用于纤维基材的可水分散整理组合物 【发明背景】
本发明涉及可分散于水中且能施涂于纤维基材如纤维、织物、地毯或非纺织卷材，然后固化以赋予该基材耐脏性能和从防水到吸水的各种亲水性质的整理组合物(finishing composition)。
【发明背景】
用氟化物处理纤维基材，使它们能防水、耐脏和防污，这在本领域已经存在许多年了。含氟防水防污组合物见述于美国专利No.5672651(Smith)、No.5350795(Smith等)、No.5738687(Kamrath等)、No.4264484(Patel)、No.6074436(Wang等)和WO 98/50616(Clark等)。虽然就防水和防污而言这些材料表现良好，但是人们越来越关心与氟化物相关的健康和环境问题。本发明提供了不含氟化物的整理组合物。
水性聚氨酯分散液已经被用来为纺织品提供防潮性能。例如，WO00/37535(Moore)介绍了可用来制备聚氨酯地毯衬底和聚氨酯纺织品衬底的分散液。此外，美国专利No.6048925(Titterington等)、No.5773490(Shikinami等)、No.4180491(Kim等)、No.3402148(Sutker等)、No.3362780(Kuth等)、No.4082703(Duffey等)、No.5164421(Kiamil等)和EP 0335276 A1(Anand)介绍了各种可分散于水中的聚氨酯配剂。不过，这些组合物不具有整理组合物所需要的亲水性和亲油性之间的平衡。
本发明提供了含有一种或多种聚氨酯且可分散于水中的整理组合物。本发明还提供了用所述整理组合物处理纤维基材的方法。所述整理组合物显示出格外好的性质，如耐脏和防污性，以及从防水到吸水的各种亲水性质。相对于最新的含氟组合物，上述性质具有比较优势。
发明概述
本发明涉及可分散于水中且能施涂于纤维基材如纤维、织物、地毯和非纺织卷材，然后固化以赋予该基材耐脏性能和从防水到吸水的各种亲水性质的整理组合物。
本发明整理组合物包含一种或多种聚氨酯。在一种实施方式中，所述聚氨酯由多异氰酸酯、含至少一个羟基的聚环氧乙烷和长链脂族醇反应制备。该聚氨酯的加权平均亲水/亲油平衡值(“HLB”)一般在约1-11之间。
另一方面，本发明提供了包含一种或多种聚氨酯，同时包含阻污剂、抗脏剂或它们的组合的整理组合物。举例来说，阻污剂一般包括磺化芳族聚合物，衍生自至少一种或多种α-和/或β-取代的丙烯酸单体的聚合物，或至少一种或多种含烯键不饱和的单体与马来酐的水解共聚物。举例来说，抗脏剂一般包括甲基丙烯酸酯聚合物、胶体氧化铝、胶体氧化硅、倍半硅氧烷、聚乙烯基吡咯烷酮和水溶性缩聚物。
本发明提供了用本发明整理组合物处理纤维基材地方法。本发明还提供了处理过的纤维基材，它包含用本发明整理组合物处理的纤维基材。
发明详述
本发明涉及可分散于水中的整理组合物，用于处理纤维基材，包括纤维、织物、地毯、非纺织卷材等。所述整理组合物能赋予纤维基材防污性能和从防水到吸水的各种亲水性质。较好的是，所述整理组合物能赋予纤维基材防污和耐脏性能。本发明还涉及用本发明整理组合物处理纤维基材的方法。所述组合物能施涂于基材并随后在室温或高于室温的温度下固化。这里所用术语“固化”意指整理组合物变干形成热塑性膜。
本发明整理组合物包含一种或多种聚氨酯。在一种实施方式中，聚氨酯由多异氰酸酯、长链脂肪醇和含有至少一个羟基的聚环氧乙烷的反应产物制备。
所述多异氰酸酯包括二异氰酸酯、三异氰酸酯及其混合物。较好的是，所述多异氰酸酯是三异氰酸酯。所述多异氰酸酯包括脂肪族、脂环族、芳代脂肪族或芳族化合物，可单独使用，也可使用两个或多个化合物组成的混合物。举例来说，合适的芳族多异氰酸酯包括2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、2，6-甲苯二异氰酸酯、TDI与三羟甲基丙烷的加合物(可商购于Bayer Corporation，Pittsburgh，PA，商品名DESMODURTM CB)、TDI的异氰尿酸酯三聚体(可商购于Bayer Corporation，商品名DESMODURTM IL)、二苯基甲烷4，4’-二异氰酸酯(MDI)、二苯基甲烷2，4’-二异氰酸酯、1，5-二异氰酸基萘、1，4-二异氰酸苯酯、1，3-二异氰酸苯酯、1-甲氧基-2，4-二异氰酸苯酯、1-氯苯基-2，4-二异氰酸酯及其混合物。
举例来说，脂环族多官能异氰酸酯化合物包括二(4-异氰酸基环己基)甲烷(H12MDI，可商购于Bayer Corporation，Pittsburgh，PA，商品名DESMODURTMW)、4，4’-异丙基-二(环己基异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环丁烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷1，3-二异氰酸酯、环己烷1，4-二异氰酸酯(CHDI)、1，4-环己烷双(亚甲基异氰酸酯)(BDI)、1，3-二(异氰酸基甲基)环己烷(H6XDI)、3-异氰酸基甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(可商购于Bayer Corporation，商品名DESMODURTM I)及其混合物。
举例来说，脂肪族多官能异氰酸酯化合物包括四亚甲基1，4-二异氰酸酯，六亚甲基1，4-二异氰酸酯、六亚甲基1，6-二异氰酸酯(HDI，可购于BayerCorporation，商品名DESMODURTM H)、八亚甲基1，8-二异氰酸酯、1，12-二异氰酸基十二烷、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、2-甲基-1，5-五亚甲基二异氰酸酯、二聚二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的脲、六亚甲基1，6-二异氰酸酯(HDI)的缩二脲(可购于Bayer Corporation，Pittsburgh，PA，商品名DESMODURTM N-100和N-3200)、HDI的异氰尿酸酯(可购于BayerCorporation，商品名DESMODURTM N-3300和DESMODURTM N-3600)、HDI的异氰尿酸酯和HDI的脲二酮的混合物(可购于Bayer Corporation，商品名DESMODURTM N-3400)，以及它们的混合物。
