ES2640066T3 - Extensores poliméricos basados en uretano para composiciones para modificar las propiedades superficiales de los sustratos - Google Patents

Extensores poliméricos basados en uretano para composiciones para modificar las propiedades superficiales de los sustratos Download PDF

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Gerald Oronde Brown
Mario VINCENZINI
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Abstract

Un método de tratamiento de un sustrato que comprende poner en contacto el sustrato con una composición que comprende i) un agente que proporciona un efecto superficial y ii) una composición extensora polimérica que no tiene grupos isocianato sin reaccionar que comprende un compuesto preparado: (i) haciendo reaccionar (a) al menos un compuesto que contiene un grupo isocianato seleccionado entre isocianato, diisocianato, poliisocianato o mezcla de los mismos; y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado de las fórmulas (Ia) o (Ib): **(Ver fórmula)** en donde cada R es independientemente un -H; R1; -C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2; O- (CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1; cada n es independientemente 0 a 20; cada m es independientemente de 0 a 20; m + n es mayor que 0; cada R1 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado; cada R2 es independientemente -H, o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado; o sus mezclas, con la condición de que cuando el compuesto es de Fórmula (Ia), entonces al menos uno de R o R2 es -H y al menos uno de R se elige de C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2; o -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1; cada R3 es independientemente un -H; -R1; -C(O)R1; -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'C(O)R1; cada R4 es independientemente -H, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado, o combinaciones de los mismos; -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'C(O)R1; cada n' es independientemente de 0 a 20; cada m' es independientemente de 0 a 20; m' + n' es mayor que 0;con la condición de que cuando el compuesto es la Fórmula (Ib), entonces el compuesto es mono-sustituido, di-sustituido o tri-sustituido con grupos alquilo, y al menos un R2, R3 o R4 es un -H; y en donde el efecto superficial se selecciona entre sin plancha, fácil de planchar, control de encogimiento, libre de arrugas, prensa permanente, control de humedad, suavidad, resistencia, antideslizante, antiestático, anti-enganches, anti-bolitas, repelencia de manchas, liberación de manchas, repelencia al barro, liberación del barro, repelencia al agua, repelencia al aceite, control de olores, protección antimicrobiana o solar, y el agente se selecciona del grupo que consiste en polímeros acrílicos catiónicos no fluorados, polímeros acrílicos aniónicos no fluorados, polímeros acrílicos no iónicos no fluorados, uretanos parcialmente fluorados, polímeros o copolímeros acrílicos catiónicos parcialmente fluorados, polímeros o copolímeros acrílicos parcialmente fluorados no iónicos, polímeros o copolímeros de acrilamida parcialmente fluorados, siliconas y parafinas.

Description

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DESCRIPCION
Extensores polimericos basados en uretano para composiciones para modificar las propiedades superficiales de los sustratos
Campo de la invencion
Los poUmeros hidrocarbonados se emplean como extensores para mejorar el rendimiento de los agentes de tratamiento que proporcionan efectos superficiales a los sustratos tratados.
Antecedentes de la invencion
Se sabe que varias composiciones son utiles como agentes de tratamiento para proporcionar efectos superficiales a sustratos. Los efectos superficiales incluyen la repelencia a la humedad, la resistencia al barro y a las manchas, y otros efectos que son particularmente utiles para sustratos fibrosos tales como fibras, tejidos, textiles, alfombras, papel, cuero y otros sustratos de este tipo. Muchos de estos agentes de tratamiento son polfmeros o copolfmeros parcialmente fluorados.
Las composiciones polimericas fluoradas que tienen utilidad como agentes de tratamiento de sustrato fibroso contienen generalmente grupos perfluoroalquilo colgantes de tres o mas atomos de carbono, que proporcionan repelencia al aceite y al agua cuando las composiciones se aplican a superficies de sustrato fibroso. Los grupos perfluoroalquilo estan generalmente unidos por varios grupos de conexion a grupos polimerizables que no contienen fluor. El monomero resultante se copolimeriza entonces generalmente con otros monomeros que confieren propiedades adicionales favorables a los sustratos. Se pueden incorporar varios monomeros especializados para impartir una reticulacion mejorada, estabilidad al latex y sustantividad. Puesto que cada ingrediente puede impartir algunas propiedades potencialmente indeseables ademas de sus propiedades deseables, la combinacion espedfica se dirige al uso deseado. Estos polfmeros se comercializan generalmente como emulsiones acuosas para una facil aplicacion a los sustratos fibrosos.
Se han hecho varios intentos para aumentar la repelencia al aceite y al agua impartida al sustrato y su durabilidad mientras se reduce la cantidad de polfmero fluorado requerida, es decir, aumentar la eficiencia o rendimiento del agente de tratamiento. Un metodo consiste en incorporar isocianatos bloqueados o resinas de melamina. Sin embargo, solo pueden utilizarse cantidades limitadas porque estos ingredientes tienden a afectar negativamente al mango (el tacto) del sustrato fibroso. Otro enfoque emplea el uso de diversos polfmeros extensores. Estos son tfpicamente polfmeros de hidrocarburo en emulsiones acuosas, que se mezclan con la emulsion de polfmero fluorado antes de la aplicacion al sustrato.
La patente de EE.UU. 7.344.758 describe una emulsion adecuada para impartir repelencia al aceite y/o agua a sustratos, que contiene un copolfmero de acrilato fluorado.
La solicitud de patente publicada de EE.UU. 2008/146750 describe un extensor de poliuretano bloqueado no fluorado para el tratamiento de sustratos fibrosos, donde el extensor contiene grupos isocianato reactivos para reaccionar adicionalmente con el sustrato fibroso.
La patente de EE.UU. 3.505.001 describe diisocianatos modificados reactivos, que se aplican a sustratos y se curan con agua.
La solicitud de patente de EE.UU. publicada 2006/151739, la solicitud de patente de EE.UU. publicada 2010/190397, y la solicitud de patente de EE.UU. publicada 2005/085573 describen productos de reaccion de polioles y poliisocianatos, con una fuerte preferencia por productos a base de glicerol. Los compuestos de las estructuras (la) y (lb) no se describen o sugieren.
La patente EP 2415879 describe metodos para tratar cuero con una composicion acuosa que contiene un poliol alcoxilado que contiene grupos ester. Sin embargo, los polioles alcoxilados se usan en pequenas cantidades como tensioactivos, y cualquier producto de reaccion de estos compuestos presentes en la composicion acuosa son no polimericos.
Breve compendio de la invencion
Existe la necesidad de composiciones polimericas que mejoren significativamente el rendimiento de los agentes de efecto superficial. En particular, existe una necesidad de composiciones que mejoren la durabilidad de los efectos superficiales para los sustratos, al tiempo que reducen la cantidad de polfmero fluorado requerida. La presente invencion proporciona una composicion de este tipo.
La presente invencion comprende un metodo de tratamiento de un sustrato que comprende poner en contacto el sustrato con una composicion que comprende i) un agente que proporciona un efecto superficial y ii) una composicion extensora polimerica que no tiene grupos isocianato sin reaccionar que comprende un compuesto preparado:
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(i) haciendo reaccionar (a) al menos un compuesto que contiene un grupo isocianato seleccionado de isocianato, diisocianato, poliisocianato, o una mezcla de los mismos, y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado de las formulas (la) o (Ib):
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-(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2; o -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1; cada n es independientemente 0 a 20; cada m es independientemente de 0 a 20; m + n es mayor que 0;
cada R1 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
cada R2 es independientemente -H, o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
o sus mezclas,
con la condicion de que cuando el compuesto es de Formula (la), entonces al menos uno de R o R2 es -H y al menos uno de R se elige entre
C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2;
o -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1;
cada R3 es independiente
un -H; -R1; -C(O)R1; -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1;
cada R4 es independientemente -H, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado, o combinaciones de los mismos; - (CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o -(CH2CH2O)n'(CH (CH3)CH2O)mC(O)R1;
cada n' es independientemente de 0 a 20;
cada m' es independientemente de 0 a 20;
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m' + n' es mayor que 0;
con la condicion de que cuando el compuesto es la Formula (Ib), entonces el compuesto esta mono-sustituido, di- sustituido o tri-sustituido con grupos alquilo, y al menos un R2, R3 o R4 es un -H; y
en donde el efecto superficial se selecciona entre sin planchado, facil de planchar, control de encogimiento, libre de arrugas, prensa permanente, control de humedad, suavidad, resistencia, antideslizante, antiestatico, anti-enganches, anti-bolitas, repelencia a las manchas, quitamanchas, repelencia al barro, limpieza de barro, repelencia al agua, repelencia al aceite, control de olores, proteccion antimicrobiana o al sol, y
el agente se selecciona del grupo que consiste en polfmeros acnlicos cationicos no fluorados, polfmeros acnlicos anionicos no fluorados, polfmeros acnlicos no ionicos no fluorados, uretanos parcialmente fluorados, polfmeros o copolfmeros acnlicos cationicos parcialmente fluorados, polfmeros o copoKmeros acnlicos parcialmente fluorados no ionicos, polfmeros o copolfmeros de acrilamida parcialmente fluorados, siliconas y parafinas.
La presente invencion comprende ademas un sustrato tratado con una composicion que comprende un agente de tratamiento que cuando se aplica a un sustrato proporciona un efecto superficial y la composicion extensora descrita anteriormente.
La presente invencion comprende ademas una composicion para tratar un sustrato que comprende i) un agente que proporciona un efecto superficial y ii) una composicion extensora polimerica que comprende un compuesto preparado:
(i) haciendo reaccionar (a) al menos un compuesto que contiene grupos isocianato seleccionado entre isocianato, diisocianato, poliisocianato o mezcla de los mismos, y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado entre la formula (la) o (Ib).
Descripcion detallada de la invencion
Las marcas registradas se indican en la presente memoria mediante el uso de mayusculas.
La presente invencion comprende un metodo de tratamiento de un sustrato que comprende poner en contacto dicho sustrato con una composicion que comprende un agente de tratamiento que, cuando se aplica a un sustrato proporciona un efecto superficial, y una composicion extensora. En particular, la composicion extensora es un uretano no fluorado util para mejorar el rendimiento de los polfmeros fluorados al impartir propiedades repelentes duraderas a sustratos fibrosos. Los sustratos fibrosos incluyen fibras, textiles, papel, telas no tejidas, cuero, alfombras, tejidos, mezclas de tejidos o una combinacion de los mismos. Por "tejidos" se entiende tejidos naturales o sinteticos, o mezclas de los mismos, compuestos de fibras tales como algodon, rayon, seda, lana, poliester, polipropileno, poliolefinas, nailon y aramidas tales como “NOMEX” y “KEVLAR”. Por "mezclas de tejidos" se entiende el tejido hecho de dos o mas tipos de fibras. Tfpicamente, estas mezclas son una combinacion de al menos una fibra natural y al menos una fibra sintetica, pero tambien puede ser una mezcla de dos o mas fibras naturales o de dos o mas fibras sinteticas.
