1/8英寸(3mm)的高處將5小滴油或油混合物輕輕地滴在地毯試樣上，油滴至少相距2英寸(5cm)，滴嘴與地毯不接觸。以45°角觀察10秒鐘后，如果觀察到5滴油中有4滴呈球狀或半球狀，則認(rèn)為該地毯通過該油或油混合物的試驗(yàn)。所列的防油性等級(jí)表示處理的地毯試樣能通過上述試驗(yàn)的最具滲透性的油(即上表中數(shù)字最大的油)。中間等級(jí)(如35或40)指防油性落在所列的具體油組成數(shù)值之間。
防水性試驗(yàn)-使用3M的用于地面涂層的3M Water Repellency Test V(1994年2月)評(píng)價(jià)處理地毯試樣的防水性。在本試驗(yàn)中，用去離子水和異丙醇(IPA)的摻混物滲透處理地毯試樣。如防油性結(jié)果那樣用相同的100分標(biāo)準(zhǔn)給每種摻混物定一個(gè)等級(jí)。
防水性等級(jí)水/IPA摻混物(體積％)0 不防水15100％3090/10水/IPA4580/20水/IPA6070/30水/IPA7560/40水/IPA9050/50水/IPA100 40/60水/IPA如防油性試驗(yàn)?zāi)菢舆M(jìn)行防水性試驗(yàn)，所列的防水性等級(jí)表示處理地毯能通過上述試驗(yàn)的含IPA最多的摻混物。中間的等級(jí)指防水性落在所列的具體的水和IPA/水摻混物值之間。
實(shí)施例實(shí)施例1在實(shí)施例1中，使用下列方法制得SMA-1000的銨鹽。邊攪拌邊緩慢地向裝有510g去離子水的反應(yīng)燒瓶中加入150g SMA-1000。隨后加入83g濃氫氧化銨水溶液(28％，化學(xué)計(jì)量上稍過量)，發(fā)生輕微放熱的反應(yīng)。在70℃將反應(yīng)混合物攪拌2小時(shí)，形成pH為8.3的透明水溶液，它含22.7重量％固體。
接著將SMA-1000聚羧酸銨溶液與FC-1355含氟試劑一起分散在水中，使用噴霧施涂和烘箱固化法將處理溶液局部施涂在Regal HeirTM或未清洗的Chesapeake BayTM聚丙烯地毯上并固化之，纖維上聚羧酸鹽理論固體含量(SOF)為0.56％，理論含氟量(FOF)為350ppm。
進(jìn)行防水性試驗(yàn)評(píng)價(jià)處理的Regal HeirTM地毯的防水性，并進(jìn)行防油性試驗(yàn)評(píng)價(jià)其防油性，使用一個(gè)周期的“行走”沾污試驗(yàn)評(píng)價(jià)處理的Chesapeake Bay地毯的抗污性。這些評(píng)價(jià)的結(jié)果列于表1。
實(shí)施例2-5在實(shí)施例2-5中，用與實(shí)施例1相同的方法在未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯上進(jìn)行地毯處理、固化和評(píng)價(jià)，但是分別用化學(xué)計(jì)量上稍微過量的甲胺、正丁胺、三乙胺和三乙醇胺將SMA-1000中和至pH約為8。
這些評(píng)價(jià)的結(jié)果列于表1。
比較例C1和C2在比較例Cl和C2中，用與實(shí)施例1相同的方法在未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯上進(jìn)行地毯處理、固化和評(píng)價(jià)，但是分別用化學(xué)計(jì)量上稍微過量的氫氧化四甲銨和氫氧化鈉將SMA-1000中和至pH約為8。
這些評(píng)價(jià)的結(jié)果列于表1。
實(shí)施例6和比較例C3在實(shí)施例6和比較例C3中，分別用與實(shí)施例1和比較例C2相同的方法在未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯上進(jìn)行地毯處理、固化和評(píng)價(jià)，但是在地毯處理溶液中不加入含氟試劑。
結(jié)果列于表1。
比較例C4在比較例C4中，用與實(shí)施例1相同的方法在未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯上進(jìn)行地毯處理、固化和評(píng)價(jià)，但是在地毯處理溶液中不加入聚羧酸鹽。
