專利名稱：表面改性的納米粒子的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有效處理軟和硬基底以賦予有用的性質(zhì)，包括拒水和拒油性的表面改性的納米粒子的組合物。本發(fā)明還涉及表面改性的納米粒子的水分散體、制造該組合物的方法和由該組合物制成的制品。
背景技術(shù)：
許多不同組合物已在不同成功程度上用于處理表面、織物和纖維以賦予改進(jìn)的抗污垢沉積性和表現(xiàn)出拒水和拒油性。但是，現(xiàn)在盡可能避免包含有可能被轉(zhuǎn)移給消費(fèi)者的揮發(fā)性有機(jī)化合物的那些，尤其是在地毯制造中。過量表面活性劑也是不合意的，因?yàn)楸惶幚磉^的基底如地毯留住會造成提高的污垢親合力。如美國專利No. 3，329，661中所公開，含氟樹脂乳液已用于制造具有拒水性的低沾污軟表面。但是，這些材料昂貴并且是環(huán)境持久性的。因此需要減少此類化合物的總體使用，同時保持它們提供的非常有價值的抗污性和拒水性。不幸地，所有常規(guī)備選組合物都表現(xiàn)出未解決的問題。全文經(jīng)此引用并入本文的授予Knowlton的美國專利No. 6，225，403公開了由含氟樹脂與有機(jī)硅氧烷共聚物的溶膠分散體的共混物構(gòu)成的織物表面處理組合物的用途。這種共混物能夠降低獲得可接受的拒污性的含氟化學(xué)品在軟表面上的添加量。但是，仍然需要顯著濃度的含氟化學(xué)品以實(shí)現(xiàn)所需的抗污和疏水作用并且會不利地影響處理過的制品的表觀柔軟度。比硅氧烷更疏水的材料的生產(chǎn)通常涉及氟化烴、有機(jī)溶劑和表面活性劑；在這種類型的材料，如氟烷基改性的二氧化硅粒子的制造和穩(wěn)定化中存在溶劑，如乙醇、甲醇、異丙醇、氯仿和丙酮作為主要組分。美國專利5，801，092和6，045，962公開了這種合成和分散體的典型實(shí)例。溶劑去除傾向于使這種分散體失穩(wěn)定，以致粒子沉淀或附聚，一旦聚集， 極難有效分散它們。因此，上述公開中描述的方法不適合在沒有不合意地高濃度的揮發(fā)性有機(jī)溶劑或表面活性劑的情況下制造粒子的穩(wěn)定水分散體。授予Sugiyama的美國專利申請2005/0227077公開了制造適合于模制材料用途的用交聯(lián)含氟聚合物涂布的納米粒子的方法，包括下列連續(xù)步驟在含氟表面活性劑和水存在下制造氟烷基硅烷改性的二氧化硅，接著添加不飽和含氟聚合物單體并聚合成含氟聚合物涂布的粒子。Sugiyama教導(dǎo)需要相當(dāng)大濃度的表面活性劑，以在氟烷基化之前分散無機(jī)粒子和將含氟聚合物單體引導(dǎo)到二氧化硅粒子表面上。含氟表面活性劑是優(yōu)選的，高于反應(yīng)物無機(jī)粒子重量的10-20%的濃度被認(rèn)為有效。不幸地，如上所述，與含氟表面活性劑有關(guān)的高成本和環(huán)境問題使Sugiyama教導(dǎo)的方法不適用于制造工藝，如地毯織物處理。美國專利7，037，591 (Henze等人)和美國專利申請20060292345公開了利用溶膠-凝膠法的制造分散疏水硅質(zhì)納米粒子的另一方法，其中將硅酸鹽溶膠-凝膠前體和氟烷基硅烷(FAS)試劑混合并共縮聚以制造粒子。當(dāng)涉及大量材料時，這種方法不有利，因?yàn)樵S多昂貴的氟烷基并入粒子結(jié)構(gòu)中而非存在于納米粒子表面上——它們在此可產(chǎn)生有效作用。此外，該溶膠-凝膠共縮聚合成途徑仍采用具有如上所述的相同有害作用的有機(jī)溶劑。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要用于處理軟和硬基底以賦予柔軟性和/或疏水性，包括抗污和抗油性的改進(jìn)的組合物。為此，需要改進(jìn)的表面改性的氟烷基化納米粒子，其中使氟烷基存在于納米粒子的表面以產(chǎn)生有用的疏水作用且其中表面活性劑和揮發(fā)性有機(jī)溶劑都基本不存在于要施加到基底上的該組合物中。根據(jù)所公開的組合物的一個方面，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過在水性介質(zhì)中與液體氟烷基硅烷(FAS)試劑的雙相反應(yīng)，可以制造包含已表面改性的無機(jī)納米粒子的某些新型組合物。所公開的組合物的水分散體是單相的、任選透明和穩(wěn)定的，沒有顯著聚集或沉淀且?guī)缀趸蛲耆珱]有附加的溶劑或表面活性劑。該組合物包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體，其中該納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是(F(CF2) nCH2CH2)mSi(0-)p，其中η是2、3或4，ρ是1、2或3，且m是。該組合物還可進(jìn)一步包含鍵合到納米粒子表面上的具有式[H(CH2)M]n-Si-(0-)p的附加組分部分，其中M是1至12 的整數(shù)，P是1、2或3，且η是4-p。該附加組分可以是甲基甲硅烷基。還公開了包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的制品。該制品可包括織物、地毯或紙。該制品表現(xiàn)出改進(jìn)的抗污垢沉積性以及拒水和拒油性。根據(jù)另一方面，公開了制造烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體的方法。該方法包括(i)制造選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員的水分散體；(ii)將水不混溶性氟烷基硅烷試劑添加到該水分散體中以形成非均相混合物，其中該氟烷基硅烷試劑是= (F(CF2)nCH2CH2)mSi (O-R) p，其中η是2、3或4，其中ρ是1、2或3，其中m是，且其中R選自甲基、乙基、正丙基、 異丙基、正丁基、異丁基和-C(O)CH3 ；和(iii)混合該非均相混合物直至其變成氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的均相水分散體。另外，可以在添加氟烷基硅烷之前添加具有式 [H(CH2)Jn-Si-(X)p的組分，其中M是1至12的整數(shù)，ρ是1、2或3，n是4_p，且其中X選自甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、乙酰氧基和氯離去基。