CN109563373A - 乳液及其用于涂覆纺织品的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乳液，包含：a)5至35wt％的氧化聚乙烯蜡，具有根据ASTM D 1386测量的20至35KOH/g的酸值；b)2至12wt％的非离子表面活性剂；c)0.5至1.5wt％的KOH；d)1.0至3.5wt％的乙二醇和/或丙二醇；和e)50至90wt％的水；及其用于涂覆纺织品的用途。

Description

乳液及其用于涂覆纺织品的用途
技术领域
本发明涉及一种乳液及该乳液用于涂覆纺织品的用途。
背景技术
聚乙烯蜡是低分子量的聚乙烯，其可以是在使用淤浆法制备高密度聚乙烯(HDPE)时获得的副产物。在这种用于生产HDPE的过程中除去形成了聚乙烯蜡的低分子量聚乙烯，并且通常将其丢弃。
US2005/0272851A1公开了一种制备蜡乳液的组合物和方法，其在不使用较高熔点的蜡的情况下改善了蜡乳液形态。乳液蜡在水性介质中包含线性聚乙烯蜡和一种或多种表面活性剂，其中线性聚乙烯蜡具有约50％至约80wt％的线性聚乙烯蜡的结晶度。
在现有技术中有一些尝试使用例如乳液形式的聚乙烯蜡产品。这种乳液在本领域中已知用于各种应用。然而，通过使用从HDPE制备方法获得的聚乙烯蜡制备的乳液具有差的性能，特别是不稳定和不均匀。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种聚乙烯蜡基乳液，它克服了现有技术的缺点，特别是具有增加的稳定性和均匀性。
此外，使用改性聚乙烯蜡的各种乳液例如氧化聚乙烯蜡在本领域中是已知的。然而，现有技术的相应乳液对可见光的透射率(透明度)不足，这在使用相应的乳液例如用于涂覆应用时会产生缺点。
因此，本发明的另一个目的是提供一种聚乙烯蜡基乳液，其克服了现有技术的缺点，特别是对可见光的增加的透射率。
上述目的是通过乳液实现的，其包含：a)5至35wt％的氧化聚乙烯蜡，其具有根据ASTM D 1386测量的20至35KOH/g、更优选20至31KOH/g、且最优选21至31KOH/g的酸值；b)2至12wt％的非离子表面活性剂；c)0.5至1.5wt％的KOH和/或NaOH；d)1.0至3.5wt％的乙二醇和/或丙二醇；和e)50至90wt％的水。
发明人惊奇地发现，与本领域已知的相应乳液相比，本发明的乳液通过更稳定和均匀解决了上述问题。
就本发明而言，乳液是两种或多种物质(优选为液体)的混合物，其通常不混溶的形成两相体系，其中一种物质(即分散相)分散在另一种物质(连续相)中。
聚乙烯蜡(其为HDPE制备方法的副产物)在本领域中是众所周知的。通常，术语聚乙烯蜡是指超低分子量聚乙烯。
聚乙烯蜡是低分子量的聚乙烯，其MW小于40000、优选200-30000、更优选200-20000、且甚至更优选200-10000、且最优选200-5000g/mol和/或PDI(Mw/Mn)不超过100。
在本发明的具体实施方式中，术语氧化聚乙烯蜡是指经改性后包含羧酸基团的聚乙烯蜡。氧化聚乙烯蜡可以通过使用氧化法由聚乙烯蜡制备。
聚乙烯蜡的氧化过程是通过使用氧化气体来生产氧化蜡的过程，该氧化气体是含有氧气的气体如空气或升高温度的氧气。
术语酸值(酸数(acid number，acid value))是指中和1克的化学物质所需的氢氧化钾(KOH)的质量(以毫克计)。
就本发明而言，非离子表面活性剂是这样的表面活性剂，即双极性化合物，在水性溶液中不产生离子。
在非常优选的实施方式中，可以提供由上述组分a)至e)组成的乳液。在这种情况下，条件是乳液的成分加起来总量为100wt％。在这种情况下，实现了关于稳定性和均匀性的最佳结果。
在优选的实施方式中，氧化聚乙烯蜡具有20至35KOH/g的酸值。在可替换的优选实施方式中，可以提供具有优选20至23KOH/g、相应地24至27KOH/g、且相应地最优选29至35KOH/g的酸值的氧化聚乙烯蜡。通过这种方式选择酸值，可以根据ASTM D 1321调节针入度特性。
在另一个优选的实施方式中，非离子表面活性剂是具有2至20、优选5至13、且更优选9至10个氧化乙烯单元的C12至C18、优选C12至C16、且更优选C12至C15烃基醇聚乙烯醚。也就是说，各个化合物具有通式CH3(CH2)11-17[OCH2CH2]2-20OH。在这方面，包含在非离子表面活性剂中的C12至C15烃、优选C12烃基醇(月桂醇)可以是优选的。同样地，可以优选的是包含9至10个氧化乙烯单元(＝OCH2CH2)的非离子表面活性剂。使用根据优选实施方式的各个非离子表面活性剂导致对可见光的透射率增加(即，本发明乳液的透明度增加)。
此外，可以优选的是非离子表面活性剂具有根据格里芬(Griffin)方法测定的4至18、优选12至15、且更优选13至14的亲水-亲油平衡值。通过相应地选择亲水-亲油平衡值(HBL值)，实现了乳液的增加的透明度。根据格里芬，非离子表面活性剂的HLB值为
HLB＝20×Mh/M
其中Mh是分子的亲水部分的分子量，且M是整个分子的分子量，给出0-20范围内的结果。
在优选的实施方式中实现了对于透明度的最佳结果，其中非离子表面活性剂是具有9-10个氧化乙烯单元、优选9个氧化乙烯单元以及13-14优选13.3的亲水-亲油平衡值的C12-C15乙氧基化物。
在另一个优选的实施方式中，可以提供0.5至1.5wt％、优选0.5至1.2wt％、更优选0.5至1.0wt％、且最优选0.7至0.8wt％的量的KOH和/或NaOH。
可以进一步优选的是，乙二醇和/或丙二醇的量为1.0至3.5wt％、优选1.0至3.0wt％、更优选1.0至2.0wt％、甚至更优选1.0至1.6wt％、且最优选1.5至1.6wt％。
可以进一步优选的是，氧化聚乙烯蜡具有0.92-0.95g/cm3的密度以及在149℃下5-20cP的粘度。
当以优选的量选择KOH和/或NaOH的量和/或乙二醇和/或丙二醇的量时，观察到对于透明度，即，对可见光的透射率的最佳结果。令人惊奇的是，发现在优选的范围内选择KOH和NaOH的量以及乙二醇和丙二醇的量协同地增加了所得乳液的透明度。
可能进一步优选的是，蜡乳液中的氧化蜡的粒度在0.1nm至1μm的范围内、优选1nm至100nm、更优选2nm至50nm、且最优选2至20nm，这导致稳定的乳液。
通过使用本发明的用于涂覆纺织品的乳液进一步实现该目的。乳液蜡还可以用于皮革涂饰、毛皮涂饰等领域。
令人惊奇的是，发明人发现本发明的乳液及其本发明的用途通过提供具有增加的透明度，即增加的可见光的透射率的改性聚乙烯蜡的稳定均匀乳液解决了上述技术问题。
在以下基于实施例的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，然而，这些实施例旨在举例说明本发明而不限制其范围。
具体实施方式
在以下实施例中，值％T是指可见光的％透射率。缩写EO指氧化乙烯单元。HLB是指根据格里芬的亲水-亲油平衡值。
表1
发现可以根据本发明制备具有高透明度(％T 74至88)的蜡乳液。
表2比较例
从表2可以看出，较低酸值的氧化蜡不能制备高透明度的蜡乳液。
从实验中发现，氧化蜡的酸值为31mg KOH/g并使用合适的配方可以提供非常高的蜡乳液透明度(％T＝88)。
从实验中发现，酸值为约29-35的氧化聚乙烯蜡适合于提供非常高的蜡乳液透明度(％T＝88)。
为了与现有技术进行比较，制备乳液，其中将原始聚乙烯蜡，即先前未被氧化的聚乙烯蜡掺入乳液中。
表5
观察到所得乳液不稳定且不均匀。
为了增加乳液的稳定性和均匀性，将聚乙烯蜡氧化。发现氧化蜡的性质如下。
表6
表7(本发明的乳液蜡)
蜡乳液可用于涂覆纺织品以获得缝制性能。结果表明，使用蜡乳液处理后每100个缝线的织物失败。
用蜡乳液处理后，织物的缝制性能得到增强。
测量标准方法
通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量MW。将约24mg的样品在150℃下溶于8ml的1,2-二氯苯中60分钟。然后，将样品溶液200μl用IR4检测器(Polymer Char，Spain)注入高温GPC中，流速为1ml/min，柱状区为140℃，且检测器区为150℃。数据由GPC软件(PolymerChar，Spain)处理。
测量％T的方法
在550nm下用UV-可见分光光度计测量。
测量缝制性能的方法
用缝纫机测试。计算每100个缝线的织物上的失败。
在前面的描述和权利要求中公开的特征单独地和以其任何组合可以是用于以其各种形式实现本发明的材料。

