TW201333024A - 水性氟化矽烷分散液 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於用於產生穩定水性氟化矽烷分散液之組合物及方法。

Description

水性氟化矽烷分散液 相關申請案之交叉引用
本發明主張於2012年1月10日申請之美國臨時申請案第61/584903號之優先權，其以全文引用的方式併入本文中。
本發明尤其係關於用於產生穩定水性氟化矽烷分散液之組合物及方法。
可藉由將呈熔融狀態或溶解於揮發性有機溶劑中之氟化矽烷施加於基板來向某些基板提供拒油性及拒水性塗層。所施加之氟化矽烷可藉由與催化劑一起加熱來固化，從而以化學方式使氟化矽烷貼附於基板。然而，使用揮發性有機溶劑通常對環境有害，且由於溶劑可燃性而可能為危險的。因此，研發一種將氟化矽烷施加於基板的替代性方法，其使用水性傳遞。已知用於氟化矽烷之水性傳遞之組合物的一個問題為其存放期不長(亦即其不穩定)。
需要具有穩定氟化矽烷組合物，其可自水中釋放出來以用於消費者應用。
本發明尤其描述用於產生穩定水性氟化矽烷分散液之組合物及方法。
在許多實施例中，描述一種水性分散液。該水性分散液包括： 氟化矽烷，其占水性分散液之總固體之至少90重量%；及界面活性劑，其占水性分散液之總固體之0.1至10重量%；以及水。氟化矽烷、界面活性劑及水形成水性分散液。
在另一實施例中，描述一種水性分散液。該水性分散液包括：氟化矽烷及添加劑，其占水性分散液之總固體之至少90重量%，其中該氟化矽烷占總固體之至少5重量%；界面活性劑，其占水性分散液之總固體之0.1至10重量%；及水。氟化矽烷、添加劑、界面活性劑及水形成水性分散液。
在另一實施例中，描述一種形成水性分散液之方法。該方法包括將氟化矽烷及視情況選用之添加劑及/或共溶劑、界面活性劑及水組合以形成pH值大於7之混合物，及使混合物乳化以形成水性分散液。
本文中所描述之穩定水性氟化矽烷分散液或方法與先前技術中之氟化矽烷傳遞系統相比可提供一或多個優點。舉例而言，先前技術中之水性氟化矽烷傳遞系統的穩定性較差。熟習此項技術者在閱讀本文中呈現之揭示內容後將顯而易見本文中所描述之裝置及方法之各種實施例的該等及其他優點。
如本文中所用，術語「分散液」包括固體於液體中之分散液以及液體於液體中之分散液(亦稱為乳液)。分散液與乳液均含有分散相及連續相。乳液傾向於具有渾濁外觀，因為許多相界面在光穿過乳液時將其散射。當所有光同等地散開時，乳液通常呈白色。然而，由於分散相之尺寸較小，所以微乳液及奈米乳液傾向於呈透明狀。如本文中所用，「穩定」意謂在65℃下2週後未發生分離或膠凝。
以下詳細描述中說明組合物及方法之若干特定實施例。應瞭解在不脫離本發明之範疇或精神的情況下，涵蓋且可產生其他實施例。因此，以下詳細描述不應視為具限制性意義。
除非另有規定，否則本文中所用之所有科學及技術術語均具有此項技術中常用之含義。本文中所提供之定義係為了促進理解本文中頻繁使用之某些術語且並不意謂限制本發明之範疇。
除非本文另外明確指示，否則如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，單數形式「一」及「該」涵蓋具有複數個指示物之實施例。
除非本文另有明確規定，否則如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「或」通常以其包括「及/或」之含義使用。
如本文中所用，「具有」、「包括」、「包含」或其類似術語係以其開放性含義使用且通常意謂「包括(但不限於)」。應瞭解，術語「由...組成」及「基本上由...組成」歸類於術語「包含」及其類似術語中。
本發明尤其描述用於產生穩定水性氟化矽烷分散液之組合物及方法。如本文中所描述，水性氟化矽烷分散液及其產生方法提供穩定組合物，該等穩定組合物具有長存放期且可自水中釋放出來。該等水性氟化矽烷分散液及方法涉及在高於7之pH值下用離子型界面活性劑及水使氟化矽烷乳化。儘管本發明並不如此限制，但將經由論述下文所提供之實例來獲得對本發明之各種態樣的瞭解。