再一方面，公開了改性基底。該改性基底包含在該基底的至少一個表面上的氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子，其中該納米粒子包含選自二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是 (F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)p，其中η是2、3或4，其中ρ是1、2或3，且其中m是。該基底可進(jìn)一步包含鍵合到納米粒子表面上的具有式[H(CH2)M]n-Si-(0-)p的附加組分部分，其中M是1至12的整數(shù)，ρ是1、2或3，且η是4-p。當(dāng)該基底包含該附加組分部分時，該納米粒子可選自二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物。該基底可以是合成纖維、天然纖維、石頭、陶瓷、玻璃、塑料和復(fù)合材料。此外，可以由該基底制造制品，包括由合成和天然纖維制成的地毯、紙和織物。該基底和制品表現(xiàn)出改進(jìn)的抗污垢沉積性以及拒水和拒油性。再一方面，公開了制造疏水和抗污基底的方法。該方法包括(i)將氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體施加到基底上，其中所述水分散體包含選自二氧化硅、 二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土和混合物的至少一員；且其中所述氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)p，其中η是2、3或4，其中ρ是1、2或3， 且其中m是G-p)；和(ii)干燥該基底。該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體還可包含鍵合到納米粒子表面上的具有式[H(CH2)M]n-Si-(0-)pW附加組分部分，其中M 是1至12的整數(shù)，ρ是1、2，或3，且η是4-p。該基底可以是合成纖維、天然纖維、石頭、陶瓷、玻璃、塑料和復(fù)合材料。再一方面，公開了包含表面改性的納米粒子的組合物。該表面改性的納米粒子包含具有式(F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)ρ的氟烷基甲硅烷基，其中η是2、3或4，其中ρ是1、 2或3，且其中m是G-p)，其中該納米粒子選自氧化鋯、二氧化鈦、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、 天然粘土、合成粘土及其混合物。該表面改性的納米粒子可任選包含具有式[H(CH2)m] n-Si-(0-)p的附加組分部分，其中M是1至12的整數(shù)，ρ是1、2或3，且η是4_ρ。當(dāng)該表面改性的納米粒子包含該附加組分部分時，該納米粒子可以選自二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物。發(fā)明詳述
公開了用于處理軟和硬基底以賦予柔軟性和/或疏水性，包括抗污和抗油性的組合物。該組合物包含通過在水中與適合在水性介質(zhì)中有效進(jìn)行這種反應(yīng)的特定氟烷基硅烷 (FAS)試劑反應(yīng)而表面改性的氟烷基化納米粒子。更具體地，該組合物可包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體，其中該納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)ρ，其中 η 是 2、3 或 4，ρ 是 1、2 或 3，且 m 是 ，包括 (F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)p，其中當(dāng)m是1時，η可以是4，p可以是3。該納米粒子可包含二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、粘土及其混合物，包括合成鋰蒙脫石粘土。 混合物可以是合成鋰蒙脫石粘土和二氧化硅。該氟烷基甲硅烷基部分可共價鍵合到該納米粒子表面上。通過在水中乳化的水不混溶性的特定氟烷基硅烷試劑與分散在水相中的預(yù)形成的無機(jī)納米粒子的反應(yīng)形成這種組合物，以使該氟烷基硅烷試劑如上述方法中所述主要在粒子表面共價鍵合到該納米粒子上?？呻S后將這種分散體組合物施加到基底上。該組合物可任選包含鍵合到納米粒子表面上的具有式[H(CH2)M]n-Si-(0-)p的組分部分，其中M是 1至12的整數(shù)，ρ是1、2或3，且η是4_ρ。該任選組分可以是甲基甲硅烷基。該納米粒子可包含二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、粘土及其混合物，例如該粘土可以是合成鋰蒙脫石粘土，例如混合物可以是合成鋰蒙脫石粘土和二氧化硅。該氟烷基甲硅烷基分子可共價鍵合到納米粒子表面上。該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子可以以該分散體總組合物的大約0. 01重量％至大約50重量％，例如大約1重量％至大約40重量％，包括總組合物的大約1重量％ 至大約8重量％的濃度存在?？梢砸钥偨M合物的大約0. 01重量％至大約12重量％，包括總組合物的大約1重量％至大約8重量％的濃度形成氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的穩(wěn)定的水分散體，其中該納米粒子是合成鋰蒙脫石粘土。根據(jù)最終用途和要處理的基底，為了更有效施加或?yàn)榱丝刂圃谔幚磉^程中施加的濕含量，可以將本發(fā)明的分散體稀釋。仍根據(jù)要處理的基底的性質(zhì)、其預(yù)期用途和制造方法，可以在合適的濃度范圍內(nèi)將本領(lǐng)域中已知的其它化學(xué)品與本發(fā)明的水分散體合并。該組合物可進(jìn)一步包含氟化樹脂乳液、無氟的烷基化無機(jī)納米粒子和/或選自潤濕劑、抗污劑、含氟樹脂、表面活性劑及其混合物的至少一員。任選地，該組合物可以如本領(lǐng)域中已知的那樣與附加潤濕劑、抗污劑、含氟樹脂、 表面活性劑或其混合物共混，以簡化所涉制造工藝。盡管該水分散體通常相容，但當(dāng)然最好避免添加會使納米粒子聚結(jié)或沉淀或以其它方式降低效力或效用的材料。