TW202336315A - 包括聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物及聚矽氧添加劑之紡織品處理乳液調配物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種乳液調配物,其包括聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物及聚矽氧添加劑。該乳液調配物可塗佈於紡織品上且經乾燥以賦予該等紡織品持久的撥水性及軟度。
Description
提供一種聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物(共聚物)及其經由乳液聚合之製備方法。共聚物之水性乳液可與聚矽氧添加劑之水性乳液組合,以形成適用於處理紡織品以賦予其持久的撥水性及軟度之乳液調配物。
在撥水紡織品處理應用中,碳氟化合物材料由於能夠提供極佳持久撥水性而佔據了市場。然而,監管及客戶壓力正在推動行業對非碳氟化合物類紡織品處理的需求。先前所揭示之不含碳氟化合物之紡織品處理具有耐久性不佳之缺點,其中用其處理之紡織品之撥水性在多次洗滌後顯著降低。
適用於處理紡織品之乳液調配物包含:(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(II)添加劑、(III)水分散性交聯劑、(III)界面活性劑、及(V)水。可藉由用乳液調配物塗佈紡織品及加熱紡織品來處理紡織品。
[相關申請案之交互參照]
本申請案主張根據35 U.S.C. §119 (e)於2021年11月10日申請之美國臨時專利申請案序號63/277671之權利。美國臨時專利申請案序號63/277671特此以引用方式併入本文中。
一種用於形成適用於處理紡織品之乳液調配物的方法包含組合下列各者:包含(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之第一水性乳液、包含(II)添加劑之第二水性乳液、(III)水分散性交聯劑、及可選地一或多種如下所描述之額外起始材料。或者,製備上文所描述之乳液調配物的方法可包含:
1) 經由起始材料之乳液聚合來製備起始材料(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物,該等起始材料包含:
80重量%至98.75重量%之(A)式
之可結晶單體,其中R
1及R
2如上文所描述;
0.25重量%至15重量%之(B)式
之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體,其中R
2、D
2、及R
3如上文所描述;
1重量%至5重量%之(C)式
之可交聯(甲基)丙烯酸酯單體,其中R
7、D
3、D
4、下標v、及R
8如上文所描述;
(D) 界面活性劑;
(E) 水;及
(F) 起始劑;
藉此形成包含(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物的第一水性乳液;
2) 提供第二水性乳液,其包含(II)添加劑、(D’)界面活性劑、及(E’)水;及
3) 混合材料,該等材料包含在步驟1)中製備之第一水性乳液、來自步驟2)之第二水性乳液、(III)水分散性交聯劑、及可選地一或多種選自由下列所組成之群組的額外起始材料:額外界面活性劑、蠟、殺生物劑、額外水、阻燃劑、減皺劑、抗靜電劑、及滲透劑。
(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物
聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物(共聚物)包括以下單元式:
其中各R
1係經獨立地選擇之16至24個碳原子的烷基;各R
2係獨立地選自由H及甲基所組成之群組;各D
2係2至12個碳原子之二價烴基;各R
3係式OSi(R
4)
3之基團;其中各R
4係獨立地選自由R及DSi(R
5)
3所組成之群組;其中各R係經獨立地選擇之1至12個碳原子之單價烴基,且各D係獨立地選自由下列所組成之群組:氧原子、1至12個單元之(聚)環氧烷基團、及2至4個碳原子之二價烴基;各R
5係獨立地選自由R及DSi(R
6)
3所組成之群組;其中各R
6係獨立地選自由R及DSiR
3所組成之群組;其限制條件為R
4、R
5、及R
6經選擇使得具有下標w之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體單元具有至少6個矽原子;各R
7係獨立地選自由氧原子及NH所組成之群組;D
3係1至12個碳原子之二價烴基;D
4為2至4個碳原子之伸烷基或二價伸烷基芳基;下標v表示具有下標y之單元中式(OD
4)之單元數目,且下標v之值為0至12;各R
8係可交聯基團;各R
9係1至14個碳原子之單價烴基;各R
10係獨立地選自由鹵素(例如氯化物)、乙酸酯基、或1至14個碳原子之單價烴基所組成之群組;下標w、x、y、z1、及z2表示共聚物中各單元之相對權重,下標x之值為0.25至15;下標w之值為80至98.75;下標y之值為1至5;下標z1之值為0至18.75;且下標z2之值為0至18.75,且數量(w + x + y + z1 + z2) = 100。共聚物進一步包含末端部分。
在以上單元式中,R
1具有16至24個碳原子。或者,R
1可具有16至22個碳原子,或者18至24個碳原子,或者18至22個碳原子。R
1可選自由硬脂醯、二十烷基、及二十二烷基所組成之群組。或者,R
1可為硬脂醯。
在以上單元式中,各R
3係式OSi(R
4)
3之基團;其中各R
4係獨立地選自由R及DSi(R
5)
3所組成之群組;其中各R係經獨立地選擇之1至12個碳原子之單價烴基,且各D係獨立地選自由下列所組成之群組:氧原子、1至12個單元之(聚)環氧烷基團、及2至4個碳原子之二價烴基;各R
5係獨立地選自由R及DSi(R
6)
3所組成之群組;其中各R
6係獨立地選自由R及DSiR
3所組成之群組;其限制條件為R
4、R
5、及R
6經選擇使得具有下標w之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體單元具有至少6個矽原子。或者,R
4、R
5、及R
6經選擇使得單元具有每單元至少6個矽原子,或者6至20個矽原子,或者7至19個矽原子,或者8至18個矽原子,或者9至17個矽原子,或者10至16個矽原子。
在聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體單元中,各R為1至12個碳原子之單價烴基。R之單價烴基可為烷基,諸如1至6個碳原子之烷基。或者,烷基可具有1至3個碳原子,或者1至2個碳原子。或者,各R基團可為甲基。
各D獨立地選自由以下組成之群:氧原子、1至12個單元之(聚)環氧烷基團及2至4個碳原子之二價烴基。各D
2係2至12個碳原子之二價烴基。或者,D
2可具有2至10個、或者3至5個、或者3個碳原子。各D
3係1至12個碳原子之二價烴基。或者,各D
3可為伸烷基;或者伸乙基。D
4係2至4個碳原子之伸烷基或二價伸烷基芳基。
D
4之二價烴基可為例如伸烷基,諸如伸乙基、伸丙基、或伸丁基;伸芳基(諸如伸苯基)或伸烷基芳基,諸如:
或
,其中各下標u獨立地係1至6,或者1至2。或者,二價烴基可為伸烷基,或者,二價烴基可為伸乙基。D
2及D
3之二價烴基可如上文所描述,或者可為亞甲基。D之二價烴基可為伸烷基,諸如伸乙基、伸丙基或伸丁基。或者,各D可為伸乙基。
D之(聚)環氧烷基團每單元可具有2至4個碳原子,例如具有式D
5(OD
6)
v’-OR,其中D
5係2至4個碳原子之伸烷基,D
6係2至4個碳原子之伸烷基,R如上文所描述,且下標v’係0至12。或者,下標v’可為0或1。或者,下標v’可為0。(聚)環氧烷基團之實例包含環氧乙烷-環氧丙烷。
或者,各D可選自氧原子及二價烴基。或者,D之各二價烴基可為伸烷基,諸如伸乙基。或者,各D可為氧。或者,D之一些實例可為氧且D之其他實例可為同一單元中之伸烷基。
在以上單元式中,各R
7係獨立地選自由氧原子及NH所組成之群組。或者,各R
7可為氧。
在以上單元式中,各R
8為可交聯基團。各R
8可獨立地選自由下列所組成之群組:羥基、胺基、環氧基、脲基、及乙醯氧基。或者,各R
8可獨立地選自由羥基及脲基所組成之群組,或者,各R
8可為羥基。
在以上單元式中,各R
9為單價烴基,其不含脂族不飽和基團且可為直鏈、支鏈、或環狀(亦即單環或多環)、或其組合。R
9可為烷基或芳基,其可為單環或多環,且可選地具有直鏈或支鏈基團。R
9之適合之烷基之實例可包括甲基、三級戊基、丁基(包括三級丁基)、環己基、異癸基、異莰基、及2-乙基己基。適合之芳基之實例包括苯基、萘基、蒽基、及苯甲基。
在以上單元式中,R
10可為鹵化物、乙酸酯、或單價烴基,如上文針對R
9所述。鹵化物可為溴化物(Br)、氯化物(Cl)、氟化物(F)或碘化物(I);或者Br、Cl或F;或者Br或Cl;或者Cl。
在以上單元式中,下標w、x、y及z為各單元之相對權重,且量(w + x + y + z)可總計為100。下標w之值為80至98.75。或者,下標w可為至少80,或者至少81,或者至少82,或者至少83,或者至少84,或者至少85。同時,下標w可為至多98.75,或者至多98,或者至多97,或者至多96,或者至多97,或者至多96,或者至多95,或者至多94,或者至多93,或者至多92,或者至多91,或者至多90。或者,下標w可為80至98,或者81至97,或者82至96,或者82至95,或者85至90。
下標x之值為0.25至15。或者,下標x為至少0.25,或者至少0.5,或者至少0.75,或者至少1,或者至少2,或者至少3,或者至少4,或者至少5。同時,下標x可為至多15,或者至多14,或者至多13,或者至多12,或者至多11,或者至多10。或者,下標x可為1至14,或者2至13,或者3至12,或者4至11,或者5至10,或者5至15;或者10。
下標y之值為1至5。或者,下標y可為至少1,或者至少1.25,或者至少1.5,或者至少2,或者至少1.75。同時,下標y可為至多5,或者至多4,或者至多3,或者至多2.75,或者至多2.5,或者至多2.25。或者,下標y可為1至3,或者1至2,或者1.5至2.5,或者1.75至2.25,或者2。
下標z1可為0。或者,下標z1可為至少0.5,或者至少1,或者至少2;同時,下標z1可為至多18.75,或者至多15,或者至多10,或者至多8,或者至多5。或者,下標z1可為0至18.75,或者> 0至18.75,或者0.5至7,或者1至6,或者2至5。