芳代脂族多异氰酸酯包括(但不限于)那些选自间-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(m-TMXDI)、对-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(p-TMXDI)、1，4-亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、1，3-亚二甲苯基二异氰酸酯、对-(1-异氰酸基乙基)苯基异氰酸酯、间-(3-异氰酸基丁基)苯基异氰酸酯、4-(2-异氰酸基环己基-甲基)苯基异氰酸酯的化合物及其混合物。
用来制备聚氨酯的长链醇包含一个羟基和一个长直链或支链脂基，所述脂基一般约含有12-24个碳原子，宜含约14-20个碳原子。所述醇一般是疏水或亲油且不溶于水的。长链脂族醇包括硬脂醇(C18H37OH)、鲸蜡醇(C16H33OH)、肉豆蔻醇(C14H29OH)等。可以用长链醇的混合物。此类醇可购于Condea VistaCo.(Houston，TX)和Sigma Aldrich Chemical Co.(Milwaukee，WI)。
所述醇的长链部分一般是烃，但可以包含插在碳链中的一个或多个杂原子如氧、硫或氮，它们不提供其他能与多异氰酸酯反应的位点。例子包括酯、醚、取代胺等。
用来制备聚氨酯的聚环氧乙烷一般包含约1-200个环氧乙烷单元，并且有至少一个能与异氰酸酯反应的羟基。所述聚环氧乙烷宜为单官能的，聚合物的另一端为(C1-C24)烷氧基如甲氧基、乙氧基、硬脂烷氧基、肉豆蔻烷氧基等封端。每分子中只包含一个羟基的聚环氧乙烷的例子包括甲氧基封端的聚环氧乙烷如CARBOWAXTM 350(分子量为350的PEO)、CARBOWAXTM 550(分子量为550的PEO)、CARBOWAXTM 750(分子量为750的PEO)、CARBOWAXTM2000(分子量为2000的PEO)，可商购于Union Carbide Corporation，SouthCharleston，WV。其他合适的聚合物包括乙氧化的醇如TOMADOLTM 45-13(与线性C14-15醇反应的含13个环氧乙烷单元的聚合物)、TOMADOLTM 25-12(与线性C12-15醇反应的含12个环氧乙烷单元的聚合物)和TOMADOLTM 1-9(与线性C11醇反应的含9个环氧乙烷单元的聚合物)，可商购于Tomah Products，Milton，WI。举例来说，乙氧化的烷基苯酚如TRITONTM X-100、TRITONTM X-102和TRITONTM X-165(可商购于Union Carbide Corporation，South Charleston，WV)也可用作所述聚环氧乙烷。单官能聚环氧乙烷可以与聚环氧乙烷二醇组合起来，如可商购于Union Carbide Corporation的CARBOWAXTM 1450(分子量为1450的PEO二醇)。
本发明聚氨酯中聚环氧乙烷的含量一般在约5％-55％(重量)范围内(以聚氨酯重量计)。聚环氧乙烷的含量宜在约10％-40％之间，更宜在约20％-35％之间(以聚氨酯重量计)。聚环氧乙烷基团通常赋予聚氨酯亲水性质。如果聚环氧乙烷的含量足够高，则聚氨酯在水中可自行乳化。
可利用标准聚氨酯催化剂，如有机锡化物、有机锆化物、叔胺、强碱和铵盐使多异氰酸酯、聚环氧乙烷和长链醇反应。如果反应温度足够高，则无需催化剂。
有机锡催化剂包括二丁基锡二月桂酸酯、双(月桂基硫代)锡酸二丁酯、二丁基锡双(异辛基巯基乙酸酯)、二丁基锡双(异辛基马来酸酯)，等等。有机锆化物包括，例如锆螯合物如K-KATTM 4205、K-KATTM XC-6212、K-KATTMXC-9213和K-KATTM XC-A209，购自King Industries，Norwalk，CT。叔胺包括，例如2，4，6-三(N，N-二甲基氨基甲基)-苯酚、1，3，5-三(二甲基氨基丙基)-六氢-s-三嗪(Dabco)、五甲基二亚丙基三胺、双(二甲基氨基乙基醚)、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺以及这些化合物的铵盐。强碱包括乙酸钾、2-乙基己酸钾、胺-环氧化物组合，等等。
形成聚氨酯的反应可以在无溶剂的情况下完成，也可以在非质子性溶剂如乙酸正丁酯、甲苯、甲基异丁基酮等的存在下完成。也可以用非质子性溶剂的混合物。可以通过先让聚环氧乙烷或长链醇与多异氰酸酯反应，然后加入另一个反应物来制备聚氨酯。或者，也可以把聚环氧乙烷和长链醇与多异氰酸酯同时放入反应容器。宜先将聚环氧乙烷和长链醇与溶剂混合。混合物中存在的任何水都要在加入多异氰酸酯之前通过共沸蒸馏除去。
本发明聚氨酯的加权平均亲水/亲油平衡值(HLB)在约1-约11之间。这里使用的术语“HLB值”意指聚氨酯中每个组分的亲水/亲油平衡值。术语“加权平均HLB值”定义为每个独立组分的HLB值乘上该组分在聚氨酯中的重量百分比以后的和。可以通过在脂肪烃溶剂和水之间分配所述组分的实验来计算HLB值。或者，也可以在化合物结构的基础上，对该结构每一部分的衍生基团数目根据经验进行加和，以此计算HLB值。至于含聚环氧乙烷的分子，可以通过将聚环氧乙烷的重量百分比除以5来计算其加权平均HLB。
聚氨酯混合物的HLB可作为依数性加以计算。因此，混合物的HLB是整理组合物中所有聚氨酯的HLB的加权平均。
∑(HLBn×Fn)＝HLB加权平均
HLBn是给定聚氨酯的HLB值，Fn是该聚氨酯占组合物中所有聚氨酯总重量的重量分数。例如，如果整理组合物包含70％(重量)聚氨酯1，其HLB值为10，和30％(重量)聚氨酯2，其HLB值为5，则加权平均HLB值为8.5。
(10×0.7)+(5×0.3)＝7+1.5＝8.5
HLB值低的化合物相对疏水或亲油，其水溶性较差。这样的化合物一般带有较长的烃链且(或)乙氧化程度较低。反过来，HLB值较高的化合物相对亲水，水溶性较好。这样的化合物一般带有较短的烃链且(或)乙氧化程度较高。关于HLB值及测定HLB值的详尽信息，参见Schick，Martin J.，非离子表面活性剂，物理化学，23，438-456(1987)。关于可商购的烃类非离子表面活性剂及其HLB值的目录见2000 McCutcheon之卷1：乳化剂和洗涤剂，北美及国际版，The Manufacturing Confectioner Publishing Co.(2000)。
加权平均HLB值一般在约1-11的范围内，宜在约2-8的范围内，更宜在约4-7的范围内。如果加权平均HLB值小于2，整理组合物在纤维基材上通常会形成液滴。相反，如果加权平均HLB值在3-11的范围内，整理组合物在纤维基材上变干后会形成膜。当加权平均HLB值约大于6的时候，整理组合物的防水性一般会下降。
另一方面，本发明提供了包含聚氨酯和阻污剂、抗脏剂或其混合物的整理组合物。所述聚氨酯包含多异氰酸酯和含有至少一个羟基的聚环氧乙烷。