這些評(píng)價(jià)的結(jié)果列于表1。
比較例C5在比較例C5中，不向清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯施加處理劑。使用與實(shí)施例1相同的方法評(píng)價(jià)清洗的Regal HeirTM地毯的防水性和防油性，評(píng)價(jià)清洗的Chesapeake BayTM地毯的抗污性。
結(jié)果列于表1。
表1
表1的數(shù)據(jù)表明，與未處理的清洗聚丙烯地毯(比較例C5)相比，聚羧酸鹽加簡(jiǎn)單的銨陽離子(NH4+)(實(shí)施例1)、小的甲銨陽離子(實(shí)施例2)和稍大的丁銨陽離子(實(shí)施例3)能使未清洗的地毯獲得最佳組合的防水性和防油性及抗污性。稍大的三乙銨陽離子給出優(yōu)良的抗污性能(實(shí)施例4)，但具有較低的防水性。聚羧酸鹽加低揮發(fā)性三乙醇胺陽離子(實(shí)施例5)及非揮發(fā)性四甲銨和鈉陽離子(分別為比較例C1和C2)給出差的防水性。
當(dāng)使用聚羧酸銨鹽但不使用含氟試劑時(shí)(實(shí)施例6)，可觀察到防水性但無防油性，抗污性比存在含氟試劑時(shí)(實(shí)施例1)差。
當(dāng)使用聚羧酸鈉鹽但無含氟試劑時(shí)(比較例C3)，未觀察到防水性和防油性。
當(dāng)使用含氟試劑但不使用聚羧酸銨鹽時(shí)(比較例C4)，防水性和抗污性均喪失，盡管可觀察到良好的防油性。
實(shí)施例7-10在實(shí)施例7-10，如實(shí)施例1所述處理、固化和評(píng)價(jià)未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯，但是改變SMA樹脂的分子量并評(píng)價(jià)兩種不同的含氟試劑，F(xiàn)C-1355和FC-A酯。
在實(shí)施例7、8和9中，分別用0.75％SOF的SMA-1000、SMA-2000和SMA-3000銨鹽和375ppm FOF的FC-1355處理地毯。SMA-2000和SMA-3000銨鹽分別用實(shí)施例1所述的方法制得。
在實(shí)施例10中，用0.56％SOF的SMA-1000銨鹽和350ppm FOF的FC-1355處理地毯。
再使用含SMA-1000銨鹽的實(shí)施例1進(jìn)行比較。
結(jié)果列于表2。
比較例C6在比較例C6中，如實(shí)施例10所述對(duì)未清洗的Regal HeirTM和ChesapeakeBayTM聚丙烯地毯進(jìn)行相同的處理、固化和評(píng)價(jià)，但是用SMA-1000的鈉鹽代替銨鹽。
結(jié)果列于表2。
比較例C7在比較例C7中，如實(shí)施例10和比較例6所述對(duì)未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯進(jìn)行相同的處理、固化和評(píng)價(jià)，但是在地毯處理溶液中不加入SMA-1000銨鹽。
再使用分別含SMA-1000銨鹽和鈉鹽但不含含氟試劑的實(shí)施例6和比較例3進(jìn)行比較。
結(jié)果列于表2。
表2<
<p>表2的數(shù)據(jù)表明，與表1中和FC-1355一起使用那樣，SMA-1000加銨反陽離子在地毯的防水性方面再次優(yōu)于SMA-1000加鈉反陽離子(比較實(shí)施例10和比較例C6)?？偟膩碚f，使用聚羧酸銨鹽和含氟試劑(實(shí)施例10)的防水和防油性及抗污性的綜合性能優(yōu)于單獨(dú)使用其中一種組分(實(shí)施例6或比較例C7)時(shí)的性能。
在所有實(shí)施例中，均觀察到處理的地毯比未處理的地毯的抗污性具有明顯改進(jìn)。
比較例C8和C9在比較例C8和C9中，如實(shí)施例1所述對(duì)未清洗的Regal HeirTM和ChesapeakeBayTM聚丙烯地毯進(jìn)行處理、固化和評(píng)價(jià)，但是此時(shí)用0.56％SOF的低分子量單羧酸銨鹽(分別為對(duì)苯二甲酸和萘乙酸)與350ppm FOF的FC-1355含氟試劑進(jìn)行評(píng)價(jià)。
