[发明专利]氟碳化合物接枝聚硅氧烷

说明书

发明背景

基于硅氧烷及基于含氟化合物的组合物已经被公开用于保护例如无机物基材的硬基材表面和诸如纤维基材的软基材表面。基于硅氧烷的处理尽管能以每平方米相对较低的价格提供斥水性能，而且具有良好的耐候性，但它们在斥油性及斥污迹性方面则是不足的(例如，参见Stempf，A.；Muller，P.；Pabon，M.；Corpart，J.M.Int.J.Restoration Buildings & Monuments 1999，5，273-288)。基于含氟化合物的处理能同时提供斥油及斥水性能，但相对而言成本较高，这是由于所需的氟含量较高的原因。

Atherton在美国专利3,859,320中公开了这样的化合物，其中全氟烷基(R_f)经由氧和/或亚烷基且通过磺酰胺基而连于胺取代的聚(二烷基硅氧烷)上，如下面的结构1所示，其中-(C₆H₄)-O-或-CH＝CH-O-在R_f与SO₂基团之间。与那些在R_f与SO₂基团之间不包含氧和/或亚烷基的化合物相比，结构1的化合物相对而言较难合成。

结构1

最好能将硅氧烷和含氟化合物的优点结合起来，从而能用易于合成的化合物对硬表面及软表面提供改进的斥油、斥水及斥污性能。最好这种化合物具有改善的氟效率。本发明提供了这样一种组合物。

发明概述

本发明包括一种组合物，其包含全氟烷基磺酰胺接枝的聚(烷基硅氧烷)聚合物，它是通过使式I的多氟烷基磺酰卤与式II、III或IV的硅烷化合物相接触制备的，

R_f-R¹-SO₂X    I

其中

R_f是具有约2至约20个碳原子的直链或支链全氟烷基，

R¹是二价连接基团C_kH_2k，其中k为0至约20，和

X是卤素，

式II：

(E-(O)_q)₃Si-O-(Si(R²)₂-O)_m-[Si(R³-NHR⁴)(R²)O]_n-Si-((O)_q-E)₃

式III：

HR⁴N-R³-Si(R²)₂-O-[Si(R²)₂-O]_m-[Si(R³-NHR⁴)(R²)O]_n-Si(R²)₂-R³-NHR⁴

式IV：

HR⁴N-R³-Si(R²)₂-O-[Si(R²)₂-O]_m-Si-((O)_q-E)₃

其中

每个R²独立地为C₁至C₈烷基，

每个R³独立地为含有碳、氧和任选的氮、氧和硫中至少一种的二价基团，

每个R⁴独立地为H或C₁至C₈烷基，

每个E独立地为C₁至C₈支化或线形烷基，

每个q独立地为零或1，

m是正整数，n独立地为零或正整数，使得n/(m+n)为零或具有高至约0.7值的正分数，且在20℃温度时在0.1s^-1的剪切速率下聚合物粘度小于或等于10000mPa.s。

本发明还包括全氟烷基磺酰胺接枝的聚(烷基硅氧烷)的制备方法，所述方法包括使式I的多氟烷基磺酰卤与式II、III或IV的硅烷化合物相接触，