盡管氟烷基化表面的固有疏水性質(zhì)，但所公開的分散體令人驚訝地穩(wěn)定并無限期地在比較高的濃度下以透明水性混合物的形式存在。該組合物可用于處理軟表面以賦予若干有價值的屬性。用所述各種分散體處理的硬表面、織物和纖維已表明具有提高的抗污垢沉積性和表現(xiàn)出拒水和拒油性。還公開了制造氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的方法。該方法包括(i)制造選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員的水分散體；(ii)將水不混溶性氟烷基硅烷試劑添加到該水分散體中以形成非均相混合物，其中該氟烷基硅烷試劑是(F(CF2)nCH2CH2)mSi (O-R)p,其中η是2、3或4， ρ是1、2或3，m是G-p)，且R選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基和-C(O)CH3 ； 和(iii)混合該非均相混合物直至其變成氟烷基硅烷表面改性的納米粒子的均相水分散體。該氟烷基硅烷是(F(CF2)nCH2CH2)mSi (O-R)p，其中當(dāng)m是1時，η可以是4，ρ可以是3， R可以選自甲基和乙基。該納米粒子可包含二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、粘土及其混合物，例如該粘土可以是合成鋰蒙脫石粘土，例如混合物可以是合成鋰蒙脫石粘土和二氧化硅。該氟烷基硅烷分子可共價鍵合到納米粒子表面上，產(chǎn)生氟烷基甲硅烷基部分?？梢砸钥偨M合物的大約0. 01重量％至大約50重量％，例如總組合物的大約1重量％至大約40重量％或總組合物的大約1重量％至大約8重量％的濃度形成該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子。該方法可進(jìn)一步包括在施加該水分散體之前添加氟化樹脂乳液。另外，該方法可進(jìn)一步包括在施加該水分散體之前添加無氟的烷基化無機(jī)納米粒子。此外，該方法可進(jìn)一步包括在施加該水分散體之前添加選自潤濕劑、抗污劑、含氟樹脂、表面活性劑及其混合物的至少一員。任選地，可以在添加氟烷基硅烷之前添加具有式[H(CH2) ]n-Si-(X)p的化合物，其中M是1至12的整數(shù)，ρ是1、2或3，η是4_ρ，且其中X選自甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、乙酰氧基和氯離去基。在所公開的方法中可以使用再循環(huán)泵和靜態(tài)混合器以進(jìn)一步提高不混溶的氟烷基硅烷和納米粒子之間的界面接觸。該方法的步驟(ii)中用于制造氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的氟烷基硅烷反應(yīng)物是=(F(CF2)nCH2CH2)mSi (O-R)p，其中η是2、3或4 ；其中ρ是1、2或3 ；其中(m + ρ) =4;且其中R選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基和-C(0)CH3。該烷基硅烷反應(yīng)物的氟烷基部分可以是長度為2至4個碳的全氟烷烴，例如四碳九氟代烷(η為4)，其中 m是1且ρ是3，且其中R是甲基或乙基。延長的全氟烷烴鏈可用于實(shí)現(xiàn)處理過的基底中的更大程度的疏水性。但是，具有長于4個碳原子(η值大于4)的全氟烷烴鏈的FAS試劑不適合制造所公開的水分散體并且要求添加不合意含量的溶劑或表面活性劑以在所公開的方法中穩(wěn)定反應(yīng)物和產(chǎn)物分散體。
在所公開的方法的一個方面中，可以在攪拌下將1，1，2，2-四氫-九氟己基三甲氧基硅烷緩慢添加到PH 9的膠態(tài)二氧化硅(20納米粒子)的25%(w/w)水分散體中以形成具有混濁外觀的液體-液體乳液。任選地，可以使用含或不含機(jī)械攪拌器的再循環(huán)泵和靜態(tài)混合器以提高FAS與膠態(tài)二氧化硅的界面接觸。FAS次要液相在攪拌下經(jīng)數(shù)小時消耗，以逐漸變成單液相分散體，其在不攪拌的情況下保持穩(wěn)定。所得穩(wěn)定的水分散體含有在粒子表面上具有共價鍵合的疏水層的分散二氧化硅納米粒子。在所公開的方法的另一方面中，可以將1，1，2，2-四氫-九氟己基三甲氧基硅烷緩慢添加到Rockwood Additives Ltd.以商品名Laponite RDS出售的合成鋰蒙脫石粘土納米粒子的5% (w/w)水分散體中。該鋰蒙脫石粘土水分散體天然高于pH 9，以高攪拌速率緩慢添加FAS形成具有混濁外觀的液體-液體乳液。任選地，可以使用含或不含機(jī)械攪拌器的再循環(huán)泵和靜態(tài)混合器以提高FAS與鋰蒙脫石粘土的界面接觸。FAS次要液相在攪拌下經(jīng)數(shù)小時消耗，以逐漸變成單液相分散體，其在不攪拌的情況下保持穩(wěn)定。任選地，本發(fā)明的分散體可以與氟化樹脂乳液或與無氟的烷基化無機(jī)納米粒子的分散體共混。例如，上述氟烷基改性的粘土納米粒子的分散體可以與已用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)表面改性的膠態(tài)二氧化硅納米粒子的水分散體共混以使所得水分散體包含兩種截然不同的納米粒子。還公開了使用氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的基底及其制造方法。該基底包含在至少一個表面上的氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子，其中該納米粒子包含選自二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員， 且其中該氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)p，其中η是2、3或4，ρ是1、2或3，且 m是G-p)。本發(fā)明的納米粒子可包含二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、粘土及其混合物，例如該粘土可以是合成鋰蒙脫石粘土，例如混合物可以是合成鋰蒙脫石粘土和氧化鋯。該基底可以選自合成纖維、天然纖維、石頭、陶瓷、玻璃、塑料和復(fù)合材料。