加权平均HLB值一般在约1-11的范围内，宜在约2-8的范围内，更宜在约4-7的范围内。为了得到此范围内的加权平均HLB值，聚氨酯一般含有一个或多个具有疏水或亲油性的长链脂族基团。这些长链基团可以是聚环氧乙烷的一部分，也可以通过具有能与多异氰酸酯反应的活泼氢的官能团嵌入聚氨酯结构。
为聚环氧乙烷一部分的长链脂族基团包括以(C10-C24)烷氧基如硬脂烷氧基、肉豆蔻烷氧基等封端的聚合物。聚合物的例子包括TOMADOLTM 45-13(与线性C14-15醇反应的含13个环氧乙烷单元的聚合物)、TOMADOLTM 25-12(与线性C12-15醇反应的含12个环氧乙烷单元的聚合物)和TOMADOLTM 1-9(与线性C11醇反应的含9个环氧乙烷单元的聚合物)，可商购于Tomah Products，Milton，WI。
通过官能团嵌入聚氨酯结构的长链脂族基团包括(C12-C24)醇，如硬脂醇、肉豆蔻醇等。所述醇的长链部分一般为烃，但可以包含一个或多个插入碳链的杂原子如氧、硫或氮，它们不提供与多异氰酸酯反应的其它位点。例子包括酯、醚、取代胺等。
用来制备聚氨酯的聚环氧乙烷一般包含1-约200个环氧乙烷单元和至少一个能与异氰酸酯反应的羟基。较好的是，聚环氧乙烷每分子仅包含一个羟基，例如甲氧基封端的聚环氧乙烷CARBOWAXTM 350(分子量为350的PEO)、CARBOWAXTM 550(分子量为550的PEO)、CARBOWAXTM 750(分子量为750的PEO)、CARBOWAXTM 2000(分子量为2000的PEO)，可商购于Union CarbideCorporation，South Charleston，WV。
以聚氨酯的重量计，聚环氧乙烷的总含量一般在约5％-55％(重量)的范围内。所述聚环氧乙烷的含量宜在约10％-40％(重量)之间，更宜在约20％-35％(重量)之间(以聚氨酯重量计)。
在一个优选实施方式中，聚氨酯是三异氰酸酯、带活性羟基的甲氧基封端的聚环氧乙烷和硬脂醇的反应产物。加入硬脂醇是为了得到加权平均HLB值在约1-11范围内的聚氨酯。
许多化合物都可以用作阻污剂成分，例如包括磺化芳族聚合物、衍生自一种或多种α-和/或β-取代的丙烯酸单体的聚合物、由一种或多种含烯键不饱和的单体与马来酐反应形成的水解共聚物，或者它们的组合。阻污剂可以是聚合或共聚混合物，可以通过在一种或多种上述聚合物存在下聚合一种或多种单体制备。
在一种实施方式中，所述阻污剂是磺化芳族聚合物。举例来说，磺化芳族聚合物包括由醛与磺化芳族化合物反应形成的缩聚物，由醛与芳族化合物反应然后磺化所得聚合物形成的缩聚物。醛可以包括甲醛、乙醛等。举例来说，合适的磺化芳族化合物包括带羟基官能团的化合物如双(羟苯砜)、羟基苯磺酸、羟基萘磺酸、磺化4，4’-二羟基二苯砜和它们的混合物。此外，磺化芳族化合物可以包括磺化芳族聚合物或共聚物。举例来说，共聚物可以在含烯键不饱和芳族单体(如苯乙烯)和磺化含烯键不饱和芳族单体(如苯乙烯磺酸酯)之间形成。对实用磺化芳族聚合物的更多描述见美国专利No.4680212(Blyth等)、No.4875901(Payet等)、No.4940757(Moss，III等)、No.5061763(Moss，III等)、No.5074883(Wang)和No.5098774(Chang)。
举例来说，可商购的磺化芳族缩聚物包括ErionalTM NW(由萘磺酸、甲醛和4，4’-二羟基二苯砜的反应产物形成的聚合物，可购于Ciba-Geigy Limited，Ardsley，NY)、ErionalTM PA(由苯酚磺酸、甲醛和4，4’-二羟基二苯砜的反应产物形成的聚合物，可购于Ciba-Geigy Limited，Ardsley，NY)、3MTM FX-369TM(可购于3M，St.Paul，MN的污渍释放含氟浓缩物)、TamolTM SN(萘-甲醛缩合物的钠盐，购于Rohm&Haas Co.，Philadelphia，PA)、MesitolTM NBS(用于阴离子直接染料的固定剂，购于Bayer Corporation，Pittsburgh，PA)、Bayprotect CL或CSDTM(用于尼龙地毯的阻污剂，购于Bayer Corporation)、NylofixanTM P(4，4’-二羟基二苯砜和2，4-二甲基苯磺酸的甲醛共缩聚物，购于Sandoz Corp.，Basle，Switzerland)和IntratexTM N(购于Crompton&Knowles Corp.，Stamford，CT的纺织品助剂)。在商业上，磺化芳族聚合物一般以水溶液形式出售，以溶液重量计，它含30％-40％(重量)的固体。所述溶液可以包含其他化合物，如芳族磺酸和二醇。
在另一实施方式中，除聚合物之外，磺化芳族聚合物阻污剂包含少量二价金属盐。二价金属盐可包括钙盐、镁盐等。以纤维基材的重量计，所述二价盐的浓度一般约小于0.1％(重量)，宜小于约0.05％(重量)。对使用二价金属盐的更多描述见美国专利No.5098774(Chang)。
第二类阻污剂包括衍生自至少一种或多种α-和/或β-取代的丙烯酸单体的聚合物。这些单体的一般结构为HR1C＝C(R)COOX，其中R和R1各自独立选择氢、有机基团或卤素，X独立选自氢、有机基团或阳离子。优选的此类阻污剂化合物是丙烯酸聚合物，如聚丙烯酸、丙烯酸与一种或多种能与丙烯酸共聚的其他单体形成的共聚物，或聚丙烯酸与一种或多种丙烯酸共聚物的混合物。更好的聚合物是甲基丙烯酸聚合物，如聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸与一种或多种能与甲基丙烯酸共聚的其他单体形成的共聚物，或聚甲基丙烯酸与一种或多种甲基丙烯酸共聚物的混合物。可用来与丙烯酸或甲基丙烯酸共聚的单体一般是烯键不饱和的，如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、衣康酸、苯乙烯、苯乙烯磺酸钠、磺化蓖麻油等。这些单体的混合物可用于共聚反应。可用作阻污剂的市售丙烯酸聚合物包括可购于Rohm&Haas Co.(Philadelphia，PA)的AcrysolTM和可购于B.F.Goodrich(Brecksville，OH)的CarbopolTM。市售甲基丙烯酸聚合物包括可购于Rohm&Haas Co.的LeukotanTM系列材料，如LeukotanTM970、LeukotanTM 1027、LeukotanTM 1028或LeukotanTM QR 1083。对可用于本发明阻污剂组合物、由α-和/或β-取代的丙烯酸单体形成的聚合物的更多描述见美国专利No.4937123(Chang等)、No.5074883(Wang等)和No.5212272(Sargent等)。另一种市售丙烯酸聚合物是可购于3M(St.Paul，MN)的3MTM FC-672防护性化学品。
