含氟化合物、組合物、制品和方法
【專利說明】含氟化合物、組合物、制品和方法
【背景技術(shù)】
[0001] 基于C4-氟化學(xué)的排斥性含氟化合物處理組合物已在過去的數(shù)年中使用。許多市 售產(chǎn)品需要復(fù)雜的化學(xué)，從而導(dǎo)致加工和生產(chǎn)問題以及高制造成本。需要具有高的耐久性 和動(dòng)態(tài)斥水性、良好的"手感"和流動(dòng)性的其它含氟化合物排斥性處理組合物，該組合物可 利用比用于制造市售產(chǎn)品的方法更易于實(shí)施和擴(kuò)大規(guī)模的制造方法來制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 本公開提供了氟化化合物和可包含一種或多種此類氟化化合物的含氟化合物組 合物。此類氟化化合物可與一種或多種表面活性劑一起用在含氟化合物處理組合物中。此 類含氟化合物處理組合物可用于處理纖維基材，尤其是合成織物諸如聚酯和尼龍，以賦予 此類基材一種或多種排斥特性（例如，斥水性）。
[0003] 在一個(gè)實(shí)施例中，本公開提供了一種氟化化合物，其包含：
[0004] (i)含氟化合物低聚部分，所述含氟化合物低聚部分包含脂族主鏈，所述脂族主鏈 包含聚合的（甲基）丙烯酸酯單體單元和有機(jī)殘基，每個(gè)所述（甲基）丙烯酸酯單體單元 具有全氟化的C4-C6脂族端基，所述有機(jī)殘基通過從官能化鏈轉(zhuǎn)移劑中移除氫原子獲得， 其中：
[0005] 所述聚合的（甲基）丙烯酸酯單元以相對(duì)于官能化鏈轉(zhuǎn)移劑至少6 : 1的摩爾比 存在；以及
[0006] 所述（甲基）丙烯酸酯單元包含0-30摩爾％的丙烯酸酯單元和70-100摩爾％的 甲基丙烯酸酯單元；
[0007] (ii)無氟的烴部分；
[0008] (iii)二_、三-或多異氰酸酯衍生的連接基團(tuán)；以及 [0009] (iv)在化合物被施加到纖維基材時(shí)賦予耐久性質(zhì)的基團(tuán)。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，本公開提供了一種含氟化合物組合物，所述組合物包含至少一 種氟化化合物，所述氟化化合物包含：（i)含氟化合物低聚部分，所述含氟化合物低聚部分 包含脂族主鏈，所述脂族主鏈包含聚合的（甲基）丙烯酸酯單體單元和有機(jī)殘基，每個(gè)所述 (甲基）丙烯酸酯單體單元具有全氟化的C4-C6脂族端基，所述有機(jī)殘基通過從官能化鏈 轉(zhuǎn)移劑中移除氫原子獲得，其中：所述聚合的（甲基）丙烯酸酯單元以相對(duì)于官能化鏈轉(zhuǎn)移 劑至少6 : 1的摩爾比存在；并且所述（甲基）丙烯酸酯單元包含0-30摩爾％的丙烯酸酯 單元和70-100摩爾％的甲基丙烯酸酯單元；（ii)無氟的烴部分；（iii)二-、三-或多異氰 酸酯衍生的連接基團(tuán)；和（iv)在化合物被施加到纖維基材時(shí)賦予耐久性質(zhì)的基團(tuán)。在本文 中，含氟化合物組合物可包含一種如本文所述的氟化化合物或是不同的如本文所述的氟化 化合物的混合物。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，本公開提供了一種氟化化合物，所述氟化化合物通過使以下 組分反應(yīng)制得：a)具有下式（式I)的官能化含氟化合物低聚物^-[(Rf-QwaO-ay m-S-f-CrOp，其中：每個(gè)Rf獨(dú)立地為全氟化的C4-C6脂族端基；每個(gè)Q獨(dú)立地為有機(jī)連接基 團(tuán)；每個(gè)R1獨(dú)立地為H或甲基；m為至少6 ;R2為二價(jià)或三價(jià)有機(jī)連接基團(tuán)；T1為-OH或-NH2; 并且P為1或2 ; (ii)無氟的單-、二-或多醇；（iii)二-、三-或多異氰酸酯；和（iv)封 端劑。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，本公開提供了一種含氟化合物處理組合物，所述組合物包含至 少一種如本文所述的氟化化合物、水和一種或多種表面活性劑。此類處理組合物中可采用 本文所述的氟化化合物和表面活性劑的任何組合。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，本公開提供了一種向具有一個(gè)或多個(gè)表面的纖維基材賦予排斥 性的方法，所述方法包括：將如本文所述的含氟化合物處理組合物施加到纖維基材的一個(gè) 或多個(gè)表面上；以及固化所述含氟化合物組合物。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，本公開提供了一種制品，所述制品包含具有一個(gè)或多個(gè)表面的 纖維基材和涂布在所述纖維基材的一個(gè)或多個(gè)表面上的如本文所述的含氟化合物處理組 合物。