下標z2可為0。或者,下標z2可為至少0.5,或者至少1,或者至少2;同時,下標z2可為至多8,或者至多7,或者至多6,或者至多5,或者至多4。或者,下標z2可為0至8,或者> 0至8,或者0.5至7,或者1至6,或者2至5。
每共聚物分子之單元總數不受特別限制。然而,共聚物之數目平均分子量可為100,000 g/mol至4,000,000 g/mol;或者200,000 g/mol至3,000,000 g/mol,其係藉由GPC使用下文所描述之方法量測。上文所示之單元可按任何次序,例如,共聚物可為無規共聚物或嵌段共聚物。
熟習此項技術者將認識到,共聚物可藉由自由基聚合,經由如下所述之方法製備,且此方法將形成共聚物之末端部分。共聚物進一步包括末端部分,其可衍生自起始劑、鏈轉移劑或兩者,如例如Odian, George (2004).Principles of Polymerization (4th ed.). New York: Wiley-Interscience.ISBN 978-0-471-27400-1中描述。
共聚物可經由包含以下之方法製備:
1) 共聚起始材料,其包含
80重量%至98.75重量%的(A)式
之可結晶單體,其中R
1係如上文所描述之16至24個碳原子之烷基,且R
2係選自由H及甲基所組成之群組,如上文所描述;
0.25重量%至15重量%的(B)式
之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體,其中各R
3係式OSi(R
4)
3之基團;各R
4係獨立地選自由R及DSi(R
5)
3所組成之群組,其中各R係經獨立選擇之1至12個碳原子之單價烴基;各D係獨立地選自由下列所組成之群組:氧原子、1至12個單元之(聚)環氧烷基團、及2至4個碳原子之二價烴基;各R
5係獨立地選自由R及DSi(R
6)
3所組成之群組;其中各R
6係獨立地選自由R及DSiR
3所組成之群組;其限制條件為R
4、R
5、及R
6經選擇使得大分子單體每分子具有至少6個矽原子,如上文所描述;
1重量%至5重量%的(C)式
之可交聯(甲基)丙烯酸酯單體,R
7係獨立地選自氧及NH,D
3係1至12個碳之二價烴基,D
4係2至4個碳原子之二價基團,下標v係0至12,且R
8係可交聯基團,各自如上文所描述;
(D) 界面活性劑;
(E) 水;及
(F) 起始劑;
藉此形成包含(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(D)界面活性劑、及(E)水之水性乳液。
用於製備適用於製備紡織品之乳液調配物的方法可包含實踐上文所描述之步驟1),藉此形成第一水性乳液,及2)組合在步驟1)中製備之第一水性乳液、包含(II)添加劑(如上文引入且在下文詳述)之第二水性乳液、(III)水分散性交聯劑(如上文引入且在下文詳述)、及可選地一或多種額外起始材料。
或者,可在步驟1)中添加一或多種額外起始材料以製造共聚物。例如,可在步驟1)中添加選自由下列所組成之群組的起始材料:(H)鏈轉移劑;(J)額外之不可結晶單體,其不同於(A)、(B)、及(C)之各者;(K)抑制劑;以及(H)、(J)、及(K)之二或更多者的組合。
上述方法之步驟1)可包含:形成包含起始材料(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及(F)(及可選地(H)、(J)、及/或(K))的乳液。若起始材料(A)在室溫下為固體,則起始材料可加熱至足以熔融起始材料(A)之溫度及持續時間,例如30℃至50℃持續5分鐘至15分鐘。所得起始材料可在剪切下混合以形成水性乳液。在剪切下混合可藉由用於形成水性乳液之任何便利方式進行,諸如音波處理及後續微流體化。用於在剪切下混合之設備,諸如超音波發生器、均質器、微流化床及高速混合器為此項技術中已知的且市售可得。不希望受理論所束縛,認為在剪切下混合可用於在乳液中獲得次微米級粒度。在步驟1)中,包含(A)、(B)、(C)、及(F)(以及當存在時(H)及(J))之起始材料在水性乳液中與起始材料(D)及(E)(以及當存在時(K))共聚以形成(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物。
用於製得乳液調配物之上述方法的步驟2)可藉由任何便利方式進行,諸如在配備有攪拌器之夾套容器中進行混合。步驟1)及步驟2)可在同一容器中依序進行。或者,步驟1)及步驟2)可在不同設備中進行。步驟1)及/或步驟2)可在室溫或高溫,例如高達100℃,或者40℃至80℃下進行。或者,可在步驟1)中進行加熱,且步驟2)可在室溫下進行。或者,步驟1)及2)中之一者或兩者可在低溫及高壓(諸如高達5個大氣壓)下進行。
或者,上文所描述之共聚物可藉由包含下列之方法製備:藉由改變適當起始材料及其量,在諸如頒予Iimura等人之美國專利10,047,199中所揭示之方法中將起始材料中之一或多者溶解於有機溶劑(諸如一元醇)中,以及共聚起始材料(A)、(B)、(C)、(F)及(當存在時)(H)及/或(J)。所得共聚物可為溶劑型的。所有或一部分溶劑可藉由任何便利方式移除,諸如藉由在加熱及視情況選用之減壓下進行之汽提或蒸餾。共聚物可使用(D)界面活性劑及(E)水來乳化。用於製備共聚物及包含共聚物之乳液調配物的起始材料進一步描述於下文中。
起始材料(A)為下式(A-1)之可結晶單體:
,其中R
1及R
2如上文所描述。用於起始材料(A)之可結晶單體之實例包括(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十烷酯、(甲基)丙烯酸二十二烷酯、及其組合。或者,當R
2為氫時,起始材料(A)可為選自丙烯酸硬脂酯、丙烯酸二十烷酯、丙烯酸二十二烷酯、及其組合之丙烯酸酯。適用於起始材料(A)之可結晶單體為可商購的,例如獲自St. Louis, Missouri, USA之Millipore Sigma及Ludwigshafen, Germany之BASF SE。可結晶意謂起始單體之熔點)為≥ 25℃± 5℃。
起始材料(A)以按起始材料(A)、(B)及(C)以及(當存在時)(J)之組合重量計80%至98.75%之量使用。起始材料(A)之量可為相同基礎上之至少80%,或者至少81%,或者至少82%,或者至少83%,或者至少84%,或者至少85%。同時,起始材料(A)之量可為相同基礎上之至多98.75%,或者至多98%,或者至多97%,或者至多96%,或者至多97%,或者至多96%,或者至多95%,或者至多94%,或者至多93%,或者至多92%,或者至多91%,或者至多90%。或者,起始材料(A)之量可為80%至98%,或者81%至97%,或者82%至96%,或者82%至95%,或者85%至90%;在相同基礎上。
起始材料(B)係下式(B-1)之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體:
,其中R
2、D
2、及R
3如上文所描述。
或者,起始材料(B)可包含下式(B-2):
,其中R
2、R
4、及R
5如上文所描述。
或者,起始材料(B)可包含選自由下列所組成之群組的大分子單體:具有式
之甲基丙烯酸3-(5-((1,1,1,3,5,5,5-七甲基三矽氧烷-3-基)氧基)-1,1,1,3,7,9,9,9-八甲基-3,7-雙((三甲基矽基)氧基)五矽氧烷-5-基)丙酯(Si10);具有式
之甲基丙烯酸3-(1,5-雙(2-(1,1,1,5,5,5-六甲基-3-((三甲基矽基)氧基)三矽氧烷-3-基)乙基)-3-(((2-(1,1,1,5,5,5-六甲基-3-((三甲基矽基)氧基)三矽氧烷-3-基)乙基)二甲基矽基)氧基)-1,1,5,5-四甲基三矽氧烷-3-基)丙酯(Si16);及其組合。起始材料(B)可藉由已知方法,諸如PCT公開案WO2020/142388及美國專利6,420,504中所揭示之彼等方法製備。
起始材料(B)以按起始材料(A)、(B)及(C)以及(當存在時)(J)之組合重量計0.25%至15%之量使用。或者,起始材料(B)可以相同基礎上之至少0.25%、或者至少0.5%、或者至少0.75%、或者至少1%、或者至少2%、或者至少3%、或者至少4%、或者至少5%之量使用。同時,起始材料(B)可以相同基礎上之至多15%、或者至多14%、或者至多13%、或者至多12%、或者至多11%、或者至多10%之量存在。或者,起始材料(A)之量可為1%至14%,或者2%至13%,或者3%至12%,或者4%至11%,或者5%至10%,或者5%至15%;或者10%,以與上述相同之基礎計。
起始材料(C)可交聯(甲基)丙烯酸酯單體
起始材料(C)為式(C-1)之可交聯(甲基)丙烯酸酯單體:
,其中R
2、R
7、D
3、R
8、及下標v為如上文所述。用於起始材料(C)之適合之可交聯(甲基)丙烯酸酯之實例包括甲基丙烯酸(2-乙醯乙醯氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、己內酯(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、脲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯(PEGMA)、及其組合。脲基(甲基)丙烯酸酯單體可具有下式:
,其中R
11為氧原子或NH部分。脲基單體之實例為此項技術中已知的,且揭示於例如頒予Pressley等人之美國專利9,212,292。其他可交聯(甲基)丙烯酸酯單體為此項技術中已知的,且為可商購的,例如來自BASF SE。其他可交聯(甲基)丙烯酸酯可作為Sipomer WAM1及2商購。
起始材料(C)以按起始材料(A)、(B)及(C)以及(當存在時)(J)之組合重量計1%至5%之量使用。起始材料(C)之量可為以相同基礎計至少1%,或者至少1.25%,或者至少1.5%,或者至少2%,或者至少1.75%。同時,起始材料(C)之量可為相同基礎上之至多5%,或者至多4%,或者至多3%,或者至多2.75%,或者至多2.5%,或者至多2.25%。或者,起始材料(C)之量可為1%至3%,或者1%至2%,或者1.5%至2.5%,或者1.75%至2.25%,或者2%;在相同基礎上。
起始材料(D)界面活性劑
起始材料(D)為界面活性劑。界面活性劑可選自由以下組成之群:(D-1)陽離子界面活性劑、(D-2)非離子界面活性劑及(D-3)陽離子界面活性劑與非離子界面活性劑之組合。適用於本文中之陽離子界面活性劑包括在帶正電之分子中含有四級銨親水性部分之化合物,諸如四級銨鹽,其可由式(D-1-1):R