第三类阻污剂包括由一种或多种含烯键不饱和单体与马来酐反应形成的水解共聚物。所述含烯键不饱和单体一般包括α-烯烃、烷基乙烯基醚、芳族化合物(如苯乙烯)等。举例来说，合适的α-烯烃包括约含4-12个碳原子的1-烯烃，如异丁烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯等。α-烯烃宜为异丁烯或1-辛烯。所述α-烯烃的一部分可以为一种或多种其他单体替代。所述阻污剂可以包含高达约50％(重量)的(C1-C4)丙烯酸烷酯、(C1-C4)甲基丙烯酸烷酯、乙烯基硫化物、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、丙烯酰胺等。可以使用这些替代单体的混合物。由一种或多种含α-烯烃单体与马来酐反应形成的水解共聚物可进一步见述于美国专利No.5460887(Pechhold)。美国专利No.5001004(Fitzgerald等)进一步介绍了由一种或多种含烯键不饱和芳族单体与马来酐反应形成的水解共聚物。
整理组合物中可以包含水溶性或水分散性抗脏剂，以进一步提高基材的防污性能并使之不黏。如果加权平均HLB值大于约4或聚氨酯所含聚环氧乙烷大于约15％(重量，以聚氨酯重量计)，通常要往整理组合物中加入抗脏剂。举例来说，常见添加剂包括甲基丙烯酸酯聚合物如甲基丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物；胶体氧化铝如可购于Condea Vista Co.，Houston，TX的CATAPALTM和DISPALTM氧化铝；胶体氧化硅如可购于Nalco Chemical Co.，Naperville的NALCOTM氧化硅；如美国专利No.4781844、4351736、5073442和3493424所介绍的倍半硅氧烷；聚乙烯基吡咯烷酮；由甲醛与尿素、蜜胺、苯并胍胺或乙酰胍胺反应形成的水溶性缩聚物。
在正十六烷中的后退接触角测定值与整理组合物的抗污性能之间存在良好的相关性。这样，后退接触角测定可以用来确定具有合适抗污性能的组合物，而不需要进行冗繁的踩踏致脏测试。因此，譬如说，如果聚氨酯的后退接触角至少为约40°，则表明它具有合适的抗污性质。
本发明进一步提供了用本发明整理组合物处理纤维基材的方法。可进行处理的基材包括天然和合成的纤维、织物、地毯、非纺织卷材等。天然纤维基材包括棉、毛、丝等。合成纤维基材包括聚酯、聚烯烃、尼龙、丙烯酸、乙酸酯或它们的混合物。纤维基材宜为地毯。
一般要将整理组合物乳化，使之可分散于水中。乳化该组合物的技术包括声处理、剪切等。所述处理包含的步骤有：将整理组合物施涂于纤维基材，在室温或高于室温的温度下形成所需性质。一般地，所述组合物于室温下在纤维基材上形成膜，但在施涂完所述整理组合物后可另行加热使之变干。
可采用任何通常用来给纤维和织物上涂饰物的技术。举例来说，可通过喷、刷、浸泡、发泡等将本发明组合物施涂到基材上。一般地，施涂于纤维或织物上的干整理组合物的量在约0.05％-5％(重量，以基材重量计)之间。施涂的干整理组合物的量宜在约0.2％-3％(重量，以基材重量计)范围内。如果考虑纤维底基材的面积，所述干整理组合物一般在约0.05-5克/平方英尺(约0.5-50克/平方米)范围内，宜在约0.2-3克/平方英尺(约2-30克/平方米)范围内。
本发明包括含纤维基材和施涂于其上的本发明整理组合物的处理过的纤维基材。
下面的实施例进一步描述了整理组合物、使用本发明整理组合物的方法以及用以确定整理组合物的各种性质的测试方法。提供实施例的目的是为了作示范，帮助理解本发明，而不应该解释为本发明受限于实施例。
实施例
除非另有说明，下面实施例和测试方法中的所有百分比都是重量百分比。介绍了用泵喷方法施涂测试配剂于纤维测试基材上。当然，也可以用充有压缩气体的气溶胶施涂测试配剂。在喷涂之前，纤维基材可以是湿的，也可以是干的。
测试方法
喷涂——在3MTM AP-1多用途泵喷器中加入测试配剂，塞上P-Jet 5001喷嘴以用于室内装璜或塞上P-Jet 8004喷嘴以用于地毯。然后举起喷嘴，离纤维基材表面12-24英寸(30-60cm)，来回移动喷嘴，将测试配剂喷到基材表面上。接着让处理过的基材干燥固化至少24小时。
硬度测定——处理过的基材的硬度用主观“手摸”测试标度确定，以+5表示纤维用手摸上去非常软的感觉，-5表示纤维摸上去非常坚硬的感觉，0表示未处理的纤维摸上去的感觉。
浸透时间——作为防水性量度的浸透时间用去离子水滴或90/10水/IPA液滴按照下面的测试程序确定。根据该程序，用点眼药器在处理过的测试纤维基材表面上滴6滴，每滴直径约3-5mm。测量每一滴完全浸入处理过的基材纤维中所需的时间，然后计算6滴的平均时间。在相同的纤维基材上重复该测定液滴平均浸入时间的程序，只是这次基材是没有经过处理的。浸透时间记录为处理和未处理的纤维基材上液滴平均浸入时间之差。较长的时间表示防水性增强了。
接触角测量试验——根据Wilhelmy平板法，用K-12型Kruss ProcessorTensiometer(可购于Kruss KmbH，Hamburg，Germany)测定前进和后退接触角。每个待测样品溶于乙酸乙酯、甲基异丁基酮或甲苯，浓度5％，然后将溶液施涂于尼龙或聚酯膜。
测定前进接触角(ACA)时，将处理过的膜在平台上面悬挂起来，在平台上的容器中注入正十六烷或水，然后将平台向着悬挂的样品抬起，直到样品完全浸没。当处理过的膜浸没的时候，仪器计算出前进接触角。
测定后退接触角(RCA)时，采用与测定前进接触角时相反的程序，即先把悬挂起来的处理过的膜浸没在正十六烷或水中，然后放低平台，将膜逐渐从测试液体中拉出来。当膜拉出来的时候，仪器计算出后退接触角。在正十六烷中测出较高的后退接触角表明抗污性能良好。
沾污测试——如下测定地毯样品的防污性能。首先，在去离子水中溶解0.007％红色染料FD&C #40，然后用10％氨基磺酸水溶液调节溶液的pH至3.0，由此制备红色沾污液。将所述沾污液调至22℃，将5g溶液放在地毯样品上面划定的直径为4cm的模板之内2分钟。多余的沾污液用纤维素海绵从地毯样品背面吸掉。让污渍在22℃空气中干燥14小时，然后在不搅动的情况下用冷水洗涤地毯样品，直至洗涤用水保持干净为止。让带污渍的地毯样品在室温下的空气中干燥。