再使用含SMA-1000銨鹽的實(shí)施例1進(jìn)行比較。
結(jié)果列于表3。
比較例C10和C11在比較例C10和C11中，分別如比較例C8和C9所述對(duì)未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯進(jìn)行處理、固化和評(píng)價(jià)，但是在各地毯處理溶液中省去了含氟防護(hù)劑，僅使用羧酸銨鹽并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
再使用含SMA-1000銨鹽但是不含含氟試劑的實(shí)施例6進(jìn)行比較。
結(jié)果列于表3。
實(shí)施例11-15在實(shí)施例11-15中，如實(shí)施例1所述對(duì)未清洗的Regal HeirTM和ChesapeakeBayTM聚丙烯地毯進(jìn)行處理、固化和評(píng)價(jià)。對(duì)各種苯乙烯/馬來酸酐共聚物的酰胺的銨鹽(實(shí)施例11和12)及酯的銨鹽(實(shí)施例13-15)與FC-1355含氟試劑的組合進(jìn)行評(píng)價(jià)。在實(shí)施例11-13中，施涂的銨鹽為0.56％SOF,FC-1355為350ppmFOF。在實(shí)施例14和15中，施涂的銨鹽為0.75％SOF,FC-1355為375ppm FOF。
結(jié)果列于表3。
表3
表3的數(shù)據(jù)表明低分子量單羧酸的銨鹽不能很好地使未清洗的地毯具有防水性或抗污性能。不使用含氟試劑，處理的未清洗地毯也表現(xiàn)出差的防油性。
表3的數(shù)據(jù)還表明，F(xiàn)C-1355含氟試劑與具有各種組成和分子量的聚羧酸銨鹽的所有組合均表現(xiàn)出良好的防水性、防油性和抗污性的綜合性能。
實(shí)施例16-17在實(shí)施例16-17中，如實(shí)施例1所述對(duì)未清洗的Regal HeirTM和ChesapeakeBayTM聚丙烯地毯進(jìn)行處理、固化和評(píng)價(jià)，但是此時(shí)處理溶液含有甲基乙烯基醚/馬來酸酐共聚物酸酯的銨鹽，均與FC-A含氟酯試劑混合在一起。施涂的聚羧酸銨鹽各自為0.56％SOF，含氟試劑FC-A為350ppm FOF。
實(shí)施例16和17的銨鹽是根據(jù)實(shí)施例1的方法制得的，各種水溶液的pH值約在8和9之間。
結(jié)果列于表4。
表4
表4的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)將具有較高分子量的(約70,000)的甲基乙烯基醚/馬來酸酐共聚物酸酯的銨鹽與含氟試劑的混合物局部施涂在未清洗的聚丙烯酸地毯上時(shí)，經(jīng)處理的地毯表現(xiàn)出優(yōu)良的防水和防油性和良好的抗污性的綜合性能。
實(shí)施例18-22在實(shí)施例18-20中，如實(shí)施例1所述對(duì)未清洗的Regal HeirTM(RH)和Chesapeake BayTM(CB)聚丙烯地毯及Ultima ⅡTM(UⅡ)溶液染色的尼龍地毯進(jìn)行處理、固化和評(píng)價(jià)，但是此時(shí)處理溶液含有聚甲基丙烯酸的銨鹽(PMAA-NH+4)和FC-1355含氟酯試劑，施涂時(shí)各自為0.56％SOF，和350ppm FOF。
在實(shí)施例21和22中，使用與實(shí)施例18-20相同的方法，但是用含氟的聚氨酯試劑FC-1373代替FC-1355，并且不試驗(yàn)Ultima ⅡTM溶液染色的尼龍地毯。
結(jié)果列于表5。
比較例C12-C16在比較例C12-C16中，分別使用與實(shí)施例18-22相同的方法，但是使用聚甲基丙烯酸鉀鹽(PMAA-K+)代替銨鹽。
結(jié)果列于表5。
表5
表5的數(shù)據(jù)表明與聚甲基丙烯酸鉀鹽相比使用銨鹽均能改進(jìn)防水性。
實(shí)施例23-27在實(shí)施例23-27中，如實(shí)施例1-5所述進(jìn)行完全相同的地毯處理(即改變銨反陽離子)、固化和評(píng)價(jià)，但是在所有試驗(yàn)中均使用未清洗的UltimaTMⅡ溶液染色的尼龍地毯。處理施涂時(shí)聚羧酸鹽為0.56％SOF,F-1355含氟試劑為350ppmFOF。
