TW201833293A - 表面處理劑 - Google Patents
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Abstract
本發明係藉由使用下述撥水撥油劑而提供一種不使用含氟單體、特別是不使用含有氟烷基的單體而撥水撥油加工的加工安定性優異的撥水撥油劑,該撥水撥油劑為包含下列成分而成之水性分散液:(A)具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的非氟聚合物,(B)蠟,(C)水性介質,及(D)乳化劑,其中,非氟(甲基)丙烯酸酯單體為下式所示之化合物:CH2=CA11-C(=O)-O-A12式中,A11為氫原子或甲基,A12為碳數18至30的直鏈或分支的烴基。
Description
本發明係關於包含非氟聚合物及高分子界面活性劑的表面處理劑。具體而言,本發明係對於纖維製品(例如,毯)、紙、不織布、石材、靜電膜、防塵罩、燃料電池的零件,可賦予優異的撥水性、抗污性。
以往,已知包含有含氟化合物而成之含氟撥水撥油劑。該撥水撥油劑對於纖維製品等基材處理時,顯示良好的撥水撥油性。
由最近的研究結果[EPA報告「PRELIMINARY RISK ASSESSMENT OF THE DEVELOPMENTAL TOXICITY ASSOCIATED WITH EXPOSURE TO PERFLUOROOCTANOIC ACID AND ITS SALTS」(http://www.epa.gov/opptintr/pfoa/pfoara,pdf)]等,可明白針對為長鏈氟烷基化合物的一種之PFOA(全氟辛酸(perfluorooctanoic acid)之對於環境的負荷的顧慮,2003年4月14日EPA(美國環境保護署)對於PFOA發表了強化的科學調查。
另一方面,Federal Register(FR Vol.68,No.73/April 16,2003[FRL-2303-8],http://www.eps.gov/opptintr/pfoa/pfoafr.pdf)及EPA Environmental News FOR RELEASE:MONDAT APRIL 14,2003 EPA INTENSIFIES SCIENTIFIC INVESTIGATION OF A CHEMICAL PROCESSING AID(http://www.epa.org/opptintr/pfoa/pfoars.pdf)及EPA OPPT FACT SHEET April 14,2003(http://www.epa.org/opptintr/pfoa/pfoafacts.pdf),公開短鏈聚合物(telomer)經由分解或代謝有生成PFOA的可能性(短鏈聚合物意指長鏈氟烷基)。再者,亦公開短鏈聚合物現正使用於經賦予撥水撥油性、抗污性之泡沫滅火劑、照護製品、洗淨製品、毯、織物、紙、皮革等多種製品之事實。含氟化合物有蓄積於環境之疑慮。
再者,包含含氟聚合物而成之含氟撥水撥油劑,為了顯現撥水撥油性,在使其附著於纖維製品等基材後必須以高溫(例如,100℃以上)施行熱處理。高溫的熱處理需要高能量。
再者,含氟聚合物係高價者。
因此,期望不使用含氟聚合物或使含氟聚合物的量減低。
日本特開2006-328624號公報揭示一種包含以酯部分的碳數為12以上的(甲基)丙烯酸酯作為單體單元之非氟系聚合物而成之撥水劑,其為(甲基)丙烯酸酯的構成比例對於構成非氟系聚合物的單體單元的全量為80至100質量%的撥水劑。
日本特開2015-137363號公報揭示藉由包含(A)獲得 含有蠟、不飽和單體、溶劑、水、及乳化劑的混合物的步驟,以及(B)於前述混合物添加起始劑,藉由使其反應而獲得非氟撥水劑的步驟的調製方法所製造的非氟撥水劑。
然而,該等撥水劑之撥水性差。
日本特公昭53-35811號公報揭示含有(a)石蠟系烴、(b)氧化石蠟、(c)鹼性的鹼金屬化合物的存在下乳化而成之石蠟乳化物,以及(d)聚合物乳化物的組成物。然而,該組成物由於生成皂,撥水性差。再者,聚合物乳化物因酯部分的碳數少,無法賦予充分的撥水性。
[專利文獻1]日本特開2006-328624號公報
[專利文獻2]日本特開2015-137363號公報
[專利文獻3]日本特公昭53-35811號公報
本發明之一目的為提供纖維等的撥水撥油加工的加工安定性,例如,附著(gum up)性經改良的表面處理劑(撥水撥油劑,特別是撥水劑)。
本發明之另外的目的為提供化學安定性(夾雜物安定性)及機械安定性優異的表面處理劑。
本發明之另外目的為提供具有優異的撥水撥油性的表面處理劑。
本發明提供一種撥水撥油劑,其包含:(A)具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的非氟聚合物,(B)蠟,(C)水性介質,及(D)乳化劑,其中,非氟(甲基)丙烯酸酯單體為下式所示化合物:CH2=CA11-C(=O)-O-A12式中,A11為氫原子或甲基,A12為碳數18至30的直鏈或分支的烴基,乳化劑含有山梨醇酐酯。
本發明進一步地提供一種製造撥水撥油劑的方法,具有:(i)於聚合物用乳化劑及水性介質的存在下,使包含非氟(甲基)丙烯酸酯單體而成之單體聚合,獲得具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的非氟聚合物的水性分散液的步驟,(ii)於蠟用乳化劑的存在下,藉由使蠟分散於水中而獲得蠟的水性分散液的步驟,以及(iii)混合非氟聚合物的水性分散液與蠟的水性分散液的步驟。
本發明的表面處理劑(撥水撥油劑)不會引 起粒子的沉降,不會發生聚合物附著於輥之原料污染。
根據本發明,可獲得優異的撥水性、抗污性及髒污脫離性,例如,撥水性的優異耐久性。
再者,白斑性及質地良好。
本發明的表面處理劑可使用作為撥水劑、抗污劑。
一般而言,撥水撥油劑為非氟聚合物的水性乳化物。
撥水撥油劑包含下列成分而成:(A)具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的非氟聚合物,(B)蠟,(C)水性介質,以及(D)乳化劑。
本發明中,非氟(甲基)丙烯酸酯單體為下式所示化合物:CH2=CA11-C(=O)-O-A12[式中,A11為氫原子或甲基,A12為碳數18至30的直鏈或分支的烴基。]
本發明中,乳化劑特別較佳為包含山梨醇酐酯以及其他乳化劑。撥水撥油劑中之乳化劑(非離子性界面活性劑)的親水親油性平衡值(HLB)特別較佳為7.5至13.5。
撥水撥油劑中,非氟聚合物與蠟的重量比為30/70至95/5,例如可為40/80至90/10。