利用Minolta 310 Chroma MeterTM小型三色颜色分析仪测定地毯样品的受沾污程度，用数字表示。颜色分析仪自动测定的红色污渍在红-绿颜色坐标上相对于未受沾污和未处理过的地毯样品为“得耳他a”(Δa)值。下表中报道的测量值保留到小数点后一位，除非另有说明，代表3次测量的平均值。Δa读数越大表明受红色染料沾污的量越大。Δa读数一般在0(未受沾污)-50(严重沾污)之间。
“踩踏”致脏测试——每个处理样品的相对致脏倾向是通过将处理过和未处理过(对照)的地毯样品置于规定的“踩踏”致脏测试条件下并比较它们的相对致脏水平而进行测定的。所述测试这样进行，将处理过和未处理过的方形地毯固定在刨花板上，将样品放在两个选定商业地点之一的地板上，通过正常的步行让样品踩脏。控制每个地点的踩踏步数。在指定地点，每天按照一定方式变换每个样品的位置，设计这种变换方式是为了将位置和方向对致脏的影响减少到最小。
在一个具体致脏测试期间测定了若干个循环(每个循环约等于踩了10000次)之后，将处理过的样品拿开，用比色测定法确定给定样品上存在的致脏量，假定给定样品上的致脏量直接与未致脏样品和相应的致脏样品之间的色差成正比。此色差可用Minolta 310 Chroma Meter(带D65光源)的CIE L*a*b三色坐标进行定量，记录为E值，即致脏和未致脏地毯样品的读数差。这样的E值在定性上与老的目视测评值(如AATCC提出的致脏测评方法)显示出一致性，并且具有精度高、不受测定环境或操作者主观差异的影响等其他优点。每个样品的最终E值是计算5-7个相同样品测定的平均值。此颜色测定程序在ASTM D-6540中有详述。
术语
DES N-100——DESMODURTM N-100，六亚甲基二异氰酸酯衍生的三聚异氰酸缩二脲，活性几乎100％，购于Bayer Corp.，Pittsburgh，PA。
DES N-75BA——DESMODURTM N-75BA，六亚甲基二异氰酸酯衍生的三聚异氰酸缩二脲(基本上是DESMODURTM N-1 00在乙酸正丁酯中的75％溶液)，购于Bayer Corp.，Pittsburgh，PA。
C18H37OH——95-96％的1-十八烷醇、＜3％的1-二十烷醇、＜3％的1-十六烷醇和＜0.5％的1-十四烷醇的混合物，可购于Condea Vista Co.，Houston，TX。
C16H33OH——ALFOLTM十六醇，可购于Condea Vista Co.。
C14H29OH——ALFOLTM十四醇，可购于Condea Vista Co.。
TOM 45-13——TOMADOLTM 45-13，含有约13个环氧乙烷单元的C14-15直链醇乙氧化物，可购于Tomah Products，Milton，WI。
TOM 25-12——TOMADOLTM 25-12，含有约12个环氧乙烷单元的C12-15直链醇乙氧化物，可购于Tomah Products，Milton，WI。
TOM 1-9——TOMADOLTM 1-9，含有约9个环氧乙烷单元的C11直链醇乙氧化物，可购于Tomah Products，Milton，WI。
MPEG 350——CARBOWAXTM 350，分子量约350的单甲氧基聚氧乙烯醇，可购于Union Carbide Corp.，South Charleston，WV。
MPEG 550——CARBOWAXTM 550，分子量约550的单甲氧基聚氧乙烯醇，可购于Union Carbide Corp.。
MPEG 750——CARBOWAXTM 750，分子量约750的单甲氧基聚氧乙烯醇，可购于Union Carbide Corp.。
PEG 1450——CARBOWAXTM 1450，分子量约1450的聚氧乙烯二醇，可购于Union Carbide Corp.。
MPEG 2000——CARBOWAXTM 2000，分子量约2000的单甲氧基聚乙烯醇，可购于Union Carbide Corp.。
T-12——MetacureTM T-12催化剂(二丁基锡二月桂酸酯)，可购于AirProducts，Allentown，PA。
FC-672——3MTM FC-672防护性化学阻污剂，用于聚丙烯和共混聚丙烯地毯的丙烯酸脱污剂，可购于3M Company。
聚合物1——聚合物1阻污剂可如下所述制备。向装有回流冷凝器、机械搅拌装置和温度计的1L反应器中加入7.0g磺化蓖麻油溶液(70％固体)和515.0g去离子水。将所得溶液加热至95℃，然后在约2小时内向此溶液中同时滴加198.0g甲基丙烯酸、45.2g丙烯酸丁酯和溶于50g水中21.6g过硫酸铵。继续在90℃搅拌此反应混合物3小时，然后冷却至50℃。通过加入氢氧化铵水溶液部分中和得到的共聚物溶液，使pH至为9，从而得到32％的水分散液。
EMA/MMA——50/50 EMA/MMA共聚物抗脏剂可如下所述制备。向装有加热器和搅拌器的2000加仑(7500L)高压釜中加入4330磅(1970kg)去离子水。将搅拌器调到60rpm，然后加入263磅(120kg)SERMULTM EA 151(35％壬基苯酚钠聚乙二醇醚(10EO)硫酸酯溶液，可购于Condea Vista Co.)。将反应物温度维持在100°F(38℃)，同时再加入4465磅(2030kg)去离子水和1094磅(500kg)SERMULTM EA 151。用15磅/平方英寸(1540托)的氮气吹扫反应釜并排出，同时将反应物温度保持在75°F(24℃)并加入9500磅(4320kg)50/50甲基丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯混合物。然后将该反应物加热至122°F(50℃)，并继续搅拌，然后加入18磅(8.2kg)过硫酸钾和260磅(118kg)去离子水混合物。得到的混合物用氮气定期吹扫。加入物料15-30分钟后开始放热。反应物温度开始设定在155°F(60℃)，让它在聚合反应过程中升高到185°F(85℃)。3小时后，分析是否存在丙烯酸酯单体；如果存在，再加入4磅(1.8kg)过硫酸钾，让反应继续进行1-2小时。让反应釜冷却，回收共聚物水分散液，一般含约50％固体。
TRANS III——TRANSITION IIITM尼龙地毯，Lees，#LH585，颜色CR15836蓝。Solutia Ultron纤维，Superba加热装置，未处理的尼龙地毯，36盎司/码2(1.3kg/m2)，可购于Burlington Industries，Greensboro，NC。
防水测试——纤维基材防水性的测定方法是让它们受到一系列测试流体的穿透，所述流体代表去离子水和异丙醇(IPA)的混合物(按体积)。该系列流体代表具有不同表面张力的水性液体，用以测试纤维基材。在这个分为12级的测试中，给每种流体分配了一个分级数字，见下面表1。