Las propiedades superficiales duraderas superiores, junto con propiedades deseables de bajo amarilleamiento y buena durabilidad, se imparten a sustratos fibrosos mediante la adicion de la composicion extensora de la invencion a agentes de tratamiento superficial antes de su aplicacion a sustratos fibrosos. Estas mezclas combinadas se aplican a los sustratos fibrosos en forma de una dispersion en agua u otro disolvente, bien antes, despues o durante la aplicacion de otros productos qrnmicos de tratamiento.
Cuando se aplica de este modo, se ha encontrado que la composicion de extensor util en esta invencion, en combinacion con un agente de tratamiento, mejora en particular la durabilidad de las propiedades superficiales, especialmente la repelencia al aceite y al agua, en sustratos fibrosos despues del lavado de hasta 50%. La durabilidad de la repelencia se mejora en comparacion con otras composiciones extensoras conocidas. Ademas, el uso de la composicion extensora de la presente invencion aumenta el rendimiento de fluor de los agentes de tratamiento fluorados permitiendo el uso de niveles mas bajos del polfmero fluorado.
Las mezclas de dispersion acuosa producidas mezclando la dispersion de composicion de extensor con una dispersion de agente de tratamiento se aplican a superficies de sustratos fibrosos por metodos conocidos para impartir repelencia al aceite, barro y agua y otros efectos superficiales. Una caractenstica distintiva del uso de las composiciones agente de tratamiento-extensor de la presente invencion es la alta durabilidad del acabado superficial sobre el sustrato.
La composicion extensora util en la presente invencion comprende un compuesto preparado:
(i) haciendo reaccionar (a) al menos un compuesto que contiene un grupo isocianato seleccionado de isocianato, diisocianato, poliisiocianato, o una mezcla de los mismos, y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado de las formulas (la) o (Ib):
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-C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CHa)CH2O)mR2; o -(CH2CH2O)n(CH(CHa)CH2O)mC(O)R1; cada n es independientemente 0 a 20; cada m es independientemente de 0 a 20; m + n es mayor que 0;
cada R1 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
cada R2 es independientemente -H, o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
o sus mezclas,
con la condicion de que cuando el compuesto es de Formula (la), entonces al menos uno de R o R2 es -H y al menos uno de R se elige de
C(O)R1; -(CH2CH2OWCH (CH3)CH2O)mR2;
o -(CH2CH2OWCH (CH3)CH2O)mC(O)R1;
cada R3 es independientemente un -H; -R1;
-C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)m'R2;
o -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)m'C(O)R1;
cada R4 es independientemente -H, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado, o combinaciones de los mismos; - (CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)m'R2; O -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)m'C(O)R1;
cada n' es independientemente de 0 a 20;
cada m' es independientemente de 0 a 20;
m' + n' es mayor que 0;
con la condicion de que cuando el compuesto es la Formula (lb), entonces el compuesto esta mono-sustituido, di- sustituido o tri-sustituido con grupos alquilo, y al menos un R2, R3 o R4 es un -H.
Para los compuestos de Formula (la) o (lb), el -(CH2CH2O)- representa grupos oxietileno (EO) y -(CH (CH3)CH2O)- representa grupos oxipropileno (PO). Estos compuestos pueden contener solo grupos EO, solo grupos PO, o
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mezclas de los mismos. Estos compuestos tambien pueden estar presentes como un copoKmero de tres bloques designado PEG-PPG-PEG (polietilenglicol-polipropilenglicol-polietilenglicol), porejemplo.
En una realizacion, se prepara un compuesto extensor polimerico: (i) haciendo reaccionar (a) al menos un isocianato que contiene un grupo isocianato, un diisocianato, un poliisocianato, o una mezcla de los mismos, y compuestos de Formula (la). Los compuestos de formula (la) donde al menos uno de R es -H y al menos un R se selecciona de - C(O)R1 se conocen comunmente como alquil-sorbitanos. Estos sorbitanos pueden estar monosustituidos, disustituidos o tri-sustituidos con -C(O)R1. Es sabido que los sorbitanos disponibles comercialmente, tales como SPAN, contienen una mezcla de los diversos sorbitanos que van desde donde cada R es H (no sustituido) y sorbitanos, donde cada R es -C(O)R1 (totalmente sustituido); en donde R1 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos; y mezclas de sus diversas sustituciones. Los sorbitanos comercialmente disponibles tambien pueden incluir cantidades de sorbitol, isosorbida, u otros intermedios o subproductos.
En una realizacion preferida, al menos un R es -C(O)R1, y R1 es un grupo alquilo ramificado lineal que tiene de 5 a 29 carbonos, mas preferiblemente de 7 a 21 carbonos, y lo mas preferiblemente de 11 a 21 carbonos. Los compuestos preferidos incluyen sorbitanos mono-, di- y tri-sustituidos derivados de acido capnlico, acido caprico, acido laurico, acido misterico, acido palmttico, acido estearico, acido araqmdico, acido behenico, acido lignocerico y mezclas de los mismos. Compuestos particularmente preferidos incluyen estearatos de sorbitan mono-, di- y tri- sustituidos o beheninas de sorbitan.
Opcionalmente, R1 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende al menos un enlace insaturado. Ejemplos de compuestos de Formula (la) en donde al menos un R se selecciona de -C(O)R1; y R1 contiene al menos 1 enlace insaturado, incluyen, pero no se limitan a, trioleato de sorbitan (es decir, en donde R1 es -CyH14CH=CHC8H1/) -Otros ejemplos, pero que no se limitan a, incluyen sorbitanos mono-, di- y tri-sustituidos derivados de acido palmitoleico, acido lineolico, acido araquidonico y acido erucico.
En una realizacion, se emplea un compuesto de Formula (la), en donde al menos un R es independientemente - (CH2CH2O)n(CH(CHa)CH2O)mR2 o -(CH2CH2O)n(CH(CHa)CH2O)mC(O)R1. Compuestos de Formula (la), en donde al menos un R es -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2 o -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1, en donde cada m es independientemente 0 a 20, cada n es independientemente 0 a 20 y n + m es mayor que 0 son conocidos como polisorbatos y estan disponibles comercialmente bajo el nombre comercial TWEEN. Estos polisorbatos pueden estar monosustituidos, disustituidos o tri-sustituidos con grupos alquilo R1 o R2. Se sabe que los polisorbatos comercialmente disponibles contienen una mezcla de los diversos polisorbatos que van desde donde cada R2 es H (sin sustituir), y polisorbatos donde cada R1 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos (totalmente sustituido); y mezclas de diversas sustituciones de los mismos. Ejemplos de compuestos de Formula (la) incluyen polisorbatos tales como triestearato de polisorbato y monoestearato de polisorbato. Ejemplos de compuestos de Formula (la) en donde m + n es mayor que 0, y en donde R1 comprende al menos un enlace insaturado, pero no limitado a, trioleato de polisorbato (en donde R1 es CzH14CH=CHC8H17) y se venden comercialmente bajo el nombre de Polysorbate 80. Los reactivos pueden incluir mezclas de compuestos que tienen diversos valores para R, R1, y R2, y tambien pueden incluir mezclas de compuestos donde R1 comprende al menos un enlace insaturado con compuestos donde R1 esta completamente saturado.
Los compuestos de Formula (lb) se conocen como citratos de alquilo. Estos citratos pueden estar presentes como grupos mono-sustituidos, disustituidos o tri-sustituidos con grupos alquilo. Se sabe que los citratos comercialmente disponibles contienen una mezcla de los diversos citratos asf como acidos cftricos de donde R3 y cada R4 es -H, que vana a los citratos donde cada R4 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado; y mezclas de diversas sustituciones de los mismos. Pueden usarse mezclas de citratos que tienen diversos valores para R1, R2, R3, y R4 y pueden incluir tambien mezclas de compuestos donde R1 comprende al menos un enlace insaturado con compuestos en los que R1 esta completamente saturado. Los citratos de alquilo estan tambien comercialmente disponibles en donde m' + n' es mayor que 0, R4 es -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1 y estan presentes en las diversas sustituciones en donde R3 y cada R2 es H en donde cada R1 y/o R2 es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado. Ejemplos de compuestos de Formula (lb) incluyen, pero no se limitan a citratos de trialquilo.
Los compuestos de Formulas (la) y (lb) pueden derivarse todos de una base biologica. Por "derivado de una base biologica", se entiende que al menos el 10% del material puede ser producido a partir de fuentes de petroleo no crudo, tales como plantas, otra vegetacion y sebo. En una realizacion, los compuestos de formulas (la) y (lb) son de

aproximadamente 10% a 100% de base biologica. En una realizacion, los compuestos de formulas (la) y (lb) son de

aproximadamente 35% a 100% de base biologica. En una realizacion, los compuestos de formulas (la) y (lb) son de

aproximadamente 50% a 100% de base biologica. En una realizacion, los compuestos de formulas (la) y (lb) son de
aproximadamente 75% a 100% de base biologica. En una realizacion, los compuestos de formulas (la) y (lb) son 100% de base biologica. Al menos un R, R3, R4 de cada una de las Formulas (la) y (lb) es -H para permitir reactividad con grupos isocianato. El valor medio de OH de los compuestos puede variar desde solo mas de 0 a aproximadamente 230, preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 175 y lo mas preferiblemente de aproximadamente 25 a aproximadamente 140.
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Para preparar los compuestos extensores polimericos de la presente invencion, se hace reaccionar un compuesto de formula (Ia) o (Ib), o mezclas de los mismos, con un isocianato, un diisocianato, un poliisocianato que contienen grupos isocianato o una mezcla de los mismos. El compuesto que contiene grupos isocianato se anade a la naturaleza ramificada del polfmero. El termino "poliisocianato" se define como isocianatos di-funcionales o superiores, y el termino incluye oligomeros. Cualquier monoisocianato o poliisocianato que tenga predominantemente dos o mas grupos isocianato, o cualquier precursor de isocianato de un poliisocianato que tenga predominantemente dos o mas grupos isocianato, es adecuado para el uso en esta invencion. Por ejemplo, los homopolfmeros de hexametilendiisocianato son adecuados para el uso en la presente invencion y estan disponibles comercialmente. Se reconoce que cantidades menores de diisocianatos pueden permanecer en productos que tienen multiples grupos isocianato. Un ejemplo de esto es un biuret que contiene pequenas cantidades residuales de diisocianato de hexametileno.