本發明中,包含非氟聚合物及蠟的水性分散液的製造較佳係藉由下述步驟而製造,(i)於聚合物用乳化劑及水性介質的存在下,使包含非氟(甲基)丙烯酸酯單體而成之單體聚合,獲得具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的非氟聚合物的水性分散液的步驟,(ii)於蠟用乳化劑的存在下,藉由使蠟分散於水中而獲得蠟的水性分散液的步驟,以及(iii)混合非氟聚合物的水性分散液與蠟的水性分散液的步驟。混合步驟之後,亦可加入追加的乳化劑及/或水性介質。
因此,本發明的撥水撥油劑可包含:(1)包含聚合用乳化劑及水性介質的非氟聚合物的水性分散液,以及(2)包含蠟及蠟用乳化劑的蠟的水性分散液。
撥水撥油劑可包含(A)非氟聚合物、(B)蠟、(C)水性介質以及(D)乳化劑以外的成分,例如添加劑,亦可為僅包含該等成分(A)至(D)(以及添加劑)。撥水撥油劑較佳為不含有含氟聚合物。
非氟聚合物係不包含氟原子。非氟聚合物不包含含氟 單體,例如不包含具有氟烷基的含氟單體。非氟聚合物為具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的聚合物。
本發明中,非氟聚合物(A)雖可為僅由(A1)由非氟丙烯酸酯單體所衍生的重複單元所構成,惟較佳為除了重複單元(A1),還具有(A2)由非氟非交聯性單體所衍生的重複單元以及(A3)由非氟交聯性單體所衍生的重複單元之單方或雙方。
非氟(甲基)丙烯酸酯單體為下式所示化合物:CH2=CA11-C(=O)-O-A12[式中,A11為氫原子或甲基,A12為碳數18至30的直鏈或分支的烴基。]
非氟(甲基)丙烯酸酯單體係不具有氟烷基。非氟(甲基)丙烯酸酯單體雖可具有氟原子,惟較佳為不含有氟原子。
A11較佳為氫原子。
A12為直鏈狀或分支狀的烴基。直鏈狀或分支狀的烴基特別是可為直鏈狀的烴基。直鏈狀或分支狀的烴基之碳數為18至30。直鏈狀或分支狀的烴基較佳為碳數18至28,特別是可為18或22,較佳為一般的飽和脂肪族烴基,特別較佳為烷基。
非氟(甲基)丙烯酸酯單體的較佳具體例,為(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸山萮酯。特別較佳為(甲 基)丙烯酸硬脂酯。
藉由非氟(甲基)丙烯酸酯單體的存在,非氟聚合物所賦予之撥水性、撥油性及質地變高。
非氟非交聯性單體(A2)為非氟(甲基)丙烯酸酯單體(A1)以外的單體。非氟非交聯性單體(A2)為不包含氟原子的單體。非氟非交聯性單體(A2)不具有交聯性官能基。非氟非交聯性單體(A2)與交聯性單體(A3)不同,為非交聯性者。非氟非交聯性單體(A2)較佳為具有烯性不飽和雙鍵的非氟單體。非氟非交聯性單體(A2)較佳為不含氟之乙烯基單體。一般而言,非氟非交聯性單體(A2)為具有1個烯性不飽和雙鍵的化合物。
較佳的非氟非交聯性單體(A2),為下式所示化合物:CH2=CA-T[式中,A為氫原子、甲基或氟原子以外的鹵素原子(例如,氯原子、溴原子及碘原子),T為氫原子、碳數1至30的鏈狀或環狀的烴基、或具有酯鍵之鏈狀或環狀的碳數1至31的有機基。]
碳數1至30的鏈狀或環狀的烴基之例為碳數1至30的直鏈或分支的脂肪族烴基、碳數4至30的環狀脂肪族基、碳數6至30的芳香族烴基、碳數7至30的芳香族烴基。
具有酯鍵的鏈狀或環狀的碳數1至31的有機基之例為-C(=O)-O-Q及-O-C(=O)-Q(此處,Q為碳數1至30的直鏈或分支的脂肪族烴基、碳數4至30的環狀脂肪族基、碳數6至30的芳香族烴基、碳數7至30的芳香族烴基)。
非氟非交聯性單體(A2)之較佳例為,例如,包含乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、及乙烯基烷基醚。非氟非交聯性單體(A2)不受限於該等例。
非氟非交聯性單體(A2)亦可為具有烷基的(甲基)丙烯酸酯。烷基的碳原子數可為1至17。例如,非氟非交聯性單體(A2)可為下述通式所示之丙烯酸酯:CH2=CA1COOA2[式中,A1為氫原子、甲基、或氟原子以外的鹵素原子(例如,氯原子、溴原子及碘原子),A2為CnH2n+1(n=1至17)所示之烷基。]
非氟單體亦可為不具有由具有碳原子數1至17的烷基之(甲基)丙酸酯所衍生的重複單元。
非氟非交聯性單體(A2)亦可為具有環狀烴基的(甲基)丙烯酸酯單體。具有環狀烴基的(甲基)丙烯酸酯單體為具有(較佳為一價的)環狀烴基及一價的(甲基)丙烯酸酯基的化合物。一價的環狀烴基及一價的(甲基)丙烯酸酯基係直接鍵結。環狀烴基可列舉飽和或不飽和之單環 基、多環基、橋聯環基等。環狀烴基較佳為飽和者。環狀烴基的碳數較佳為4至20。環狀烴基可列舉碳數4至20,特別是5至12的環狀脂肪族基、碳數6至20的芳香族基、碳數7至20的芳香脂肪族基。環狀烴基的碳數特別較佳為15以下,例如為10以下。環狀烴基的環中之碳原子較佳為直接鍵結於(甲基)丙烯酸酯基中的酯基。環狀烴基較佳為飽和的環狀脂肪族基。
環狀烴基的具體例有環己基、第三丁基環己基、異莰基、二環戊基、二環戊烯基、金剛烷基。丙烯酸酯基較佳為丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基,特別較佳為甲基丙烯酸酯基。具有環狀烴基的單體的具體例可列舉(甲基)丙烯酸環己基酯、(甲基)丙烯酸第三丁基環己基酯、(甲基)丙烯酸苯甲基酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二環戊基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三環戊基酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、(甲基)丙烯酸2-乙基-2-金剛烷酯等。
非氟非交聯性單體(A2)亦可為鹵化烯烴。鹵化烯烴亦可為以1至10個氯原子、溴原子或碘原子置換的碳數2至20的鹵化烯烴。鹵化烯烴較佳為碳數2至20的氯化烯烴、特別較佳為具有1至5個氯原子的碳數2至5的烯烴。鹵化烯烴的較佳具體例為鹵化乙烯,例如氯乙烯、溴乙烯、碘乙烯,二鹵乙烯,例如二氯乙烯、二溴乙烯、二碘乙烯。
非氟聚合物可具有由非氟交聯性單體(A3)所衍生的重複單元。非氟交聯性單體(A3)為不含氟原子的單體。非氟交聯性單體(A3)亦可為具有至少2個反應性基及/或烯性不飽和雙鍵之不含有氟的化合物。非氟交聯性單體(A3)亦可為具有至少2個烯性不飽和雙鍵的化合物,或具有至少1個烯性不飽和雙鍵及至少1個反應性基的化合物。反應性基之例為羥基、環氧基、氯甲基、封端異氰酸酯基、胺基、羧基等。