表1 分级 ％IPA(体积) 表面张力(达因/厘米) 0 对任何测试流体都没有防水性 1 0 72 2 1.07 68 3 2.21 64 4 3.45 60 5 4.81 56 6 6.32 52 7 8.02 48 8 10.00 44 9 12.39 40 10 15.47 36 11 20.00 32 12 30.00 28
在进行疏水测试时，将纤维基材样品放在平整的水平表面上。将5小滴测试流体轻轻地滴在样品上间隔至少2英寸的点上。在45°角上观察10秒钟后，如果5滴中还可以看到4滴，且成球形或半球形，那么就判定纤维基材对于该测试流体通过了测试。报告的防水性等级对应于编号最大的测试流体，对于该流体，处理过的纤维样品通过了上述测试。就最高防水性而言，这种等级越高越好。等级为“0”表示对任何流体都没有防水性，包括纯水。
化合物和中间体的制备
除非另有说明，用Branson SONIFIERTM Untrasonic Horn 450超声均匀混合器(可购于VWR Scientific)在去离子水中乳化所有的固体聚氨酯，得到含15％聚氨酯固体的乳液。
聚氨酯A(0.8/0.2/1.0 C18H37OH/MPEG 750/DES N-100)——此聚氨酯是0.2当量CARBOWAXTM 750醇与1.0当量DESMODURTM N-100三异氰酸酯反应，随后剩余的异氰酸酯基团与0.8当量硬脂烷醇反应的连续反应产物。
在装有搅拌器、加热罩和温度计的三颈烧瓶中加入146g甲苯、34.3g DESN-100(0.179 NCO eq)、26.9g MPEG 750(0.036 OH eq)和0.1g二丁基锡二月桂酸酯(反应物的0.1％)。将得到的混合物从室温加热到58℃，约7分钟之内固体溶解。将反应混合物在23分钟内从58℃继续加热至69℃，反应溶液保持在65-69℃，搅拌82分钟。然后加入38.8g(0.14 eq)C18H37OH，并将得到的混合物在63-75℃加热104分钟，红外(IR)光谱分析显示得到的样品没有残余异氰酸酯(表明NCO基团几乎100％反应)。将反应产物倒入铝盘中，并除去溶剂。
聚氨酯B(0.79/0.21/1.0 C18H37OH/MPEG 550/DES N-75BA)——在这个例子中，长链醇和聚环氧乙烷与三异氰酸酯同时反应，而不是像制备聚氨酯A那样，聚环氧乙烷与三异氰酸酯先反应，然后再与长链醇反应。
将51.0g甲基异丁基酮(MIBK)、46.2g(0.084 eq)MPEG 550和85.3g(0.316eq)C18H37OH混合物加入装有搅拌器、加热罩、温度计、加料漏斗和蒸馏阱的三颈烧瓶中。将得到的混合物从23℃加热至126℃，并在126℃维持2.5小时，在蒸馏阱中得到3.6mL共沸物。继续搅拌混合物25分钟，蒸馏阱中收集到的共沸物增加到4.8mL(3.9g)。让混合物在17分钟内从127℃冷却到75℃，然后加入0.23g(固体反应物的0.1％)溶于4.9g MIBKd T-12催化剂，再在71.5-75℃范围内用40分钟时间滴加102.1g(0.40eq)DES N-75BA。对部分反应产物的IR分析显示有0.11％(重量)NCO未反应，表明反应完成约97.9％。用MIBK(共31.5g)洗涤等压加料漏斗，得到的溶液在67-71℃下搅拌40分钟，促使反应进行完全。对部分反应产物的IR分析显示有0.01％的NCO，表明反应完成约99.8％。
将溶液倒入铝盘中，在150°F(65℃)的烘箱中加热过夜，得到白色固体。
聚氨酯C-L——聚氨酯C-L分别用与制备聚氨酯B所述基本相同的混合聚乙二醇/硬脂烷醇与三异氰酸酯反应制备(包括与异氰酸酯反应前共沸蒸馏含羟基官能团的成分)，只是在聚环氧乙烷(MPEG 750、MPEG 500、MPEG 350单官能甲氧基封端的聚环氧乙烷或PEG 1450双官能聚环氧乙烷)、三异氰酸酯(DES N-100或DES N-75BA)和三种反应物的当量比上有所差异。聚氨酯J由四种反应物制备，因为用到了两种聚环氧乙烷。聚氨酯K(对比聚氨酯)由等当量的C18H37OH和DES N-100反应制备，没有用聚环氧乙烷。这些聚氨酯与聚氨酯A和B，以及计算得到的每种聚氨酯的加权平均HLB值和聚环氧乙烷百分含量一起列在表2中。
表2 聚氨酯 反应混合物 当量比 HLB ％PEO A C18H37OH/MPEG 750/DES N-100 0.8/0.2/1.0 5.1 25.7 B C18H37OH/MPEG 550/DES N-75BA 0.79/0.21/1.0 4.2 21.0 C C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA 0.9/0.1/1.0 2.8 14.1 D C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA 0.85/0.15/1.0 4.0 20.2 E C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA 0.75/0.25/1.0 6.2 30.9 F C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA 0.7/0.3/1.0 7.1 35.6 G C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA 0.5/0.5/1.0 10.2 51.1 H C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA 0.3/0.7/1.0 12.6 63.0 I C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA 0.1/0.9/1.0 14.5 72.3 J C18H37OH/MPEG 750/PEG 1450/ DES N-75BA 0.65/0.25/0.1 5/1.0 8.0 40.1 K C18H37OH/DES N-100 1.0/1.0 0 0 L C18H37OH/MPEG 350/DES N-75BA 0.68/0.32/1.0 4.2 20.9
聚氨酯M(0.8/0.2/1.0 C18H37OH/PEG 1450/DES N-100)——在装有搅拌器、加热罩和温度计的三颈烧瓶中加入146g甲苯、34.6g DES N-100(0.181 NCOeq)、26.2g PEG 1450(0.036 OH eq)和0.10g T-12催化剂(反应物的0.1％)。将得到的混合物从室温加热到61.5℃，约7分钟内固体溶解。在17分钟内将反应混合物继续从61.5℃加热到66℃，并将反应混合物维持在65-72℃，再搅拌88分钟。然后加入39.1g(0.145 eq)C18H37OH，得到的混合物在69-76℃加热48分钟，IR吸收显示得到的样品有0.04％异氰酸酯(表明NCO基团反应98.7％)。在69-73℃继续搅拌反应产物溶液82分钟，然后倒入铝盘，并除去溶剂。计算后，该聚氨酯固体的加权平均HLB值为5.2，聚环氧乙烷百分比为25.9％。