Tambien son adecuados para el uso como el reactivo de poliisocianato los tnmeros de isocianurato derivados de diisocianato de hidrocarburo. Se prefiere el DESMODUR N-100 (basado en diisocianato de hexametileno de Bayer Corporation, Pittsburgh, PA). Otros triisocianatos utiles para los propositos de esta invencion son los obtenidos haciendo reaccionar tres moles de diisocianato de tolueno. El tnmero de isocianurato de diisocianato de tolueno y el isocianato de 3-isocianatometil-3,4,4-trimetilciclohexilo son otros ejemplos de triisocianatos utiles para los propositos de esta invencion, como es el metano-tris-(fenilisocianato). Los precursores de poliisocianato, tales como diisocianato, son tambien adecuados para su uso en la presente invencion como sustratos para los poliisocianatos. DESMODUR N-3300, DESMODUR N-3600, DESMODUR Z-4470, DESMODUR H, DESMODUR N3790 y DESMODUR XP 2410, de Bayer Corporation, Pittsburgh, PA, y bis-(4-isocianatociclohexil)metano son tambien adecuados en la invencion.
Los reactivos de poliisocianato preferidos son los poliisocianatos alifaticos y aromaticos que contienen estructuras de biuret, o polidimetilsiloxano que contiene isocianatos. Tales poliisocianatos pueden contener tambien sustituyentes alifaticos y aromaticos.
Particularmente preferido como el reactivo (poli)isocianato para todas las realizaciones de la invencion en la presente memoria son homopolfmeros de hexametileno diisocianato comercialmente disponibles, por ejemplo como DESMODUR N-100, DESMODUR N-75 y DESMODUR N-3200 de Bayer Corporation, Pittsburgh, PA; isocianato de 3-isocianatometil-3,4,4-trimetilciclohexilo disponible, por ejemplo como DESMODUR I (Bayer Corporation); bis(4- isocianatociclohexil) metano disponible, por ejemplo, como DESMODUR W (Bayer Corporation) y tnmeros de diisocianato de formulas (IIa), (IIb), (IIc) y (IId):
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Los tnmeros de diisocianato (IIa-d) estan disponibles, por ejemplo como DESMODUR Z4470, DESMODUR IL, DESMODUR N-3300 y DESmOdUR XP2410, respectivamente, de Bayer Corporation.
En una realizacion, el producto de reaccion de (a) un compuesto que contiene isocianato con (b) un compuesto reactivo con isocianato contiene grupos isocianato sin reaccionar que se hacen reaccionar adicionalmente con (c) al menos un segundo compuesto seleccionado de agua, compuestos organicos de Formula (Ilia)
R5-X (Ilia),
compuestos organicos de formula (lllb)
R15-(OCH2CH(OR16)CH2)z-OR17 (lllb),
o mezclas de los mismos, en donde R5 se selecciona de un alquilo -Ci a C30 lineal o ramificado que comprende opcionalmente al menos un grupo insaturado, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado con funcionalidad hidroxi, un polieter Ci a C30 lineal o ramificado hidroxifuncional, un poliester lineal o ramificado hidroxifuncional, un organosiloxano lineal o ramificado hidroxi funcional, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado con funcionalidad tiol, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado con funcionalidad amina,
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en donde R7, R8, y R9 son cada uno independientemente, -H, alquilo -Ci a Ca, o combinaciones de los mismos; Ri0 es un grupo alquilo divalente de i a 20 carbonos; X es un grupo funcional reactivo con isocianato tal como -OH, - C(O)OH, -SH, -NH(Ri2), -O-(CH2CH2O)s(CH(CH3)CH2O)t-H o -[C(O)]-O-(CH2CH2O)s(CH(CH3)CH2O)t-H; Ri2 es -H o un grupo alquilo Ci a Ca monovalente ; Ri5, Ria, y Ri7 son cada uno independientemente un -H; -Ri8; -C(O)Ri8 siempre que al menos un Ri5, Ria, o Ri7 sea un -H; Ri8 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado; z es i a i5; Y es -Cl; s es un numero entero de 0 a 50; t es un numero entero de 0 a 50; s + t es mayor que 0. El termino "ramificado", tal como se utiliza en la presente memoria, significa que la cadena funcional puede estar ramificada en cualquier punto, por ejemplo como carbono sustituido cuaternario, y puede contener cualquier numero de sustituciones ramificadas.
En una realizacion, el segundo compuesto esta presente y reacciona con aproximadamente 0,i% en moles a aproximadamente 60% en moles de dichos grupos isocianato. Preferiblemente, la concentracion de compuestos del compuesto reactivo con isocianato (b) es mayor que la concentracion del(de los) segundo(s) compuesto(s) (c).
En una realizacion, el segundo compuesto (c) del compuesto extensor polimerico es agua. Se puede usar agua para reticular los grupos isocianato sin reaccionar por enlace urea. En una realizacion adicional, el segundo compuesto (c) es de Formula (llla). El compuesto de formula (llla) puede ser un material hidrofilico solvatable con agua que comprende al menos un polieter terminado en hidroxilo de formula (llla) en donde el grupo reactivo con isocianato X es -O-(CH2CH2O)s(CH(CH3)CH2O)t-H o -[C(O)]-O-(CH2CH2O)s(CH(CH3)CH2O)t-H. En esta realizacion, -(CH2CH2O)- representa grupos oxietileno (EO) y -(CH(CH3)CH2O)- representa grupos oxipropileno (PO). Estos polieteres pueden contener solo grupos EO, solo grupos PO, o mezclas de los mismos. Estos polieteres tambien pueden estar presentes como un copolfmero de tres bloques designado PEG-PPG-PEG (polietilenglicol-polipropilenglicol- polietilenglicol). Preferiblemente, los polieteres son los metoxipolietilenglicoles comercialmente disponibles (MPEG), o mezclas de los mismos. Tambien estan comercialmente disponibles y son adecuados para la preparacion de las composiciones de la presente invencion, los butoxipolioxialquilenos que contienen cantidades iguales en peso de
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grupos oxietileno y oxipropileno (Union Carbide Corp. 50-HB Serie UCON Fluidos y Lubricantes) y que tienen un peso molecular medio mayor que aproximadamente 1.000. Los polieteres hidroxi-terminales de Formula (IIIa) tienen preferiblemente un peso molecular medio igual o mayor que aproximadamente 200, y lo mas preferiblemente entre 350 y 2000.
En otra realizacion, el segundo compuesto (c) es un compuesto organico de Formula (IIIa), donde el grupo reactivo con isocianato X es -OH, -C(O)OH, -SH, -NH(R12); y R5 se selecciona entre un alquilo -Ci a C30 lineal o ramificado que comprende opcionalmente al menos un grupo insaturado, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado con funcionalidad hidroxi, un polieter Ci a C30 lineal o ramificado hidroxifuncional, un poliester lineal o ramificado hidroxifuncional, un organosiloxano lineal o ramificado con funcionalidad hidroxi o amina, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado con funcionalidad tiol, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado con funcionalidad amina.
Cuando el grupo reactivo con isocianato X es -OH, los ejemplos de Formula (IIIa) incluyen, pero no se limitan a alcoholes de alquilo tales como propanol, butanol o alcoholes grasos incluyendo alcohol esteanlico (R5 es un alquilo -Ci a C30 lineal o ramificado que comprende opcionalmente al menos un grupo insaturado); alquil dioles o polioles tales como etanodiol, propanodiol, butanodiol o hexanodiol (R5 es un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado hidroxifuncional); eteres de alquilenglicol tales como trietilenglicol, tetraetilenglicol, poli(etilenglicol) (PEG), poli(propilenglicol) (PPG), poli(tetrahidrofurano) o glicoleteres que tienen mezclas de unidades PEG, PPG o THF (R5 es un polieter Ci a C30 lineal o ramificado hidroxi-funcional ); poliester polioles (R5 es un poliester lineal o ramificado hidroxifuncional); polioles de prepolfmeros de silicona (R5 es un organosiloxano lineal o ramificado hidroxifuncional); N,N-dimetilaminoetanol (R5 es un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado aminofuncional); cloruro de colina o betama HCl (R5 es Y- (R7)(R8)(R9)N+Ri0-); butanona oxima (R5 es (R7)(R8)C=N-). Los polioles de polieter pueden contener solo grupos EO, solo grupos PO, solo grupos THF, o mezclas de los mismos. Estos polieteres tambien pueden estar presentes como un copolfmero de bloques, tal como el designado por PEG-PPG-PEG (polietilenglicol- polipropilenglicol-polietilenglicol). Preferiblemente, los polieter glicoles tienen un peso molecular medio igual o mayor que aproximadamente 200 y lo mas preferiblemente entre 350 y 2000.
Cuando el grupo reactivo con isocianato X es -C(O)OH, los ejemplos de Formula (IIIa) incluyen, pero no se limitan a acidos grasos tales como acido capnlico, acido caprico, acido laurico, acido misterico, acido palmftico, acido estearico, acido araqrndico, acido behenico, acido lignocerico, acido palmitoleico, acido lineolico, acido araquidonico, acido oleico o acido erucico (R5 es un alquilo -Ci a C30 lineal o ramificado que comprende opcionalmente al menos un grupo insaturado); los acidos que contienen hidroxi tales como el acido hidroxicapnlico, el acido hidroxicaprico, el acido hidroxilaurico, el acido hidroximisterico, el acido hidroxipalmftico, el acido hidroxiestearico, el acido hidroxiaraqrndico, el acido hidroxibehenico, el acido hidroxilignocerico, el acido hidroxipalmitoleico, el acido hidroxilineolico, el acido hidroxiaraquidonico, el acido hidroxioleico, o el acido hidroxierucico (R5 es un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado hidroxi-funcional); y acidos mercaptoalcanoicos tales como acido mercaptopropionico (R5 es un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado con funcionalidad tiol).