非氟交聯性單體(A3)例如可例示二丙酮丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸羥基甲基酯、(甲基)丙烯酸羥基乙基酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羥基丙基酯、(甲基)丙烯酸2-乙醯乙醯氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基胺基乙基酯、丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等,但不限定為該等者。
藉由使非氟非交聯性單體(A2)及/或非氟交聯性單體(A3)共聚合,可根據需要改善撥水撥油性及防污性,以及該等性能之耐清洗性、耐洗滌性、對溶劑的溶解性、硬度、觸感等各種性質。
非氟聚合物的數平均分子量(Mn)一般而言為1000至1000000,例如可為2000至500000,特別是可為3000至200000。一般而言,非氟聚合物的數平均分子 量(Mn)係藉由GPC(凝膠滲透層析)測定。
相對於撥水撥油劑,非氟聚合物的量可為0.1至50重量%,例如1至30重量%。
蠟可列舉石蠟、微晶蠟、費-托法合成蠟、聚乙烯蠟、動植物蠟、及礦物蠟等。較佳為石蠟。構成蠟的化合物的具體例為正烷烴(例如,二十三烷、二十四烷、二十五烷、二十六烷、二十七烷、二十八烷、二十九烷、三十烷、三十一烷、三十二烷、三十三烷、三十四烷、三十五烷、三十六烷)、正烯烴(例如,1-二十烯、1-二十二烯、1-二十三烯、1-二十四烯、1-二十五烯、1-二十六烯、1-二十七烯、1-二十八烯、二十九烯、三十烯、三十一烯、三十二烯、三十三烯、三十四烯、三十五烯、三十六烯)。構成蠟的化合物的碳數較佳為20至60,例如為25至45。蠟的分子量較佳為300至700。
蠟的熔點可為50至88℃,較佳為55至85℃,更佳為60至80℃,特佳為65至78℃。
蠟的針入度(needle penetration)較佳為20以下,更佳為15以下,特佳為10以下。蠟的針入度的下限可為0.1,例如可為1。
相對於非氟聚合物(A)100重量份,蠟(B)的量為1至200重量份,較佳為5至150重量份。
或者,於撥水撥油劑中,非氟聚合物(A)與蠟(B)的重 量比可為30/70至95/5,例如可為40/80至90/10。
蠟的水性分散液可於蠟用乳化劑的存在下,藉由使蠟分散於水中而製造。蠟的水性分散液的製造,較佳係藉由將蠟、水及蠟用乳化劑於高溫(例如60至90℃)混合而進行。混合時間例如可為10秒至10小時。混合較佳係藉由使用均質機進行。
水性介質為水單獨者,或水與(水混合性)有機溶劑的混合物,相對於水性介質,有機溶劑的量可為30重量%以下,例如可為10重量%以下(較佳為0.1%以上)。水性介質較佳為水單獨者。
相對於撥水撥油劑,水性介質的量可為30至99重量%,特別可為50至90重量%。
乳化劑係包含山梨醇酐酯而成。乳化劑為山梨醇酐酯與其他乳化劑的組合。其他乳化劑特佳為具有聚氧伸烷基的聚醚化合物。
撥水撥油劑中之非離子性乳化劑的親水親油性平衡值(特別是聚合物的水性分散液與蠟的水性分散體中之乳化劑的平均HLB)為7.5至13.5。撥水撥油劑中的非離子性乳化劑的HLB下限可為7.8,例如可為8.0。撥水撥油劑中之非離子性乳化劑的HLB上限為13,例如為12.5,特別 可為12。
本發明中,為了使非氟聚合物及蠟分散於水性介質中而使用乳化劑。可將非氟聚合物(或包含非氟聚合物及乳化劑而成之水性分散液)與蠟混合,或可將非氟聚合物與蠟(或包含蠟及乳化劑而成之水性分散液)混合。然而,較佳係個別地製造包含非氟聚合物及乳化劑而成之非氟聚合物的水性分散液,以及包含蠟及乳化劑而成之蠟的水性分散液,再將該等水性分散液混合。混合後,根據需要,亦可再添加乳化劑及/或水性介質。
一般而言,為了使非氟聚合物分散於水性介質而使用聚合物用乳化劑。較佳係於聚合物用乳化劑的存在下使單體聚合。
一般而言,為了使蠟分散於水性介質而使用蠟用乳化劑。
本發明中,乳化劑(聚合物用乳化劑及蠟用乳化劑)可為自非離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、陰離子性界面活性劑及兩性界面活性劑中選擇至少1種。乳化劑較佳為非離子性界面活性劑單獨,或非離子性界面活性劑與陽離子性界面活性劑的組合。非離子性界面活性劑與陽離子性界面活性劑的組合中,非離子性界面活性劑與陽離子性界面活性劑的重量比為99.5:0.5至50:50,例如亦可為99:1至90:10。
聚合物用乳化劑及蠟用乳化劑可為非離子性界面活性劑單獨者,亦可為非離子性界面活性劑與陽離 子性界面活性劑的組合。聚合物用乳化劑及蠟用乳化劑之一者或二者,包含屬於非離子性界面活性之山梨醇酐酯。蠟用乳化劑及聚合物用乳化劑較佳為非離子性界面活性劑。特別較佳為蠟用乳化劑及聚合物用乳化劑之各者與山梨醇酐酯及其他的乳化劑(特別是具有聚氧伸烷基的聚醚化合物)的組合。聚合物用乳化劑的親水親油性平衡值可為4至16,例如6至15,尤其可為8至14,特別是可為8.5至13。蠟用乳化劑的親水親油性平衡值可為4至15,例如6至14,尤其可為7至13.5,特別是可為8至12.5。
亦可於非氟聚合物的水性分散液與蠟的水性分散液之混合步驟後添加的追加乳化劑可為非離子性界面活性劑或陽離子性界面活性劑,較佳為非離子性界面活性劑。
本說明書中,親水親油性平衡值(HLB)為藉由格里芬(Griffin)法由下式求出的值HLB=20×[(界面活性劑中所含親水基的分子量)/(界面活性基的分子量)],文獻1(界面活性劑手冊,1998年5月1日3版)所記載的值,或文獻2(The HLB SYSTEM,1989.7 ICI Americas Inc.)所記載的值。
關於特定的界面活性劑,藉由格里芬法求出HLB的數值。藉由格里芬法無法計算的情況,採用文獻1(或文獻2)所記載的數值。HLB的數值未記載於文獻1的情況,採用文獻2所記載的數值。
包含二種類以上的乳化劑的混合系中,混合系的HLB可以個別單獨乳化劑的HLB的加權平均算出。
山梨醇酐酯為非離子性界面活性劑。
山梨醇酐酯為羧酸(碳數1至30,較佳為7至19)與山梨醇酐(醇)的酯。山梨醇酐酯中的羧酸的莫耳數為1、2或3。較佳為單羧酸酯。
山梨醇酐酯的環氧烷加成物(每1莫耳酯為1莫耳以上,例如加成2至100莫耳的環氧烷)中,環氧烷較佳為環氧乙烷或環氧丙烷。環氧烷加成物中,環氧烷的加成莫耳數可為1至50,特別是可為1至30。
山梨醇酐酯及山梨醇酐酯的環氧烷稱為山梨醇酐酯化合物。
山梨醇酐酯亦可為以下式(11)或式(12)所示界面活性劑:
或