該氟烷基甲硅烷基還可包括(F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)p，其中當(dāng)m是1時，η可以是4，ρ可以是3。該氟烷基甲硅烷基可共價鍵合到納米粒子表面上。該基底可具有平均直徑為大約100至大約 100，000納米的孔隙。該氟烷基硅烷表面改性的納米粒子可以在基底上形成至少一個層狀結(jié)構(gòu)，其中該層狀結(jié)構(gòu)具有大約10，000納米或更小的厚度，和大約100，000納米或更大的寬度和長度。該基底可任選包含鍵合到納米粒子表面上的具有式[H(CH2) Jn-Si-(0-)ρ的組分部分，其中M是1至12的整數(shù)，ρ是1、2或3，且η是4-ρ。當(dāng)該納米粒子包含該任選組分部分時，該納米粒子可包括二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、粘土及其混合物。該基底可以是聚酰胺纖維，其中該組合物與傳統(tǒng)含氟樹脂乳液的涂料相比在使用較低含量元素氟的情況下賦予抗干污垢性、拒水性和拒油性。用本發(fā)明涂布的軟基底已被發(fā)現(xiàn)用比傳統(tǒng)含氟樹脂涂料中存在的量少的元素氟表現(xiàn)出優(yōu)異的拒水性。該基底也可包括合成纖維、天然纖維、石頭、陶瓷、玻璃、塑料和復(fù)合材料。制造帶有該納米粒子水分散體的基底的方法包括將氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體施加到基底上；和干燥該基底。還公開了由包含該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的基底制成的制品。更具體地，制品包含一種組合物，其包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子，其中該納米粒子包含選自二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)p，其中η是2、3或4，ρ是1、 2或3，且m是G-p)，和任選鍵合到納米粒子表面上的具有式[H(CH2)M]n-Si-(0-)p的組分部分，其中M是1至12的整數(shù)，ρ是1、2或3，且η是4_ρ。制品可包括但不限于織物、小地毯、地毯、紙、石頭和加助劑(finished)或上漆表面，例如織物、地毯或紙，更特別是織物或地毯。當(dāng)該制品是織物或地毯或包括該任選組分部分時，該納米粒子還可包括二氧化硅。對織物或地毯而言，氟總濃度為暴露基底的大約10 ppm至大約500 ppm w/w，包括暴露基底的大約50 ppm至大約300 ppm w/w。對織物或地毯而言，基底以暴露基底的大約0. 01重量％ 至大約2. 0重量％，包括暴露基底的大約0. 1重量％至大約1. 0重量％的重量留住該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子；或其中基底以暴露基底的大約0. 0001重量％至大約0. 10 重量％，包括暴露基底的大約0. 0001重量％至大約0. 010重量％留住元素氟。對織物或地毯而言，基底留住大約0. 01至大約3克/平方米表面積，包括大約0. 1至大約2克/平方米表面積的氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子。對地毯或織物而言，可以大約5盎司/ 平方碼地毯或織物至大約150盎司/平方碼地毯或織物施加該水分散體。定義
納米粒子是指其維度之一小于100納米長的多維粒子。EM是指用于給予氟化有機(jī)官能的氟烷基硅烷試劑類，包括但不限于，本發(fā)明的無機(jī)粒子。FAS試劑具體包括，但不限于式(F(CF2)nCH2CH2)mSi (OR)p的結(jié)構(gòu)，其中η是2、3或斗；其中？是至少丨；其中?。?！是至少丨；其中!!！ + ρ = 4;且其中R是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基或-C(0)CH3。盡管對本文公開的制造方法而言較不優(yōu)選，但具有全氟化烷基末端官能的其它結(jié)構(gòu)也應(yīng)被理解為涵蓋在本公開中。FAS試劑還可包括式(F(CF2) nCH2CH2)mSi(X)p的結(jié)構(gòu)，其中η是2、3或4;其中ρ是至少1 ；其中m是至少1 ；其中m + ρ =4;且其中X是鹵素，如氯、溴或碘。FAS試劑還可包括式=(F(CF2)nCH2CH2)mSiR’p (X)的結(jié)構(gòu)，其中n> 2，且m + ρ = 3，R’是鍵合到硅原子上的甲基或乙基且其中X是鍵合到硅原子上的鹵素，如氯、溴或碘。粘土粒子可以是指基本包含下列地質(zhì)類別的礦物的粒子蒙脫石、高嶺土、伊利石、綠泥石和綠坡縷石。這些類別包括具體的粘土，如蒙脫土、膨潤土、葉蠟石、鋰蒙脫石、 皂石、鋅蒙脫石、綠脫石、滑石、貝得石、鉻高嶺石、蛭石、高嶺石、地開石、葉蛇紋石、蠕陶土、 indellite、溫石棉、漂云母、suscovite、鈉云母、黑云母、柯綠泥石、葉綠泥石、片硅鋁石、須藤石、Pennine、海泡石和polygorskyte。本發(fā)明的粘土礦物可以是合成或天然的并片狀剝落以便能形成水性微分散體。本發(fā)明的一個實(shí)施方案的一個實(shí)例使用Rockwood Additives Ltd.以商品名Laponite 出售的合成鋰蒙脫石粘土納米粒子。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案使用 Laponite RDS 、Laponite JS 禾口 Laponite RD 。ZKiM體是指膠態(tài)分散體，其是均勻分散以使它們不容易過濾或重力分離的小尺寸細(xì)碎粒子，如納米粒子的體系。水件微分散體是指主要具有至少一個小于大約100納米長的維度的粒子的分散體。未溶解的水件微分散體是在沒有水相容件表面活件劑的情況下長時間(2個月或更久)穩(wěn)定的水性微分散體。OffE是重量/纖維重量。
WPU (濕涂布量)是處理纖維基底時以液體形式增加的織物重量分?jǐn)?shù)(w/w)。對地毯而言，織物重量被認(rèn)為是地毯纖維面重量。層狀結(jié)構(gòu)是其中觀察到納米粒子重疊，且其中觀察到平層或片而非圓形、球形或成塊聚集體結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)方法
轉(zhuǎn)筒沾污程序盡可能接近地遵循ASTM D6540.