Claims (11)

1.乳液，包含：
a)5至35wt％的氧化聚乙烯蜡，具有根据ASTM D 1386测量的20至35KOH/g的酸值；
b)2至12wt％的非离子表面活性剂；
c)0.5至1.5wt％的KOH和/或NaOH；
d)1.0至3.5wt％的乙二醇和/或丙二醇；以及
e)50至90wt％的水。
2.根据权利要求1所述的乳液，其中所述氧化聚乙烯蜡具有20至31KOH/g并且优选21至31KOH/g的酸值。
3.根据权利要求1或2所述的乳液，其中所述非离子表面活性剂选自具有2至20、优选5至13、更优选9至10个氧化乙烯单元的C12至C18、优选C12至C16、更优选C12至C15烃基醇聚乙烯醚。
4.根据前述权利要求中任一项所述的乳液，其中所述非离子表面活性剂具有根据格里芬方法测定的4至18、优选12至15、更优选13至14的亲水-亲油平衡值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的乳液，其中所述非离子表面活性剂为具有9至10个氧化乙烯单元以及13至14的亲水-亲油平衡值的C12至C15醇乙氧基化物，优选为月桂醇乙氧基化物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的乳液，其中KOH和/或NaOH的量为0.5至1.5wt％、优选0.5至1.2wt％、更优选0.5至1.0wt％、且最优选0.7至0.8wt％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的乳液，其中乙二醇和/或丙二醇的量为1.0至3.0wt％、优选1.0至2.0wt％、更优选1.0至1.6wt％、且最优选1.5至1.6wt％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的乳液，其中所述氧化聚乙烯蜡具有小于40000、优选200-30000、更优选200-20000、且甚至更优选200-10000、且最优选200-5000g/mol的平均分子量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的乳液，其中所述氧化聚乙烯蜡具有0.92-0.95g/cm3的密度以及在149℃下5-20cP的粘度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的乳液，其中乳液蜡的粒度在0.1nm至1μm的范围内、优选1nm至100nm、更优选2nm至50nm、且最优选2nm至20nm。
11.根据前述权利要求中任一项所述的乳液用于涂覆纺织品、皮革涂饰或毛皮涂饰的用途。
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