在許多實施例中，穩定水性氟化矽烷分散液包括：氟化矽烷，其占形成穩定水性氟化矽烷分散液之總固體之至少90重量%；及界面活性劑，其占形成穩定水性氟化矽烷分散液之總固體之0.1至10重量%或1至5重量%；以及水。穩定水性氟化矽烷分散液之pH值為7或大於7，或為7至11或8至10。在許多實施例中，離子型界面活性劑為陰離子型界面活性劑。在許多實施例中，穩定水性氟化矽烷分散液包括70 至99重量%水(以穩定水性氟化矽烷分散液之總重量計)。在一些實施例中，穩定水性氟化矽烷分散液進一步包括共溶劑。
在其他實施例中，穩定水性氟化矽烷分散液包括氟化矽烷及添加劑，其占形成穩定水性氟化矽烷分散液之總固體之至少90重量%，其中氟化矽烷占總固體之至少5重量%；及界面活性劑，其占形成穩定水性氟化矽烷分散液之總固體之0.1至10重量%或1至5重量%；以及水。穩定水性氟化矽烷分散液之pH值為7或大於7，或為7至11或8至10。在許多實施例中，離子型界面活性劑為陰離子型界面活性劑。在許多實施例中，穩定水性氟化矽烷分散液包括70至99重量%水(以穩定水性氟化矽烷分散液之總重量計)。
一種形成穩定水性氟化矽烷分散液之例示性方法包括將氟化矽烷、界面活性劑、視情況選用之添加劑及/或共溶劑及水組合以形成pH值大於7之混合物且使混合物乳化以形成穩定水性分散液。
氟化矽烷包括氟化矽烷物質、氟化聚醚異氰酸酯衍生之矽烷及含氟寡聚矽烷。例示性氟化矽烷描述於美國專利第6,592,659號(參見以下實例E1-E6)及美國專利第7,294,731號(參見以下實例E8)中。例示性氟化聚醚異氰酸酯衍生之矽烷描述於美國專利第7,652,115號(參見以下實例E7)中。例示性含氟寡聚矽烷描述於美國專利第7,998,585號(參見以下實例E11)中。
例示性氟化矽烷包括式I之氟化矽烷：Rf 1-[-Q-[SiY3-xR1 x]z]y (I)
其中Rf 1表示單官能或雙官能氟化基團；Q獨立地表示有機雙官能或三官能鍵聯基團；R1獨立地表示C1-C4烷基；Y獨立地表示可水解基團；x為0或1；y為1或2；且z為1或2。
式I之氟化矽烷與水不相容(意謂氟化矽烷無法實質上與水組合形成單相摻合物)且不可與水混溶(意謂氟化矽烷無法實質上與水組合產 生呈現單一Tg或Tm之組合或摻合物)。
單官能或雙官能氟化基團Rf 1包括直鏈、分支鏈及/或環狀結構，其可為飽和或不飽和的。在許多實施例中，其為全氟化基團(亦即所有C-H鍵均由C-F鍵置換)。然而，氫或氯可替代氟作為取代基，限制條件為每兩個碳原子存在不超過一個氫原子或氯原子，且若存在氫及/或氯，則Rf 1基團可由至少一個全氟甲基封端。
式I之氟化矽烷之實例包括(但不限於)以下：C7F15CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3；C7F15CH2OCH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2；C7F15CH2OCH2CH2CH2Si(OC2H5)3；C8F17SO2N(Et)CH2CH2CH2Si(OCH3)3；C4F9SO2N(Me)CH2CH2CH2Si(OCH3)3；C8F17CH2CH2Si(OCH3)3；C3F7CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3)3；C6F13CH2CH2Si(OCH2CH3)3；及C8F17CH2CH2Si(OCH2CH3)3。可視需要使用該等氟化全氟烷基矽烷之混合物。
例示性氟化矽烷進一步包括式II之全氟聚醚矽烷：Rf[-R1-C2H4-S-R2-Si(Y)x(R3)3-x]y (II)
其中，在式II中，R1為共價鍵、-O-或二價伸烷基或伸芳基或其組合，伸烷基視情況含有一或多個鏈(鏈中)氧原子。R2為二價伸烷基或伸芳基或其組合，伸烷基視情況含有一或多個鏈氧原子。Y為可水解基團。R3為單價烷基或芳基，x為1、2或3，且y為1或2。
在式II中，Rf表示單價或二價全氟聚醚基團。全氟聚醚基團可包括直鏈、分支鏈及/或環狀結構，且可為飽和或不飽和的。其為全氟化基團，亦即基本上所有C-H鍵均由C-F鍵置換。