聚氨酯N(0.7/0.3/1.0 C18H37OH/TOM 45-13/DES N-75BA)——在装有搅拌器、加热罩、温度计和蒸馏阱的三颈烧瓶中加入64.3g(0.238eq)C18H37OH、80.6g(0.102eq)TOM 45-13和58.3g MIBK。在108-125℃加热得到的混合物84分钟，形成溶液，收集到0.5g共沸物。让溶液在38分钟内冷却到79℃，然后加入0.231g二丁基锡二月桂酸酯(反应物的0.1％)。接下来，温度维持在65-70℃，在43分钟内滴加86.6g(0.34eq)DES N-75BA，然后再用26.9g MIBK洗涤加料漏斗。从溶液中取出一点样品，分析显示有0.12％NCO未反应，表明反应完成97.2％。再在68-70℃搅拌溶液57分钟，然后将溶液倒入蒸发盘，将盘中溶液放在100℃鼓风炉中16小时，得到213.2g白色固体(产率101％)。
聚氨酯O-R——聚氨酯O-R分别用与制备聚氨酯N所述基本相同的连续反应过程制备，只是在聚环氧乙烷组成及与异氰酸酯的当量比(聚乙氧基醇TOM 1-9、TOM 25-12或TOM 45-13，0.2或0.3当量)上有所差异，但长链脂族醇继续为C18H37OH(0.8或0.7当量)。
聚氨酯O-R和聚氨酯N的组成以及计算得到的每种聚氨酯的加权平均HLB值和聚环氧乙烷百分比列在表3中。
表3 聚氨酯 反应混合物 当量比 HLB ％PEO N C18H37OH/TOM 45-13/DES N-75BA 0.7/0.3/1.0 5.5 27.6 O C18H37OH/TOM 45-13/DES N-75BA 0.7/0.3/1.0 5.2 26.2 P C18H37OH/TOM 25-12/DES N-75BA 0.8/0.2/1.0 3.8 18.9 Q C18H37OH/TOM 45-13/DES N-75BA 0.8/0.2/1.0 4.0 20.1 R C18H37OH/TOM 1-9/DES N-75BA 0.8/0.2/1.0 3.0 15.2
聚氨酯S(0.935/0.065/1.0 C18H37OH/PEG 2000/DES N-75BA)——将50.0gMIBK、45.5g(0.0228 eq)PEG 2000和88.4g(0.327 eq)C18H37OH加入装有搅拌器、加热罩、温度计、加料漏斗和蒸馏阱的三颈烧瓶中。将得到的混合物在1小时内从23℃加热到122℃，得到70％固体溶液，将该溶液保持在118-122℃下115分钟，同时用氮气吹扫，在蒸馏阱中收集到3.2g馏分。将溶液从120℃冷却到67℃，并在67℃保持约2小时。然后向溶液中加入0.22g T-12催化剂(反应物的0.1％)和4.9g MIBK的混合物，接着在54分钟内滴加89.1g(0.35eq)DES N-75BA，并使溶液保持在60-69℃。在61℃再保持2分钟后，取出一份溶液，FTIR分析显示没有残余NCO吸收峰。在60-65℃再搅拌溶液1小时，然后将溶液倒入铝盘中，除去溶剂，得到白色固体。
聚氨酯T(0.85/0.15/1.0 C14H29OH/MPEG 750/DES N-75BA)——将39.0gMIBK、49.5g(0.066eq)MPEG 750和80.0g(0.375 eq)C14H29OH加入装有搅拌器、加热罩、温度计、加料漏斗和蒸馏阱的三颈烧瓶中。将得到的混合物从23℃加热到118℃，并在118℃下保持80分钟，同时用氮气吹扫，在蒸馏阱中收集到5.2g馏分。在40分钟内，使溶液从118℃冷却到68℃。然后加入0.24gT-12催化剂(反应物的0.1％)和4.0g MIBK，接着在30分钟内滴加112.1g(0.440eq)DES N-75BA，并使温度保持在68-73℃。在70℃再保持2分钟后，取出一份溶液，FTIR分析显示残留有0.08％的NCO，表明反应完成98％。在70.5-72℃再搅拌溶液46分钟，然后将溶液倒入铝盘中，除去溶剂，得到白色固体。
聚氨酯U(0.85/0.15/1.0 C16H33OH/MPEG 750/DES N-75BA)——将39.0gMIBK、46.1g(0.062eq)MPEG 750和84.3g(0.349eq)C16H33OH加入装有搅拌器、加热罩、温度计、加料漏斗和蒸馏阱的三颈烧瓶中。将得到的混合物从23℃加热到122℃，并在122℃保持1小时，同时用氮气吹扫，在蒸馏阱中收集到3.0g馏分。在33分钟内，使溶液从1 22℃冷却到73℃。然后加入0.23g T-12催化剂(反应物的0.1％)和4.0g MIBK的混合物，接着在40分钟内滴加104.4g(0.41eq)DES N-75BA，并使溶液保持在68-77℃。然后取出一份溶液，FTIR分析显示残留有0.08％的NCO，表明反应完成98％。在67-72℃再搅拌溶液57分钟，然后将溶液倒入铝盘中，除去溶剂，得到白色固体。在水中制备含25％固体的聚氨酯乳液。
实施例1-14和比较例C1-C3
在实施例1-14中，用接触测试方法测定了聚氨酯A-G、J、L和N-R对水和正十六烷的前进接触角(ACA)和后退接触角(RCA)。这些接触角测定结果列在表4中，同时按递增顺序列出了计算得到的每种聚氨酯的加权平均HLB值和聚环氧乙烷百分比。
在比较例C1中测定了聚氨酯K，它是不含聚环氧乙烷的聚氨酯，因而在本发明范围之外。聚氨酯K代表等当量的C18H37OH和DES N-100的反应产物，不含PEO。
在比较例C2-C3中，测定了聚氨酯H和I，它们含有超过60％的PEO，加权平均HLB值大于12，因此也在本发明范围之外。
表4 实施例 聚氨酯 水： 正十六烷： HLB ％PEO ACA RCA ACA RCA C1 K 94 84 52 42 0 0 1 C 95 56 52 40 2.8 14.1 2 R 97 72 52 31 3.0 15.2 3 P 89 56 53 26 3.8 18.9 4 Q 95 60 53 32 4.0 20.1 5 D 97 58 53 42 4.0 20.2 6 L 97 63 54 42 4.2 20.9 7 A 84 62 48 42 5.1 25.7 8 M 109 81 48 42 5.2 25.9 9 O 85 59 53 28 5.2 26.2 10 N 85 60 58 23 5.5 27.6 11 E 78 55 54 43 6.2 30.9 12 F 79 56 54 43 7.1 35.6 13 J 85 55 53 42 8.0 40.1 14 G 66 55 57 40 10.2 51.1 C2 H 70 57 68 10 12.6 63.0 C3 I 64 58 78 12 14.5 72.3