結(jié)果列于表6。
實(shí)施例C17和C18在比較例C17和C18中，如實(shí)施例23所述在未清洗的UltimaTMⅡ溶液染色的尼龍地毯上進(jìn)行相同的處理、固化和評(píng)價(jià)，但是分別用氫氧化四甲胺和氫氧化鈉中和SMA-1000。
這些評(píng)價(jià)的結(jié)果列于表6。
實(shí)施例28和比較例C19在實(shí)施例28和比較例C19中，分別如實(shí)施例23和比較例C18所述在UltimaTM溶液染色的尼龍地毯上進(jìn)行相同的處理、固化和評(píng)價(jià)，但是在地毯處理溶液中不加入含氟防護(hù)劑。
結(jié)果列于表6。
比較例C20在比較例C20中，如實(shí)施例23-27所述在未清洗的UltimaTMⅡ溶液染色的尼龍地毯上進(jìn)行相同的地毯處理、固化和評(píng)價(jià)，但是在地毯處理溶液中不加入聚羧酸鹽。
結(jié)果列于表6。
比較例C21在比較例C21中，如實(shí)施例23-27所述對(duì)未清洗的和未處理的UltimaTMⅡ溶液染色的尼龍地毯進(jìn)行評(píng)價(jià)。
結(jié)果列于表6。
表6
表6的數(shù)據(jù)表明，聚羧酸鹽與稍許質(zhì)子化的銨陽離子(在實(shí)施例24為CH3NH3+，在實(shí)施例25為C4H9NH3+)能使未清洗的地毯具有最佳的防水性和抗污性的綜合性能。含只能封端(unblock)的反離子(在比較例C17中為(CH3)4N+，在比較例C18中為Na+)的聚羧酸鹽給出最差的防水性。當(dāng)組合使用聚羧酸銨鹽和含氟試劑時(shí)，與這兩種組分單獨(dú)使用時(shí)相比(實(shí)施例23對(duì)實(shí)施例28和比較例C20)前者一般可觀察到改進(jìn)的抗污性。
實(shí)施例29、31和33在實(shí)施例29、31和33中，使用噴霧施涂和烘箱固化方法分別對(duì)未清洗的Regal HeirTM聚丙烯地毯、未清洗的Chesapeake BayTM聚丙烯地毯和Ultima ⅡTM溶液染色的尼龍地毯用聚合物Ⅰ水溶液(0.425％SOF)和FC-1355水溶液(0.425％SOF)共處理。在配制前，用濃氫氧化銨水溶液將聚合物Ⅰ的溶液中和至pH為5.5，使全部酸基團(tuán)中的約29.5％被中和(包括已被聚合物Ⅰ中的氫氧化鈉中和的5.5％酸基團(tuán))。使用防水性試驗(yàn)評(píng)價(jià)處理地毯的防水性，用防油性試驗(yàn)評(píng)價(jià)其防油性，并使用一個(gè)周期的“行走”沾污試驗(yàn)評(píng)價(jià)經(jīng)處理的Chesapeake Bay地毯的抗污性。
結(jié)果列于表7。
實(shí)施例30、32和34在實(shí)施例30、32和34中，分別進(jìn)行如實(shí)施例29、31和33所述的實(shí)驗(yàn)，但是單獨(dú)施用0.85％SOF的聚合物Ⅰ。
結(jié)果列于表7。
比較例C22、C24和C26在比較例C22、C24和C26中，分別進(jìn)行如實(shí)施例29、31和33所述的實(shí)驗(yàn)，但是單獨(dú)施用0.85％SOF的FC-1355。
結(jié)果列于表7。
比較例C23、C25和C27在比較例C23、C25和C27中，不處理各種未清洗的地毯，并如實(shí)施例29、31和33所述對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。
結(jié)果列于表7。
表7
表7的數(shù)據(jù)表明，對(duì)于三種地毯中的每一種，在相同的SOF含量時(shí)，聚合物Ⅰ和FC-1355的摻混物比單獨(dú)的聚合物Ⅰ或FC-1355產(chǎn)生更好的抗污性能，從而證明了理想并且意想不到的協(xié)同作用。
實(shí)施例35-36和比較例C28-C29在實(shí)施例35-36和比較例C28-C29中，在將聚羧酸銨鹽和含氟試劑的混合物施涂在清洗的和未清洗的聚丙烯地毯上以后，對(duì)兩者的性能進(jìn)行比較。