式(11)或式(12)所示非離子性界面活性劑的具體例為單月桂酸山梨醇酐酯、單硬脂酸山梨醇酐酯、單棕櫚酸山梨醇酐酯、單油酸山梨醇酐酯、倍半硬脂酸山梨醇酐酯、三硬脂酸山梨醇酐酯、單月桂酸聚氧乙烯山梨醇酐酯、單棕櫚酸聚氧乙烯山梨醇酐酯、單硬脂酸聚氧乙烯山梨醇酐酯、單油酸聚氧乙烯山梨醇酐酯、及三硬脂酸聚氧乙烯山梨醇酐酯等。
非離子性界面活性劑之例可列舉醚、酯、酯醚、烷醇醯胺、多元醇及胺氧化物。
醚的例為具有氧伸烷基(一般而言,聚氧伸烷基,較佳為聚氧伸乙基)的化合物。
酯的例為醇與脂肪酸的酯。醇的例為1至6元(特別為 2至5元)之碳數1至50(特別為碳數3至30)的醇(例如,脂肪族醇)。脂肪酸的例為碳數2至50,特別為碳數5至30的飽和或不飽和脂肪酸。
酯醚的例係於醇與脂肪酸的酯中,經加成環氧烷(特別為環氧乙烷)(每1莫耳酯為1莫耳以上,例如2至100莫耳)的化合物。醇的例為1至6元(特別為2至5元)之碳數1至50(特別為碳數3至30)的醇(例如,脂肪族醇)。脂肪酸的例為碳數2至50,特別為碳數5至30的飽和或不飽和脂肪酸。
烷醇醯胺的例為由脂肪酸與烷醇胺所形成的化合物。烷醇醯胺可為單烷醇醯胺或二烷醇醯胺。脂肪酸的例為碳數2至50,特別為碳數5至30的飽和或不飽和脂肪酸。烷醇胺可為具有1至3個胺基及1至5個羥基之碳數2至50(特別為5至30)的烷醇。
多元醇可為包含2至5元之碳數3至30的醇的化合物(例如,酯)。
胺氧化物可為胺(二級胺或較佳為三級胺)的氧化物(例如碳數5至50)。
非離子性界面活性劑較佳為具有氧伸烷基(一般而言為聚氧伸烷基,較佳為聚氧伸乙基)的非離子性界面活性劑。氧伸烷基中伸烷基的碳數較佳為2至10。非離子性界面活性劑的分子中的氧伸烷基的數一般而言較佳為2至100。
非離子性界面活性劑可自醚、酯、酯醚、烷醇醯胺、 多元醇及胺氧化物而成群組中選擇,較佳為具有氧伸烷基的非離子性界面活性劑。
非離子性界面活性劑可為下式所示之聚醚化合物(具有聚氧伸烷基的聚醚化合物):R11O-(CH2CH2O)p-(R12O)q-R13[式中,R11為碳數1至22的烷基或碳數2至22的烯基或炔基,R12各自獨立地相同或不同地為碳數3以上(例如,3至10)的伸烷基,R13為氫原子、碳數1至22的烷基或碳數2至22的烯基,p為2以上的數,q為0或1以上的數。]
R11為碳數8至20,特別較佳為10至18。R11的較佳具體例可列舉月桂基、十三碳基、油基。
R12的例為伸丙基、伸丁基。
聚醚化合物中,p可為3以上的數(例如,5至200)。q可為2以上的數(例如5至200)。亦即,-(R12O)q-可形成聚氧伸烷基鏈。
聚醚化合物可為於中央含有親水性的聚氧伸乙基鏈及疏水性的氧伸烷基鏈(例如聚氧伸烷基鏈)的聚氧伸乙基伸烷基烷基醚。疏水性的氧伸烷基鏈可列舉氧伸丙基鏈、氧伸丁基鏈、苯乙烯鏈等,其中,較佳為氧伸丙基鏈。
較佳的非離子性界面活性劑為下式所示聚氧伸乙基化合物: R11O-(CH2CH2O)p-H[式中,R11及p與上述同意義。]
非離子性界面活性劑的具體例為:C10H21O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C12H25O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C16H31O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C16H33O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C18H35O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C18H37O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C12H25O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25 C16H31O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C16H31 C16H33O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25 異-C13H27O-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C10H21COO-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-H C16H33COO-(CH2CH2O)p-(C3H6O)q-C12H25等[式中,p及q與上述同意義]。
非離子性界面活性劑的具體例,包含環氧乙烷與己基酚、異辛基酚、十六烷醇、油酸、烷烴(C12-C16)硫醇、山梨醇酐酯(山梨醇酐單脂肪酸(C7-C19)酯)或烷基(C12-C18)胺等的縮合生成物。
非離子性界面活性劑可為醇(較佳碳數3至30)與脂肪酸(較佳碳數5至30)的酯,或該酯的環氧烷加成物。
非離子性界面活性劑可1種單獨者或併用2 種以上。
非離子性界面活性劑較佳為2種以上的組合。2種的組合(第1非離子性界面活性劑及第2非離子性界面活性劑)中,較佳為第1非離子性界面活性劑及第2非離子性界面活性劑為聚醚化合物,例如,上述R11O-(CH2CH2O)p-(R12O)q-R13[特別是R11O-(CH2CH2O)p-H]所示聚醚化合物。第1非離子性界面活性劑及第2非離子性界面活性劑的重量比可為10:90至90:10,例如為20:80至80:20,特別是可為25:75至75:25。第1非離子性界面活性劑及第2非離子性界面活性劑之各者,可為僅1種或2種以上的組合。
陽離子性界面活性劑較佳為不具有醯胺基的化合物。
陽離子性界面活性劑的例可列舉胺、胺鹽、4級銨鹽、咪唑啉及咪唑鎓鹽等。
陽離子性界面活性劑較佳為胺鹽、4級銨鹽、氧伸乙基加成型銨鹽。陽離子性界面活性劑的具體例雖無特別限定,惟可列舉烷基胺鹽、胺基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物、咪唑啉等胺鹽型界面活性劑,烷基三甲基銨鹽、二烷基二甲基銨鹽、烷基二甲基苄基銨鹽、吡啶鎓鹽、烷基異喹啉鎓鹽、苯札氯銨(benzethonium chloride)等4級銨鹽型界面活性劑等。
陽離子性界面活性劑的例為下述化合物 R21-N+(-R22)(-R23)(-R24)X-[式中,R21、R22、R23及R24之各者獨立地相同或相異地為氫原子或碳數1至50的烴基,X為陰離子性基。]烴基可具有氧原子,例如可為聚氧伸烷基等氧伸烷基(伸烷基的碳數例如為2至5)。R21、R22、R23及R24較佳為碳數1至30的烴基(例如,脂肪族烴、芳香族烴或芳香脂肪族烴)。