Cuando el grupo reactivo con isocianato X es -SH, los ejemplos espedficos de formula (IIIa) incluyen, pero no se limitan a, alquiltioles tales como laurilmercaptano o dodecilmercaptano (R5 es un alquilo -Ci a C30 lineal o ramificado que comprende opcionalmente al menos un grupo insaturado). Cuando el grupo reactivo con isocianato X es - NH(Ri2), ejemplos espedficos de formula (IIIa) incluyen, pero no se limitan a, alquilaminas tales como diisopropilamina, propilamina, hexilamina o laurilamina (R5 es un alquilo -Ci a C30 lineal o ramificado que comprende opcionalmente al menos un grupo insaturado); alcanolaminas tales como etanolamina o propanolamina (R5 es un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado hidroxi-funcional); poliaminas de prepolfmero de silicona (R5 es un organosiloxano lineal o ramificado amina-funcional); alquil diaminas (R5 es una alquilo Ci a C30 lineal o ramificado amina-funcional); y acidos aminoalcanosulfonicos tales como acido 2-aminoetanosulfonico (R5 es HO-S(O)2Ri0-).
En una realizacion adicional, el segundo compuesto (c) del polfmero extensor es de formula (IIIb). Estos compuestos se denominan comunmente poligliceroles. Estos poligliceroles pueden estar presentes donde Ri5, Ri6, y Ri7 son cada uno independientemente un -H; -Ri8; -C(O)Ri8 siempre que al menos un Ri5, Ri6, o Ri7 es un -H; y en donde Ri8 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado. Ejemplos espedficos incluyen, pero no se limitan a, monoestearato de triglicerol, diestearato de triglicerol, monoestearato de hexaglicerol, diestearato de hexaglicerol, mono(caprilato/caprato) de decaglicerilo, di(caprilato/caprato) de decaglicerilo, decaglicerol, poliglicerol-3 y diglicerido Ci8.
En una realizacion, el producto de reaccion de (a) un compuesto que contiene isocianato con (b) un compuesto reactivo con isocianato contiene grupos isocianato sin reaccionar que se hacen reaccionar adicionalmente con multiples compuestos segundos (c) que comprenden tanto compuestos de formula (IIIa) como ( IIIb) y agua. Se utiliza agua para reticular isocianatos sin reaccionar para crear enlaces de urea.
Los compuestos extensores polimericos de la presente invencion se pueden preparar en una sola etapa. Los compuestos extensores polimericos de la presente invencion que comprenden mas de un compuesto organico de Formula (Ia) o (Ib) y/o uno o mas segundos compuestos (c) tambien se pueden preparar en una etapa. Preferiblemente, si se utilizan mas de un compuesto organico de Formula (Ia) o (Ib) y/o uno o mas segundos compuestos (c), entonces la smtesis puede completarse secuencialmente. Una adicion secuencial es especialmente
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util cuando se emplean compuestos de Formula (la) o (Ib) con numeros altos de OH, o cuando se usan compuestos polifuncionales (c). Estas etapas comprenden hacer reaccionar (a) al menos un compuesto que contiene un grupo isocianato seleccionado entre isocianato, diisocianato, poliisocianato o mezcla de los mismos, y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado de la formula (la) o (Ib), en donde cada R es independientemente un -H; -R1; -C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2; o -(CH2CH2O)n(CH (CH3)CH2O)mC(O)R1; cada n es independientemente 0 a 20; cada m es independientemente de 0 a 20; m + n es mayor que 0; cada R1 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado; cada R2 es independientemente -H, o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado; o una mezcla de los mismos, con la condicion de que cuando el compuesto es de Formula (la), entonces al menos uno de R o R2 es -H; cada R3 es independientemente un -H; -R1; -C(O)R1; -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o - (CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'C(O)R1; cada R4 es independientemente -H, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado, o combinaciones de los mismos; -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'C(O)R1; cada n' es independientemente de 0 a 20; cada m' es independientemente de 0 a 20; m'+ n' es mayor que 0; con la condicion de que cuando el compuesto es la Formula (Ib), entonces el compuesto es mono-sustituido, di-sustituido o tri-sustituido con grupos alquilo, y al menos un R2, R3 o R4 es un -H. Cuando se utiliza un segundo compuesto (c), las concentraciones molares del al menos un compuesto seleccionado de Formula (la) o (Ib) son tales que permanecen grupos isocianato sin reaccionar para reaccionar con uno o mas segundos compuestos (c).
El al menos un isocianato, un diisocianato, un poliisocianato, o una mezcla de los mismos, y al menos un compuesto que contiene un grupo isocianato seleccionado entre isocianato, diisocianato, poliisocianato o mezcla de los mismos y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado de formula (Ia) o (Ib), o una mezcla de los mismos, se hacen reaccionar. Esta reaccion se lleva a cabo tfpicamente cargando un recipiente de reaccion con el isocianato, diisocianato o poliisocianato, y al menos un compuesto seleccionado de formula (Ia) o (Ib), o mezcla de los mismos, y opcionalmente un segundo compuesto (c). El orden de adicion del reactivo no es cntico, pero si se usa agua, el agua debe anadirse despues de los isocianatos y se hacen reaccionar al menos un compuesto seleccionado de la formula (Ia) o (Ib), o una mezcla de los mismos.
El peso espedfico de los reactivos cargados se basa en sus pesos equivalentes y en la capacidad de trabajo del recipiente de reaccion, y se ajusta de modo que el compuesto seleccionado de la formula (Ia) o (Ib) se consumira en la primera etapa. Un disolvente organico seco adecuado libre de grupos reactivos con isocianato se usa tfpicamente como disolvente. Las cetonas son los disolventes preferidos, y la metilisobutilcetona (MIBK) es particularmente preferida por conveniencia y disponibilidad. Se agita la carga y se ajusta la temperatura a aproximadamente 40°C a 70°C. Tfpicamente, a continuacion se anade un catalizador tal como cloruro de hierro (III) en un disolvente organico, tfpicamente en una cantidad de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1,0% en peso basado en el peso seco de la composicion, y la temperatura se eleva hasta aproximadamente 80°C a 100°C. Tambien puede usarse un co- catalizador, tal como carbonato de sodio. Si se va a anadir agua, se lleva a cabo la reaccion inicial de modo que se haga reaccionar menos del 100% de los grupos isocianato. En el segundo paso despues de la retencion durante varias horas, se anaden disolvente adicional, agua y opcionalmente un segundo compuesto (c), y la mezcla se deja reaccionar durante varias horas mas o hasta que se haya hecho reaccionar todo el isocianato.
Las composiciones extensoras como las descritas anteriormente se mezclan despues con cualquiera de una variedad de agentes de tratamiento conocidos para sustratos fibrosos, preferiblemente en una relacion en peso de extensor:agente de tratamiento de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 10:1, mas preferiblemente una relacion de aproximadamente 1:8 a 5:1, y lo mas preferiblemente en una relacion de aproximadamente 1:6 a 10:3. Los ejemplos incluyen sin planchado, facil de planchar, control de encogimiento, libre de arrugas, prensa permanente, control de humedad, suavidad, resistencia, antideslizante, antiestatico, anti-enganches, anti-bolitas, repelencia de manchas, liberacion de manchas, repelencia al barro, limpieza de barro, repelencia al agua, repelencia al aceite, control de olores, proteccion antimicrobiana y proteccion solar. Los agentes de tratamiento preferidos estan en forma de polfmeros acnlicos cationicos no fluorados, polfmeros acnlicos anionicos no fluorados, polfmeros acnlicos no ionicos no fluorados, uretanos parcialmente fluorados, polfmeros o copolfmeros acnlicos cationicos parcialmente fluorados, polfmeros o copoifmeros acnlicos parcialmente fluorados no ionicos, polfmeros o copolfmeros de acrilamida parcialmente fluorados, siliconas o parafinas.
De particular interes son los polfmeros fluorados utiles como agentes de tratamiento para proporcionar propiedades de repelencia a la superficie de sustratos tratados. Estos incluyen compuestos fluoroqmmicos o polfmeros que contienen uno o mas grupos fluoroalifaticos (designados aqrn como grupos Rf) que son fluorados, estables, inertes y no polares, preferiblemente saturados, monovalentes, y tanto oleofobos como hidrofobos. Los grupos Rf contienen al menos 3 atomos de carbono, preferiblemente 3 a 20 atomos de carbono, mas preferiblemente 4 a 12 atomos de carbono y lo mas preferiblemente aproximadamente 4 a aproximadamente 6 atomos de carbono. Los grupos Rf pueden contener grupos alquileno fluorados de cadena lineal o ramificada o dclicos o combinaciones de los mismos. La parte terminal de los grupos Rf es preferiblemente un grupo alifatico perfluorado de la formula CnF2n+1 en donde n es de aproximadamente 3 a aproximadamente 20. Ejemplos de agentes de tratamiento de polfmeros fluorados son CAPSTONE y ZONYL disponibles en E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE; ASAHI GARD de Asahi Glass Company, Ltd., Tokio, Japon; UNIDYNE de Daikin America, Inc., Orangeburg, NY; SCOTCHGARD de 3M Company, St. Paul, MN; y NANO TEX de Nanotex, Emeryville, CA.
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Ejemplos de tales poKmeros fluorados incluyen preferiblemente poliuretanos que contienen Rf y poli(met)acrilatos. Son especialmente preferidos los copoUmeros de monomeros de (met)acrilato fluoroqmmicos con un compuesto monovimlico copolimerizable o un dieno conjugado. Los compuestos monovimlicos copolimerizables incluyen alquil(met)acrilatos, esteres vimlicos de acidos alifaticos, estireno y alquil-estireno, haluros de vinilo, haluros de vinilideno, esteres de alquilo, vinil-alquil-cetonas y acrilamidas. Los dienos conjugados son preferiblemente 1,3- butadienos. Compuestos representativos dentro de las clases anteriores incluyen los acrilatos y metacrilatos de metilo, propilo, butilo, 2-hidroxipropilo, 2-hidroxietilo, isoamilo, 2-etilhexilo, octilo, decilo, laurilo, cetilo y octadecilo; acetato de vinilo, propionato de vinilo, caprilato de vinilo, laurato de vinilo, estearato de vinilo, estireno, alfa- metilestireno, p-metilestireno, fluoruro de vinilo, cloruro de vinilo, bromuro de vinilo, fluoruro de vinilideno, cloruro de vinilideno, heptanoato de alilo, acetato de alilo, caprilato de alilo, caproato de alilo, vinilmetilcetona, viniletilcetona, 1,3-butadieno, 2-cloro-1,3-butadieno, 2,3-dicloro-1,3-butadieno, isopreno, N-metilolacrilamida, N- metilolmetacrilamida, acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo, (met)acrilatos terminados en amina, y polioxi(met)acrilatos.
