CN102587141A

CN102587141A - 含氟织物整理剂及其制备方法

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Publication number: CN102587141A
Application number: CN2012100153949A
Authority: CN
Inventors: 徐新; 李年康
Original assignee: CHANGZHOU CHEMICAL RESEARCH INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU CHEMICAL RESEARCH INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: CN102587141B

Abstract

本发明公开了一种含氟织物整理剂及其制备方法，该含氟织物整理剂由杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体、高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体、交联单体以及增强单体在复合乳化剂、乳化促进剂、链转移剂、稳定剂以及引发剂的存在下经过乳液共聚得到。所述的增强单体为偏二氯乙烯或者氯乙烯；增强单体的重量为单体总重量的5%～40%。所述的乳化促进剂为聚丙二醇或者为聚乙二醇与聚丙二醇的嵌段共聚物；乳化促进剂的重量为单体总重量的5%～50%。所述的稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷；稳定剂的重量为单体总重量的0.5%～5%。本发明的含氟织物整理剂耐洗程度高、对环境无污染。

Description

含氟织物整理剂及其制备方法

技术领域

本发明属于织物整理助剂领域，具体涉及一种含氟织物整理剂及其制备方法。

背景技术

目前，含氟织物整理剂中的含氟单体主要是全氟辛基磺酰化合物（PFOS）和全氟烷基乙基（甲基）丙烯酸酯。其中全氟辛基磺酰化合物由于对人体健康和环境产生潜在的危险，目前已被禁用。而全氟烷基乙基（甲基）丙烯酸酯也有降解生成PFOS的可能，而且还有降解生成全氟辛酸铵（PFOA）的可能，因此对人体健康和环境也有潜在的危险。

中国专利文献CN101148825A公开了一种以杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯为含氟单体的有机氟织物拒水拒油整理剂。该杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯是由六氟环氧丙烷三聚体与（甲基）丙烯酸羟基酯酯化得到。这种含氟单体不含对人体和环境有害的成分，是一种比较安全的结构，而且同样具有优异的防水防油性能，不影响织物原有性能。但是该整理剂的耐洗程度不高，而且使用异丙醇等低沸点的低级脂肪醇作为乳化促进剂，这样不仅会导致体系燃点的下降，残留在体系中还会增加体系的VOC值（挥发性有机化合物），对环境有污染。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种耐洗程度高、对环境无污染的含氟织物整理剂。

本发明的另一目的是提供上述含氟织物整理剂的制备方法。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种含氟织物整理剂，其特征在于：由杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体、高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体、交联单体以及增强单体在复合乳化剂、乳化促进剂、链转移剂、稳定剂以及引发剂的存在下经过乳液共聚得到。所述的增强单体为偏二氯乙烯或者氯乙烯；增强单体的重量为单体总重量的5%～40%。所述的乳化促进剂为聚丙二醇或者为聚乙二醇与聚丙二醇的嵌段共聚物；乳化促进剂的重量为单体总重量的5%～50%。所述的稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷；稳定剂的重量为单体总重量的0.5%～5%。

所述的杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体为六氟环氧丙烷三聚体（甲基）丙烯酸羟丙酯；杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体的重量为单体总重量的20%～60%。

所述的高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体为（甲基）丙烯酸十八酯；高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体的重量为单体总重量的20%～60%。

所述的交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺或者（甲基）丙烯酸羟乙酯；交联单体的重量为单体总重量的4%～10%。

所述的复合乳化剂由阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂复合而成；所述阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵以及全氟辛基三甲基碘化铵中的一种或者两种；所述非离子表面活性剂为壬基酚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯酯以及失水山梨醇脂肪酸酯的一种或者两种；复合乳化剂的重量为单体总重量的5%～20%。复合乳化剂的HLB值为8.0～15.0。

所述的链转移剂为十二烷基硫醇；链转移剂的重量为单体总重量的0.1%～2%。

所述的引发剂为2,2-偶氮二（2-脒基丙烷）二盐酸盐、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸钾以及过硫酸铵中的一种；引发剂的重量为单体总重量的0.2%～2%。