R21、R22、R23及R24的具體例為烷基(例如,甲基、丁基、硬脂基、棕櫚基)、芳基(例如,苯基)、芳烷基(例如,苄基(苯基甲基)、苯乙基(苯基乙基))。
X的具體例為鹵素(例如,氯)、酸(例如,鹽酸等無機酸、乙酸等有機酸(特別地,脂肪酸))。
非離子性界面活性劑及陽離子性界面活性劑之各者可為1種或2種以上的組合。
乳化劑(聚合物用乳化劑及蠟用乳化劑)的量,相對於非氟聚合物及蠟的合計100重量份,可為0.05至20重量份,例如為0.1至10重量份。聚合物用乳化劑的量,相對於非氟聚合物100重量份可為0.05至20重量份,例如為0.1至10重量份。蠟用乳化劑的量,相對於蠟100重量份可為0.05至20重量份,例如為0.1至10重量份。
表面處理劑亦可含有添加劑,作為非氟聚合物、蠟、水性介質及乳化劑以外的其他成分。
添加劑的例為含矽化合物、丙烯酸系乳化物等。添加劑的其他例為乾燥速度調整劑、交聯劑、造膜助劑、相溶化劑、界面活性劑、凍結防止劑、黏度調整劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、pH調整劑、消泡劑、質地調整劑、滑動性調整劑、抗靜電劑、親水化劑、抗菌劑、防腐劑、防蟲劑、芳香劑、阻燃劑等。
其他成分的量,相對於表面處理劑,可為20重量%以下,例如為0.1至10重量%。
本發明中之非氟聚合物可以一般的聚合方法之任一種製造,且可任意地選擇聚合反應的條件。作為該等聚合方法,可列舉溶液聚合、懸浮聚合、乳化聚合等。
溶液聚合係採用於聚合起始劑的存在下,使單體溶解於有機溶劑,氮氣置換後,於30至120℃的範圍加熱攪拌1至10小時的方法。聚合起始劑例如可列舉偶氮二異丁腈、苯甲醯過氧化物、二-第三丁基過氧化物、月桂醯過氧化物、過氧化氫異丙苯、過氧化三甲基乙酸第三丁酯、過氧化二碳酸二異丙酯等。相對於單體100重量份,聚合起始劑係於0.01至20重量份、例如0.01至10重量份的範圍內使用。
有機溶劑為對單體不活性且溶解該等單體者,例如,可為酯(例如,碳數2至30的酯,具體而言為乙酸乙酯、乙酸丁酯)、酮(例如,碳數2至30的酮,具體 而言為甲基乙基酮、二異丁基酮)、醇(例如,碳數1至30的醇、具體而言為異丙醇)。有機溶劑的具體例可列舉丙酮、氯仿、HCHC225、異丙醇、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、環己烷、苯、甲苯、二甲苯、石油醚、四氫呋喃、1,4-二噁烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、1,1,2,2-四氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯、四氯二氟乙烷、三氯三氟乙烷等。相對於單體的合計100重量份,有機溶劑在10至2000重量份,例如,50至1000重量份的範圍內使用。
乳化聚合係採用於聚合起始劑和乳化劑的存在下,使單體在水中乳化,氮氣置換後,在50至80℃的範圍攪拌1至10小時使其聚合的方法。聚合起始劑可使用苯甲醯過氧化物、月桂醯過氧化物、過氧化苯甲酸第三丁酯、1-羥基環己基氫過氧化物、3-羧基丙醯基過氧化物、過氧化乙醯、偶氮二異丁基脒-二鹽酸鹽、偶氮二異丁腈、過氧化鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨等水溶性者或偶氮二異丁腈、苯甲醯過氧化物、二-第三丁基過氧化物、月桂醯過氧化物、過氧化氫異丙苯、過氧化三甲基乙酸第三丁酯、過氧化二碳酸二異丙酯等油溶性者。相對於單體100重量份,聚合起始劑在0.01至10重量份的範圍使用。
為了得到放置穩定性優異的聚合物水分散液,期望使用如高壓均質機或超音波均質機般之可賦予強力的粉碎能量的乳化裝置,將單體在水中進行微粒子化並進行聚合。再者,乳化劑可使用陰離子性、陽離子性或非 離子性的各種乳化劑,相對於單體100重量份,在0.5至20重量份的範圍使用。單體不完全相溶的情況,較宜添加使該等單體充分地相溶的相溶化劑,例如水溶性有機溶劑或低分子量的單體。經由添加相溶化劑,可提高乳化性和共聚合性。
水溶性有機溶劑可列舉丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、丙二醇、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇、三丙二醇、乙醇等,相對於水100重量份,可在1至50重量份,例如10至40重量份的範圍使用。再者,低分子量的單體可列舉甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙基酯等,相對於單體的總量100重量份,可在1至50重量份,例如10至40重量份的範圍使用。
在聚合中,可使用鏈轉移劑。可根據鏈轉移劑的使用量,使聚合物的分子量變化。鏈轉移劑的例子為月桂基硫醇、硫甘醇、硫甘油等含巰基的化合物(特別地,(例如碳數1至30的)烷基硫醇)、次磷酸鈉、亞硫酸氫鈉等無機鹽等。就鏈轉移劑的使用量而言,相對於單體的總量100重量份,可在0.01至10重量份,例如0.1至5重量份的範圍使用。
本發明的處理劑組成物可以為溶液、乳化物(特別是水性分散液)或氣溶膠的形態,較佳為水性分散液。處理劑含有撥水撥油性聚合物(非氟聚合物)(表面處理劑的活性成分)及介質(特別是水性介質,例如,有機溶劑 及/或水)。相對於處理劑,介質的量例如可為5至99.9重量%,特別是可為10至80重量%。
在處理劑組成物中,撥水撥油性聚合物的濃度可以為0.01至95重量%,例如5至50重量%。
本發明的處理劑可經由以往已知的方法施用於被處理物。通常,採用將該處理劑分散於有機溶劑或水並稀釋,藉由浸漬塗布、噴灑塗布、泡沫塗布等方式之已知的方法,使其附著於被處理物的表面,進行乾燥的方法。再者,需要時,亦可與適當的交聯劑(例如,封端異氰酸酯)一起施用,進行固化。再者,亦可在本發明的處理劑中,添加防蟲劑、柔軟劑、抗菌劑、阻燃劑、抗靜電劑、塗料固定劑、防皺劑等而併用。與基材接觸的處理液中的撥水撥油性聚合物的濃度可為0.01至10重量%(特別是浸漬塗布的情況),例如可為0.05至10重量%。