La composicion mezclada que comprende un agente de tratamiento y las composiciones extensoras de la presente invencion aplicadas al sustrato fibroso opcionalmente comprende ademas un isocianato bloqueado para promover durabilidad, anadido despues de la copolimerizacion (es decir, como un isocianato mezclado). Un ejemplo de un isocianato bloqueado adecuado es PHOBOL XAN disponible de Huntsman Corp, Salt Lake City, Ut. Otros isocianatos bloqueados comercialmente disponibles son tambien adecuados para uso en la presente invencion. El atractivo de anadir un isocianato bloqueado depende de la aplicacion particular del copolfmero. Para la mayona de las aplicaciones actualmente previstas, no necesita estar presente para lograr una reticulacion satisfactoria entre cadenas o union a las fibras. Cuando se anaden como isocianato mezclado, se anaden cantidades de hasta aproximadamente 20% en peso.
La composicion mezclada que comprende un agente de tratamiento y la composicion extensora de la presente invencion opcionalmente comprende mas componentes adicionales tales como agentes o acabados adicionales de tratamiento para conseguir efectos de superficie adicionales, o aditivos usados comunmente con tales agentes o acabados. Tales componentes adicionales comprenden compuestos o composiciones que proporcionan efectos superficiales tales como sin planchado, facil de planchar, control de encogimiento, libre de arrugas, prensa permanente, control de humedad, suavidad, resistencia, antideslizamiento, antiestatico, anti-enganche, anti-bolitas, repelencia de manchas, liberacion de manchas, repelencia al barro, limpieza de barro, repelencia al agua, repelencia al aceite, control de olores, proteccion antimicrobiana y proteccion solar. Uno o mas de tales agentes de tratamiento o acabados se pueden combinar con la composicion mezclada y aplicarse al sustrato fibroso. Tambien pueden estar presentes otros aditivos comunmente utilizados con tales agentes de tratamiento o acabados tales como tensioactivos, ajustadores de pH, reticulantes, agentes humectantes y otros aditivos conocidos por los expertos en la tecnica. Ademas, se incluyen opcionalmente otras composiciones extensoras para obtener una combinacion de beneficios.
Por ejemplo, cuando se tratan tejidos sinteticos, se puede usar un agente humectante, tal como ALKANOL 6112 disponible en E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE. Como otro ejemplo, cuando se tratan tejidos de algodon o mezclados con algodon, se puede usar una resina resistente a las arrugas tal como PERMAFRESH EFC disponible de Emerald Carolina, LLC, Charlotte, NC. Como otro ejemplo, cuando se tratan telas no tejidas, se puede emplear un extensor de cera tal como FREEPEL 1225WR, disponible en Omnova Solutions Chester, SC. Tambien son adecuados un antiestatico tal como ZELEC KC, disponible en Stepan, Northfield, IL, o un agente humectante, tal como hexanol. Las dispersiones se aplican generalmente a sustratos fibrosos por pulverizacion, inmersion, relleno u otros metodos bien conocidos. Despues de que se ha eliminado el exceso de lfquido, por ejemplo mediante rodillos exprimidores, el sustrato fibroso tratado se seca y despues se cura calentando, por ejemplo, desde aproximadamente 100°C hasta aproximadamente 190°C, durante al menos 30 segundos, tfpicamente desde aproximadamente 60 a aproximadamente 240 segundos. Dicho curado aumenta la repelencia al aceite, al agua y al barro y la durabilidad de la repelencia. Aunque estas condiciones de curado son tfpicas, algunos aparatos comerciales pueden operar fuera de estos intervalos debido a sus caractensticas de diseno espedficas.
La presente invencion comprende ademas substratos tratados con la composicion anteriormente descrita que comprende i) un agente de tratamiento que proporciona un efecto superficial y ii) los compuestos extensores como se ha descrito anteriormente. La composicion tambien puede contener agentes opcionales para proporcionar efectos superficiales adicionales como se describio anteriormente, aditivos opcionales utilizados comunmente en el tratamiento de sustratos como se describio anteriormente, isocianato bloqueado opcional como se ha descrito anteriormente y composiciones extensoras distintas opcionales adicionales. Como se ha indicado anteriormente, tales sustratos incluyen papel, materiales no tejidos, cuero, fibras, textiles, tejidos, mezclas de tejidos o combinaciones de los mismos. "Tejidos" incluye tejidos naturales o sinteticos compuestos de fibras de algodon, rayon, seda, lana, poliester, polipropileno, poliolefinas, nailon y aramidas tales como "NOMEX" y "KEVLAR". Por "mezclas de tejidos" se entiende el tejido hecho de dos o mas tipos de fibras. Tfpicamente, estas mezclas son una combinacion de al menos una fibra natural y al menos una fibra sintetica, pero tambien puede ser una mezcla de dos o mas fibras naturales o de dos o mas fibras sinteticas. Preferiblemente, el sustrato ha sido tratado con una composicion que comprende una composicion extensora de la presente invencion y un polfmero fluorado tal como un poliuretano o poli(met)acrilato.
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Espedficamente, el metodo y los sustratos tratados de la presente invencion son utiles para mejorar las propiedades superficiales, especialmente la durabilidad de la repelencia al aceite, al agua y al barro, de los sustratos anteriormente descritos, mientras se reduce la cantidad de polfmero fluorado empleado. La propiedad de repelencia es mas duradera que las aplicaciones de agentes de tratamiento de polfmeros fluorados con otros extensores, y es eficaz para diversos sustratos fibrosos. La propiedad de repelencia es eficaz con una variedad de otros efectos superficiales. Los sustratos fibrosos tratados de la presente invencion son utiles en una variedad de aplicaciones tales como para textiles, prendas de vestir, uniformes, prendas protectoras, mobiliario y similares. La composicion extensora de la presente invencion es ventajosa porque cuando se mezcla con agentes de tratamiento de polfmeros fluorados, proporcionan acabados repelentes altamente duraderos y de bajo amarilleamiento sobre una amplia gama de sustratos fibrosos mientras se usa un nivel reducido del polfmero fluorado.
Metodos de ensayo
Todos los disolventes y reactivos, a menos que se indique lo contrario, se adquirieron de Sigma-Aldrich, St. Louis, MO y se utilizaron directamente segun se suministraron. El triestearato de sorbitan se obtuvo de Croda, East Yorkshire, Inglaterra y DuPont Nutrition & Health, Copenhague, Dinamarca. El DESMODUR N-100 se obtuvo de Bayer Corporation, Pittsburgh, PA. ARMEEN DM-18D se obtuvo de Akzo-Nobel, Bridgewater, NJ. PHOBOL XAN se obtuvo de Huntsman Corp, Salt Lake City, UT.
El copolfmero acnlico no fluorado cationico dispersado (producto repelente), copolfmero de (met)acrilato reactivo/(met)acrilato terminado en amina/(met)acrilato fluorado auto-dispersado cationico (agente repelente de agua y de liberacion de manchas), y copolfmero de (met)acrilato de alquilo/ cloruro de vinilideno/(met)acrilato parcialmente fluorado dispersado cationico (agente repelente de agua) estan disponibles comercialmente de DuPont de Nemours, Wilmington, DE.
Los siguientes ensayos se emplearon para evaluar los ejemplos de la presente memoria.
Metodo de prueba 1 - Tratamiento del tejido
Los tejidos tratados en este estudio eran 100% en peso de sarga de algodon de color caqui disponible en SDL Atlas Textile Testing Solutions, Rock Hill, Carolina del Sur 29732 y 100% en peso de tejido de poliester rojo disponible de L. Michael OY, Finlandia. El tejido se trato con el polfmero en emulsion con varias dispersiones acuosas usando un proceso de bano de acolchado convencional (inmersion). La dispersion concentrada preparada de las emulsiones de polfmero se diluyo con agua desionizada para conseguir un bano de acolchado que tema 60 g/L de la emulsion final en el bano. Para el tratamiento del tejido de algodon, tambien se incluyeron en el bano a 5 g/L y 30 g/L respectivamente un agente humectante, INVADINE PBN y un agente reticulante catalizado, KNITTEX 7636 (todos disponibles de Huntsman, Salt Lake City, UT). El tejido se acolcho en el bano, y el exceso de lfquido se elimino mediante rodillos de compresion. La recogida de lfquidos fue alrededor del 95% en el sustrato de algodon. La "recogida de lfquidos" es el peso de la solucion de bano del polfmero en emulsion y los aditivos aplicados al tejido, basado en el peso en seco del tejido. El tejido se curo a aproximadamente 165°C durante 3 minutos y se dejo “reposar” despues del tratamiento y la cura durante al menos 2 horas.
Para el tratamiento del tejido de poliester, un agente humectante, INVADINE® PBN (disponible en Huntsman, Charlotte, NC, EE.UU.) y acido acetico al 20% tambien se incluyeron en el bano a 5 g/L y 1 g/L, respectivamente. La tela se acolcho en el bano y el exceso de lfquido se retiro mediante rodillos de compresion. La recogida de lfquidos fue de alrededor del 55% en el sustrato de poliester. La "recogida de lfquido" es el peso de la solucion de bano del polfmero en emulsion y los aditivos aplicados al tejido, basado en el peso en seco del tejido. El tejido se curo a aproximadamente 160°C durante 2 minutos y se dejo “reposar” despues del tratamiento y cura durante aproximadamente 15 a aproximadamente 18 horas.
Metodo de ensayo 2 - Repelencia a la gota de agua
La repelencia al agua de un sustrato textil tratado se midio de acuerdo con el metodo de ensayo estandar N° 193 de AATCC y el metodo esbozado en el folleto Teflon® Global Specifications and Quality Control .
Metodo de ensayo 3 - Repelencia a la pulverizacion de agua
Se ensayo adicionalmente la repelencia al agua utilizando el metodo de ensayo por pulverizacion que es una medida de la repelencia dinamica al agua. Las muestras de tejido tratado se sometieron a ensayo para la repelencia al agua de acuerdo con el metodo de ensayo estandar N° 22 de AATCC y el metodo esbozado en el folleto Teflon® Global Specifications and Quality Control Tests.
Metodo de ensayo 4 - Repelencia al aceite
Las muestras de tejido tratado se ensayaron para la repelencia al aceite mediante una modificacion del metodo de ensayo estandar N° 118 de AATCC, y el metodo esbozado en el folleto Teflon® Global Specifications and Quality Control Tests.
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Metodo de ensayo 4 - Capacidad de absorcion de Bundesmann
Las muestras de tejido tratado se ensayaron para determinar la capacidad de absorcion de agua dinamica despues de 30 lavados domesticos despues del metodo de ensayo estandar ISO 9865.