12R
13R
14R
15N
+X’
-表示,其中R
12至R
15為含有1-30個碳原子之烷基,或衍生自牛脂、椰子油、或大豆之烷基;且X’為鹵素,例如,氯或溴。或者,四級銨化合物可為烷基三甲基銨及二烷基二甲基銨鹵化物或乙酸鹽,在各烷基取代基中具有至少8個碳原子。可使用二烷基二甲基銨鹽,且其由式(D-1-2):R
16R
17N
+(CH
3)
2X’
-表示,其中R
16及R
17為含有12-30個碳原子之烷基或衍生自牛脂、椰子油或大豆之烷基;且X’為鹵素。可使用單烷基三甲基銨鹽且其由式(D-1-3):R
18N
+(CH
3)
3X”
-表示,其中R
18為含有12-30個碳原子之烷基或衍生自牛脂、椰子油或大豆之烷基;且X”為鹵素或乙酸鹽。
代表性鹵化四級銨鹽為十二烷基三甲基氯化銨/月桂基三甲基氯化銨(LTAC)、鯨蠟基三甲基氯化銨(CTAC)、十六烷基三甲基氯化銨、二十二烷基二甲基溴化銨、二十六烷基二甲基氯化銨、二十六烷基二甲基溴化銨、二十八烷基二甲基氯化銨、二-二十烷基二甲基氯化銨及二-二十二烷基二甲基氯化銨。此等四級銨鹽可以諸如ADOGEN
™、ARQUAD
™、TOMAH
™及VARIQUAT
™之商標商購。
可使用之其他適合之陽離子界面活性劑包括脂肪酸胺及醯胺及其鹽及衍生物,諸如脂族脂肪胺及其衍生物。可商購的此類陽離子界面活性劑包括以以下名稱銷售之組成物:Akzo Nobel Chemicals Inc., Chicago, Illinois之ARQUAD
™T27 W, ARQUAD
™16-29;及Stepan Company, Northfield, Illinois, USA之Ammonyx Cetac-30。
以水性乳液中之起始材料(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之重量計,(D-1)陽離子界面活性劑之量可為0.1%至5%。或者,陽離子界面活性劑之量可為至少0.1%,或者至少0.2%,或者至少0.3%,或者至少0.4%,或者至少0.5%;同時,在相同基礎上,陽離子界面活性劑之量可為至多5%,或者至多4%,或者至多3%,或者至多2%,或者至多1%。或者,陽離子界面活性劑之量可為0.2%至4%,或者0.3%至3%,或者0.4%至2.5%,或者0.5%至2%;在相同基礎上。
起始材料(D-2)為非離子界面活性劑。可使用之一些適合之非離子界面活性劑包含聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、烷基葡糖苷、聚氧乙烯脂肪酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯及聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯。可商購之非離子界面活性劑包括組成物,諸如(i)以名稱TERGITOL
™TMN-6及TERGITOL
™TMN-10銷售的2,6,8-三甲基-4-壬基聚氧乙烯醚;(ii)由Midland, Michigan, USA之Dow Chemical Company以名稱TERGITOL
™15-S-7、TERGITOL
™15-S-9、TERGITOL
™15-S-15、TERGITOL
™15-S-30、及TERGITOL
™15-S-40銷售的C11-15二級烷基聚氧乙烯醚;由Dow Chemical Company以名稱TRITON
™X405銷售的辛基苯基聚氧乙烯(40)醚;(iii)由Stepan Company以名稱MAKON
™10銷售的壬基苯基聚氧乙烯(10)醚;(iv)由Cincinnati, Ohio, USA之Henkel Corp./Emery Group以名稱Trycol 5953銷售的乙氧基化醇;(v)由Edison, New Jersey, USA之Croda Inc.以名稱BRIJ
™L23及BRIJ
™L4銷售的乙氧基化醇,(vi)烷基-側氧醇聚乙二醇醚,諸如GENAPOL
™UD 050及GENAPOL
™UD110,(vii)基於C10-Guerbet醇及環氧乙烷之烷基聚乙二醇醚,諸如LUTENSOL
™XP 79。
適合之非離子界面活性劑亦包括聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)三嵌段共聚物。聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)三嵌段共聚物亦通常稱為泊洛沙姆(
Poloxamer)。其為由側接有兩條聚氧乙烯(聚(環氧乙烷))之親水性鏈的聚氧丙烯(聚(環氧丙烷))之中心疏水性鏈構成的非離子三嵌段共聚物。聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)三嵌段共聚物可商購自Florham Park, New Jersey, USA之BASF,且以商標名PLURONIC
™,諸如PLURONIC
™L61、L62、L64、L81、P84出售。
其他適合之非離子界面活性劑包含聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇烷基酯、聚乙二醇(諸如具有23個環氧乙烷單元之聚乙二醇)、聚丙二醇、二乙二醇、乙氧基化三甲基壬醇及聚氧烷二醇改質聚矽氧烷界面活性劑。可使用的可商購之非離子界面活性劑包括組成物,諸如以商標TERGITOL
™TMN-6及TERGITOL
™TMN-10銷售的2,6,8-三甲基-4-壬氧基聚乙烯氧乙醇(6EO)及(10EO);以商標TERGITOL
™15-S-7、TERGITOL
™15-S-9、TERGITOL
™15-S-15銷售的伸烷基氧基聚乙烯氧乙醇(C
11-15二級醇乙氧基化物7EO、9EO、及15EO);以商標TERGITOL
™15-S-12、15-S-20、15-S-30、15-S-40銷售的其他C
11-15二級醇乙氧基化物;以商標TRITON
™X-405銷售的辛基苯氧基聚乙氧基乙醇(40EO);及具有商標ECOSURF
™EH之醇乙氧基化物,諸如ECOSURF
™EH-40。所有此等界面活性劑均由陶氏化學公司出售。
其他有用的商業非離子界面活性劑為由Stepan Company以商標MAKON
™10銷售的壬基苯氧基聚乙氧基乙醇(10EO);由Wilmington, Delaware, USA之ICI Surfactants以商標BRIJ
™35L市售的聚氧乙烯23月桂基醚(Laureth-23);及亦由ICI Surfactants銷售的聚氧乙烯醚醇RENEX
™30。
非離子界面活性劑亦可為聚矽氧聚醚(SPE)。作為乳化劑之聚矽氧聚醚可具有耙型結構,其中聚氧乙烯或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚單元接枝至矽氧烷主鏈上,或SPE可具有ABA嵌段共聚結構,其中A表示ABA結構之聚醚部分及B表示矽氧烷部分。適合之SPE包含獲自Midland, Michigan, USA之Dow Silicones Corporation的DOWSIL
™OFX-5329 Fluid。或者,非離子界面活性劑可選自聚氧化烯取代之聚矽氧、聚矽氧烷醇醯胺、聚矽氧酯及聚矽氧糖苷。此類基於聚矽氧之界面活性劑可用於形成此類水性乳液且為此項技術中已知的,且已描述於例如頒予Gee等人之美國專利4,122,029、頒予Rentsch之美國專利5,387,417及頒予Schulz等人之美國專利5,811,487中。
起始材料(D-2)非離子界面活性劑可以稀釋液形式遞送,且以水性乳液中之起始材料(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之重量計,稀釋液所用量可足以提供0.1%至6%之界面活性劑。或者,非離子界面活性劑之量可為至少0.1%,或者至少0.2%,或者至少0.3%,或者至少0.4%,或者至少0.5%;同時,以相同基礎計,非離子界面活性劑之量可為至多5%,或者至多4%,或者至多3%,或者至多2%,或者至多1%。或者,非離子界面活性劑之量可為0.2%至4%,或者0.3%至3%,或者0.4%至2.5%,或者0.5%至2%;在相同基礎上。或者,以水性乳液中之起始材料(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之重量計,起始材料(D-1)陽離子界面活性劑及(D-2)非離子界面活性劑可以≤ 10%之組合量存在。
起始材料(E)水
起始材料(E)為水。水通常不受限制,例如,水可經處理或未經處理。可用於純化水之方法之實例包括蒸餾、過濾、去離子化以及其兩者或兩者以上之組合,使得水可經去離子、蒸餾及/或過濾。或者,水可為未經處理的(例如可為自來水,亦即由城市用水系統或井水提供,未經進一步純化即使用)。在上述方法之步驟1)中,水之量足以形成用於乳液聚合之水性乳液。在步驟1)之後可添加額外的水。例如,如上文所描述製備之第一水性乳液及/或第二水性乳液可用額外的水稀釋以在用乳液調配物處理紡織品之前獲得所需量之起始材料。在步驟1)中,水之添加量可為20%至97%,或者30%至90%,或者40%至80%,或者50%至97%,或者50%至90%,或者60%至80%;以步驟1)中之所有起始材料的組合重量計。或者,水之添加量可為至少20%,或者至少30%,或者至少40%,或者至少50%,或者至少60%;同時,在相同基礎上,水之量可為至多97%,或者至多96%,或者至多95%,或者至多80%。
不希望受理論所束縛,認為起始材料(A)、(B)、及(C)以及(當存在時)(J)共聚合以形成(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物,其在本文中描述為起始材料(I)。進一步認為起始材料(D)界面活性劑及(E)水不參與共聚反應,然而,包括起始材料(D)及(E)中之一者或兩者之共聚物不排除在本文中之範疇以外。
起始材料(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物
聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物可藉由包含上述(A)、(B)、(C)、及(F)之起始材料的乳液共聚製備。或者,聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物可為基本上由下列所組成之起始材料的反應產物:起始材料(A)、(B)、(C)、及(F)(及當存在時,(H)鏈轉移劑及/或(J)額外單體)。或者,聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物可為由下列所組成之起始材料的反應產物:起始材料(A)、(B)、(C)、及(F)(及當存在時,(H)及/或(J))。不希望受理論所束縛,認為起始材料(D)及(E)中無一者與起始材料(A)、(B)及(C)共聚,而是僅充當用於共聚之媒劑。然而,本文中之任何內容均不應排除起始材料(D)及/或(E)中之一或多者之一部分或在方法期間添加之任何其他起始材料可參與包含(A)、(B)、(C)、及(F)之起始材料之共聚反應的可能性。
在適用於處理紡織品之乳液調配物中,以乳液調配物中除水以外之所有起始材料的組合重量計,(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物可以57.2%至88.5%之量存在。或者,(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之量可視諸如待處理之織物類型的因素而變化。例如,當待處理之紡織品係聚酯時,以相同的基礎計,(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之量可為58.2%至88.5%。或者,當待處理之紡織品係聚醯胺,諸如耐綸時,(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之量可為57.2%至79.3%。
起始材料(III)水分散性交聯劑
起始材料(III)為可添加至用於處理紡織品之乳液調配物,例如以促進(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物及(II)添加劑之固化的水分散性交聯劑(交聯劑)。起始材料(III)可與在步驟1)中製備之第一水性乳液組合。或者,起始材料(III)可與方法之步驟2)中的第二水性乳液組合以製備適用於處理紡織品之乳液調配物。或者,可組合第一水性乳液及第二水性乳液以形成第三水性乳液,且此後可向其添加(III)水分散性交聯劑。適合之水分散性交聯劑包括封端異氰酸酯及二醇。用語「封端異氰酸酯(blocked isocyanates)」涵蓋單異氰酸酯、二異氰酸酯、及多異氰酸酯,其中異氰酸酯基已與封端劑反應,其在加熱時釋放異氰酸酯及封端劑。適合之封端劑為此項技術中已知的,諸如胺、醯胺、具有活性氫原子之化合物、醇或肟。封端異氰酸酯可商購,諸如來自Reinach, Switzerland之Archroma的ARKOPHOB
™DAN及ARKOPHOB
™SR;來自Geretsreid, Bayern, Germany之Rudolf GmbH的RUCO-GUARD
™WEB,以及來自Woodlands, Texas, USA之Huntsman Corporation的PHOBOL
™XAN。二醇包括例如1,2-丙二醇;1,3-丙二醇;1,2-丁二醇;1,3-丁二醇;1,4-丁二醇;2,3-丁二醇;2-甲基-1,2-丙二醇;1,5-戊二醇;2-甲基-2,3-丁二醇;1,6-己二醇;1,2-己二醇;2,5-己二醇;2-甲基-2,4-戊二醇;2,3-二甲基-2,3-丁二醇;2-乙基己二醇;1,2-辛二醇;1,2-癸二醇;2,2,4-三甲基戊二醇;2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇;2,2-二乙基-1,3-丙二醇。適合之交聯劑的實例為此項技術中已知的且揭示於例如頒予Knaup之美國專利申請案2017/0204558;頒予Hamajima等人之美國專利9,777,105,在col. 11, line 54開始,其特此以引用之方式併入本文中以描述適合之交聯劑。交聯劑(III)之精確量取決於各種因素,包括在步驟1)中形成之(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物的類型及量及待處理之紡織品,然而,交聯劑(III)之重量可足以提供0.25%至3.75%之織物上重量,或者以相同基礎計0.25%至1%,或者0.25%至0.5%。替代地,以適用於處理紡織品之除水之外的乳液調配物中所有起始材料的組合重量計,交聯劑之量可為9.1%至30%。或者,(III)交聯劑之量可視諸如待處理之織物類型的因素而變化。例如,當待處理之紡織品係聚酯時,(III)交聯劑之量可為9.2%至20.1%。或者,當待處理之紡織品係聚醯胺,諸如耐綸時,(III)交聯劑之量可為9.1%至30.7%。
起始材料(H)鏈轉移劑
可在上述方法之步驟1)中添加之額外起始材料包括(H)鏈轉移劑。適合之鏈轉移劑包括硫醇,諸如烷基硫醇,例如正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、十二烷基硫醇(十二烷硫醇)、及/或2,2-二甲基癸基硫醇。或者,鏈轉移劑可為水溶性的,諸如巰基乙酸及/或2-巰基乙醇。適合之鏈轉移劑為此項技術中已知的且已揭示於例如「Radical Polymerization in Industry」, Peter Nesvadba, Performance Chemical Research, GASF Schweiz AG, Basel, Switzerland, Encyclopedia of Radicals in Chemistry, Biology and Materials, Online © 2012 John Wiley & Sons, Ltd中。
起始材料(H)鏈轉移劑係可選的且以起始材料(A)、(B)、及(C)(及當存在時,(J))之組合重量計,可以0至1%之量添加。或者,(H)鏈轉移劑可以相同基礎上之0.5%至0.6%的量使用。
起始材料(F)起始劑
亦在上述步驟1)中添加起始材料(F)起始劑。適合之起始劑包括偶氮化合物及過氧化物化合物。舉例而言,偶氮化合物可為脂族偶氮化合物,諸如1-三級戊基偶氮基-l-氰基環己烷、偶氮基-雙-異丁腈及1-三級丁基偶氮基-氰基環己烷、2,2'-偶氮基-雙-(2-甲基)丁腈、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙脒)二氫氯化物、2,2’-偶氮雙(氰基戊酸)、或其二或更多者之組合。偶氮化合物為此項技術中已知的且為可商購的,例如以商品名VAZO
™WSP獲自Wilmington, Delaware, USA之The Chemours Company。過氧化物化合物可為過氧化物或氫過氧化物,諸如過辛酸三級丁酯、過苯甲酸三級丁酯、二異丙苯過氧化物、二-三級丁基氫過氧化物、三級丁基氫過氧化物、異丙苯氫過氧化物、二-三級戊基氫過氧化物、及其二或更多者之組合。另外,二過氧化物起始劑可單獨或與其他起始劑組合使用。此類二過氧化物起始劑包括但不限於1,4-雙-(三級丁基過氧碳)環己烷、1,2-二(三級丁基過氧)環己烷及2,5-二(三級丁基過氧)-3-己炔。適合之過氧化物化合物為此項技術中已知的且可商購自各種來源,諸如Sigma-Aldrich, Inc。或者,起始劑可包含異抗壞血酸。
起始劑可單獨用作起始材料(F)。或者,起始材料(F)可為氧化還原對,其包含作為氧化組分之起始劑及還原組分。或者,包括異抗壞血酸及疏水性有機氫過氧化物(諸如三級戊基氫過氧化物或三級丁基氫過氧化物)之氧化還原對可用作起始材料(F)。起始材料(F)之適合之起始劑及/或氧化還原對之實例揭示於頒予Bardman等人之美國專利6,576,051中(開始於col. 11, line 16)。如何添加起始劑取決於各種因素,包括起始劑是否為水溶性的以及起始劑之類型(例如,是否使用熱起始劑或氧化還原對)。通常,當使用熱起始劑時,在開始步驟1)時一次性添加所有起始劑。或者,當使用氧化還原對時,起始劑可隨時間計量加入。以聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之重量計,起始劑(F)可以足以提供0.01%至3%、或者0.1%至1.5%之量使用。
起始材料(J)額外單體
起始材料(J)為可在步驟1)中添加之視情況選用之額外單體。起始材料(J)為不同於上文所述之起始材料(A)、(B)及(C)的不可結晶單體。當存在時,額外單體可以按(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之重量計> 0至18.75重量%的量使用。適合之單體包括(甲基)丙烯酸酯單體,諸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三級戊酯、(甲基)丙烯酸丁酯(諸如甲基丙烯酸三級丁酯)、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、丙烯酸2-萘酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、及其二或更多者之組合。或者,額外單體可為苯乙烯或氯乙烯。起始材料(J)之適合之單體為此項技術中已知的且為可商購的,例如可商購自Polysciences, Inc。或者,額外單體(J)可選自由下列所組成之群組:甲基丙烯酸異莰酯(IBMA)、丙烯酸異莰酯(IBA)、及其組合。額外單體視情況存在且可以按起始材料(A)、(B)及(C)以及(當存在時)(J)之組合重量計0至18.75%之量存在。或者,(J)額外單體可以至少0.5%、或者至少1%、或者至少2%之量存在;同時,額外單體可以按相同基礎計至多18.75%、或者至多15%、或者至多10%、或者至多8%、或者至多5%之量存在。或者,(J)額外單體之量可為以相同基礎計> 0至18.75%,或者0.5%至7%,或者1%至6%,或者2%至5%。
起始材料(K)抑制劑
起始材料(K)為可視情況在上述方法之步驟1)中添加的抑制劑。當存在時,起始材料(K)抑制劑可以按(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之重量計> 0至< 0.01%,或者按相同基礎計> 0至< 2,000 ppm、或者1 ppm至1818 ppm、或者10 ppm至500 ppm的量使用。起始材料(K)之適合之抑制劑為可商購的,且包括例如硝基苯、丁基化羥基甲苯、二苯基苦味基肼(diphenyl picryl hydrazyl, DPPH)、對甲氧基酚、2,4-二-三級丁基兒茶酚、啡噻
、N,N-二乙羥胺、N-亞硝基苯羥胺之鹽、(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧烷基(oxidanyl) (TEMPO)、及4-羥基-(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧烷基(4-羥基TEMPO)。