[0015] 當(dāng)術(shù)語(yǔ)"包括"和其變型在說明書和權(quán)利要求書中出現(xiàn)時(shí)，這些術(shù)語(yǔ)并不具有限制 性含義。
[0016] 詞語(yǔ)"優(yōu)選的"和"優(yōu)選地"指在某些情況下可提供某些有益效果的本公開實(shí)施例。 然而，在相同的情況或其它情況下，其它實(shí)施例也可以是優(yōu)選的。此外，對(duì)一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選 實(shí)施例的敘述并不暗示其他實(shí)施例是不可用的，且并非意圖將其他實(shí)施例排除在本公開的 范圍之外。
[0017] 在本專利申請(qǐng)中，諸如"一個(gè)"、"一種"和"所述"之類的術(shù)語(yǔ)并非僅指單一實(shí)體， 而是包括一般類別，其具體實(shí)例可用于舉例說明。術(shù)語(yǔ)"一個(gè)"、"一種"和"所述"可與術(shù)語(yǔ) "至少一個(gè)"互換使用。其后跟隨列舉的短語(yǔ)"至少一個(gè)"和"包含至少一個(gè)"是指所列舉中 項(xiàng)目的任何一個(gè)以及所列舉中兩個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目的任何組合。
[0018] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"或"通常按其通常的意義使用，包括"和/或"，除非上下文清楚 地指出并非如此。
[0019] 術(shù)語(yǔ)"和/或"意指所列要素的一個(gè)或全部，或所列要素的任何兩個(gè)或兩個(gè)以上的 組合。
[0020] 同樣在本文中，所有的數(shù)字在本文中均假定受術(shù)語(yǔ)"約"的修飾并優(yōu)選由術(shù)語(yǔ)"精 確地"修飾。如本文所用，關(guān)于測(cè)得的量，術(shù)語(yǔ)"約"指測(cè)得的量中如進(jìn)行測(cè)量并一定程度地 小心的技術(shù)人員將預(yù)期的與測(cè)量的目標(biāo)和所用測(cè)量設(shè)備的精確度相稱的偏差。
[0021] 另外，本文通過端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)包含的所有數(shù)值以及端值（例 如，1 至 5 包括 1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4、5 等）。
[0022] 當(dāng)基團(tuán)在本文所述的式中存在超過一次時(shí)，無論是否明確指出，均獨(dú)立地選擇每 個(gè)基團(tuán)。例如，當(dāng)式中存在不止一個(gè)Q基團(tuán)時(shí)，每個(gè)Q基團(tuán)獨(dú)立地選擇。此外，這些基團(tuán)內(nèi) 包含的子基團(tuán)也獨(dú)立地選擇。例如，當(dāng)每個(gè)Q基團(tuán)均含有R3時(shí)，每個(gè)R3也獨(dú)立地選擇。
[0023] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"室溫"是指約20 °C至約25 °C或約22 °C至約25 °C的溫度。