在實(shí)施例35中，用噴霧施涂和烘箱固化方法將0.75％SOF的SMA-1000的銨鹽(按實(shí)施例1所述制得，水溶液的pH為8.3)和375ppm FOF的FC-1355共同施涂在未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯上。用防水性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)處理的Regal HeirTM地毯的防水性，使用防油性試驗(yàn)評(píng)價(jià)其防油性，使用一個(gè)周期的“行走”沾污試驗(yàn)評(píng)價(jià)處理的Chesapeake BayTM地毯的抗污性。
在實(shí)施例36中，如實(shí)施例35那樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是用聚合物Ⅰ的銨鹽(根據(jù)實(shí)施例29所述方法制得)代替SMA的銨鹽。
結(jié)果列于表8。
比較例C28和C29在比較例C28和C29中，分別進(jìn)行如實(shí)施例35和36所述的實(shí)驗(yàn)，但是使用清洗的而非未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯。
結(jié)果列于表8。
在表8中所有的ΔΔE沾污數(shù)據(jù)均相對(duì)于未處理的清洗地毯而非未清洗的地毯計(jì)算的。
表8
表8的數(shù)據(jù)表明，將FC-1355含氟防護(hù)劑與SMA-1000或聚合物Ⅰ的銨鹽組合在一起實(shí)際上將未清洗地毯的防水性和防油性改進(jìn)至與處理的清洗地毯相類似的程度。處理的未清洗地毯的抗污性與處理的清洗地毯的抗污性相差不大。
實(shí)施例37-42在實(shí)施例37-42中，對(duì)含氟丙烯酸酯聚合物試劑FC-B與聚羧酸銨鹽組合在一起作為各種未清洗地毯的處理劑進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在實(shí)施例37-39中，使用噴霧施涂和固化方法將0.56％SOF按實(shí)施例1所述制得的SMA-1000的銨鹽與350ppm FOF的FC-B一起分別共施涂在未清洗的Regal HeirTM(RH)聚丙烯地毯、未清洗的Chesapeake BayTM(CB)聚丙烯地毯和UltimaTMⅡ053(UⅡ)溶液染色的尼龍地毯上。使用防水和防油性試驗(yàn)評(píng)價(jià)處理地毯的防護(hù)性，使用一個(gè)周期的“行走”沾污試驗(yàn)評(píng)價(jià)其抗污性。
在實(shí)施例40-42中，分別如實(shí)施例37-39所述進(jìn)行地毯處理、固化和評(píng)價(jià)，但是使用根據(jù)實(shí)施例29所述制得的pH為5.5的聚合物Ⅰ的銨鹽水溶液代替SMA-1000的銨鹽。
結(jié)果列于表9。
表9<
表9的數(shù)據(jù)表明，一般來說可獲得良好的防水和防油性及抗污性能，尤其是使用SMA-1000的銨鹽和含氟丙烯酸酯聚合物試劑FC-B的混合物時(shí)。
實(shí)施例43-45和比較例C30-C32在實(shí)施例43-45中和比較例C30-C32，顯示使用泡沫施涂方法將含聚羧酸銨鹽和含氟試劑的處理劑施涂在各種未清洗地毯上的效果。
在實(shí)施例43-45中，使用泡沫施涂和固化方法以20∶1的吹脹比將約0.97％SOF按實(shí)施例1所述制得的SMA-1000的銨鹽與385ppm FOF的含氟酯試劑FC-1355一起分別共施涂在未清洗的Regal HeirTM(RH)聚丙烯地毯、未清洗的Chesapeake BayTM(CB)聚丙烯地毯和UltimaTMⅡ(UⅡ)溶液染色的尼龍地毯上。使用的發(fā)泡劑為WitconateTMAOS(一種α-烯烴磺酸酯，購自Witco Corp.,Houston,Texas)，在地毯上產(chǎn)品的含量為0.14％(POC)。使用防水和防油性試驗(yàn)評(píng)價(jià)處理地毯的防護(hù)性，使用一個(gè)周期的“行走”沾污試驗(yàn)評(píng)價(jià)其抗污性。
