[发明专利]防水、抗油的氟代(甲基)丙烯酸酯共聚物

说明书

发明的领域

本发明涉及含有来源于(甲基)丙烯酸全氟烷基乙酯、偏氯乙烯和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物单元的新型共聚物，它们呈水组合物形式时将赋予织物以抗油、耐醇和防水的性能而不需要如先有技术那样将所处理的基质热固化。(在本文中所有的情况下，术语“(甲基)丙烯酸酯”用来表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，术语“N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺”用来表示N-羟甲基丙烯酰胺或N-羟甲基甲基丙烯酰胺。)

发明的背景

利用含(甲基)丙烯酸全氟烷基乙酯的共聚物作为用于赋予抗油、防水性的织物处理剂是众所周知的。Kirimoto和Hayashi的美国专利3,920,614已描述了在涂敷时不需要热固化步骤的溶剂基配方；但是从环境和安全方面考虑，现在实际上要求所有此类涂敷都用水性制剂而不是用有机溶剂制剂。Green Wood、Lore和Rao在美国专利4,742,140中公开了丙烯酸全氟烷基乙酯/偏氯乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物，它以水性制剂形式涂敷于聚酰胺织物底布上后能赋予底布抗油、防水性。Green Wood等所用的丙烯酸全氟烷基乙酯单体的分子式为：

式中单体分子量分布如下，

6-10％(重量)k≥4的氟单体

45-75％(重量)k=6的氟单体

20-40％(重量)k=8的氟单体

1-20％(重量)k=10的氟单体

0-5％(重量)k≥12的氟单体所有能以水乳液涂敷的先有技术组合物在涂敷和干燥后都需要热固化步骤。例如，Green Wood等在140-190℃热处理织物至少要30秒，通常60-180秒。

发明的概述

本发明涉及基于低级同系物分布的(甲基)丙烯酸全氟烷基乙酯与偏氯乙烯和非氟化(甲基)丙烯酸烷基酯以及任选的N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟烷基酯和/或(甲基)丙烯酸烷氧酯共聚的新型水乳液聚合物。本发明也涉及用该共聚物作为抗油剂、防水剂和耐醇剂。该共聚物能在比用常规水性织物处理组合物达到工业要求的拒斥性能所需要的更为温和的干燥和固化条件下赋予织物良好的防水、耐醇和抗油性。这种水分散体可以用来处理各种由天然或合成纤维(包括棉、纤维素、毛、丝、聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚丙烯腈、人造纤维、醋酯纤维等)制成的织造和非织造织物以及纸和皮革基质。

发明的详述

可用于制备本发明的新型共聚物的(甲基)丙烯酸全氟烷基乙酯是分子式如下的单体的混合物：

其中R=H或CH₃,k为4、6、8、10和12，它主要由下述单体组成：

25-70％(重量)k=4或更小的单体，

20-40％(重量)k=6的单体，

5-25％(重量)k=8的单体，

0-15％(重量)k=10或更大的单体。在一个具体实施方案(下文称为“低分布”)中，其分布基本如下：

45-70％(重量)k=4或更小的单体，

20-35％(重量)k=6的单体，

5-10％(重量)k=8的单体，

0-5％(重量)k=1.0或更大的单体。在另一个具体实施方案(下文称为“中分布”)中，其分布基本如下：

25-45％(重量)k=4或更小的单体，

25-40％(重量)k=6的单体，

10-25％(重量)k=8的单体，

1-15％(重量)k=10或更大的单体。由于它们的工业可用性，本发明的基于“中分布”的含氟聚合物可以认为是实施本发明的最佳方案，特别是实施例6的含氟聚合物。