可任選地在方法之步驟1)之後及/或步驟2)之後添加額外起始材料以製備適用於處理紡織品之乳液調配物。起始材料可選自由下列所組成之群組:(VI)額外界面活性劑(如上文針對起始材料(D)所描述)、(VII)蠟、(VIII)殺生物劑、(IX)額外水(如上文針對起始材料(E)所描述)、(X)阻燃劑、(XI)減皺劑、(XII)抗靜電劑、(XIII)滲透劑、或二或更多種額外起始材料之組合。
起始材料(VII)蠟
起始材料(VII)為蠟,其可任選地添加以向將施用乳液調配物之紡織品提供改良之撥水性或軟度。蠟之量將視包括以下之因素而變化:所選蠟之類型、所欲益處、及欲用乳液調配物處理之織物。然而,以(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之重量計,蠟之量可為0至75%,或者0至50%,或者25%至50%。或者,當使用時,蠟之量可為> 0%,或者至少10%,或者至少25%,而同時,蠟之量可為相同基礎上之至多75%,或者至多50%。適合之蠟之實例包括石蠟(例如正鏈烷烴、異鏈烷烴、及/或環鏈烷烴)、聚矽氧蠟,諸如具有長鏈烷基之聚矽氧蠟(例如烷基甲基聚矽氧蠟)及/或胺基-聚矽氧蠟,及其二或更多者之組合。適合之蠟揭示於例如頒予Knaup之美國專利申請案2017/0204558及頒予Probst等人之美國專利10,844,151。蠟可作為水基分散液遞送,例如來自Cincinnati, Ohio, U.S.A之Michelman的Michelman蠟743及其他。其他蠟亦可商購,例如來自Hamburg, Germany之Sasol Wax,以及聚矽氧蠟,諸如DOWSIL
™AMS-C30,可購自Midland, Michigan, U.S.A之Dow Silicones Corporation。
起始材料(VIII)殺生物劑
起始材料(VIII)為可選的殺生物劑。殺生物劑之量將視包括所選殺生物劑之類型及所需益處的因素而變化。然而,當使用時,以乳液調配物中之所有起始材料之組合重量計,殺生物劑之量可為> 0%至5%。起始材料(VIII)由(M-1)殺真菌劑、(M-2)除草劑、(M-3)殺蟲劑、(M-4)抗微生物劑、或其組合例示。適合的殺生物劑係揭示於例如美國專利9,480,977中。
起始材料(XIII)滲透劑
起始材料(XIII)為滲透劑。適合之滲透劑由二醇醚例示,該等二醇醚可商購自The Dow Chemical Company且包括DOWANOL
™DPM、TPM、PPh、EPh、Methyl CARBITOL
™、及Butyl CARBITOL
™。
(II)添加劑
適用於處理紡織品之乳液調配物進一步包含(II)添加劑,其量足以賦予紡織品軟度而不明顯降低撥水性,該添加劑選自:(II-1)式
之烷基聚矽氧烷,其中各R
19係經獨立選擇之具有1至18個碳原子之單價飽和烴基,且下標a之平均值為20至300,或(II-2)組合,其包含:以(II-2)組合中所有起始材料之組合重量計之60至70重量%的(II-1)烷基聚矽氧烷;以(II-2)組合中所有起始材料之組合重量計之29至39重量%的(II-2-1)聚矽氧樹脂,其具有根據JIS K 6249:2003藉由A型硬度計量測之≥ 20的硬度;及以(II-2)組合中所有起始材料之組合重量計之0至2重量%的(II-2-2)胺基官能性聚有機矽氧烷,其具有100至20,000 g/mol之官能基當量,且在25℃下具有藉由JIS K 2283:2000之方法量測的10至100,000 mm
2/s之運動黏度,其中當量意謂每1莫耳氮原子胺基官能性聚有機矽氧烷之分子量。或者,(II-2-2)胺基官能性聚有機矽氧烷可以按相同基礎計1%至2%的量存在。
(II-1)烷基聚矽氧烷具有式
,其中各R
19係經獨立選擇之具有1至18個碳原子之單價飽和烴基,且下標a之平均值為20至300。R
19之單價飽和烴基可為烷基,或者1至6個碳原子之烷基。或者,烷基可具有1至3個碳原子,或者1至2個碳原子。或者,各R
19可為甲基。適合的烷基聚矽氧烷,例如雙-三甲基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷係此項技術中已知的且可商購,例如,作為來自DSC之XIAMETER
™200 Fluids商購。
或者,(II)添加劑可包含(II-2)組合,其包含:以(II-2)組合中所有起始材料之組合重量計之60至70重量%的上述(II-1)烷基聚矽氧烷;以(II-2)組合中所有起始材料之組合重量計之29至39重量%的(II-2-1)聚矽氧樹脂,其具有根據JIS K 6249:2003藉由A型硬度計量測之≥ 20的硬度;及以(II-2)組合中所有起始材料之組合重量計之1至2重量%的(II-2-2)胺基官能性聚有機矽氧烷,其具有100至20,000 g/mol之官能基當量,且在25℃下具有藉由JIS K 2283:2000之方法量測的10至100,000 mm
2/s之運動黏度,其中當量意謂每1莫耳氮原子胺基官能性聚有機矽氧烷之分子量。
起始材料(II)添加劑可在第二水性乳液中遞送,該第二水性乳液包含(II)添加劑、(D’)界面活性劑(其可如上文針對起始材料(D)所描述)、及(E’)水(其可如上文針對起始材料(E)所描述)。第二水性乳液可藉由已知方法,諸如美國專利申請公開案2020/0332148中所描述之彼等方法,藉由改變如本文所描述之起始材料的類型及量來製備。
在適用於處理紡織品之乳液調配物中,以乳液調配物中除水以外之所有起始材料的組合重量計,(II)添加劑可以0.4%至29.3%之量存在。或者,(II)添加劑之量可視所選添加劑之類型及/或待處理紡織品之類型而變化。例如,當添加劑係(II-1)烷基聚矽氧烷時,烷基聚矽氧烷可以0.7%至28.5%之量存在。或者,當待處理之紡織品係聚酯時,烷基聚矽氧烷可以0.7%至28.5%之量存在。或者,當待處理之紡織品係聚醯胺,諸如耐綸時,烷基聚矽氧烷可以1%至28.5%之量存在。或者,當添加劑係上述(II-2)組合時,以乳液調配物中除水以外之所有起始材料的組合重量計,添加劑可以0.4%至29.3%之量存在。或者,當待處理之紡織品係聚酯時,組合可以0.4%至29.3%之量存在。或者,當待處理之紡織品係聚醯胺,諸如耐綸時,組合可以0.8%至28.5%之量存在。
當選擇添加至上述第一水性乳液及第二水性乳液、以及適用於處理紡織品之乳液調配物中的起始材料時,起始材料類型間可存在重疊,因為本文所描述之某些起始材料可具有多於一種功能。第一水性乳液、第二水性乳液、及/或乳液調配物中所用之起始材料可不同於彼此。
適用於處理紡織品之乳液調配物包含:(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(II)添加劑、(III)水分散性交聯劑、(IV)界面活性劑(上文描述為起始材料(D))、及(V)水(上文描述為起始材料(E))。乳液調配物可任選地進一步包含選自由下列所組成之群組的額外起始材料:(VII)蠟、(VIII)殺生物劑、(IX)額外水、(X)阻燃劑、(XI)減皺劑、(XII)抗靜電劑、(XIII)滲透劑、以及起始材料(VII)、(VIII)、(IX)、(X)、(XI)、(XII)、及(XIII)中之二或更多者之組合,其可在製備包含(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之第一水性乳液期間添加,或此後在製備乳液調配物之過程中添加。此等額外起始材料及其量如上文所述。此外,本文所述之乳液調配物可用不含碳氟化合物之起始材料調配。舉例而言,乳液調配物可不含任何含有共價鍵結至碳原子之氟原子的起始材料。
用於處理紡織品之方法
如上文所述製備之乳液調配物可用於處理紡織品。舉例而言,用於處理紡織品之方法包含:I)用上述乳液調配物塗佈紡織品,及II)加熱該紡織品。步驟I)可藉由任何便利方法進行,諸如用乳液調配物填充、浸漬、或噴灑紡織品。然而,該方法應足以遞送0.25重量%至7.5重量%之織物上重量的(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物;0.01重量%至0.5重量%之織物上重量的(II)添加劑;及0.05重量%至0.5重量%之織物上重量的(III)水分散性交聯劑,各者以紡織品之重量計。當(II)添加劑係(II-2)組合時,(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物之量及(II-2)組合之量足以提供2 : 1至< 200 : 1之(I) : (II-2)重量比。
步驟II)可藉由任何便利方法進行,諸如將紡織品置於烘箱中。可對紡織品進行加熱,以移除全部或一部分水及/或固化乳液調配物。精確溫度視各種因素而定,包括所選紡織品類型之溫度敏感性及所欲乾燥時間。然而,加熱可在> 100℃之溫度下進行以移除水。或者,溫度可為> 100℃至200℃,持續一段足以移除全部或一部分水、使封端異氰酸酯交聯劑解封端(de-block)、及/或固化(I)聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物及(II)添加劑的時間。
待處理之紡織品不受特別限制。適合之紡織品包括天然來源之紡織品,諸如棉、絲、亞麻及/或羊毛之織物;源自合成來源之紡織品,諸如嫘縈、醋酸纖維、聚酯、聚醯胺(諸如耐綸)、聚丙烯腈、及聚烯烴,諸如聚乙烯及/或聚丙烯,及其二或更多者之組合(例如摻合物,諸如聚酯/棉摻合物)。紡織品之形式亦不受特別限制。本文所描述之乳液調配物適用於任何形式之紡織品,例如編織物、針織物、地毯、或非編織紡織品。
實例
提供以下實例以向熟習此項技術者說明本發明,且該等實例不應解釋為限制申請專利範圍中所闡述之本發明。本文所用之起始材料如下。待處理之紡織品為耐綸(Nylon)(型號01194),其係購自Burlington且含有98.61%耐綸及1.39%彈性纖維。重量為6.84 Oz/Lin Yd及平紋組織。另一待處理之紡織品為聚酯或PES Woven(縐紗),亦獲自Burlington,型號為4774 075,基重為220 g/m
2。水分散性交聯劑(H-1)為購自Huntsman之PHOBOL
™XAN延伸劑(肟封端異氰酸酯乳液)且按原樣使用。可結晶單體(A-1)係丙烯酸硬脂酯及/或甲基丙烯酸月桂酯,可交聯(甲基)丙烯酸酯單體(C-1)係甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA),非離子界面活性劑BRIJ