具體實(shí)施方式
實(shí)施例水性微分散體制備實(shí)施例1 在攪拌下向250毫升圓底燒瓶中加入59. 6克40%陰離子型膠態(tài)二氧化硅(LUD0X AS-40，來自W. R. Grace)和40. 0克去離子水以形成具有混濁外觀的液體-液體乳液。所得水性膠態(tài)二氧化硅分散體的PH為9至10。在32°C下在氮?dú)庀聰嚢柙摲稚Ⅲw并經(jīng)由注射器和注射泵經(jīng)225分鐘加入1. 798毫升1，1，2，2-四氫-九氟己基三甲氧基硅烷(密度=1.335克/毫升，來自Gelest)。在32°C下攪拌20小時后，觀察到該混合物為單液相并使其冷卻至室溫，制成清澈水分散體。產(chǎn)物經(jīng)1微米玻璃纖維濾紙過濾且分散體的最終濃度基本不變，因?yàn)樵谶^濾介質(zhì)上觀察到僅極輕微的沉淀物薄膜。水性微分散體制備實(shí)施例2 向500毫升圓底燒瓶中加入190克去離子水并在快速攪拌下使溫度達(dá)到38°C。經(jīng)15分鐘以小增量緩慢添加10. 00克Laponite RDS粘土粉 (來自Rockwood Additives)，隨后在38°C下攪拌1小時，產(chǎn)生pH為9至10的清澈水分散體。在氮?dú)庀聰嚢璧耐瑫r使該Laponite RDS分散體的溫度達(dá)到32°C并在攪拌下經(jīng)由注射器和注射泵經(jīng)336分鐘加入2. 757毫升1，1，2，2-四氫-九氟己基三甲氧基硅烷(密度= 1. 335克/毫升，來自Gelest)以形成具有混濁外觀的液體-液體乳液。在添加后，將該分散體在32°C下攪拌35小時并觀察到為單液相。隨后使其冷卻至室溫并制成清澈水分散體。 產(chǎn)物經(jīng)1微米玻璃纖維濾紙過濾且分散體的最終濃度基本不變，因?yàn)樵谶^濾介質(zhì)上觀察到僅極輕微的沉淀物薄膜。水性微分散體制備實(shí)施例3 在室溫下在攪拌下向帶有3個頸并配有置頂攪拌器的3000毫升圓底燒瓶中加入596克40%陰離子型膠態(tài)二氧化硅(LUD0X AS-40，來自W. R. Grace)和396克去離子水。所得水分散體的pH為9至10。使該分散體達(dá)到30°C并在氮?dú)庀聰嚢瑁S后經(jīng)由注射器和注射泵經(jīng)127分鐘加入13. 20毫升甲基三甲氧基硅烷(密度= 0. 955克/毫升，來自Aldrich)。在30°C下攪拌1小時后，使其冷卻至室溫并制成清澈水分散體。產(chǎn)物經(jīng)1微米玻璃纖維濾紙過濾且分散體的最終濃度在大約25% w/w固體下基本不變，因?yàn)樵谶^濾介質(zhì)上觀察到僅極輕微的沉淀物薄膜。水性微分散體制備實(shí)施例4 在室溫下在攪拌下向小燒杯中加入59. 6克40%陰離子型膠態(tài)二氧化硅(來自W. R. Grace的LUDOX AS-40)和40. 4克去離子水，以制造含25% 固體的溶液。使用設(shè)定至輸送0. 01毫升/分鐘的注射泵將0. 744毫升甲基三甲基硅氧烷 (MTMS)滴到攪拌燒杯中。在添加MTMS后大約135分鐘(即在其結(jié)束后大約1小時)，開始 FAS添加。使用1毫升玻璃Hamilton氣密注射器以0. 01毫升/分鐘加入0. 360毫升FAS。 該燒杯用parafilm覆蓋并在1200 rpm下攪拌大約48小時。在48小時攪拌過程中，形成阻滯攪拌棒的淤渣。在液面上不可見油滴。產(chǎn)物經(jīng)GFA紙過濾，由此收集97克產(chǎn)物。水性微分散體制備實(shí)施例5 在15升反應(yīng)器中，加入2380克去離子水和3580克 40%陰離子型膠態(tài)二氧化硅(來自W. R. Grace的LUDOX AS-40)以制造含25%固體的溶液。 除機(jī)械攪拌外，反應(yīng)器配備再循環(huán)泵并經(jīng)該泵和隨后經(jīng)靜態(tài)混合器管管吸該溶液，隨后送回反應(yīng)器。將24. 5克MTMS經(jīng)5分鐘逐滴添加到該溶液中。使該溶液混合1小時。經(jīng)玻璃漏斗經(jīng)1. 5小時緩慢添加66. 45克FAS。在混合4小時后，大部分FAS油相從水面消失，表明為單相且FAS已與粒子反應(yīng)。使該溶液靜置整夜并經(jīng)GFA玻璃濾紙過濾。收集大約12克未反應(yīng)的副產(chǎn)物。所得水分散體穩(wěn)定和均勻。在使分散體液滴在表面上蒸發(fā)后，形成令人驚訝的疏水膜，其比來自Capstone RCP (DuPont)或來自用100% FAS單層處理過的Ludox (制備實(shí)施例1)的相當(dāng)量的氟明顯更疏水?；滋幚韺?shí)施例1 來自制備實(shí)施例1的穩(wěn)定水分散體用82. 4克水稀釋并將所得溶液以5% WPU噴在46盎司割絨地毯上，在150°C烘箱中固化6分鐘產(chǎn)生如表1中所列的粒子固體和氟的OWF總量。其中還提供干沾污試驗(yàn)(ASTM D6M0)的結(jié)果?；滋幚韺?shí)施例2 將58. 8克來自制備實(shí)施例2的穩(wěn)定水分散體與7. 9克來自制備實(shí)施例3的水分散體共混，隨后在室溫下用33. 3克水稀釋，并將所得溶液以4. 9% WPU噴在46盎司割絨地毯上。在150°C烘箱中干燥6分鐘得出表1中所列的粒子固體和氟的ppm OWF總量。其中還提供干沾污試驗(yàn)(ASTM D6M0)的結(jié)果?；滋幚韺?shí)施例3 將57. 6克來自制備實(shí)施例2的穩(wěn)定水分散體與1. 2克來自制備實(shí)施例3的水分散體共混，隨后在室溫下用41. 2克DI水稀釋，并將所得溶液以4. 9% WPU 噴在46盎司割絨地毯上。在150°C烘箱中干燥6分鐘得出表1中所列的粒子固體和氟的 ppm OWF總量。其中還提供干沾污試驗(yàn)(ASTM D6540)的結(jié)果。基底處理實(shí)施例4 將39. 6克來自制備實(shí)施例2的穩(wěn)定水分散體與4. 0克來自制備實(shí)施例3的水分散體共混，隨后在室溫下用56. 4克DI水稀釋，并將所得溶液以4. 9% WPU 噴在46盎司割絨地毯上。