式II之全氟聚醚矽烷之實例包括(但不限於)以下近似平均結構。重複單元n及m之數目將變化，其中n為1至50，通常為3至30，且n+m 至多為30。C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2OC3H6SC3H6Si(OCH3)3 C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2OC3H6SC3H6Si(OC2H5)2 C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CO2C3H6SC3H6Si(OCH3)3 C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CO2C3H6SC3H6Si(OC2H5)3 (CH3O)3SiC3H6SC3H6OCH2CF2(OC2F4)n(OCF2)nCF2CH2OC3H6SC3H6Si(OCH3)3 (C2H5O)3SiC3H6SC3H6OCH2CF2(OC2F4)n(OCF2)nCF2CH2OC3H6SC3H6Si(OC2H5)3 (CH3O)3SiC3H6SC3H6OCH2CF(CF3)[OCF2CF(CF3)]nOC4F9O[(CF(CF3)CF2O]mCF(CF3)CH2OC3H6SC3H6Si(OCH3)3 (C2H5O)3SiC3H6SC3H6OCH2CF(CF3)[OCF2CF(CF3)]nOC4F9O[(CF(CF3)CF2O]mCF(CF3)CH2OC3H6SC3H6Si(OC2H5)3 C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2CH2SC3H6Si(OCH3)3 C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CH2CH2SC3H6Si(OC2H5)3 C3F7O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)CF2OC3H6SC3H6Si(OCH3)3 C3F7O[CF2CF2CF2O]nC2F4CH2OC3H6SC3H6Si(OCH3)3，及C3F7O[CF2CF2CF2O]nC2F4CH2CH2SC3H6Si(OCH3)3。
適用於本發明之組合物中的界面活性劑包括離子型、兩性離子型、兩性及非離子型界面活性劑。適合界面活性劑可經氟化。離子型界面活性劑家族包括(但不限於)直鏈脂肪酸之鈉、銨及鉀鹽(肥皂)；椰子油脂肪酸之鈉及鉀鹽；松油酸之鈉及鉀鹽；胺鹽；醯化多肽；直鏈烷基苯磺酸鹽；高碳烷基苯磺酸鹽；芳族磺酸鹽；石油磺酸鹽；石蠟磺酸鹽(二級正烷磺酸鹽)；烯屬磺酸鹽；磺基丁二酸酯；烷基萘基磺酸鹽；異硫代酸鹽；硫酸酯鹽，包括硫酸化直鏈一級醇、磺化酚、硫酸化聚氧乙烯化烷基酚、硫酸化聚氧乙烯化直鏈醇、硫酸化三酸甘油酯油、磷酸及聚磷酸酯；氟脂族物質，諸如氟脂族陰離子(例如羧 酸根離子、磺酸根離子、硫酸根離子及磷酸根離子)；長鏈胺及其鹽；二胺及多元胺及其鹽；四級銨鹽；聚氧乙烯化長鏈胺；四級銨化聚氧乙烯化長鏈胺；及氧化胺。適用的增水溶劑或陰離子型界面活性劑包括苯磺酸鈉、二甲苯磺酸鈉、萘磺酸鈉及異丙苯磺酸鈉。亦包括諸如N-烷基-β-亞胺基二丙酸、咪唑啉羧酸鹽、N-烷基甜菜鹼、氧化胺、磺基甜菜鹼及磺酸甜菜鹼(sultaine)之兩性離子型界面活性劑。
氟化界面活性劑為兩親媒性物質，包括一或多種疏水性含氟片段及一或多種增溶及親水性片段。該等物質描述於「Fluorinated Surfactants and Repellents」,第二版,E.Kissa,Surfactant Science Series,第97卷,Marcel Dekker,Inc.：New York,2001,第1-21頁中。氟化界面活性劑中之氟含量以重量計為至少10%。該等氟化界面活性劑可為單體或聚合的，其分子量介於約300公克/莫耳與約100,000公克/莫耳之間，或介於約400公克/莫耳與約20,000公克/莫耳之間。疏水性含氟基團可為例如含有約3個至約20個碳原子之全氟烷基，或分子量介於約300公克/莫耳與約10,000公克/莫耳之間的單價或二價全氟聚醚基團。氟化界面活性劑上之親水性基團可為陰離子性(諸如羧酸根離子)、陽離子性(諸如四級銨)、非離子性(諸如寡(氧化乙烯))或兩性(諸如氧化胺)的，只要其不含引起本發明之濃縮物之不穩定性(例如強酸基、強鹼基)或氟離子污染的官能基即可。