™L23-69(69%活化劑)、陽離子界面活性劑ARQUAD
™16-29(十六烷基三甲基氯化銨,29%活化劑)、及2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈) (AIBN)、EcoSurf
™EH-14非離子界面活性劑(90%活化劑)、EcoSurf
™EH-40非離子界面活性劑(75%活化劑)、Synperonic
™13/6共乳化劑及潤濕劑、Synperonic
™13/12共乳化劑及潤濕劑,根據美國專利申請公開案2020/0332148製備之乳液,其包括烷基聚矽氧烷、聚矽氧樹脂、及胺基官能性聚有機矽氧烷(乳液1);Nicca BG2滲透劑、三級丁基氫過氧化物、異抗壞血酸、十二烷硫醇、二丙二醇、XIAMETER
™PMX-200聚矽氧流體(100 cSt雙-三甲基矽氧烷封端之聚二甲基矽氧烷)、及XIAMETER
™OHX-0750聚合物(DP~200之雙-矽醇封端之聚二甲基矽氧烷)係可商購的且係自商業來源獲得。如PCT公開案2021108068中所描述製備末端胺基矽氧烷(TAS,雙-胺基-烷基封端之聚二甲基矽氧烷,其中DP~16)。起始材料(B-1)為如美國專利6,420,504中所述製備之甲基丙烯酸3-(1,5-雙(2-(1,1,1,5,5,5-六甲基-3-((三甲基矽基)氧基)三矽氧烷-3-基)乙基)-3-(((2-(1,1,1,5,5,5-六甲基-3-((三甲基矽基)氧基)三矽氧烷-3-基)乙基)二甲基矽基)氧基)-1,1,5,5-四甲基三矽氧烷-3-基)丙酯(縮寫為Si16)。Fisherbrand
™型號705音波破碎儀用於音波處理。微流化床為Microfluidics Microfluidizer型號110Y均質器。DT-樹脂-ALMA為包括雙官能及三官能矽氧烷單元之聚甲基倍半矽氧烷樹脂,其中該樹脂進一步包括甲基丙烯醯氧基丙基。
在此參考實例A中,如下製備聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物乳液。如下製備起始劑溶液A:將0.702 g 70%三級丁基氫過氧化物稀釋於45 mL DI水中,以形成儲備溶液。藉由取5 g此儲備溶液且與5 g DI水混合而製成最終溶液。
如下製備起始劑溶液B:將0.96 g異抗壞血酸添加至45 mL DI水中,以形成儲備溶液。藉由取5 g此儲備溶液且與5 g DI水混合而製成最終溶液。
將丙烯酸硬脂酯(47.5 g)、Si16 (1.5 g)、HEMA (1 g)、十二烷硫醇(0.05 g)、Ecosurf
™EH-40非離子界面活性劑(1.67 g)、及去離子水(200 g)置放於400 ml瓶(jar)中。將混合物在40℃水浴中加熱10分鐘以使丙烯酸硬脂酯熔融。使用超音波發生器以50焦耳之振幅對材料進行音波處理兩分鐘以產生粗乳液。接著使粗乳液穿過在40℃及10-15k PSI下操作之微流化床。接著將乳液轉移至配備有回流冷凝器、氮氣入口、頂置式攪拌器(IKA RW20)及熱電偶探針之1000 mL 4頸燒瓶中。乳液使用鐵氟龍(Teflon)葉片以200 RPM攪拌且加熱至60℃。在達到溫度之後,將氧化還原起始劑以0.25 mL/min饋入溶液中(起始劑溶液A及起始劑溶液B分開進料),且在60℃下一小時之後,接著使所得乳液調配物在攪拌下冷卻至<35℃,隨後倒出。根據此參考實例A,藉由改變適當起始材料的量來製備樣本1至16及23-34之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物。
在此參考實例1中,丙烯酸酯乳液樣本17、18、35、及36係如下製備:將丙烯酸硬脂酯(37.5 g)、甲基丙烯酸月桂酯(11.5 g)、HEMA (1 g)、二丙二醇(20 g)、Brij L23-69 (5 g)、Arquad 16-29(十六烷基三甲基氯化銨,3 g)、及去離子水(180 g)置放於400 ml瓶中。將混合物在40℃水浴中加熱10分鐘以使丙烯酸硬脂酯熔融。使用超音波發生器以50 J之振幅對材料進行音波處理2分鐘以產生乳液。接著將乳液轉移至配備有回流冷凝器、氮氣入口、頂置式攪拌器(IKA RW20)及熱電偶探針之1000 mL 4頸燒瓶中。使用鐵氟龍葉片以200 RPM攪拌乳液且添加0.3 g之2-2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽起始劑,且將混合物加熱至60℃。將反應混合物保持在60℃下6小時。接著在攪拌下使材料冷卻至30至40℃,隨後倒出。
在此參考實例2中,如美國專利申請公開案2020/0332148中所描述製備丙烯酸酯乳液樣本19、20、37、及38。將丙烯酸硬脂酯(49 g)、HEMA (1 g)、Brij L23-69 (5 g)、Arquad 16-29(十六烷基三甲基氯化銨,3 g)、及去離子水(200 g)置放於400 ml瓶中。將混合物在40℃水浴中加熱10分鐘以使丙烯酸硬脂酯熔融。使用超音波發生器以50 J之振幅對材料進行音波處理2分鐘以產生乳液。接著將乳液轉移至配備有回流冷凝器、氮氣入口、頂置式攪拌器(IKA RW20)及熱電偶探針之1000 mL 4頸燒瓶中。使用鐵氟龍葉片以200 RPM攪拌乳液且添加0.3 g之2-2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽起始劑,且將混合物加熱至60℃。將反應混合物保持在60℃下6小時。接著在攪拌下使材料冷卻至30至40℃,隨後倒出。
在此參考實例3中,將35 g PMX-200流體及1.5 g EcoSurf
™EH-14置於塑膠燒杯中,且用具有18 mm分散工具之IKA Ultra Turrax T25以10,000 RPM混合。將去離子水(15.5 g)逐滴添加至混合物以製成乳液。
在此參考實例4中,將10 g比較聚合物(OHX-0750聚合物或末端胺基矽氧烷)、0.5 g Synperonic 13/6、0.5 g Synperonic 13/12、及0.75 g去離子水置放於SpeedMixer杯中且以3500 RPM混合30秒,進行兩次。藉由添加1.25 g及3.67 g的去離子水等分試樣且在添加各等分試樣之後以3500 RPM混合來稀釋所得乳液。
在此參考實例5中,將藉由組合水、滲透劑、乳化添加劑(PMX-200聚矽氧流體、OHX-0750聚合物、或TAS、或乳液1)、聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物乳液、及水分散性交聯劑(PHOBOL
™XAN延伸劑)來製備的適用於處理紡織品之乳液調配物於塑膠瓶中組合,以手動搖晃混合。所得調配物描述於下表X中。
表X -乳液調配物
樣本(Spl.) | 共聚物g,(wt%) | 丙烯酸酯g,(wt%) | 交聯劑g,(wt%) | Nicca BG2滲透劑(g) | 乳液1 g,(wt%) | TAS g,(wt%) | PMX-200 g,(wt%) | OHX-0750 g,(wt%) |
1 | 22.23 (2) | 0 | 1.88 (0.25) | 0.80 (0.36) | 1.60 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
2 | 27.80 (2) | 0 | 2.30 (0.25) | 1.01 (0.36) | 0.41 (0.1) | 0 | 0 | 0 |
3 | 22.23 (2) | 0 | 1.86 (0.25) | 0.80 (0.36) | 0.03 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
4 | 11.10 (1) | 0 | 1.59 (0.25) | 0.82 (0.36) | 1.60 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
5 | 15.01 (1) | 0 | 2.50 (0.25) | 1.03 (0.36) | 0.44 (0.1) | 0 | 0 | 0 |
6 | 11.12 (1) | 0 | 1.88 (0.25) | 0.81 (0.36) | 0.03 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
7 | 11.13 (1) | 0 | 1.85 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 0.03 (0.01) | 0 |
10 | 16.68 (2) | 0 | 1.41 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
11 | 8.34 (1) | 0 | 1.42 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
12 | 11.13 (1) | 0 | 1.85 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 1.59 (0.5) | 0 |
13 | 8.34 (2) | 0 | 1.38 (0.5) | 0 | 0 | 2.78 (2) | 0 | 0 |
14 | 11.26 (2) | 0 | 1.86 (0.5) | 0 | 0 | 0.38 (0.2) | 0 | 0 |
15 | 8.34 (2) | 0 | 1.40 (0.5) | 0 | 0 | 0 | 0 | 2.77 (2) |
16 | 8.36 (2) | 0 | 1.41 (0.5) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.28 (0.2) |
17 | 0 | 8.89 (2) | 0.74 (0.25) | 0.33 (0.36) | 0.63 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
18 | 0 | 8.89 (2) | 0.75 (0.25) | 0.33 (0.36) | 0.01 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
19 | 0 | 8.92 (2) | 0.74 (0.25) | 0.33 (0.36) | 0.62 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