Metodo de ensayo 5 - Metodo de ensayo de abrasion
Las muestras de tejido tratado se sometieron a ensayo para la abrasion utilizando el metodo de ensayo estandar N° 8 de AATCC modificado y el metodo esbozado en el folleto Teflon® Global Specifications and Quality Control Tests.
Metodo de ensayo 6 - Durabilidad al lavado
Las muestras de tejido se lavaron de acuerdo con el procedimiento de lavado domestico especificado por la Norma Internacional para pruebas textiles. Las muestras de tejido se cargaron en un tambor horizontal, tipo de carga frontal (Tipo A, WASCATOR FOM 71 MP-Lab) de lavadora automatica con una carga de lastre para dar una carga seca total de 1,81 kg (4 lb). Se anadio un detergente comercial (Detergente de referencia estandar WOAT de AATCC 1993) y se utilizo el programa de lavadora ISO 7A. Una vez terminado el lavado, la carga completa se coloco en un secador automatico KENMORE y se seco a alta temperatura durante 45-50 min.
Ejemplos
Composiciones de formulacion
Las formulaciones se prepararon utilizando los ingredientes enumerados en las Tablas 1, 4, 7 y 10. Se anadieron los ingredientes a una botella de vidrio y se agito durante 5 minutos para asegurar una mezcla suficiente.
Extensor basado en uretano 1
En un matraz de fondo redondo de 4 cuellos equipado con un agitador de cabeza, termopar, dean-
stark/condensador se anadio triestearato de sorbitan (116,0 g, numero de Hidroxi = 77,2 mgKOH/g) y 4-metil-2
pentanona (MIBK, 150 g). La solucion se calento a 50°C y se anadio DESMODUR N-100 (30 g) seguido de un catalizador y la solucion se calento a 80°C durante una hora.
Extensor basado en uretano 2
En un matraz de fondo redondo de 4 cuellos equipado con un agitador de cabeza, termopar, dean-
stark/condensador se anadio triestearato de sorbitan (116,0 g, numero de Hidroxi = 77,2 mgKOH/g) y 4-meti-2
pentanona (MIBK, 150 g). La solucion se calento a reflujo durante 1 hora para eliminar cualquier humedad residual. Despues de una hora, la solucion se enfrio a 50°C y se anadio DESMODUR N-100 (30 g) seguido de un catalizador y la solucion se calento a 80°C durante una hora.
Extensor basado en uretano 3
En un matraz de fondo redondo de 4 cuellos equipado con un agitador de cabeza, termopar, dean- stark/condensador se anadio triestearato de sorbitan (125,4 g, numero hidroxi = 69,5 mgKOH/g) y 4-metil-2- pentanona (MIBK, 150 g). La solucion se calento a reflujo durante 1 hora para eliminar cualquier humedad residual. Despues de una hora, la solucion se enfrio a 50°C y se anadio DESMODUR N-100 (30 g) seguido de un catalizador y la solucion se calento a 80°C durante una hora.
Extensor basado en Uretano 4
En un matraz de fondo redondo de 4 cuellos equipado con un agitador de cabeza, termopar, dean- stark/condensador se anadio triestearato de sorbitan (127,5 g, numero de Hidroxi = 69,0 mgKOH/g) y 4-metil-2- pentanona (MIBK, 150 g). La solucion se calento a reflujo durante 1 hora para eliminar cualquier humedad residual. Despues de una hora, la solucion se enfrio a 50°C y se anadio DESMODUR N-100 (30 g) seguido de un catalizador y la solucion se calento a 80°C durante una hora.
Extensor basado en uretano 5
En un matraz de fondo redondo de 4 cuellos equipado con un agitador de cabeza, termopar, dean- stark/condensador se anadio triestearato de sorbitan (120,5 g, numero de Hidroxi = 70,5 mgKOH/g) y 4-metil-2- pentanona (MIBK, 150 g). La solucion se calento a reflujo durante 1 hora para eliminar cualquier humedad residual. Despues de una hora, la solucion se enfrio a 50°C y se anadio DESMODUR N-100 (30 g) seguido de un catalizador y la solucion se calento a 80°C durante una hora.
Extensor basado en uretano 6
En un matraz de fondo redondo de 4 cuellos equipado con un agitador de cabeza, termopar, dean- stark/condensador se anadio triestearato de sorbitan (126,4 g de esteres de estearato de sorbitan mezclados, numero de Hidroxi = 69,2 mgKOH/g) y 4-metil-2-pentanona (MIBK, 150 g). La solucion se calento a reflujo durante 1
5
10
15
20
25
30
hora para eliminar cualquier humedad residual. Despues de la hora, la solucion se enfrio a 50°C y se anadio DESMODUR N-100 (30 g) seguido de un catalizador y la solucion se calento a 80°C durante una hora.
Dispersion Extensora Basada en Uretano
Se prepararon dispersiones acuosas de Extensores Basados en Uretano 1-6, descritos anteriormente. Se anadieron agua (300 g), aRmEEN DM-18D (5,6 g), TERGITOL TMN-10 (2,8 g) y acido acetico (3,4 g) a un vaso de precipitados y se agito para formar una solucion tensioactiva. La solucion se calento a 60°C. La solucion de uretano de sorbitan/MlBK, preparada como se ha descrito anteriormente (Extensores basados e Uretano 1-6), se enfrio a 60°C y la solucion tensioactiva se anadio lentamente para producir una emulsion lechosa. Despues de la homogeneizacion a 41,368 x 103 kPa (6000 psi), la emulsion se destilo a presion reducida para eliminar el disolvente, produciendo una dispersion de uretano no inflamable con un 25% de solidos.
Ejemplos 1 a 5
Los Ejemplos 1 a 5 se prepararon anadiendo una dispersion de Extensor basado en Uretano 1 a un copolfmero de (met)acrilato de alquilo/cloruro de vinilideno/(met)acrilato parcialmente fluorado cationico dispersado (agente repelente de agua) a varias relaciones como se describe en la Tabla 1. Tambien se anadio un isocianato bloqueado a la dispersion. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 2 y 3.
Ejemplo Comparativo A
El Ejemplo Comparativo A se preparo anadiendo una dispersion de Extensor basado en Uretano 1 a un isocianato bloqueado de acuerdo con las cantidades en la Tabla 1. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 2 y 3.
Ejemplo comparativo B
El Ejemplo Comparativo B se preparo usando el copolfmero fluorado usado en los Ejemplos 1 a 5 pero excluyendo el extensor basado en uretano y diluido al mismo contenido fluorado que el Ejemplo 1. El ejemplo comparativo A se aplico a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayo de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 2 y 3.
Ejemplo comparativo C
El Ejemplo Comparativo C fue la repeticion del Ejemplo 1 excepto que se uso un copolfmero acnlico no fluorado dispersado cationico comercialmente disponible (producto repelente) en lugar del Extensor basado en Uretano 1. El ejemplo comparativo C se aplico a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayo de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 2 y 3.
Tabla 1. Composiciones de Extensor de los Ejemplos 1 a 5 y Ejemplos Comparativos A a C.
% Peso del Componente
Ejemplo No.
CopoKmero Fluorado Extensor basado en uretano 1 PHOBOL XAN Agua % de F
1
50 30,0 5,0 15,0 5,75
2
40 40,0 5,0 15,0 4,60
3
30 50,0 5,0 15,0 3,45
4
20 60,0 5,0 15,0 2,30
5
10 70,0 5,0 15,0 1,15
Ejemplo Comparativo A
0 80,0 5,0 15, 0,0
Ejemplo comparativo B
50 0 0a 50 5,75
Ejemplo comparativo C
50 30,0 (extensor de poliacrilato no fluorado) 5,0 15,0 5,75
a10 g/L de PHOBOLXAN anadido al bano de acolchado para el Ejemplo Comparativo B.
Tabla 2. Resultados de rendimiento de los Ejemplos 1 a 5 y Ejemplos Comparativos A a C en algodon de color caqui
de peso inferior, carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 1 Ej 2 Ej 3 Ej 4 Ej 5 Ej. Comp. A Ej. Comp. B Ej. Comp. C
Inicial
6 6 6 6 6 4 6 6
30 HW
6 6 6 6 6 4 6 6
10x abrasion
6 6 6 6 6 4 6 6
20x abrasion
6 6 6 6 5 4 6 6
30x abrasion
6 6 6 6 5 4 6 6
Clasificacion de aceite
Inicial
5,5 5,5 5,5 5,5 5 0 5,5 5,5
30 HW
5,5 5,5 5,5 5,5 5 0 5,5 5,5
10x abrasion
4 3 2 2 1 0 5,5 5,5
20x abrasion
3 2 2 1 0 0 5 4
30x abrasion
2 2 1 1 0 0 3 3
Clasificacion de pulverizacion
Inicial
100 100 100 100 100 100 100 100
30 HW
85 85 85 85 85 80 90 80
Bundesmann despues de 30 HW
% de Absorbancia
18,82 26,93 27,43 29,27 32,,63 34,44 32,21 48,72
Tabla 3. Resultados de rendimiento de los Ejemplos 1 a 5 y ejemplos comparativos A a C en poliester rojo, carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 1 Ej 2 Ej 3 Ej 4 Ej 5 Ej. Comp. A Ej. Comp. B Ej. Comp. C
Inicial
6 6 6 6 6 4 6 6
30 HW
6 6 6 6 6 4 6 6
10x abrasion
6 6 5 5 5 4 6 6
20x abrasion
6 6 5 5 4 4 6 6
30x abrasion
5 5 5 4 4 3 6 6
Clasificacion de aceite
Inicial
5 5 5 5 3 0 5 5
30 HW
5 5 5 5 3 0 5 5
10x abrasion
3 3 2 1 1 0 3 5
20x abrasion
3 2 1 1 1 0 3 4
30x abrasion
2 2 1 0 0 0 3 4
Clasificacion de pulverizacion
Inicial
100 100 100 100 100 100 100 100
30 HW
100 100 100 90 90 100 100 100
Bundesmann despues de 30 HW
% de Absorbancia
2,72 4,18 4,05 10,76 11,83 7,48 7,88 12,06
Ejemplos 6 a 10
Los Ejemplos 6 a 10 se prepararon anadiendo una dispersion de Extensor basado en uretano 1 a un copoKmero de (met)acrilato reactivo/(met)acrilato terminado en amina/(met)acrilato fluorado auto-dispersado cationico (agente repelente de agua y agente de liberacion de manchas) a varias relaciones como se describe en la Tabla 4. Tambien 5 se anadio un isocianato bloqueado a la dispersion. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo segun los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 5 y 6.