代表性氟化界面活性劑描述於美國專利第6,592,659中且包括(但不限於)以下：C7F15CO2 -NH4 +；C8F17SO2N(C2H5)(C2H4O)7CH3；C8F17(C2H4O)10H；(C4F9SO2)2N- NH4 +；C4F9SO2N(CH3)(C2H4O)nCH3(其中navg為約7)；C3F7O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)CO2 -NH4 +(其中navg為約13)。該等及其他適用氟化界面活性劑之實例描述於例如美國專利第3,772,195號(Francen)、美國專利第4,090,967號(Falk)、美國專利第4,099,574號(Cooper等人)、美國專利第4,242,516號(Mueller)、美國專 利第4,359,096號(Berger)、美國專利第4,383,929號(Bertocchio等人)、美國專利第4,472,286號(Falk)、美國專利第4,536,298號(Kamei等人)、美國專利第4,795,764號(Alm等人)、美國專利第4,983,769號(Bertocchio等人)及美國專利第5,085,786號(Alm等人)中。許多該等氟化界面活性劑可自3M Company(St.Paul,MN)購得，商品名為FLUORAD，或可自E.I.DuPont de Nemours and Co.(Wilmington,DE)購得，商品名為ZONYL。
非離子型界面活性劑包括(但不限於)聚氧乙烯化烷基酚(諸如壬基酚、辛基酚及十二烷基酚之聚氧乙烯化衍生物)、醇乙氧基化物、聚氧乙烯化聚丙二醇、聚氧乙烯化硫醇、長鏈羧酸酯、甘油、天然脂肪酸之聚甘油酯、聚氧乙烯化山梨糖醇酯、聚氧乙烯化脂肪酸酯、烷醇醯胺、烷醇胺脂肪酸縮合物、三級炔二醇、聚氧乙烯化聚矽氧及烷基多醣苷。
適用共溶劑包括例如有機共溶劑。在許多實施例中，有機共溶劑為有機液體組分，其可與界面活性劑及氟化矽烷相容且可降低穩定水性氟化矽烷分散液之黏度。
適合的有機共溶劑為有機溶劑、或有機溶劑之混合物，其包括(但不限於)脂族醇，諸如甲醇、乙醇及異丙醇；酮，諸如丙酮或甲基乙基酮；酯，諸如乙酸乙酯或甲酸甲酯；醚，諸如二異丙醚、1,4-二噁烷及二乙二醇二甲基醚；及醯胺，諸如N-甲基吡咯啶酮及N,N-二甲基甲醯胺。氟化有機溶劑(諸如七氟丁醇、三氟乙醇及六氟異丙醇)可單獨使用或與非氟化有機共溶劑組合使用。
在許多實施例中，有機共溶劑為脂族醇。脂族醇之一些實例包括乙醇、甲醇及異丙醇。其他實例包括可以商標DOWANOL PnP(可自Sigma-Aldrich,Milwaukee,WI獲得)及DOWANOL PM(可自Sigma-Aldrich獲得)及DOWANOL DPM(可自Sigma-Aldrich獲得)獲得之有機 共溶劑。在許多實施例中，有機共溶劑可與水混溶且其沸點可低於200℃。
如本文中所用，添加劑為任何可與氟化矽烷形成穩定分散液的化合物(包括小分子及聚合化合物)。添加劑可藉由(i)將包含氟化矽烷之水性分散液與乳化添加劑混合或(ii)將氟化矽烷與添加劑組合且接著使混合物乳化來提供。添加劑包括(但不限於)聚矽氧界面活性劑、烴矽烷(參見實例E10及E11)、無機材料之微粒子及/或奈米粒子(諸如二氧化矽或二氧化鈦或矽酸鋰)、如美國專利第5,952,409號中定義之染色阻斷劑(例如實例中之PM 700)。添加劑可包括含氟化合物，諸如含氟(甲基)丙烯酸酯聚合物或含氟(甲基)丙烯酸酯之共聚物或衍生物(例示性(甲基)丙烯酸酯之衍生物包括PM4800含氟丙烯酸酯基聚合物)、含氟酯及聚酯、含有氟的胺基甲酸酯、含有氟的磷酸酯、含有氟的聚碳化二亞胺。
例示性實施例
1.一種水性分散液，其包含：氟化矽烷，其占該水性分散液之總固體之至少90重量%；界面活性劑，其占該水性分散液之總固體之0.1至10重量%；及水；其中該氟化矽烷、界面活性劑及水形成水性分散液。
2.如實施例1之水性分散液，其中該界面活性劑占該水性分散液之總固體之1至5重量%。
3.如實施例1或2之水性分散液，其中該水性分散液之pH值在7至11範圍內。