以本發明的處理劑(例如撥水撥油劑)進行處理的被處理物,可列舉纖維製品、石材、濾器(例如,靜電濾器)、防塵罩、燃料電池的部件(例如,氣體擴散電極和氣體擴散支撐體)、玻璃、紙、木、皮革、毛皮、石棉、磚、水泥、金屬及氧化物、陶瓷製品、塑膠、塗面和石膏等。纖維製品可列舉各種例子。例如,可列舉棉、麻、羊毛、絲綢等動植物性天然纖維,聚醯胺、聚酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚丙烯等合成纖維,縲縈、乙酸酯等半合成纖維,玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維等無機纖維,或其等的混合纖維。
纖維製品可以為纖維、布等形態的任一種。
本發明的處理劑也可使用作為內部脫模劑或外部脫模劑。
撥水撥油性聚合物可藉由已知用於以液體處理纖維製品的方法之任一者施用於纖維狀基材(例如,纖維製品等)。纖維製品為布時,可將布浸漬於溶液,或可將溶液附著或噴霧於布。經處理的纖維製品,為了表現撥油性,係使其乾燥,例如較佳係使其於100℃至200℃加熱。
或者,撥水撥油性聚合物可藉由清洗法施用於纖維製品。例如,可於洗滌使用或乾式清洗法等中施用於纖維製品。
待處理的纖維製品典型地為布,該布包含織物、編物及不織布、衣料品形態的布及毯,亦可為纖維或紗或中間纖維製品(例如棉條或粗紗等)。纖維製品材料為天然纖維(例如,棉或羊毛等)、化學纖維(例如,黏液縲縈或萊賽爾纖維(lyocell)等)、或合成纖維(例如,聚酯、聚醯胺或丙烯酸纖維等)、或是可為纖維的混合物(例如,天然纖維及合成纖維的混合物等)。本發明之撥水撥油性聚合物在用於將纖維素系纖維(例如,棉或是嫘縈等)做成疏油性及撥油性時係特別有效。再者,本發明的方法一般是將纖維製品做成疏水性及撥水性。
或者,纖維狀基材可為皮革。為了將皮革做成疏水性及疏油性,可以在皮革加工的各種階段,例如,在皮革的濕潤加工期間中,或者在皮革的修飾期間,將撥 水撥油性聚合物由水溶液或水性乳化物施用在皮革。
或者,纖維狀基材亦可為紙。可以將撥水撥油性聚合物施用在預先形成的紙上,或是在製紙的各種階段,例如施用在紙的乾燥期間中。
「處理」意指,將處理劑藉由浸漬、噴霧、塗布等而施用在被處理物。藉由處理,處理劑的有效成分之聚合物浸透到被處理物的內部及/或附著在被處理物的表面。
以下,雖列舉實施例詳細地說明本發明,但本發明不限定為該等實施例。
下文中,份或%或比,除非特別限定,係表示重量份、重量%或重量比。
試驗的順序如下所述。
調製以固形份濃度成為1.5重量%的方式藉由自來水稀釋處理劑分散液而得之試驗溶液,將棉斜紋布浸漬於該試驗溶液後通入輾壓機,以經160℃熱處理2分鐘的試驗布評估撥水性。根據JIS-L-1092(AATCC-22)的噴灑法評估處理布的撥水性。如下述所記載的表1所示方式以撥水性No.表示。點數越大顯示撥水性良好,根據狀態設置中間值(95、85、75)。
調製以固形份濃度成為1.5重量%的方式藉由自來水稀釋處理劑分散液而得之試驗溶液,將聚酯塔夫塔綢布浸漬於該試驗溶液後通入輾壓機,以經160℃熱處理2分鐘作成試驗布。根據JIS-L-1092(C)法所記載的邦迪斯門法(Bundesmann Method),以降雨量80cc/分鐘,降雨水溫20℃,降雨時間10分鐘的條件進行降雨,測定漏水量(mL)。
處理劑分散液以自來水稀釋為1%,將該稀釋物以均質機3,000rpm×10分鐘攪拌,於黑棉布過濾所產生的浮渣。
◎:完全無浮渣
○:稍微有浮渣
△:有浮渣
×:浮渣多
藉由手接觸評估試驗布的質地。
◎:非常柔軟
○:柔軟
△:稍微硬
×:硬
調製聚合物分散液以固形份濃度成為1.5重量%的方式藉由自來水稀釋之試驗溶液,將聚酯塔夫塔綢布(灰色)浸漬於該試驗溶液後通入輾壓機,以經160℃熱處理2分鐘作成試驗布。將所作成的試驗布置於平坦處,以指甲輕刮試驗布的表面,目視判定評估殘留為白斑樣之指甲刮過的軌跡。
◎:完全無軌跡
○:可見淺的軌跡
△:可見軌跡
×:可見深的軌跡
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、純水=360g、 三丙二醇=60g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO3)(HLB 8.0)=7.5g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO20)(HLB 16.3)=12.5g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 13.2)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、純水=360g、三丙二醇=60g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO2)(HLB 6.4)=7.5g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO20)(HLB 16.5)=12.5g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 12.7)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、純水=360g、三丙二醇=60g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO3)(HLB 8.0)=12.5g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO20)(HLB 16.3)=7.5g、月 桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 11.1)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=4g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO20)(HLB 16.5)=12g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 13.6)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=12g、聚氧伸乙基油基醚(EO50)(HLB 17.8)=5g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯 50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 8.6)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單棕櫚酸酯(HLB 