Ejemplos comparativos D a F
Los Ejemplos Comparativos D a F se prepararon anadiendo una dispersion de Extensor basado en Uretano 1, un 10 copolfmero de (met)acrilato reactivo/(met)acrilato terminado en amina/(met)acrilato fluorado auto-dispersado cationico (agente repelente de agua y agente de liberacion de manchas), y un isocianato bloqueado de acuerdo con las cantidades en la Tabla 4. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 5 y 6.
15
Tabla 4. Composiciones extensoras para los Ejemplos 6 a 10 y Ejemplos Comparativos D a F.
% en Peso de Componente
Ejemplo No.
CopoKmero Fluorado Extensor basado en uretano 1 PHOBOL XAN Agua % de F
6
50 30 5,0 15,0 3,4
7
40 40 5,0 15,0 2,7
8
30 50 5,0 15,0 2,0
9
20 60 5,0 15,0 1,4
10
10
70 5,0 15,0 0,7
Ejemplo Comparativo D
0 80 5,0 15,0 0,0
Ejemplo Comparativo E
80 0 5,0 15,0 6,8
Ejemplo comparativo F
50 0 0a 50 3,4
a10 g/L de PHOBOLXAN anadido al bano de acolchado para el Ejemplo Comparativo F.
Tabla 5. Resultados de rendimiento para los Ejemplos 6 a 10 y Ejemplos Comparativos D a F sobre algodon de color caqui de peso inferior, carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 6 Ej 7 Ej 8 Ej 9 Ej 10 Ej. Comp. D Ej. Comp. E Ej. Comp. F
Inicial
3 3 3 3 3 3 3 3
30 HW
3 3 3 3 3 3 3 3
10x abrasion
3 3 3 3 3 3 3 3
20x abrasion
3 3 3 3 3 3 3 3
30x abrasion
3 3 3 3 3 3 3 3
Clasificacion de aceite
Inicial
5 4 4 3 1 0 6 5
30 HW
3 2 2 1 0 0 5 4
10x abrasion
2 1 1 1 0 0 5 3
20x abrasion
2 1 1 1 0 0 5 3
30x abrasion
2 1 1 1 0 0 5 3
Clasificacion de pulverizacion
Inicial
70 80 70 70 75 100 80 80
30 HW
70 80 80 75 80 100 80 70
Clasificaciones de liberacion de mancha de aceite de maiz
Inicial
2 2 2 1 1 1 3 2
30 HW
1 1 1 1 1 1 5 3,5
Clasificaciones de liberacion de mancha de aceite mineral
Inicial
2 2 1 1 1 1 3,5 3
30 HW
1 1 1 1 1 1 4,5 4
Tabla 6. Resultados de rendimiento para los Ejemplos 6 a 10 y Ejemplos Comparativos D a F sobre poliester rojo,
carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 6 Ej 7 Ej 8 Ej 9 Ej 10 Ej. Comp. D Ej. Comp. E Ej. Comp. F
Inicial
2 2 2 2 2 3 3 3
30 HW
3 3 3 3 3 3 3 3
10x abrasion
3 3 3 3 0 0 3 3
20x abrasion
3 3 3 3 0 0 3 3
30x abrasion
3 3 3 3 0 0 3 3
Clasificacion de aceite
Inicial
5 5 5 4 2 0 5 5
30 HW
4 3 3 2 0 0 5 4
10x abrasion
1 1 1 0 0 0 4 3
20x abrasion
1 1 0 0 0 0 3 2
30x abrasion
1 1 0 0 0 0 3 2
Clasificacion de pulverizacion
Inicial
50 50 30 30 30 100 70 60
30 HW
70 70 60 60 80 100 75 75
Clasificaciones de liberacion de mancha de aceite de maiz
Inicial
3,5 3 2 2 1 1 5 3
30 HW
2 1 2 1 1 1 3 2
Clasificaciones de liberacion de mancha de aceite mineral
Inicial
2 1 2 1 1 1 1 1
30 HW
1 1 2 1 1 1 1 1
Ejemplos 11 a 15
Los Ejemplos 11 a 15 se prepararon anadiendo una dispersion de Extensor basado en Uretano 2 a un copoUmero de (met)acrilato reactivo/(met)acrilato terminado en amina/(met)acrilato fluorado auto-dispersado cationico (repelente de agua y agente de liberacion de manchas) a diversas proporciones tal como se describe en la Tabla 7. Tambien se 5 anadio un isocianato bloqueado a la dispersion. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 8 y 9.
Ejemplos comparativos G a I
Los Ejemplos Comparativos G a I se prepararon anadiendo una dispersion de Extensor basado en Uretano 2, un 10 copolfmero de (met)acrilato reactivo/(met)acrilato terminado en amina/(met)acrilato fluorado auto-dispersado cationico (agente repelente de agua y agente de liberacion de manchas), y un isocianato bloqueado de acuerdo con las cantidades en la Tabla 7. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 8 y 9.
15 Tabla 7. Composiciones de Extensor para los Ejemplos 11 a 15 y Ejemplos Comparativos G a I.
% en Peso de Componente
Ejemplo No.
CopoKmero Fluorado Extensor basado en uretano 2 PHOBOL XAN Agua % de F
11
50 30 5,0 15,0 5,3
12
40 40 5,0 15,0 4,2
13
30 50 5,0 15,0 3,2
14
20 60 5,0 15,0 2,1
15
10 70 5,0 15,0 1,1
Ejemplo Comparativo G
0 80 5,0 15,0 0,0
Ejemplo comparativo H
100 0 0a 0 10,5
Ejemplo comparativo I
50 0 0a 50 5,3
a10 g/L de PHOBOLXAN anadido al bano de acolchado para los Ejemplos Comparativos H e I.
Tabla 8. Resultados de rendimiento para los Ejemplos 11 a 15 y Ejemplos Comparativos G a I sobre algodon de
caqui de peso inferior, carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 11 Ej 12 Ej 13 Ej 14 Ej 15 Ej. Comp. G Ej. Comp. H Ej. Comp. I
Inicial
6 5 5 5 5 4 6 6
30 HW
5 5 5 5 5 4 5 5
10x abrasion
5 4 4 4 4 4 6 6
20x abrasion
5 4 4 4 4 4 6 6
30x abrasion
5 4 4 4 4 4 6 6
Clasificacion de aceite
Inicial
4 4 4 3 3 0 5 5
30 HW
2 2 2 1 1 0 3 2
10x abrasion
2 1 1 1 1 0 3 3
20x abrasion
1 1 1 1 1 0 3 3
30x abrasion
1 1 1 1 1 0 3 3
Clasificacion de pulverizacion
Inicial
80 80 80 75 75 100 75 80
30 HW
85 90 90 80 75 100 50 90
Bundesmann despues de 30 HW
% de Absorbancia
50,75 51,39 45,36 44,36 41,24 30,47 71,86 52,74
Tabla 9. Resultados de rendimiento para los Ejemplos 11 a 15 y Ejemplos Comparativos G a I sobre poliester rojo,
carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 11 Ej 12 Ej 13 Ej 14 Ej 15 Ej. Comp. G Ej. Comp. H Ej. Comp. I
Inicial
5 5 5 4 4 4 5 5
30 HW
3 3 3 3 3 3 5 3
10x abrasion
4 4 4 4 4 4 4 4
20x abrasion
4 4 4 4 4 4 4 4
30x abrasion
4 4 4 4 4 4 4 4
Clasificacion de aceite
Inicial
2 3 2 2 1 0 2 2
30 HW
0 0 0 0 0 0 1 0
10x abrasion
0 0 0 0 0 0 1 0
20x abrasion
0 0 0 0 0 0 0 0
30x abrasion
0 0 0 0 0 0 0 0
Clasificacion de pulverizacion
Inicial
75 80 80 80 80 100 80 75
30 HW
80 75 80 80 80 100 80 70
Bundesmann despues de 30 HW
% de Absorbancia
22,2 23,55 19,74 15,91 17,8 3,1 20,03 23,3
Ejemplos 16 a 19
Los Ejemplos 16 a 19 se prepararon anadiendo una dispersion de un extensor basado en uretano a un copolfmero 5 de (met)acrilato de alquilo/cloruro de vinilideno/(met)acrilato parcialmente fluorado cationico dispersado (agente repelente de agua) a varias relaciones como se describe en la Tabla 10. Tambien se anadio un isocianato bloqueado a la dispersion. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 11 y 12.
Ejemplos comparativos J a N
10 Los Ejemplos Comparativos J a N se prepararon anadiendo una dispersion de un extensor basado en uretano, un copolfmero de (met)acrilato de alquilo/cloruro de vinilideno/(met)acrilato parcialmente fluorado cationico dispersado (agente repelente de agua) y un isocianato bloqueado de acuerdo con las cantidades en la Tabla 10. Los ejemplos se aplicaron a sustratos de algodon caqui y poliester y se ensayaron de acuerdo con los metodos de ensayo descritos anteriormente. Los resultados se pueden encontrar en las Tablas 11 y 12.
Tabla 10. Composiciones extensoras para los Ejemplos 16 a 19 y Ejemplos Comparativos J a N.
% en Peso de Componente
Ejemplo No.
CopoKmero Fluorado Extensor basado en uretano 3 Extensor basado en Uretano 4 Extensor basado en uretano 5 Extensor basado en uretano 6 PHOBOL XAN Agua % de F
16
50 30 0 0 0 5,0 15,0 5,3
Ej. Comp. J
0 80 0 0 0 5,0 15,0 0
17
50 0 30 0 0 5,0 15,0 5,3
Ej. Comp. K
0 0 80 0 0 5,0 15,0 0
18
50 0 0 30 0 5,0 15,0 5,3
Ej. Comp. L
0 0 0 80 0 5,0 15,0 0
19
50 0 0 0 30 5,0 15,0 5,3
Ej. Comp. M
0 0 0 0 80 5,0 15,0 0
Ej. Comp. N
50 0 0 0 0 0a 50 5,3
a10 g/L de PHOBOLXAN anadido al bano de acolchado para el Ejemplo Comparativo N.