4.如實施例1至3中任一項之水性分散液，其中該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
5.如實施例1至4中任一項之水性分散液，其中該界面活性劑包含 陰離子型界面活性劑及非離子型界面活性劑。
6.如實施例1至5中任一項之水性分散液，其中該水性分散液包含70至99重量%水。
7.如實施例1至6中任一項之水性分散液，其中該水性分散液包含共溶劑。
8.如實施例1至4、6及7中任一項之水性分散液，其中該氟化矽烷包含HFPO矽烷且該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
9.一種水性分散液，其包含：氟化矽烷及添加劑，其占該水性分散液之總固體之至少90重量%，其中該氟化矽烷占總固體之至少5重量%；界面活性劑，其占該水性分散液之總固體之0.1至10重量%；及水；其中該氟化矽烷、添加劑、界面活性劑及水形成水性分散液。
10.如實施例9之水性分散液，其中該界面活性劑占該水性分散液之總固體之1至5重量%。
11.如實施例9或10之水性分散液，其中該水性分散液之pH值在7至11範圍內。
12.如實施例9至11中任一項之水性分散液，其中該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
13.如實施例9至12中任一項之水性分散液，其中該水性分散液包含70至99重量%水。
14.如實施例9至13中任一項之水性分散液，其中該添加劑為烴矽烷。
15.如實施例9至13中任一項之水性分散液，其中該添加劑為含氟(甲基)丙烯酸酯或含氟(甲基)丙烯酸酯之衍生物。
16.如實施例9至13中任一項之水性分散液，其中該氟化矽烷包含 HFPO矽烷且該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑且該添加劑包含烴矽烷、含氟(甲基)丙烯酸酯或其衍生物或者非官能性矽烷。
17.一種方法，其包含：將氟化矽烷、界面活性劑與水組合以形成pH值大於7之混合物；及使該混合物乳化以形成水性分散液。
18.如實施例17之方法，其中該氟化矽烷占該水性分散液之總固體之至少90重量%且該界面活性劑占該水性分散液之總固體之0.1至10重量%。
19.如實施例17或18之方法，其中該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
20.如實施例17至19中任一項之方法，其中該水性分散液包含70至99重量%水。
實例
藉由以下實例進一步說明本發明之目標及優點，但該等實例中所述之特定材料及其量以及其他條件及細節不應視為過度限制本發明。
材料
樣品組合物中利用之材料展示於表1至3中。
(MeFBSEA) 4 -SC 2 H 4 OCONH-C 3 H 6 -Si(OEt) 3
將100公克(g)(0.243莫耳)MeFBSEA、4.74 g(0.061莫耳)2-巰基乙醇及110 g乙酸乙酯裝入燒瓶中。氮氣鼓泡穿過此混合物10分鐘，隨後添加0.4 g VAZO-67。燒瓶在氮氣下在70℃下加熱15小時以使MeFBSEA單體轉化為寡聚物。接著向燒瓶中添加乙酸乙酯(25 g)且餾出25 g乙酸乙酯。溫度降至65℃且添加15.05 g(0.061莫耳)異氰酸3-(三乙氧基矽烷基)丙酯及2滴DBDTL。6至7小時後，紅外分析表明異氰酸酯完全轉化。
C6-矽烷(C 6 F 13 C 2 H 4 OCONHC 3 H 6 -Si(OCH 3 ) 3 )
將36 g EA-600(0.098莫耳)及12 g乙酸乙酯裝入燒瓶中。在室溫下在N2下向此混合物中逐滴添加20.09 g異氰酸3-(三乙氧基矽烷基)丙酯(0.098莫耳)，接著添加10 mcL DBTDL。使用N2使溶液脫氣10分鐘且在70℃下攪拌12小時。冷卻反應混合物且使用Watman 40濾紙過濾，且使用旋轉蒸發器蒸發過量乙酸乙酯。紅外分析表明異氰酸酯完全轉化。
HFPO二矽烷
根據美國專利第7,652,115號中之實例3，用HFPO-COOCH3(3M Company,St.Paul,MN)替代HFPO寡聚二酯，來製備HFPO二矽烷。
界面活性劑