20 | 0 | 8.89 (2) | 0.75 (0.25) | 0.32 (0.36) | 0.02 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
21 | 0 | 0 | 0.73 (0.25) | 0.31 (0.36) | 0.63 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
22 | 0 | 0 | 0.74 (0.25) | 0.31 (0.36) | 0.13 (0.1) | 0 | 0 | 0 |
23 | 27.80 (2) | 0 | 2.31 (0.25) | 0.75 (0.27) | 1.99 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
24 | 13.89 (1) | 0 | 2.31 (0.25) | 0.78 (0.27) | 0.39 (0.1) | 0 | 0 | 0 |
25 | 27.80 (2) | 0 | 2.33 (0.25) | 0.77 (0.27) | 0.04 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
26 | 13.90 (1) | 0 | 2.31 (0.25) | 0.76 (0.27) | 1.98 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
27 | 7.03 (0.5) | 0 | 2.45 (0.25) | 0.79 (0.27) | 0.43 (0.1) | 0 | 0 | 0 |
28 | 13.88 (1) | 0 | 2.33 (0.25) | 0.76 (0.27) | 0.04 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
29 | 13.89 (1) | 0 | 2.31 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 1.98 (0.5) | 0 |
30 | 13.91 (1) | 0 | 2.31 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 0.05 (0.01) | 0 |
33 | 27.78 (2) | 0 | 2.31 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
34 | 13.89 (1) | 0 | 2.36 (0.25) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
35 | 0 | 11.11 (2) | 0.93 (0.25) | 0.3 (0.27) | 0.79 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
36 | 0 | 11.11 (2) | 0.92 (0.25) | 0.3 (0.27) | 0.02 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
37 | 0 | 11.12 (2) | 0.94 (0.25) | 0.3 (0.27) | 0.79 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
38 | 0 | 11.12 (2) | 0.97 (0.25) | 0.3 (0.27) | 0.02 (0.01) | 0 | 0 | 0 |
39 | 0 | 0 | 0.94 (0.25) | 0.3 (0.27) | 0.79 (0.5) | 0 | 0 | 0 |
40 | 0 | 0 | 0.94 (0.25) | 0.3 (0.27) | 0.16 (0.1) | 0 | 0 | 0 |
在表X中描述起始材料的欄中,第一個值表示起始材料之公克數且(括號)中之第二個值表示乳液調配物中之織物上重量。共聚物係指聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物。
在此參考實例6中,如下進行撥水性及耐洗性評估程序。用根據參考實例5製備之乳液調配物來處理耐綸/聚酯片材(sheet),接著使用90℉洗滌/冷沖洗循環清洗片材,且在約150℉下乾燥。此方法重複至多20次。每6磅片材使用37 g Tide清潔劑(無香味)。在初始處理(0次洗滌)後、在10次洗滌後、及20次洗滌後進行AATCC-22噴水測試。在噴水測試中,值< 90視為不通過。結果在下表Y中。
在此參考實例7中,如下進行軟度評估程序。在約150℉下乾燥之後,對耐綸/聚酯片材進行硬度及手感兩者之評估。對於硬度,片材摺疊成1/2,且硬度/懸垂性(drape)以1至5之範圍排名,其中5係最佳的。對於手感,織物觸感以1至5之範圍排名,其中5係最佳的。< 4)視為不通過。結果在下表Y中。
表Y -紡織品處理結果
樣本 | 經處理紡織品 | 噴水- 10w | 噴水- 20 w | 懸垂性 | 手感 |
1 | PES | 100 | 100 | 4 | 4 |
2 | PES | 100 | 100 | 4 | 4 |
3 | PES | 100 | 100 | 4 | 4 |
4 | PES | 100 | 100 | 5 | 5 |
5 | PES | 100 | 95 | 5 | 5 |
6 | PES | 100 | 100 | 5 | 5 |
7 | PES | 100 | 100 | 4 | 4 |
10 | PES | 100 | 100 | 2 | 2 |
11 | PES | 100 | 100 | 3 | 3 |
12 | PES | 80 | 100 | 4 | 4 |
13 | PES | * | - | - | 4 |
14 | PES | * | - | - | 3 |
15 | PES | * | - | - | 4 |
16 | PES | * | - | - | 3 |
17 | PES | 75 | - | 1 | 1 |
18 | PES | 70 | - | 1 | 1 |
19 | PES | 90 | - | 1 | 1 |
20 | PES | 80 | - | 1 | 1 |
21 | PES | 100 | 80 | 4 | 4 |
22 | PES | 75 | 70 | 4 | 4 |
23 | 耐綸 | 100 | 100 | 5 | 5 |
24 | 耐綸 | 100 | 100 | 5 | 5 |
25 | 耐綸 | 100 | 100 | 3 | 3 |
26 | 耐綸 | 100 | 100 | 5 | 5 |
27 | 耐綸 | 100 | 100 | 5 | 5 |
28 | 耐綸 | 100 | 100 | 5 | 5 |
29 | 耐綸 | 100 | 100 | 4 | 4 |
30 | 耐綸 | 100 | 100 | 4 | 4 |
33 | 耐綸 | 100 | 100 | 2 | 2 |
34 | 耐綸 | 100 | 100 | 3 | 3 |
35 | 耐綸 | 60 | - | 1 | 1 |
36 | 耐綸 | 70 | - | 1 | 1 |
37 | 耐綸 | 80 | - | 1 | 1 |
38 | 耐綸 | 75 | - | 1 | 1 |
39 | 耐綸 | 100 | 80 | 4 | 4 |
40 | 耐綸 | 70 | 55 | 4 | 4 |
在表Y中,「*」表示樣本在初始處理之後未通過噴水測試,因此未進行洗滌額外噴水測試;且「-」表示未測試。
樣本1-6展示用提供1至2%聚矽氧-(甲基)丙烯酸共聚物及0.01至0.5%乳液1的乳液調配物處理PES織物,提供持久的撥水性(如藉由在10及20次洗滌之後通過噴水測試所示)及良好的軟度(如由懸垂性及手感測試值≥ 4所示)。實例7展示用提供1至2%聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物及0.01%三甲基-矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷的乳液調配物處理PES織物,亦提供持久的撥水性(如藉由在10及20次洗滌之後通過噴水測試所示)及良好的軟度(如由懸垂性及手感測試值≥ 4所示)。實例10及11展示用提供1至2%聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物但無對應於本文所描述之起始材料(II)的添加劑的乳液調配物處理PES織物不能提供足夠的軟度。實例13、14、15、及16展示,在測試的條件下,當使用本發明範圍以外的添加劑而非本文所定義之起始材料(II)時,撥水性不足。實例17、18、19、及20展示,在測試的條件下,當使用本發明範圍以外的共聚物而非本文所定義之起始材料(I)時,撥水性不足。實例21及22展示在測試的條件下,在無本文所定義之起始材料(I)之情況下,撥水性不足。
所欲解決的問題
聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯混合共聚物可賦予不同紡織品極佳的持久耐水性,然而,其可能會具有因硬度及手感不良而降低美觀性的缺點。用於處理紡織品的已知組成物,諸如美國專利申請公開案2020/0332148中所揭示之彼等組成物可賦予足夠的美觀性但對於一些應用持久撥水性不足。
解決方案
本發明提供一種乳液調配物,其當用於處理紡織品時,賦予良好的持久撥水性(藉由在10至20次洗滌後之噴水測試至少90分所量測)及理想的美觀性(藉由參考實例7中之上述硬度及手感測試至少4分所量測)。
術語之定義及用法
除非另外指明,否則本文中之所有量、比率、及百分比均以重量計。發明內容及發明摘要以引用之方式併入本文中。除非說明書上下文另外指示,否則冠詞「一(a/an)」及「該(the)」各指一或多者。過渡片語「包含(comprising)」、「基本上由……組成(consisting essentially of)」、及「由……組成(consisting of)」如Manual of Patent Examining Procedure第九版,修訂版08.2017,2018年1月於章節§2111.03 I.、II.及III作出最後修訂中所描述地使用。使用「例如(for example)」、「例如(e.g.)」、「諸如(such as)」、及「包括(including)」來列示說明性實例不會只限於所列示之實例。因此,「例如」或「諸如」意指「例如,但不限於(for example, but not limited to)」或「諸如,但不限於(such as, but not limited to)」,且涵蓋類似或等效實例。本文所用之縮寫具有表Z中之定義。