在比較例C30-C32中，分別如實(shí)施例43-45所述進(jìn)行地毯的泡沫處理、固化和評(píng)價(jià)，但是使用根據(jù)比較例C2制得的SMA-1000的鈉鹽代替銨鹽。
結(jié)果列于表10。
表10
表10的數(shù)據(jù)表明，與SMA-1000的鈉鹽相比，SMA-1000的銨鹽總是能使地毯具有優(yōu)良的防水性。因此，可使用局部泡沫施涂代替局部噴霧施涂將聚羧酸的銨鹽和含氟試劑的混合物施涂在未清洗的地毯上，使之具有防水性。
實(shí)施例46-51和比較例C33-C41在實(shí)施例46-51和比較例C33-C41中，用本發(fā)明組合物局部處理地毯，在環(huán)境條件(即室溫)下將組合物固化在地毯上，并測(cè)定處理地毯的防護(hù)性和抗污性。
在實(shí)施例46-47中，將約0.75％SOF按實(shí)施例1所述制得的SMA-1000的銨鹽與375ppm FOF的含氟酯試劑FC-1355一起分別共施涂在未清洗的RegalHeirTM(RH)聚丙烯地毯和未清洗的Nylon Greige Goods(NGG)尼龍6地毯上。使用噴霧施涂和固化方法，但是處理劑在室溫(代替在強(qiáng)制空氣烘箱中烘干)干燥并固化過夜。使用防水和防油性試驗(yàn)評(píng)價(jià)處理地毯的防護(hù)性，使用一個(gè)周期的“行走”沾污試驗(yàn)評(píng)價(jià)其抗污性。
在比較例C33中，如實(shí)施例46所述進(jìn)行相同的處理、室溫固化和評(píng)價(jià)，但是在處理前先對(duì)Regal HeirTM地毯進(jìn)行清洗。在這種情況下，ΔΔE沾污結(jié)果是根據(jù)清洗的未處理地毯給出的。
在比較例C34-C36中，如實(shí)施例46-47和比較例C33所述分別進(jìn)行相同的地毯處理、室溫固化和評(píng)價(jià)，但是使用SMA-1000的鈉鹽(按比較例C2所述制得)代替銨鹽。
在實(shí)施例48-49和比較例C37中，如實(shí)施例46-47和比較例C33所述分別進(jìn)行相同的處理、室溫固化和評(píng)價(jià)，但是用被NH4OH中和至pH為5.5的聚合物Ⅰ(按照實(shí)施例29制得)代替SMA-1000的銨鹽。
在實(shí)施例50-51和比較例C38中，如實(shí)施例48-49和比較例C37所述分別進(jìn)行相同的處理、室溫固化和評(píng)價(jià)，但是聚合物Ⅰ不是用NH4OH由pH4部分中和至pH5.5，而是用NH4OH由母酸(pH3.4)中和至pH5.5。
在比較例C39-C41中，如實(shí)施例48-49和比較例C37所述分別進(jìn)行相同的處理、室溫固化和評(píng)價(jià)，但是用不用NH4OH或NaOH進(jìn)一步中和的聚合物Ⅰ(即pH為4.0)。
實(shí)施例46-51和比較例C33-C41的結(jié)果列于表11。
表11
ΔΔE值是根據(jù)清洗的未處理地毯。
表11的數(shù)據(jù)表明，即使在環(huán)境溫度下固化，SMA-1000或聚合物Ⅰ聚羧酸的銨鹽與含氟酯試劑FC-1355的混合物也能使各種未清洗地毯具有防水性、防油性和抗污性的綜合性能。對(duì)于防水性，聚羧酸的銨鹽優(yōu)于其鈉鹽。還值得關(guān)注的是，由被NaOH中和5.5％的未中和的聚合物Ⅰ(比較例C39-C41)至被NH4OH中和的聚合物Ⅰ(實(shí)施例48-49)在防水性和防油性上有所改進(jìn)，以及僅被NH4OH中和而未使用NaOH中和的聚合物Ⅰ(實(shí)施例50-51)的防水性和防油性有進(jìn)一步改進(jìn)。
還觀察到的是，在Regal HeirTM地毯的情況下，與清洗的地毯相比，未清洗地毯的抗污性的增強(qiáng)非常明顯。
實(shí)施例52-53和比較例C42在實(shí)施例52-53和比較例C42中，進(jìn)一步用氫氧化銨中和聚合物Ⅰ，將其與含氟酯試劑FC-1355一起共施涂在未清洗的Regal HeirTM和Chesapeake BayTM聚丙烯地毯上，烘箱固化并測(cè)量得到的地毯的防護(hù)性和抗污性。