NH 4 DDBS
用氫氧化銨將DDBSA滴定至pH 8-10。
測試方法
穩定性-在樣品混合物在65℃下儲存兩週後評估穩定性。穩定混合物不發生分離或膠凝，而不穩定樣品混合物在儲存後發生分離或膠凝。
外觀-外觀為對樣品分散液之目測評估。外觀範圍為透明、基本透明、輕微混濁、乳狀及混濁。
拒油性-使用針對地板覆蓋物(Floor Coverings)之3M拒油性測試III(3M Oil Repellency Test III)(1994年2月，可自3M Company獲得)測定拒油性。分為1至8級，值越高表明拒油性越佳。
拒水性-使用針對地板覆蓋物之3M拒水性測試V(3M Water Repellency Test V)(1994年2月，可自3M Company獲得)測定拒水性。分為1至10級，值越高表明拒水性越佳。
染劑釋放性-使用針對地板覆蓋物之3M染劑釋放測試II(3M Stain Release Test II)(2007年1月，可自3M Company獲得)測定染劑釋放性。簡而言之，利用比色計(Minolta CR-310型，Konica Minolta(Osaka,Japan))量測染劑施用前及染劑施用後地毯樣品之顏色。用FD&C紅40(FD&C Red 40)對地毯樣品進行染色且接著用溫水沖洗。報導該兩個讀取值之間的差異。
拒污性-利用比色計量測染劑施用前及染劑施用後地毯樣品之顏色。此施用係由將樣品置放於門廳地板上且允許走動，接著用吸塵器打掃以移除疏鬆物質所組成。報導該兩個讀取值之間的差異。
實例E-1
向50 g HFPO矽烷中添加50 g乙酸乙酯。在另一燒杯中，混合200 g水、10 g DPM及2.5 g AMV且用氫氧化銨將pH值調節至9-10。向水相中緩慢添加乙酸乙酯溶液同時進行攪拌，且使此混合物於4000-5000 psi下通過HC-8000微流化床(Microfluidics,Newton,MA)2次或使用Branson SONIFIER 450(Branson Ultrasonics,Danbury,CT)音波處理3分鐘。使用BUCHI ROTOVAPOR R-124(BUCHI Corporation,New Castle,DE)在40℃下於減壓下蒸發乙酸乙酯。
實例E-2至E-9
利用與E-1中所描述者相同之程序，其中材料列於表4中。
實例E-10至E13
利用與E-1中所描述者相同之程序，其中材料列於表5中。用某一百分比之矽烷添加劑取代含氟矽烷。實例E-10及E-11中未使用DPM。
比較實例C-1，使用TERGITOL 15-S-30進行乳化
向25 g HFPO矽烷中添加25 g乙酸乙酯。在另一燒杯中，向0.75 g TERGITOL 15-S-30中添加200 g水，且用氫氧化銨將pH值調節至9-10。將水混合物緩慢添加至矽烷混合物中且在室溫下在攪拌下音波處理3分鐘。在減壓下蒸發乙酸乙酯。所得分散液在靜置後膠凝。
比較實例C-2，使用陰離子型界面活性劑進行烴矽烷之乳化
使用與E-1中所描述類似之程序，不同之處在於用AMV替代NH4DDBS且用Z-2306替代HFPO矽烷。所得分散液為透明的。然而，在室溫下2天後，分散液分離成多層。
比較實例C-3，如美國專利第7,652,115號之實例15中製備水可稀釋之濃縮物
向3 g HFPO矽烷中添加1 g MeFSEA/CW750A/AMPS及12 g異丙醇。用氫氧化銨將pH值調節至9-10，用水稀釋至100 g且充分混合。所得混合物具有兩層，表明HFPO-矽烷未乳化。
比較實例C-4，根據美國專利第6,592,659號製備此比較實例
向小瓶中添加2 g HFPO-矽烷及1 g MeFBSEA/CW750A/AMPS。向其中添加5 g DPM，且用氫氧化銨將pH值調節至8-10。此混合物用12 g水稀釋且充分混合。所得20重量%濃縮物溶液具有兩相，表明含氟矽烷未乳化。此混合物進一步用100 g水稀釋且充分混合以產生3%固體分散液。所得溶液具有兩相，因此其不適於水性傳遞。
結果
實例(E)及比較實例(C)調配物及測試結果展示於表4及5中。在各種情況下，實例分散液、乳液及/或微乳液可在65℃下穩定兩週，而比較實例不穩定或未乳化。
