[发明专利]热塑性纤维的氟代酯熔体添加剂

说明书

发明领域

本发明涉及通过向聚合物熔体中添加某些氟代酯类，从而赋予热塑性聚合物、尤其纤维、织物、非织造布、薄膜和模塑制品以优异的对低表面张力流体的排斥性的方法。

发明背景

热塑性聚合物纤维经常用含氟化合物处理，以期影响该纤维的表面特征，例如改善斥水性或赋予防沾污性或干抗污性。最经常的是，通过喷雾、浸轧或发泡，向由这些纤维制成的织物局部地施用含氟化学品分散液，然后通过一个干燥步骤脱水。

例如，已知有一种方法，可用于通过局部地施用从n为约3～14且m为1～3的通式C_nF_2n+1(CH₂)_mOH的全氟烷基脂族醇以及含有3～30个碳而且可以含有其它取代基的一元或多元羧酸衍生的各种各样氟代酯的水分散液，而使一种织物纤维获得干抗污性和不燃性传导特征。这些氟代酯，除其它外，还包括一种相当于“ZONYL”FTS的硬脂酸全氟烷基乙酯，以及从十二碳烷二酸或十三碳烷二酸制成的全氟烷基乙基二酯。

人们充分认识到，如果这种局部施用代之以在该纤维挤出之前向聚合物熔体中加进一种含氟化学添加剂，就可以简化热塑性聚合物纤维和织物的制造工艺，而且可以消除显著的基本投资。在寻找适用而有效的含氟化学添加剂方面一直存在困难。

热塑性聚合物，除其它外，还包括聚链烯烃、聚酯、聚酰胺和聚丙烯酸酯。聚链烯烃，尤其聚丙烯，经常用于一次性非织造防护服装，尤其在医疗/外科领域，其部分原因是聚链烯烃的固有斥水性。然而，聚链烯烃对于医疗领域中经常遇到的其它较低表面张力流体如血液和异丙醇来说不是固有良好的排斥剂。为了弥补这种缺陷，可向这些织物局部地施用含氟化学品分散液。

对适合于掺入聚链烯烃熔体中的添加剂的要求，除该添加剂低浓度时排斥低表面张力流体的能力外，还包括令人满意的热稳定性和耐加工条件的低挥发性。较好的是，该化合物将能迁移到纤维的表面，从而最大限度减少为达到足够排斥性所需要的添加剂数量。虽然这种迁移往往会因该纤维的挤出后加热而增强，但更好的是这种迁移无需这一加热步骤也能发生。对聚合物纤维中移动性的这种要求又倾向于限制该含氟化学品分子的大小，并有效地把高分子量聚合物含氟化学添加剂排除在考虑之外。

把含氟化学添加剂掺入到聚链烯烃纤维熔体中的一般概念是已知的，但在寻找适用的有效添加剂方面的困难限制了这个概念的应用。过去为评估此类含氟化学添加剂而做的许多努力一直以改善该聚链烯烃的其它性能为宗旨，而且没有公开其改善对低表面张力流体的排斥性的方法。

非织造复合结构是已知的，部分地由两个或多个熔体挤出非织造层组成，其中至少一层包括一种添加剂，使得无需任何种类的成形后处理而由于该添加剂向表面优势迁移的结果就能赋予该表面至少一种不同于该聚合物本身表面特征的特征。这种含添加剂层的实例包括用商业上可得含氟化学添加剂改性的聚丙烯，其中包括以上定义的“ZONYL”FTS。

美国专利5,178,931和美国专利5,178,932分别公开了部分地由三个熔体挤出非织造层组成的特定非织造层压和复合结构，其中第二层包括一种无需任何种类的成形后处理而由于添加剂向表面优势迁移的结果就能赋予斥醇性的添加剂，而且在这种情况下第一层和第三层中至少一层已经通过局部施用一种药剂进行处理，以便使其特征有某种改变。这种含添加剂的第二层的实例包括商业上可得的含氟化学品，其中包括“ZONYL”FTS。

抗污聚合物组合物是已知的，它是通过有非聚合物含氟化学品均匀分散在聚合物中的熔体挤出制备的。所用的聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺和聚酯，而所用的含氟化学品是一种硬脂酯全氟烷酯，尤其“ZONYL”FTS。

此外，一种聚合物组合物是已知的，其中包含一种混合物，由选自聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺和聚酯这一组的一种聚合物与一种含有一个氟代疏油、疏水烷基基团任选地通过一个连接片断连接到一个非氟代亲油烷基、芳基、芳烷基或烷芳基片断上的含氟化学品组成，且可以是作为混合物挤出的熔体。以上含氟化学品的更具体描述没有公开，但在适用的很多化合物中间，有其亲油有机基团含有2～35个碳原子的酯类。其实例是“ZONYL”FTS，或“ZONYL”BA与硬脂酸甲酯和棕榈酸甲酯进行酯交换制成的产物。