在150°C烘箱中干燥6分鐘得出表1中所列的粒子固體和氟的 ppm OWF總量。其中還提供干沾污試驗(yàn)(ASTM D6540)的結(jié)果。基底處理實(shí)施例5:將8. 8克來自制備實(shí)施例1的穩(wěn)定水分散體與4. 8克 CapstoneeRCP (來自DuPont的商業(yè)含氟樹脂水乳液)共混，隨后在室溫下用86. 4克DI水稀釋。將所得溶液以6. 4% WPU噴在46盎司割絨地毯上。在150°C烘箱中干燥6分鐘得出表 1中所列的粒子固體和氟的ppm OWF總量。其中還提供干沾污試驗(yàn)(ASTM D6540)的結(jié)果?；滋幚韺?shí)施例6 將7. 9克來自制備實(shí)施例1的穩(wěn)定水分散體與4. 3克來自制備實(shí)施例3的水分散體共混，隨后在室溫下用87. 8克DI水稀釋。將所得溶液以5. 1% WPU噴在46盎司割絨地毯上。在150°C烘箱中干燥6分鐘得出表1中所列的粒子固體和氟的ppm OWF總量。其中還提供干沾污試驗(yàn)(ASTM D6M0)的結(jié)果?；滋幚韺?shí)施例7 將0. 8克來自制備實(shí)施例4的穩(wěn)定水分散體與8. 2克來自 INVISTA North America S. a. r. 1.的S801防污劑共混。該濃溶液用去離子水稀釋56. 87 倍以獲得等于要處理的地毯試樣的纖維重量的250%的總?cè)芤褐亓?。添加稀氨基磺酸以?PH達(dá)到1.5。反轉(zhuǎn)瓶子以充分混合，隨后將該溶液倒入托盤中。將地毯置于液體中，纖維朝下以吸液。該地毯從一邊卷起并壓擠以分散液體。將地毯放回托盤中以吸收任何擠出的液體。從另外三邊重復(fù)該卷繞和壓擠技術(shù)。在纖維朝上的情況下將地毯放在蒸汽臺的傳送帶上，部分打開蒸汽閥，速度設(shè)定至10( 10秒/1英寸)，將該加熱器設(shè)定至100°C。在地毯試樣通過該烘箱后，其在纖維朝下的情況下再傳送經(jīng)過該蒸汽/烘箱。該蒸過的地毯在水中漂洗，用熱水萃取裝置的真空進(jìn)行萃取并風(fēng)干整夜。在測試前，該處理過的試樣用膠帶(duct tape)襯背并加標(biāo)簽?；滋幚韺?shí)施例8 將0. 8克來自制備實(shí)施例5的穩(wěn)定水分散體與0. 36克 CapstoneeRCP 和 8. 77 克來自 INVISTA North America S. a. r. 1.的 S801 防污劑共混。該濃溶液用去離子水稀釋54. 8倍以獲得等于要處理的地毯試樣的纖維重量的250%的總?cè)芤褐亓俊Ｌ砑酉“被撬嵋允筆H達(dá)到1.5。反轉(zhuǎn)瓶子以充分混合，隨后將該溶液倒入托盤中。 將地毯置于液體中，纖維朝下以吸液。該地毯從一邊卷起并壓擠以分散液體。將地毯放回托盤中以吸收任何擠出的液體。從另外三邊重復(fù)該卷繞和壓擠技術(shù)。在纖維朝上的情況下將地毯放在蒸汽臺的傳送帶上，部分打開蒸汽閥，速度設(shè)定至10 (10秒/1英寸)，將該加熱器設(shè)定至10(TC。在地毯試樣通過該烘箱后，其在纖維朝下的情況下再傳送經(jīng)過該蒸汽/烘箱。該蒸過的地毯在水中漂洗，用熱水萃取裝置的真空進(jìn)行萃取并風(fēng)干整夜。在測試前，該處理過的試樣用膠帶(duct tape)襯背并加標(biāo)簽?；滋幚韺?shí)施例9 將2. 0克來自制備實(shí)施例5的穩(wěn)定水分散體與8. 0克S801 防污劑共混。該濃溶液用去離子水稀釋50倍以獲得等于要處理的地毯試樣的纖維重量的 250%的總?cè)芤褐亓?。添加稀氨基磺酸以使pH達(dá)到1.5。反轉(zhuǎn)瓶子以充分混合，隨后將該溶液倒入托盤中。將地毯置于液體中，纖維朝下以吸液。該地毯從一邊卷起并壓擠以分散液體。將地毯放回托盤中以吸收任何擠出的液體。從另外三邊重復(fù)該卷繞和壓擠技術(shù)。在纖維朝上的情況下將地毯放在蒸汽臺的傳送帶上，部分打開蒸汽閥，速度設(shè)定至10 (10秒/1 英寸)，將該加熱器設(shè)定至100°C。在地毯試樣通過該烘箱后，其在纖維朝下的情況下再傳送經(jīng)過該蒸汽/烘箱。該蒸過的地毯在水中漂洗，用熱水萃取裝置的真空進(jìn)行萃取并風(fēng)干整夜。在測試前，該處理過的試樣用膠帶(duct tape)襯背并加標(biāo)簽。對比例1 作為住宅地毯抗污處理的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)，13. 3克Capstone RCP溶液 (來自DuPont的商業(yè)含氟樹脂水乳液)用86. 7克水稀釋并將所得溶液以9. 2% WPU噴在46 盎司割絨地毯上，在150°C烘箱中固化6分鐘得出610 ppm氟0WF。表1顯示用于與本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)施方案比較的干沾污試驗(yàn)(ASTM D6540)的結(jié)果。表1.實(shí)施例匯總。
權(quán)利要求
1.包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體的組合物，其中該納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)fflSi (0-)p, 其中η是2、3或4， 其中ρ是1、2或3，且其中m是(4-p)。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中η是4。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中ρ是3且m是1。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中該合成粘土是鋰蒙脫石粘土。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中該氟烷基甲硅烷基共價鍵合到納米粒子表面上。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子以總組合物的大約0. 01重量％至大約50重量％的濃度存在。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子以總組合物的大約1重量％至大約40重量％的濃度存在。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子以總組合物的大約1重量％至大約8重量％的濃度存在。