所述单体总重量为杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体、高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体、交联单体以及增强单体的重量之和。制备过程中还需要加入单体总重量的200%～600%的去离子水。

实现本发明另一目的的技术方案是：一种含氟织物整理剂的制备方法，具有以下步骤：①将杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体、高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体、交联单体、复合乳化剂、乳化促进剂、链转移剂以及稳定剂加入到容器中，加热至40℃～70℃，然后加入去离子水进行预乳化，得到预乳化乳液；②将引发剂、去离子水以及步骤①得到的预乳化乳液加入高压反应釜中，通入氮气置换釜内的空气2～4次，再加入增强单体，加热至50℃～90℃进行乳液聚合1h～10h；③将反应后的物料冷却，减压蒸馏，得到乳液状的含氟织物整理剂。

上述步骤②的聚合反应的压力为0.01MPa～0.15MPa。

上述步骤③中还包括在减压蒸馏后用醋酸调节pH值为5～6。

将制得的乳液状含氟织物整理剂稀释成1%～3%的稀释液，然后将织物在该稀释液中浸置1min～3min，扎辊后带液率为60%～70%，接着先在100℃～105℃下烘干1min～2min，再在170℃～180℃焙烘1min～2min，最后冷却到环境温度。分别按照AATCC-22和AATCC-118进行拒水性能测试和拒油性能测试。

本发明具有的积极效果：（1）本发明采用氯乙烯、偏二氯乙烯等氯乙烯类单体作为增强单体，同时辅以稳定剂，其中氯乙烯类单体与织物（尤其是涤纶和锦纶）具有良好的粘合性，这样可以大大提高整理剂的耐洗程度，而且还能防污、耐磨以及耐乙醇等有机溶剂。（2）本发明选用聚丙二醇或者聚丙二醇与聚乙二醇的嵌断共聚物作为乳化促进剂，而不使用低沸点的有机溶剂，这样不会对环境造成污染，而且得到的整理剂的储存稳定性、稀释稳定性、高温稳定性、冻融稳定性和pH稳定性均较好。（3）本发明的方法在反应结束后，通过减压蒸馏蒸除未反应的低沸点单体及有机物，使得最终的整理剂中不含低沸点单体及有机物，不会对环境造成污染。

具体实施方式

（实施例1）

本实施例的含氟织物整理剂由下述重量的单体和助剂制成：

70g的六氟环氧丙烷三聚体甲基丙烯酸羟丙酯、40g的甲基丙烯酸十八酯、7g的N-羟甲基丙烯酰胺、20g的偏二氯乙烯、15g的复合乳化剂（由5g的双十八烷基二甲基溴化铵、8g的MOA-4以及2g的OS-25组成）、20g的PPG-400、0.2g十二烷基硫醇、1g的硬脂酰苯甲酰甲烷、0.5g的2，2-偶氮双（2-脒基丙烷）二盐酸盐、600mL的去离子水。

本实施例的含氟织物整理剂的制备方法具有以下步骤：

①将70g的六氟环氧丙烷三聚体甲基丙烯酸羟丙酯、40g的甲基丙烯酸十八酯、7g的N-羟甲基丙烯酰胺、15g的复合乳化剂、20g的PPG-400、0.2g的十二烷基硫醇以及1g的硬脂酰苯甲酰甲烷加入到2L的烧瓶中，加热至60℃，然后加入580ml的去离子水，经高压剪切匀质机乳化后得到稳定的预乳化乳液。

②将0.5g的2,2-偶氮双（2-脒基丙烷）二盐酸盐与20ml的去离子水组成的溶液与步骤①得到的预乳化乳液加入到1L的高压反应釜中，通入氮气置换釜内的空气3次，再加入20g的偏二氯乙烯，加热至60℃搅拌反应6h，高压反应釜内的压力为0.03MPa。