表Z –縮寫
縮寫 | 定義 |
℃ | 攝氏度 |
DSC | Midland, Michigan, USA之Dow Silicones Corporation |
℉ | 華氏度 |
g | 公克 |
GPC | 用於根據上文參考實例中所述之方法量測本文共聚物之分子量的凝膠滲透層析法 |
HEMA | 甲基丙烯酸羥乙酯 |
m | 公尺 |
(甲基)丙烯酸酯 | 包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或兩者之一類化合物。 |
min | 分鐘 |
mL | 毫升 |
Mp | 峰值平均分子量 |
MW | 藉由GPC量測之分子量,以公克/莫耳為單位 |
Oz/Lin Yd | 每線碼之盎司數 |
ppm | 百萬分點 |
psi | 每平方吋磅數 |
PTFE | 聚四氟乙烯 |
RPM | 每分鐘轉數 |
RT | 25℃±2℃之室溫 |
uL | 微升 |
um | 微米 |
已以說明方式描述了本發明,且應理解,已使用之術語意欲具有字語之描述而非限制性質。對於本文所依賴的用於描述特定特徵或態樣之任何馬庫什組,可獨立於所有其他馬庫什成員自各別馬庫什組之各成員獲得不同、特殊及/或出人意料的結果。可個別及/或組合地依賴馬庫西組之各成員且對屬於隨附申請專利範圍之範疇內的特定實施例提供足夠支持。
另外,描述本發明之所憑藉的任何範圍與子範圍皆獨立且共同落入隨附申請專利範圍之範疇中,並且將其理解為描述且預想到包括整體及/或其中部分值的所有範圍,即使此些值在本說明書中並未明白寫出。熟習此項技術者易於認識到,所列舉之範圍及子範圍充分地描述且使得能夠進行本發明之各種實施例,且此類範圍及子範圍可進一步描述成相關的一半、三分之一、四分之一、五分之一及該範圍內所包括之任何其他子範圍。僅作為一個實例,「16至24」之範圍可進一步劃分為下三分之一,亦即16至18;中三分之一,亦即19至21,及上三分之一,亦即22至24,或者,範圍「16至24」包括子範圍「18至22」,其各自個別地及共同地屬於所附申請專利範圍之範疇內,且可個別地及/或共同地依賴且對屬於隨附申請專利範圍之範疇內的特定實施例提供足夠支持。另外,對於界定或修飾一個範圍之語言,諸如「至少」、「大於」、「小於」、「不大於」及其類似語言,應理解,此類語言包括子範圍及/或上限或下限。
無
無
Claims (16)
- 一種適用於處理紡織品之乳液調配物,其中該乳液調配物包含: (I) 聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物,其量足以賦予紡織品撥水性,其包含下列單元式: 其中各R 1係經獨立地選擇之16至24個碳原子的烷基;各R 2係獨立地選自由H及甲基所組成之群組;各D 2係2至12個碳原子之二價烴基;各R 3係式OSi(R 4) 3之基團;其中各R 4係獨立地選自由R及DSi(R 5) 3所組成之群組,其中各R係經獨立地選擇之1至12個碳原子之單價烴基,且各D係獨立地選自由下列所組成之群組:氧原子、1至12個單元之(聚)環氧烷基團、及2至4個碳原子之二價烴基;各R 5係獨立地選自由R及DSi(R 6) 3所組成之群組;其中各R 6係獨立地選自由R及DSiR 3所組成之群組;其限制條件為R 4、R 5、及R 6經選擇使得具有下標w之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體單元具有至少6個矽原子;各R 7係獨立地選自由氧原子及NH所組成之群組;D 3係1至12個碳原子之二價烴基;D 4為2至4個碳原子之伸烷基或二價伸烷基芳基;下標v表示式(OD 4)之單元數目,且下標v之值為0至12;各R 8係可交聯基團;各R 9係1至14個碳原子之單價烴基;各R 10係獨立地選自由鹵素、乙酸酯基、或1至14個碳原子之單價烴基所組成之群組;下標w、x、y、z1、及z2表示該共聚物中各單元之相對權重,下標x之值為0.25至15;下標w之值為80至98.75;下標y之值為1至5;下標z1之值為0至18.75;且下標z2之值為0至18.75,且數量(w + x + y + z1 + z2) = 100;且其限制條件為該共聚物進一步包含末端部分; (II) 添加劑,其量足以賦予紡織品軟度而不明顯降低撥水性,其選自由下列所組成之群組: (II-1) 式 之烷基聚矽氧烷,其中各R 19係經獨立地選擇之具有1至18個碳原子的單價飽和烴基,且下標a之平均值為20至300,或 (II-2) 組合,其包含 以(II-2)該組合中所有起始材料之組合重量計,60至70重量%的(II-1)該烷基聚矽氧烷, 以(II-2)該組合中所有起始材料之組合重量計,29至39重量%的(II-2-1)聚矽氧樹脂,其具有根據JIS K 6249:2003藉由A型硬度計量測之≥20的硬度,及 以(II-2)該組合中所有起始材料之組合重量計,0至2重量%的(II-2-2)胺基官能性聚有機矽氧烷,其具有100至20,000 g/mol之官能基當量,且在25℃下具有藉由JIS K 2283:2000之方法量測的10至100,000 mm 2/s之運動黏度,其中該當量意謂每1莫耳氮原子該胺基官能性聚有機矽氧烷之分子量; (III) 水分散性交聯劑,其量足以使起始材料(I)及(II)交聯; (IV) 界面活性劑;及 (V) 水。
- 如請求項1之乳液調配物,其中R 1係硬脂醯基,下標w=95,D 2係–(CH 2) 3–,各R 3係–OSi(CH 3) 2(CH 2) 2Si(OSi(CH 3) 3),下標x=3,R 7係O,下標v = 0,R 8係OH,下標y = 2,下標z1= 0,且下標z2 = 0。
- 如請求項1或請求項2之乳液調配物,其進一步包含選自由下列所組成之群組的一或多種額外起始材料:(VI)額外界面活性劑、(VII)蠟、(VIII)殺生物劑、(IX)阻燃劑、(X)減皺劑、(XI)抗靜電劑、及(XII)滲透劑。
- 如請求項3之乳液調配物,(II)該添加劑為(II-2),且該乳液調配物進一步包含(XII)該滲透劑。
- 如請求項1至4中任一項之乳液調配物,其中(III)該水分散性交聯劑包含封端異氰酸酯。
- 如請求項1至5中任一項之乳液調配物,其中(I)該聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物以足以提供0.25至7.5織物上重量%的量存在;(II)該添加劑以足以提供0.01至0.5織物上重量%的量存在;且(III)該水分散性交聯劑以足以提供0.05至0.5織物上重量%的量存在,其限制條件為當該添加劑為(II-2)該組合時,(I)該聚矽氧–(甲基)丙烯酸酯共聚物之量及(II-2)該組合之量足以提供2 : 1至< 200 : 1的(I) : (II-2)重量比。
- 一種製備如請求項1至6中任一項之乳液調配物的方法,該方法包含: 1) 經由起始材料之乳液聚合來製備起始材料(I)該聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物,該等起始材料包含: 80重量%至98.75重量%之(A)式 之可結晶單體,其中R 1及R 2如上文所描述; 0.25重量%至15重量%之(B)式 之聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯大分子單體,其中R 2、D 2、及R 3如上文所描述; 1重量%至5重量%之(C)式 之可交聯(甲基)丙烯酸酯單體,其中R 7、D 3、D 4、下標v、及R 8如上文所描述; (D) 界面活性劑; (E) 水;及 (F) 起始劑; 藉此形成包含(I)該聚矽氧-(甲基)丙烯酸酯共聚物的第一水性乳液; 2) 提供第二水性乳液,其包含(II)該添加劑、(D’)界面活性劑、及(E’)水;及 3) 混合材料,該等材料包含在步驟1)中製備之該第一水性乳液、來自步驟2)之該第二水性乳液、(III)該水分散性交聯劑、及可選地一或多種選自由下列所組成之群組的額外起始材料:額外界面活性劑、蠟、殺生物劑、額外水、阻燃劑、減皺劑、抗靜電劑、及滲透劑。
- 如請求項7之方法,其中起始材料(A)係選自由下列所組成之群組:丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸二十二酯、及丙烯酸二十二酯。
- 如請求項7或請求項8之方法,其中起始材料(B)具有式 。
- 如請求項7至9中任一項之方法,其中起始材料(B)係選自由下列所組成之群組: 甲基丙烯酸3-(5-((1,1,1,3,5,5,5-七甲基三矽氧烷-3-基)氧基)-1,1,1,3,7,9,9,9-八甲基-3,7-雙((三甲基矽基)氧基)五矽氧烷-5-基)丙酯; 甲基丙烯酸3-(1,5-雙(2-(1,1,1,5,5,5-六甲基-3-((三甲基矽基)氧基)三矽氧烷-3-基)乙基)-3-(((2-(1,1,1,5,5,5-六甲基-3-((三甲基矽基)氧基)三矽氧烷-3-基)乙基)二甲基矽基)氧基)-1,1,5,5-四甲基三矽氧烷-3-基)丙酯;及其組合。
- 如請求項7至10中任一項之方法,其中在起始材料(C)中,其中各R 8係獨立地選自由下列所組成之群組:羥基、胺基、環氧基、脲基、及乙醯氧基。
- 如請求項11之方法,其中起始材料(C)係甲基丙烯酸2-羥乙酯。
- 如請求項7至12中任一項之方法,其中起始材料(D)及起始材料(D’)各自係獨立地選自由下列所組成之群組:陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑、及其組合。
- 如請求項13之方法,其中該陽離子界面活性劑包含四級銨化合物;或該非離子界面活性劑包含聚乙二醇、醇乙氧化物、或其組合。
- 如請求項7至14中任一項之方法,其進一步包含在步驟1)中添加選自由下列所組成之群組的額外起始材料:(H)鏈轉移劑、(J)額外單體、(K)抑制劑、或(H)、(J)、及(K)中之二或更多者之組合。
- 一種處理紡織品之方法,該方法包含: I) 用如請求項1至6中任一項之乳液調配物或藉由請求項7至15中任一項之方法製備的乳液調配物塗佈該紡織品;及 II) 加熱該紡織品。
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