表4及表5說明含有含氟矽烷及離子型界面活性劑之分散液/乳液/微乳液之穩定性。亦藉由在離子型界面活性劑存在下將含氟矽烷與烴矽烷添加劑摻合來形成穩定分散液/乳液/微乳液。
實例分散液/乳液/微乳液用水稀釋至3重量%固體，與5% DPM混合，且用吸管施加於固化、潔淨的混凝土或水泥漿上。注意稀釋之塗層分散液的外觀。使塗層乾燥24小時，接著測試排斥性。結果展示於表6中。
若干實例分散液/乳液/微乳液與染色阻斷劑(來自3M公司之PM700)一起在約pH 2下共消耗性施加於NYLON 66上，接著測試拒水 性及拒油性、染劑釋放性及拒污性。結果展示於表7中。
因此，揭示水性氟化矽烷分散液之實施例。呈現所揭示之實施例以用於說明目的且不具有限制性。
本文中引用之專利、專利文件及公開案之全部揭示內容係以全文引用的方式併入本文中，如同每一者個別地併入一般。在不偏離本發明之範疇及精神的情況下，熟習此項技術者將顯而易見本發明之各種修改及變化。應瞭解，本發明並不意欲由本文中所陳述之說明性實施例及實例過度限制，且該等實例及實施例僅藉由實例來呈現，其中本發明之範疇僅意欲由如下本文中所陳述之申請專利範圍限制。

Claims (20)

  1. 一種水性分散液，其包含：氟化矽烷，其占該水性分散液之總固體之至少90重量%；界面活性劑，其占該水性分散液之總固體之0.1至10重量%；及水；其中該氟化矽烷、界面活性劑及水形成水性分散液。
  2. 如請求項1之水性分散液，其中該界面活性劑占該水性分散液之總固體之1至5重量%。
  3. 如請求項1之水性分散液，其中該水性分散液之pH值係在7至11範圍內。
  4. 如請求項1之水性分散液，其中該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
  5. 如請求項1之水性分散液，其中該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑及非離子型界面活性劑。
  6. 如請求項1之水性分散液，其中該水性分散液包含70至99重量%水。
  7. 如請求項1之水性分散液，其中該水性分散液包含共溶劑。
  8. 如請求項1之水性分散液，其中該氟化矽烷包含HFPO矽烷且該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
  9. 一種水性分散液，其包含：氟化矽烷及添加劑，其占該水性分散液之總固體之至少90重量%，其中該氟化矽烷占該等總固體之至少5重量%；界面活性劑，其占該水性分散液之總固體之0.1至10重量%；及水； 其中該氟化矽烷、添加劑、界面活性劑及水形成水性分散液。
  10. 如請求項9之水性分散液，其中該界面活性劑占該水性分散液之總固體之1至5重量%。
  11. 如請求項9之水性分散液，其中該水性分散液之pH值係在7至11範圍內。
  12. 如請求項9之水性分散液，其中該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
  13. 如請求項9之水性分散液，其中該水性分散液包含70至99重量%水。
  14. 如請求項9之水性分散液，其中該添加劑為烴矽烷。
  15. 如請求項9之水性分散液，其中該添加劑為含氟(甲基)丙烯酸酯或含氟(甲基)丙烯酸酯之衍生物。
  16. 如請求項9之水性分散液，其中該氟化矽烷包含HFPO矽烷，且該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑，且該添加劑包含烴矽烷、含氟(甲基)丙烯酸酯或其衍生物或者非官能性矽烷。
  17. 一種方法，其包含：將氟化矽烷、界面活性劑及水組合，以形成pH值大於7之混合物；及使該混合物乳化以形成水性分散液。
  18. 如請求項17之方法，其中該氟化矽烷占該水性分散液之總固體之至少90重量%，且該界面活性劑占該水性分散液之總固體之0.1至10重量%。
  19. 如請求項17之方法，其中該界面活性劑包含陰離子型界面活性劑。
  20. 如請求項17之方法，其中該水性分散液包含70至99重量%水。
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