6.7)=12g、聚氧伸乙基油基醚(EO50)(HLB 17.8)=5g、硬脂基三甲基銨氯化物=1g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 10.0)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=12g、聚氧伸乙基月桂基醚(EO20)(HLB 16.5)=5g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其 反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 8.2)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單月桂酸酯(HLB 8.6)=12g、聚氧伸乙基油基醚(EO50)(HLB 17.8)=5g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 11.3)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=12g、聚氧伸乙基油基醚(EO50)(HLB 17.8)=5g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 8.6)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體 組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=190g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=10g、聚氧伸乙基油基醚(EO50)(HLB 17.8)=7g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 10.1)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、純水=360g、三丙二醇=60g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO3)(HLB 8.0)=6g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO20)(HLB 16.3)=13g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 13.7)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、純水=360g、三丙二醇=60g、聚氧伸乙基月桂基醚(EO20)(HLB 16.5)=19g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 16.5)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、純水=360g、三丙二醇=60g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO3)(HLB 8.0)=3g、聚氧伸乙基十三碳基醚(EO20)(HLB 16.3)=16g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 15.0)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單硬脂酸 酯(HLB 6.5)=14g、聚氧伸乙基月桂基醚(EO20)(HLB 16.5)=3g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散。高壓釜內氮置換後,以壓入饋料氯乙烯50g,添加2,2-偶氮雙(2-脒基丙烷)2鹽酸鹽=2.0g,於60℃使其反應3小時,獲得聚合物的水性分散液(平均HLB 6.8)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
除了於1L高壓釜中丙烯酸硬脂酯替代為丙烯酸月桂酯=150g以外,與製造例5A同樣的方法獲得聚合物的水性分散體(平均HLB 8.6)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。生成聚合物的單體組成係幾乎與單體饋料組成為一致。
於1L高壓釜中置入丙烯酸硬脂酯=150g、二丙酮丙烯醯胺=4g、純水=360g、三丙二醇=60g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=17g、月桂基硫醇=1.0g,於60℃攪拌下,以超音波15分鐘使乳化分散,未獲得安定的乳化分散物。
於高壓反應容器置入石蠟(熔點66℃,針入度12(25℃))=150g、純水=350g、聚氧伸乙基油基醚(EO7)(HLB 10.7)=8.5g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=6.5g後密封,攪拌下升溫至110至120℃後,於高壓下高壓乳化30分鐘。獲得蠟的水性分散體(平均HLB 8.1)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
除了於高壓反應容器使用石蠟(熔點68℃,針入度5(25℃))=150g以外,與製造例B1同樣的方法,獲得蠟的水性分散體。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
除了於高壓反應容器使用石蠟(熔點75℃,針入度6(25℃))=150g以外,與製造例B1同樣的方法,獲得蠟的水性分散體。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
除了於高壓反應容器使用石蠟(熔點82℃,針入度5(25℃))=150g以外,與製造例B1同樣的方法,獲得蠟的水性分散體。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
於高壓反應容器置入石蠟(熔點75℃,針入度6(25℃))=150g、純水=350g、聚氧伸乙基油基醚(EO10)(HLB 12.7)=12g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=3g後密封,攪 拌下升溫至110至120℃後,於高壓下高壓乳化30分鐘。獲得蠟的水性分散體(平均HLB 10.9)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