③将反应后的物料冷却，然后转移至2L的烧瓶中，减压蒸馏（20mmHg）蒸除未反应的低沸点单体及有机物，接着用醋酸调节pH 值为5～6，得到固含量为22%的乳液状含氟织物整理剂。

性能测试：将实施例1制得的乳液状含氟织物整理剂稀释为2%的稀释液，然后将涤纶织物在该稀释液中浸置2min，轧辊后带液率为60%，接着先在100℃下烘干2min，再在160℃下焙烘2min，最后冷却至环境温度。分别按照AATCC-22和AATCC-118测得拒水性能90分，拒油性能5级。

（实施例2～实施例8）

各实施例与实施例1基本相同，不同之处见表1和表2。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体	六氟环氧丙烷三聚体甲基丙烯酸羟丙酯70g	六氟环氧丙烷三聚体丙烯酸羟丙酯60g	六氟环氧丙烷三聚体甲基丙烯酸羟丙酯60g	六氟环氧丙烷三聚体丙烯酸羟丙酯50g
高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体	甲基丙烯酸十八酯40g	丙烯酸十八酯50g	甲基丙烯酸十八酯30g	丙烯酸十八酯40g
					交联单体	N-羟甲基丙烯酰胺7g	N-羟甲基丙烯酰胺6g	甲基丙烯酸羟乙酯7g	甲基丙烯酸羟乙酯5g
增强单体	偏二氯乙烯20g	氯乙烯30g	氯乙烯20g	偏二氯乙烯30g
					复合乳化剂	15g，其中双十八烷基二甲基溴化铵5g、MOA-4为8g、 OS-25为2g	10g，其中十八烷基三甲基溴化铵4g、AEO-7为6g	15g，其中双十八烷基二甲基氯化铵8g、span-80为7g	20g，其中十六烷基三甲基溴化铵5g、LAE-9为10g、span-80为5g
乳化促进剂	PPG-400 20g	PPG-800 40g	PPG-400 30g	PPG-PEG嵌段共聚物30g
					链转移剂	十二烷基硫醇0.2g	十二烷基硫醇0.3g	十二烷基硫醇0.2g	十二烷基硫醇0.4g
稳定剂	硬脂酰苯甲酰甲烷1g	硬脂酰苯甲酰甲烷2g	硬脂酰苯甲酰甲烷1.5g	硬脂酰苯甲酰甲烷1g
					引发剂	2,2-偶氮双（2-脒基丙烷）二盐酸盐0.5g	2,2-偶氮双（2-脒基丙烷）二盐酸盐0.7g	2,2-偶氮双（2-脒基丙烷）二盐酸盐0.5g	偶氮二异丁腈0.4g
去离子水	580mL+20mL	600mL+25mL	620mL+30mL	560mL+30mL
					AATCC-22拒水性能	90分	90分	80分	90分
AATCC-118拒油性能	5级	5级	5级	5级

表2

	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8
					杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体	六氟环氧丙烷三聚体甲基丙烯酸羟丙酯90g	六氟环氧丙烷三聚体丙烯酸羟丙酯95g	六氟环氧丙烷三聚体甲基丙烯酸羟丙酯80g	六氟环氧丙烷三聚体丙烯酸羟丙酯70g
高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体	甲基丙烯酸十八酯60g	丙烯酸十八酯70g	甲基丙烯酸十八酯75g	丙烯酸十八酯55g
					交联单体	N-羟甲基丙烯酰胺10g	甲基丙烯酸羟乙酯20g	甲基丙烯酸羟乙酯12g	N-羟甲基丙烯酰胺10g
增强单体	氯乙烯40g	氯乙烯45g	偏二氯乙烯30g	偏二氯乙烯25g
					复合乳化剂	20g，其中双十八烷基二甲基溴化铵9g、MOA-4为11g	15g，其中十二烷基三甲基氯化铵6g、OP-10为7g、OP-15为2g	10g，其中十二烷基三甲基溴化铵4g、LAE-9为6g	20g，其中全氟辛基三甲基碘化铵8g、AEO-3为10g、OS-25为2g
乳化促进剂	PPG-600 30g	PPG-400 50g	PPG-800 80g	PPG-PEG嵌段共聚物50g
					链转移剂	十二烷基硫醇0.7g	十二烷基硫醇0.5g	十二烷基硫醇0.6g	十二烷基硫醇0.3g
稳定剂	硬脂酰苯甲酰甲烷1.5g	硬脂酰苯甲酰甲烷2.4g	硬脂酰苯甲酰甲烷2g	硬脂酰苯甲酰甲烷1.8g
					引发剂	过硫酸钾2g	过硫酸钾1.5g	过氧化苯甲酰1g	过硫酸铵1.2g
去离子水	650mL+50mL	660mL+40mL	570mL+30mL	610mL+40mL
					AATCC-22拒水性能	80分	90分	90分	90分
AATCC-118拒油性能	5级	5级	5级	5级

