[发明专利]氟磷酸酯表面活性剂

说明书

技术领域

本发明领域涉及氟磷酸酯以及它们作为表面活性剂、涂料或处理剂的添加剂向用此类组合物涂覆的基底赋予拒水性和拒油性的用途。

背景技术

通常，氟烷基磷酸酯表面活性剂和表面处理剂包含多个含氟化合物链，在给定浓度下包含较高百分比的氟，并且由于它们被认为提供更好的性能而通常使用。然而，氟化原料较昂贵并且供应不足。期望减少这些表面活性剂中氟化原料的量，同时维持相同或更好的性能。减少所需氟化起始组分的量将不仅降低成本，而且缩短循环时间，因为表面活性剂生产中所需的步骤更少，并且需要更少的能量。降低氟含量将降低成本，但维持产品的性能是必要的。

Brace和Mackenzie在美国专利3,083,224中描述了具有式[C_mF_2m+1C_nH_2nO]_yPO(OM)_3-y的混合氟烷基磷酸酯，其中m为4至12，n为1至16，并且y平均为1.0至2.5。Brace和Mackenze描述了它们作为拒油剂的用途，尤其是当y为2时。

具有铵作为抗衡离子的磷酸酯表面活性剂可潜在地将氨释放到环境中。可供选择的抗衡离子需要能够提供稳定的表面活性剂，同时还不向表面活性剂性能提供不利的影响。

希望改善表面活性剂性能，具体地，降低涂料组合物中的表面张力，同时使用较少的氟化原料和不是简单铵化合物的抗衡离子。还希望向涂覆的表面赋予改善的表面效应。本发明提供了增加表面活性剂性能的方法，以及向涂覆的表面赋予改善的表面效应，同时利用较少氟化原料。

发明内容

本发明含有包含式I、式II或式III的组合物

其中

R_f为任选被一个、两个或三个醚氧原子插入的C₁-C₆直链或支化全氟烷基；

x为1至2；

A为(CH₂)_k、(CH₂CF₂)_m(CH₂)_n、(CH₂)_oSO₂N(CH₃)(CH₂)_p、O(CF₂)₂(CH₂)_r或OCHFCF₂OE；

Z为O或S；

m为1至4；

k、n、0、p和r各自独立地为1至20；

E为任选被氧、硫或氮原子插入的C_2-C₂₀直链或支化烷基基团；环烷基基团或C₆-C₁₀芳基基团；

R为任选被杂原子插入的C₂-C₆₀直链或支化烷基基团，所述杂原子选自氧、硫或氮原子；环烷基；或C₆-C₁₀芳基；前提条件是当R大于8个碳时，杂原子与碳原子的比率为至少1∶2；并且

M为铵阳离子(NH₂R¹R2)⁺，其中R¹和R²独立地为直链或支化有机基团，所述有机基团包含至少一个羧化结构部分(例如，羧酸结构部分)和一个氨基结构部分，并且任选被含氧、硫或氮的结构部分，或被包含至多10个碳原子的环烷基或芳基结构部分取代、插入或取代和插入两者。

本发明的另一个方面为向基底提供降低表面张力、拒水性、拒油性和防污性的方法，所述方法包括使所述基底与包含一种或多种式(I)、(II)或(III)的化合物的组合物接触。

本发明的另一个方面为向其上具有涂料组合物沉积的基底提供抗粘连性、开放时间延长和拒油性的方法，所述方法包括在涂料组合物沉积在基底上之前向所述涂料组合物中加入包含一种或多种式(I)、(II)或(III)的化合物的组合物。

本发明的另一个实施例为已施用了包含一种或多种式(I)、(II)或(III)的化合物的组合物的基底。

具体实施方式

在下文中，商标由大写字母指定。本发明含有包含式I、式II或式III的组合物