9.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的組合物，進(jìn)一步包含氟化樹脂乳液。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的組合物，進(jìn)一步包含無氟的烷基化無機(jī)納米粒子。
11.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的組合物，進(jìn)一步包含選自潤濕劑、抗污劑、防沾污劑、含氟樹脂、表面活性劑及其混合物的至少一員。
12.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的組合物，進(jìn)一步包含鍵合到納米粒子表面上的具有下式的組分部分[H(CH2)M]n-Si-(0-)p. 其中M是1至I2的整數(shù)， 其中ρ是1、2或3，且其中η是4-p。
13.制造氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的方法，包括(i )制造選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員的水分散體；( )將水不混溶性氟烷基硅烷試劑添加到該水分散體中以形成非均相混合物，其中該氟烷基硅烷試劑是(F(CF2)nCH2CH2)mSi(O-R)p, 其中η是2、3或4， 其中ρ是1、2或3， 其中m是(4-p)，且其中R選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基和-C (0) CH3 ；和 (iii)混合該非均勻混合物直至其變成氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的均相水分散體。
14.權(quán)利要求13的方法，其中η是4，ρ是3，m是1，R選自甲基和乙基，且合成粘土是鋰蒙脫石粘土。
15.權(quán)利要求13或14的方法，其中該氟烷基硅烷分子共價鍵合到納米粒子表面上，以在該納米粒子表面上形成氟烷基甲硅烷基部分。
16.權(quán)利要求13或14的方法，其中以水分散體的大約0.01重量％至大約50重量％的濃度形成該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子。
17.權(quán)利要求13或14的方法，其中以水分散體的大約1重量％至大約40重量％的濃度形成該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子。
18.權(quán)利要求13或14的方法，其中以水分散體的大約1重量％至大約8重量％的濃度形成該氟烷基硅烷表面改性的納米粒子。
19.權(quán)利要求13或14的方法，進(jìn)一步包含添加氟化樹脂乳液。
20.權(quán)利要求13或14的方法，進(jìn)一步包含添加無氟的烷基化無機(jī)納米粒子。
21.權(quán)利要求13或14的方法，進(jìn)一步包含添加選自潤濕劑、抗污劑、防沾污劑、含氟樹脂、表面活性劑及其混合物的至少一員。
22.權(quán)利要求13或14的方法，進(jìn)一步包含在添加氟烷基硅烷之前添加一組分，其中所述組分具有式[H(CH2)M]n-Si-00p 其中M是1至I2的整數(shù)， 其中ρ是1、2或3， 其中η是4-p，且其中X選自甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、乙酰氧基和氯離去基。
23.權(quán)利要求22的方法，其中所述混合進(jìn)一步包括使氟烷基硅烷和納米粒子再循環(huán)經(jīng)過靜態(tài)混合器。
24.改性基底，其包含在所述基底的至少一個表面上的氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子，其中該納米粒子包含選自二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是 (F(CF2)nCH2CH2)fflSi (0-)ρ, 其中η是2、3或4， 其中ρ是1、2或3，且其中m是(4-p) 0
25.權(quán)利要求對的改性基底，其中所述基底選自合成纖維、天然纖維、石頭、陶瓷、玻璃、塑料和復(fù)合材料。
26.權(quán)利要求M的改性基底，其中η是4。
27.權(quán)利要求M的改性基底，其中ρ是3且m是1。
28.權(quán)利要求27的改性基底，其中該合成粘土是鋰蒙脫石粘土。
29.權(quán)利要求27的改性基底，其中該氟烷基甲硅烷基共價鍵合到納米粒子表面上。
30.權(quán)利要求M或25的改性基底，其中該基底包含平均直徑為大約100至大約 100, 000納米的孔隙。
31.權(quán)利要求M或25的改性基底，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子在基底上形成至少一個層狀結(jié)構(gòu)，其中該層狀結(jié)構(gòu)具有大約10，000納米或更小的厚度，和大約 100, 000納米或更大的寬度和長度。
32.權(quán)利要求對的改性基底，其中該基底進(jìn)一步包含鍵合到納米粒子表面上的具有下式的組分部分[H(CH2)M]n-Si-(0-)p. 其中M是1至I2的整數(shù)， 其中ρ是1、2或3，且其中η是4-p ；此外其中所述納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員。
33.由權(quán)利要求M或32的基底制成的制品。