Claims

1.一种含氟织物整理剂，其特征在于：由杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体、高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体、交联单体以及增强单体在复合乳化剂、乳化促进剂、链转移剂、稳定剂以及引发剂的存在下经过乳液共聚得到；

所述的增强单体为偏二氯乙烯或者氯乙烯；增强单体的重量为单体总重量的5%～40%；

所述的乳化促进剂为聚丙二醇或者为聚乙二醇与聚丙二醇的嵌段共聚物；乳化促进剂的重量为单体总重量的5%～50%；

所述的稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷；稳定剂的重量为单体总重量的0.5%～5%。

2.根据权利要求1所述的含氟织物整理剂，其特征在于：所述的杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体为六氟环氧丙烷三聚体（甲基）丙烯酸羟丙酯；杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体的重量为单体总重量的20%～60%。

3.根据权利要求1所述的含氟织物整理剂，其特征在于：所述的高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体为（甲基）丙烯酸十八酯；高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体的重量为单体总重量的20%～60%。

4.根据权利要求1所述的含氟织物整理剂，其特征在于：所述的交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺或者（甲基）丙烯酸羟乙酯；交联单体的重量为单体总重量的4%～10%。

5.根据权利要求1所述的含氟织物整理剂，其特征在于：所述的复合乳化剂由阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂复合而成；所述阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基卤化铵、十六烷基三甲基卤化铵、十二烷基三甲基卤化铵、双十八烷基二甲基卤化铵以及全氟辛基三甲基碘化铵中的一种或者两种；所述非离子表面活性剂为壬基酚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯酯以及失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或者两种；复合乳化剂的重量为单体总重量的5%～20%。

6.根据权利要求1所述的含氟织物整理剂，其特征在于：所述的链转移剂为十二烷基硫醇；链转移剂的重量为单体总重量的0.1%～2%。

7.根据权利要求1所述的含氟织物整理剂，其特征在于：所述的引发剂为2,2-偶氮二（2-脒基丙烷）二盐酸盐、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸钾以及过硫酸铵中的一种；引发剂的重量为单体总重量的0.2%～2%。

8.一种权利要求1至7之一所述的含氟织物整理剂的制备方法，其特征在于具有以下步骤：

①将杂氧全氟烷基（甲基）丙烯酸酯单体、高级脂肪醇（甲基）丙烯酸酯单体、交联单体、复合乳化剂、乳化促进剂、链转移剂以及稳定剂加入到容器中，加热至40℃～70℃，然后加入去离子水进行预乳化，得到预乳化乳液；

②将引发剂、去离子水以及步骤①得到的预乳化乳液加入高压反应釜中，通入氮气置换釜内的空气2～4次，再加入增强单体，加热至50℃～90℃进行乳液聚合1h～10h；

③将反应后的物料冷却，减压蒸馏，得到乳液状的含氟织物整理剂。

9.根据权利要求8所述的含氟织物整理剂的制备方法，其特征在于：步骤②的聚合反应的压力为0.01MPa～0.15MPa。

10.根据权利要求8所述的含氟织物整理剂的制备方法，其特征在于：步骤③中还包括在减压蒸馏后用醋酸调节pH值为5～6。