[0024] 本公開的上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在描述本公開所公開的每個(gè)實(shí)施例或每種實(shí)施方 式。以下描述更具體地例示了示例性實(shí)施例。在本專利申請(qǐng)全文的若干地方，通過實(shí)例列 表提供指導(dǎo)，所述實(shí)例可用于多種組合中。在每一種情形下，所列舉的列表僅僅作為代表性 群組，而不應(yīng)被理解為排他性列表。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本公開提供了氟化化合物和可包含一種或多種氟化化合物的含氟化合物組合物。 此類氟化化合物可在含氟化合物處理組合物中與一種或多種表面活性劑一起使用以處理 纖維基材、賦予纖維基材一種或多種排斥特性（例如，斥水性）。
[0026] 本公開的某些優(yōu)選的含氟化合物處理組合物賦予纖維基材特別是聚酯和聚酰胺 織物良好的斥水性，如由經(jīng)處理基材的100沾水等級(jí)所證實(shí)（根據(jù)實(shí)例部分中的沾水等級(jí) 程序處理和測(cè)試）。本公開的某些優(yōu)選的含氟化合物處理組合物表現(xiàn)出此類沾水等級(jí)并還 賦予纖維基材特別是聚酯和聚酰胺織物良好的動(dòng)態(tài)斥水性，如由經(jīng)處理基材不大于50毫 升（ml)的水滲透和不大于40%的吸水率所證實(shí)（根據(jù)實(shí)例部分中的水滲透程序處理和測(cè) 試）。本公開的某些優(yōu)選的含氟化合物處理組合物表現(xiàn)出這些特性并還在洗滌后耐久，使得 在5次洗熨（如實(shí)例部分中所述）后，經(jīng)處理基材表現(xiàn)出至少70的沾水等級(jí)（根據(jù)實(shí)例部 分中的沾水等級(jí)程序測(cè)試）。
[0027] 此類有利的排斥特性因本公開的氟化化合物的獨(dú)特性質(zhì)而產(chǎn)生。此類氟化化合物 包含：（i)含氟化合物低聚部分；（ii)無氟的烴部分；（iii)二_、三-或多異氰酸酯衍生的 連接基團(tuán)；和（iv)在化合物被施加到纖維基材時(shí)賦予耐久性質(zhì)的基團(tuán)。
[0028] 含氟化合物低聚部分包含脂族主鏈，該脂族主鏈包含聚合的（甲基）丙烯酸酯單 體單元和有機(jī)殘基，每個(gè)所述（甲基）丙烯酸酯單體單元具有全氟化的C4-C6脂族端基，所 述有機(jī)殘基通過從官能化鏈轉(zhuǎn)移劑中移除氫原子獲得。所述聚合的（甲基）丙烯酸酯單元 優(yōu)選以相對(duì)于官能化鏈轉(zhuǎn)移劑至少6 : 1(更優(yōu)選地，至少8 : 1)的摩爾比存在。所述聚合 的（甲基）丙烯酸酯單元優(yōu)選以相對(duì)于官能化鏈轉(zhuǎn)移劑不大于20 : 1的摩爾比存在。所 述（甲基）丙烯酸酯單元通常包含0-30摩爾％的丙烯酸酯單元和70-100摩爾％的甲基丙 烯酸酯單元。此類丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單元，如果兩者均存在，可以是共低聚的或共混 的。
[0029] 本公開的氟化化合物的含氟化合物低聚部分優(yōu)選衍生自具有下式（式I)的官能 化含氟化合物低聚物：
[0030] H- [ (Rf-Q) -C (R1) -CH丄-S-R2- (T1) p
[0031] 其中：
[0032] 每個(gè)Rf獨(dú)立地為全氟化的C4-C6脂族端基；
[0033] 每個(gè)Q獨(dú)立地為有機(jī)連接基團(tuán)；
[0034] 每個(gè)R1獨(dú)立地為H或甲基，條件是0-30摩爾％的R 1基團(tuán)為H并且70-100摩爾％ 的R1基團(tuán)為甲基；
[0035] m為至少6 ;
[0036] R2為二價(jià)或三價(jià)有機(jī)連接基團(tuán)；
[0037] T1 為-OH 或-NH2;并且
[0038] p為 1 或2。
[0039] 連接基團(tuán)Q連接礦基團(tuán)到式I的官能化含氟化合物低聚物中。Q優(yōu)選含1至20 個(gè)碳原子。Q可任選地含有含氧、含氮或含硫的基團(tuán)或它們的組合。Q優(yōu)選不含顯著妨礙自 由基低聚的官能團(tuán)（例如，可聚合的烯屬雙鍵、硫醇和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它此類官 能團(tuán)）。合適的Q基團(tuán)的例子包括直鏈、支鏈或環(huán)狀亞烷基、亞芳基、亞芳烷基、氧代亞烷基、 硫代亞烷基、磺?；?、硫氧基、亞磺酰氨基、羧酰胺基、羰氧基、亞氨酯基、伸脲基以及它們的 組合（諸如亞磺