於高壓反應容器置入石蠟(熔點75℃,針入度6(25℃))=150g、純水=350g、聚氧伸乙基油基醚(EO15)(HLB 14.2)=13.5g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=1.5g後密封,攪拌下升溫至110至120℃後,於高壓下高壓乳化30分鐘。獲得蠟的水性分散體(平均HLB 13.3)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
除了於高壓反應容器使用石蠟(熔點50℃,針入度22(25℃))=150g以外,與製造例B1同樣的方法,獲得蠟的水性分散體。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
除了於高壓反應容器使用石蠟(熔點90℃,針入度4(25℃))=150g以外,與製造例B1同樣的方法,獲得蠟的水性分散體。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
於高壓反應容器置入石蠟(熔點75℃,針入度6(25 ℃))=150g、純水=350g、聚氧伸乙基油基醚(EO20)(HLB 15.3)=13.5g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=1.5g後密封,攪拌下升溫至110至120℃後,於高壓下高壓乳化30分鐘。獲得蠟的水性分散體(平均HLB 14.3)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
於高壓反應容器將石蠟(熔點75℃,針入度6(25℃))=150g、純水=350g、聚氧伸乙基油基醚(EO10)(HLB 12.7)=15g,攪拌下升溫至110至120℃後,於高壓下高壓乳化30分鐘。獲得蠟的水性分散體(平均HLB 12.7)。進一步地以純水調整固形份濃度為30%。
於高壓反應容器將石蠟(熔點75℃,針入度6(25℃))=150g、純水=350g、山梨醇酐單硬脂酸酯(HLB 4.7)=15g,攪拌下升溫至110至120℃後,於高壓下高壓乳化30分鐘,無法獲得均一的水性分散體。
混合製造例所獲得的聚合物的水性分散液與蠟的水性分散體,製造處理劑水性分散液(撥水撥油劑),進行試驗。試驗的結果示於表2。表2中「平均HLB」為處理劑水性分散液中乳化劑(亦即,聚合物的水性分散液與蠟的水 性分散體中的乳化劑)的加權平均HLB。
本發明的撥水撥油劑可使用作為表面處理劑。本發明的撥水撥油劑,亦可發揮抗污劑及髒污脫離劑的功能。
Claims (15)
- 一種撥水撥油劑,為包含下列成分而成之水性分散液:(A)具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的非氟聚合物,(B)具有52至88℃的熔點的蠟,(C)水性介質,及(D)乳化劑,其中,非氟(甲基)丙烯酸酯單體為下式所示化合物:CH 2=CA 11-C(=O)-O-A 12式中,A 11為氫原子或甲基,A 12為碳數18至30的直鏈或分支的烴基,乳化劑係包含山梨醇酐酯及其他的乳化劑而成者,乳化劑的親水親油性平衡值(HLB)為7.5至13.5。
- 如申請專利範圍第1項所述的撥水撥油劑,其中,A 11為氫原子。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的撥水撥油劑,其中,非氟聚合物更具有由鹵化烯烴衍生的重複單元。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,蠟具有15以下之針入度。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,蠟為石蠟。
- 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,其他的乳化劑為1種聚醚化合物,或至少2 種聚醚化合物的混合物。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,其他的乳化劑為具有聚氧伸烷基的聚醚化合物。
- 如申請專利範圍第7項所述的撥水撥油劑,其中,聚醚化合物為自下式所示化合物,及碳數3至30的醇與碳數5至30的脂肪酸的酯、或該酯的環氧烷加成物中選擇之至少一種,R 11O-(CH 2CH 2O) p-(R 12O) q-R 13式中,R 11為碳數1至22的烷基或碳數2至22的烯基或醯基,R 12各自獨立地相同或不同地為碳數3以上的伸烷基,R 13為氫原子、碳數1至22的烷基或碳數2至22的烯基,p為2以上的數,q為0或1以上的數。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,乳化劑的親水親油性平衡值(HLB)為8至12。
- 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,非氟聚合物與蠟的重量比為30/70至95/5。
- 如申請專利範圍第1至10項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,非氟聚合物的量相對於撥水撥油劑為0.1至50重量%,蠟的量相對於非氟聚合物100重量份為1 至200重量份,乳化劑的量相對於非氟聚合物或蠟的合計100重量份為0.05至20重量份,水性介質的量相對於撥水撥油劑為30至99重量%。
- 如申請專利範圍第1至11項中任一項所述的撥水撥油劑,其中,撥水撥油劑不含含氟聚合物。
- 一種撥水撥油劑的製造方法,其係製造申請專利範圍第1至12項中任一項所述的撥水撥油劑,該製造方法具有:(i)於聚合物用乳化劑及水性介質的存在下,使包含非氟(甲基)丙烯酸酯單體而成之單體聚合,獲得具有由非氟(甲基)丙烯酸酯單體所衍生的重複單元的非氟聚合物的水性分散液的步驟,(ii)於蠟用乳化劑的存在下,藉由使蠟分散於水中而獲得蠟的水性分散液的步驟,以及(iii)混合非氟聚合物的水性分散液與蠟的水性分散液的步驟。
- 如申請專利範圍第13項所述的製造方法,其中,聚合物用乳化劑的親水親油性平衡值為8至14,蠟用乳化劑的親水親油性平衡值為7至13.5。
- 一種經處理的基材的製造方法,包含將申請專利範圍第1至12項中任一項所述的撥水撥油劑施用於基材。
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