Tabla 11. Resultados de rendimiento para los Ejemplos 16 a 19 y Ejemplos Comparativos J a N sobre algodon caqui
de peso inferior, carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 16 Ej. Comp. J Ej 17 Ej. Comp. K Ej 18 Ej. Comp. L Ej. 19 Ej. Comp. M Ej. Com. N
Inicial
6 3 6 3 6 3 6 3 6
30 HW
6 3 6 3 6 3 6 3 6
Clasificacion de aceite
Inicial
6 0 6 0 6 0 6 0 6
30 HW
6 0 6 0 6 0 6 0 6
Bundesmann despues de 30 HW % de Absorbancia
Inicial
15,13 26,42 11,67 33,56 19,96 26,44 12,94 27,59 15,80
30 HW
17,65 39,45 22,36 39,86 25,10 43,46 23,45 49,18 22,16
5 Tabla 12. Resultados de rendimiento para los Ejemplos 16 a 19 y Ejemplos Comparativos J a N sobre un poliester
rojo, carga de 60 g/L
Gota de agua
Ej 16 Ej. Comp. J Ej 17 Ej. Comp. K Ej 18 Ej. Comp. L Ej. 19 Ej. Comp. M Ej. Com. N
Inicial
6 3 5 3 6 3 6 3 6
30 HW
6 3 6 3 6 3 6 3 5
Clasificacion de aceite
Inicial
4 0 4 0 4 0 4 0 4
30 HW
4 0 4 0 4 0 4 0 3
Bundesmann despues de 30 HW % de Absorbancia
Inicial
0,00 1,04 0,00 5,58 0,00 6,23 0,00 7,92 1,09
30 HW
0,01 1,67 0,00 4,41 0,00 5,46 5,56 1,72 3,98

Claims (12)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de tratamiento de un sustrato que comprende poner en contacto el sustrato con una composicion que comprende i) un agente que proporciona un efecto superficial y ii) una composicion extensora polimerica que no tiene grupos isocianato sin reaccionar que comprende un compuesto preparado:
    (i) haciendo reaccionar (a) al menos un compuesto que contiene un grupo isocianato seleccionado entre isocianato, diisocianato, poliisocianato o mezcla de los mismos; y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado de las formulas (la) o (Ib):
    imagen1
    en donde cada R es independientemente un -H; R1; -C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2; O- (CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1;
    cada n es independientemente 0 a 20; cada m es independientemente de 0 a 20; m + n es mayor que 0;
    cada R1 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
    cada R2 es independientemente -H, o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
    o sus mezclas,
    con la condicion de que cuando el compuesto es de Formula (la), entonces al menos uno de R o R2 es -H y al menos uno de R se elige de C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2;
    o -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1;
    cada R3 es independientemente un -H; -R1; -C(O)R1; -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2; o -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)mC(O)R1;
    cada R4 es independientemente -H, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado, o combinaciones de los mismos;
    -(CH2CH2O)n'(CH(CH3)CH2O)m'R2;
    o -(CH2CH2O)n{CH(CH3)CH2O)mC(O)R1; cada n' es independientemente de 0 a 20; cada m' es independientemente de 0 a 20;
    m' + n' es mayor que 0;con la condicion de que cuando el compuesto es la Formula (Ib) entonces el compuesto es 5 mono-sustituido, di-sustituido o tri-sustituido con grupos alquilo, y al menos un R2, R3 o R4 es un -H; y
    en donde el efecto superficial se selecciona entre sin plancha, facil de planchar, control de encogimiento, libre de arrugas, prensa permanente, control de humedad, suavidad, resistencia, antideslizante, antiestatico, anti-enganches, anti-bolitas, repelencia de manchas, liberacion de manchas, repelencia al barro, liberacion del barro, repelencia al agua, repelencia al aceite, control de olores, proteccion antimicrobiana o solar, y
    10 el agente se selecciona del grupo que consiste en polfmeros acnlicos cationicos no fluorados, polfmeros acnlicos anionicos no fluorados, poUmeros acnlicos no ionicos no fluorados, uretanos parcialmente fluorados, polfmeros o copolfmeros acnlicos cationicos parcialmente fluorados, polfmeros o copoKmeros acnlicos parcialmente fluorados no ionicos, polfmeros o copolfmeros de acrilamida parcialmente fluorados, siliconas y parafinas.
  2. 2. Un metodo segun la reivindicacion 1, en donde los compuestos de formulas (la) o (Ib) son derivados al menos en 15 un 50% de base biologica.
  3. 3. Un metodo segun la reivindicacion 1, en donde el diisocianato o poliisocianato se selecciona del grupo que consiste en homopolfmero de hexametileno diisocianato, 3-isocianatometil-3,4,4-trimetilciclohexilisocianato, bis-(4- isocianatociclohexil)metano y tnmeros de diisocianato de formulas (lla), (Ilb), (llc) y (Ild):
    20
    imagen2
    H3C
    OCN
    imagen3
    imagen4
    imagen5
    5
    10
    15
    20
    25
    30
  4. 4. Un metodo segun la reivindicacion 1, en donde la etapa (i) comprende ademas hacer reaccionar (c) al menos un segundo compuesto seleccionado de agua, al menos un compuesto organico de Formula (IIIa)
    R5-X (IIIa),
    al menos un compuesto organico de Formula (IIIb)
    R15-(OCH2CH(OR16)CH2)z-OR17 (Illb),
    o mezclas de los mismos; en donde
    R5 Se selecciona de un grupo alquilo -Ci a C30 lineal o ramificado que comprende opcionalmente al menos un grupo insaturado, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado hidroxi funcional, , polieter Ci a C30 lineal o ramificado hidroxifuncional, , un poliester lineal o ramificado hidroxifuncional, un organosiloxano lineal o ramificado con funcionalidad hidroxi o amina, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado tiol funcional, un alquilo Ci a C30 lineal o ramificado amino funcional,
    imagen6
    En donde
    R7, R8, y R9 Son cada uno independientemente, -H, alquilo -Ci a Ca, o combinaciones de los mismos;
    Ri0 es un grupo alquilo divalente de i a 20 carbonos;
    X es un grupo reactivo con isocianato seleccionado entre -OH, -C(O)OH, -SH, -NH(Ri2), -O-
    (CH2CH2O)s(CH(CH3)CH2O)t-H
    o -[C(O)]-O-(CH2CH2O)s(CH(CH3)CH2O)t-H;
    Ri2 es -H o un grupo alquilo Ci a C6 monovalente;
    Ri5, Ria, y Ri7 son cada uno independientemente un -H; -Ri8; -C(O)Ri8 con tal que al menos un Ri5, Ria, o Ri7 es un -H;
    Ri8 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
    Z es i a i5;
    Y es -Cl;
    s es un numero entero de 0 a 50; t es un numero entero de 0 a 50; s + t es mayor que 0.
  5. 5. Un metodo segun la reivindicacion 4, en donde (b) es al menos un compuesto seleccionado de formula (la):
    imagen7
    en donde R es independientemente un -H; -R1; o -C(O)Ri.
  6. 6. Un metodo segun la reivindicacion 4, en donde (b) es al menos un compuesto seleccionado de la formula (ia):
    imagen8
    en donde R es independientemente un -H; -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mR2; o -(CH2CH2O)n(CH(CH3)CH2O)mC (O) R1.
    5
  7. 7. Un metodo segun la reivindicacion 4, en donde (b) es al menos un compuesto seleccionado de la formula (Ib):
    imagen9
  8. 8. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la proporcion de la composicion extensora al agente es de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 10: 1.
  9. 9. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la composicion comprende ademas un isocianato bloqueado.
  10. 10. El metodo segun de la reivindicacion 1, en donde el sustrato es una fibra, textil, tela, mezcla de tela, papel, no 10 tejido, cuero o una combinacion de los mismos.
  11. 11. Un sustrato tratado porel metodo segun la reivindicacion 1.
  12. 12. Una composicion acuosa para tratar un sustrato que comprende i) un agente que proporciona un efecto superficial y ii) una composicion extensora polimerica que comprende un compuesto preparado:
    (i) haciendo reaccionar (a) al menos un compuesto que contiene un grupo isocianato seleccionado entre isocianato, 15 diisocianato, poliisocianato o mezcla de los mismos; y (b) al menos un compuesto reactivo con isocianato seleccionado de entre las formulas (la) o (Ib):
    imagen10
    5
    10
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    20
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    30
    imagen11
    -C(O)R1; -(CH2CH2O)n(CH(CHa)CH2O)mR2; o -(C^C^OMCH^Ha’C^O’m^O’R1; cada n es independientemente 0 a 20; cada m es independientemente de 0 a 20;
    m + n es mayor que 0;
    cada R1 es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 5 a 29 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
    cada R2 es independientemente -H, o un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 30 carbonos que comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado;
    o sus mezclas,
    con la condicion de que cuando el compuesto es de Formula (Ia), entonces al menos uno de R o R2 es -H; y se elige al menos uno de R de -C(O)R1; -(CH2CH2OMCH (CHa’C^O’mR2;
    o -(CH2CH2O)n(CH(CHa’CH2O)mC(O)R1
    cada Ra es independientemente un -H; -R1; -C(O)R1; -(C^C^O^CH^Ha’C^O^R2; o -(CH2CH2O)n'(CH(CHa)CH2O)mC(O)R1;
    cada R4 es independientemente -H, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 6 a comprende opcionalmente al menos un enlace insaturado, o combinaciones de (CH2CH2O)n'(CH(CHa)CH2O)m'H2;
    o -(CH2CH2O)n'(CH(CHa)CH2O)mC(O)R1;
    a0 carbonos que los mismos; -
    cada n' es independientemente de 0 a 20;
    cada m' es independientemente de 0 a 20;
    m' + n' es mayor que 0;
    con la condicion de que el compuesto es la Formula (Ib), entonces el compuesto es mono-sustituido, di-sustituido o tri-sustituido con grupos alquilo, y al menos un R2, Ra o R4 es un -H; y
    en donde el efecto superficial se selecciona entre sin planchado, facil de planchar, control de encogimiento, libre de arrugas, prensa permanente, control de humedad, suavidad, resistencia, antideslizante, antiestatico, anti-enganches, anti-bolitas, repelencia de manchas, liberacion de la mancha, repelencia al barro, liberacion de barro, repelencia al agua, repelencia al aceite, control de olores, proteccion antimicrobiana o solar, y
    el agente se selecciona del grupo que consiste en polfmeros acnlicos cationicos no fluorados, polfmeros acnlicos anionicos no fluorados, polfmeros acnlicos no ionicos no fluorados, uretanos parcialmente fluorados, polfmeros o copolfmeros acnlicos cationicos parcialmente fluorados, polfmeros o copolfmeros acnlicos parcialmente fluorados no ionicos, polfmeros o copolfmeros de acrilamida parcialmente fluorados, siliconas y parafinas.
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