34.權(quán)利要求33的制品，其中該制品是織物、地毯或紙。
35.權(quán)利要求34的制品，其中該制品是織物或地毯，此外其中所述納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員。
36.權(quán)利要求35的制品，其中外表面上氟的總濃度為大約10ppm至大約500 ppm w/Wo
37.權(quán)利要求35的制品，其中外表面上氟的總濃度為大約50ppm至大約300 ppm w/Wo
38.權(quán)利要求35的制品，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子以該制品的大約 0. 01重量％至大約2. 0重量％存在。
39.權(quán)利要求35的制品，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子以該制品的大約 0. 1重量％至大約1. 0重量％存在。
40.權(quán)利要求35的制品，其中元素氟以該制品的大約0.0001重量％至大約0. 10重量％ 存在。
41.權(quán)利要求35的制品，其中元素氟以該制品的大約0.0001重量％至大約0. 010重量％存在。
42.權(quán)利要求35的制品，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子以大約0.01至大約3克/平方米制品表面積存在。
43.權(quán)利要求35的制品，其中該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子以大約0.1至大約2克/平方米制品表面積存在。
44.制造疏水和抗污的改性基底的方法，包括(i)施加氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體，其中所述納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員；且其中所述氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)mSi (0-)p， 其中η是2、3或4， 其中ρ是1、2或3，且其中m是G-p)；和 (11)^ / °
45.權(quán)利要求45的方法，其中η是4，ρ是3，m是1，且合成粘土是鋰蒙脫石粘土。
46.權(quán)利要求44或45的方法，其中該氟烷基甲硅烷基部分共價鍵合到納米粒子表面上。
47.權(quán)利要求44或45的方法，其中以水分散體的大約0.01重量％至大約50重量％的濃度形成該氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子。
48.權(quán)利要求44或45的方法，其中以水分散體的大約1重量％至大約40重量％的濃度形成該氟烷基硅烷表面改性的納米粒子。
49.權(quán)利要求44或45的方法，其中以水分散體的大約1重量％至大約8重量％的濃度形成該氟烷基硅烷表面改性的納米粒子。
50.權(quán)利要求44或45的方法，其中所述水分散體進(jìn)一步包含氟化樹脂乳液。
51.權(quán)利要求44或45的方法，其中所述水分散體進(jìn)一步包含無氟的烷基化無機(jī)納米粒子。
52.權(quán)利要求44或45的方法，其中所述水分散體進(jìn)一步包含選自潤濕劑、抗污劑、防沾污劑、含氟樹脂、表面活性劑及其混合物的至少一員。
53.權(quán)利要求44或45的方法，其中所述水分散體進(jìn)一步包含鍵合到納米粒子表面上的具有下式的組分部分[H(CH2)M]n-Si-(0-)p. 其中M是1至I2的整數(shù)， 其中ρ是1、2或3，且其中η是4-p。
54.權(quán)利要求44或45的方法，其中所述基底選自合成纖維、天然纖維、石頭、陶瓷、玻璃、塑料和復(fù)合材料。
55.一種組合物，其包含表面改性的納米粒子，包含(1)具有下式的氟烷基甲硅烷基 (F(CF2)nCH2CH2)fflSi (0-)ρ, 其中η是2、3或4， 其中ρ是1、2或3，且其中m是G-p)，和(2)具有下式的組分部分 [H(CH2)M]n-Si-(0-)p 其中M是1至I2的整數(shù)， 其中ρ是1、2或3，且其中η是4-p ；其中該納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員。
56.一種組合物，其包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子，其中該納米粒子包含選自二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)fflSi (0-)ρ, 其中η是2、3或4，其中ρ是1、2或3，且其中m是(4-p)。
全文摘要
公開了一種組合物，其包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體，其中該納米粒子包含選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、層狀硅酸鎂、硅鋁酸鹽、天然粘土、合成粘土及其混合物的至少一員，且其中該氟烷基甲硅烷基是(F(CF2)nCH2CH2)mSi(O-)p，其中n是2、3或4，p是1、2或3，且m是(4-p)。還公開了制造氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體和用氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的水分散體處理基底的方法。還公開了包含氟烷基甲硅烷基表面改性的納米粒子的制品和基底。
文檔編號B82B3/00GK102387985SQ201080016089
公開日2012年3月21日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者K. 艾弗森 I., A. 魯達(dá) M. 申請人:英威達(dá)技術(shù)有限公司