在實(shí)施例52中，如實(shí)施例1所述進(jìn)行相同的處理、固化和評(píng)價(jià)，但是用按實(shí)施例29制得的聚合物Ⅰ的銨鹽代替SMA-1000的銨鹽。用于施涂的濃度對(duì)聚合物Ⅰ的銨鹽為0.75％SOF，對(duì)含氟酯試劑FC-1355為375ppm FOF。
在實(shí)施例53中，如實(shí)施例52所述進(jìn)行相同的處理、固化和評(píng)價(jià)，但是用聚合物Ⅰ的純銨鹽(按照實(shí)施例50所述制得)代替含銨和鈉混合陽離子的聚合物Ⅰ的鹽。
在比較例C42中，如實(shí)施例52所述進(jìn)行相同的處理、固化和評(píng)價(jià)，但是使用聚合物Ⅰ本身(即pH為4，未經(jīng)進(jìn)一步中和)。
實(shí)施例52-53和比較例C42的結(jié)果列于表12。
表12
表12的數(shù)據(jù)表明，與僅用氫氧化鈉將聚合物Ⅰ中和至pH為4時(shí)(比較例C42)相比，含用氫氧化銨(實(shí)施例52)或氫氧化銨和氫氧化鈉的混合物(實(shí)施例53)中和的聚合物Ⅰ的制劑能使未清洗的地毯具有更優(yōu)良的防護(hù)性和抗污性。
實(shí)施例54-59和比較例C43-C45在實(shí)施例54-59和比較例C43-C45中，測(cè)定用氫氧化銨將聚合物Ⅰ中和至各種pH值對(duì)地毯防護(hù)性和抗污性的影響。
根據(jù)前面術(shù)語所述的方法制備聚合物Ⅰ，但是省略用氫氧化鈉中和的步驟；形成的未中和的聚羧酸水性分散液的pH為3.4。用氫氧化銨將部分這種低pH的分散液調(diào)節(jié)至pH為5.5。用氫氧化銨將另一部分這種低pH的分散液調(diào)節(jié)至pH為9.0。使用噴霧施涂和固化方法將350ppm FOF的FC-1355與0.56％SOF不同pH的聚合物Ⅰ一起共施涂在Regal HeirTM(RH)、Chesapeake BayTM(CB)或UltimaTMⅡ(UⅡ)地毯上。在各種情況下進(jìn)行防水性試驗(yàn)、防油性試驗(yàn)和一個(gè)周期的“行走”沾污試驗(yàn)，但是對(duì)于Regal HeirTM地毯僅進(jìn)行防水和防油性試驗(yàn)。
實(shí)施例54-59和比較例C43-C45的結(jié)果列于表13。
表13
表13的數(shù)據(jù)表明，隨著聚羧酸銨鹽的pH增加防水性和防油性均得到改進(jìn)，pH5.5的鹽的性能好于未中和的pH3.4的酸，pH9的鹽的性能好于pH5.5的鹽。在所有情況下抗污性均良好。
實(shí)施例60-74和比較例C46-C51在實(shí)施例60-74和比較例C46-C51中，研究pH和中和程度對(duì)用聚合物Ⅰ和FC-1355摻混物處理的未清洗地毯的防護(hù)性和抗污性能的影響。
使用噴霧施涂和固化方法，將0.56％SOF的聚合物Ⅰ和350ppm FOF的FC-1355以不同的pH(3.5(未中和的聚合物Ⅰ)至9.3(用NH4OH或NaOH中和))共施涂至Regal HeirTM(RH)、Chesapeake BayTM(CB)或UltimaTMⅡ(UⅡ)地毯上。在各種情況下進(jìn)行防水性試驗(yàn)、防油性試驗(yàn)和“行走”沾污試驗(yàn)。結(jié)果列于表14。
表14
表14的數(shù)據(jù)顯示出幾種趨勢(shì)。首先，隨著pH的增加，聚合物Ⅰ使各種地毯的防水和防油性得到改進(jìn)，不管是用氫氧化銨中和還是氫氧化鈉中和，當(dāng)pH至少為5.5時(shí)獲得最佳的防護(hù)性能。第二，未中和的聚合物Ⅰ使各種地毯具有較低的防護(hù)性能，但是該性能優(yōu)于未清洗的未處理的地毯。第三，給予Regal HeirTM(聚丙烯，Berber式樣)和UltimaTMⅡ(溶液染色的尼龍，割絨式樣)地毯的防護(hù)性優(yōu)于給予Chesapeake BayTM(聚丙烯，割絨式樣)的防護(hù)性，尤其當(dāng)使用聚合物Ⅰ的鈉鹽時(shí)。
前面的描述僅用于使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解本發(fā)明，而非限定性的。在本發(fā)明范圍內(nèi)所作的改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求
1．一種處理地毯的方法，它包括如下步驟提供包括未清洗的地毯纖維的基材；和向該基材施涂含有聚羧酸的銨鹽的溶液，所述溶液的pH至少為5。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述聚羧酸是苯乙烯和馬來酸酐單體的水解的共聚物。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述聚羧酸具有6-8個(gè)各種單體單元。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述銨鹽是用化學(xué)計(jì)量上過量的氨中和聚羧酸形成的。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述銨鹽是用胺中和聚羧酸形成的。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述胺是單烷基胺。
7．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述胺選自甲胺、丁胺、三乙胺和三乙醇胺。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述胺是甲胺。
9．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述聚羧酸是甲基乙烯基醚和馬來酸酐的水解的共聚物。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述共聚物至少是部分酯化的。
11．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述聚羧酸是含甲基丙烯酸的聚合物。
12．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述溶液是用低濕上料方法施涂在基材上的。
13．一種處理地毯的方法，它包括如下步驟提供包括未清洗的地毯纖維的基材；和向該基材施涂含有含氟試劑和聚羧酸鹽的溶液，所述溶液的pH至少為5。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述溶液是用低濕上料方法施涂在基材上的。
15．一種處理地毯的方法，它包括如下步驟提供包括未清洗的地毯纖維的基材；在自由基引發(fā)劑的存在下使硫酸化的蓖麻油、丙烯酸和丙烯酸烷酯反應(yīng)，形成反應(yīng)產(chǎn)物；用堿中和反應(yīng)產(chǎn)物；形成包括該中和的反應(yīng)產(chǎn)物和含氟試劑的組合物；以及用低濕上料方法將該組合物施涂至基材上。
16．如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述丙烯酸是甲基丙烯酸，所述丙烯酸烷酯是丙烯酸丁酯，所述自由基引發(fā)劑是過硫酸銨。
17．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述堿是氫氧化銨。
18．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述含氟試劑是含氟脂族酯。
19．一種處理地毯的方法，它包括如下步驟提供包括未清洗的地毯纖維的基材；和向該基材施涂含有苯乙烯-馬來酸酐共聚物的溶液。
全文摘要
公開了一種使未清洗地毯具有抗污性的方法及用該方法處理的地毯。根據(jù)所述方法,用聚羧酸的銨鹽,如水解的苯乙烯/馬來酸酐共聚物的銨鹽處理含有未清洗地毯纖維的基材。發(fā)現(xiàn)用熱固化和室溫條件下干燥的經(jīng)處理的基材均具有增強(qiáng)的防水和防油性。
文檔編號(hào)D06M15/233GK1226297SQ97196679
公開日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1997年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月23日
發(fā)明者R·F·卡姆拉斯, J·C·張, S·L·G·王, I·F·鄧斯摩爾 申請(qǐng)人:美國3M公司