表4中数据显示，加权平均HLB值低/％PEO低的聚氨酯(包括聚氨酯K)对水具有较高的前进接触角(即较高的防水性)，而对正十六烷具有较高的后退接触角(即表明有更好的除脏性和除油渍性)。但是，用聚氨酯K处理的地毯样品还表现出较差的防水性，可能是由于聚氨酯颗粒变干后附着性较差。用PEO含量较高的聚氨酯H和I处理的地毯样品对正十六烷的后退接触角较低，此外还表现出较差的防水性。所有对正十六烷的前进接触角都至少为48°，显示出某些斥油性。所有对水的后退接触角都至少为55°，显示出良好的除水渍性能。
实施例15-17和比较例C4-C5
聚氨酯A(0.8/0.2/1.0 C18H37OH/MPEG 750/DES N-100)单独和与阻污剂及抗脏剂联合对地毯进行环境条件下固化疏水处理后，对其进行测试。
用水稀释聚氨酯A乳液，然后用喷涂法以0.52g(固体)/ft2的密度施涂在TRANS III尼龙地毯上。让处理过的地毯样品在室温干燥并固化68小时。固化后，测试地毯样品，发现它对去离子水的浸透时间为367秒，对90/10水/IPA的浸透时间为60秒，与未处理的地毯相比，其硬度被定为+2。
第二个地毯样品单独用FC-672阻污剂以0.12g(固体)/ft2的密度处理。
第三个地毯样品组合使用聚氨酯A(固体)(以0.30g/ft2的密度)和FC-672阻污剂(固体)(以0.12g/ft2的密度)(聚氨酯A∶FC-672为2.5∶1)处理。
第四个地毯样品组合使用聚氨酯A(固体)(以0.30g/ft2的密度)和EMA/MMA共聚物抗脏剂(固体)(以0.90g/ft2的密度)(聚氨酯A∶FC-672为1∶3)。
第五个地毯样品未经处理。
对每个地毯样品测定了其防污性能和“踩踏”耐脏性能，结果见表5，分别测定了Δa和ΔE值，以及相对于未处理地毯的改善百分比。
表5 实施例 处理 沾污： W-O致脏： Δa ％改善 ΔE ％改善 15 聚氨酯A 35.0 -11 -7.3 -21.8 C4 FC-672阻污剂 8.7 +281 -4.5 +27.8 16 2.5∶1聚氨酯A∶FC-672阻污剂 9.4 +242 -4.1 +39.0 17 1∶3聚氨酯A∶EMA/MMA抗脏剂 30.0 +6.7 -3.5 +61.9 C5 未处理 32.0 0 -5.7 +0
表5中数据显示，向聚氨酯中加入FC-672阻污剂可以同时提高处理过的地毯的防污性能和耐脏性能。加入EMA/MMA共聚物抗脏剂稍微改善了防污性能，但大大改善了聚氨酯的耐脏性能。
实施例18
作为地毯的环境条件下固化疏水、阻污和抗脏处理剂，测定了聚氨酯D(0.85/0.15/1.0 C18H37OH/MPEG 750/DES N-75BA)和聚合物1阻污剂。
利用喷涂方法，将聚氨酯D和聚合物1一起施涂到TRANS III地毯上(3∶1聚氨酯∶阻污剂)，其中聚氨酯D固体的施涂密度为0.37g/ft2(0.034g/m2)，聚合物1固体的施涂密度为0.126g/ft2(0.011g/m2)。处理过的地毯在测试前在实验室室温(即67-70°F或19-21℃)下干燥24小时，然后定期测定对去离子水的浸透时间，得到如下结果：24小时后10-15秒，48小时后30秒，72小时后30-45秒，4天后测量结果没有超过50秒，表明没有进一步固化。“踩踏”测试后，处理过的地毯对水的浸透时间＞45秒，相对于未处理过的地毯，处理过的地毯的耐脏性能提高了26％。
实施例19-28和比较例C6-C7
在这个系列的实验中，用喷涂方法将聚氨酯C、A、F、G、H和I的水分散液以不同水平施涂到TRANS III地毯上[g(固体)/ft2(地毯)]。测试之前，让处理过的地毯在环境条件下干燥和固化48小时。然后测定硬度、浸透时间(STT)和耐脏性能(“踩踏”致脏)。结果示于表6。
表6 实施 例 聚氨酯 HLB 施涂水平 g/ft2(g/m2) 硬度 级别 STT (秒) W-O致脏 (ΔE) 19 C 2.8 0.19(0.017) 0 * * 20 0.32(0.028) 0 * * 21 0.48(0.043) 0 * * 22 A 5.1 0.18(0.016) 0 35 -2 23 0.30(0.027) 0 90 -2 24 0.46(0.041) 0 148 -2.5 25 F 7.1 0.16(0.014) 0 1 -2.5 26 0.28(0.025) 0 2 -3 27 0.42(0.037) 0 6 -3 28 G 10.2 0.42(0.037) 0 0 -4 C6 II 12.6 0.44(0.040) 0 0 -4 C7 I 14.5 0.46(0.047) 0 0 -5
*由于乳液的凝结，纤维覆盖率差。
表6中数据显示，所有处理过的地毯样品的硬度都可与未处理的地毯相比较。聚氨酯A具有最佳浸透时间，加权平均HLB值为5.1，施涂密度越高，浸透时间越长。加权平均HLB值越低，耐脏性能越好，只有聚氨酯C例外，它没有充分覆盖并保护地毯纤维。
实施例29-34
单独或与FC-672阻污剂和EMA/MMA共聚物一起作为地毯的环境条件下固化处理剂，测定了聚氨酯A。用喷涂方法以各种组分浓度将每种乳液施涂到TRANS III地毯样品上，施涂密度20g/ft2(215g/m2)。让处理过的地毯样品在环境条件下干燥和固化96小时，然后测定地毯样品的浸透时间、耐脏性和防污性，结果示于表7。
表7 实 施 例 组分 g/ft2(m/ft2) 施涂于地毯 的固体密度 浸透 时间 (秒) 总评 29 聚氨酯A 0.20(0.018) ＞180有疏水性；耐脏性可与未处理的地毯相比较；没有防污性 30 聚氨酯A 0.32 90有疏水性；耐脏性可与未处理的地毯相比较；有一些防污性 FC-672 0.16 31 聚氨酯A 0.32 60有中等疏水性；有一些耐脏性；有优异的防污性 FC-672 1.00 32 聚氨酯A 0.32 45有疏水性；有一些耐脏性；没有防污性 EMA/MMA 0.60 33 聚氨酯A 0.32 41有疏水性；有优异的耐脏性；有良好的防污性 FC-672 0.16 EMA/MMA 0.60 34 聚氨酯A 0.35 44有良好的疏水性；有良好的耐脏性；有良好的防污性 FC-672 0.20 EMA/MMA 0.48
表7中的数据显示，本发明聚氨酯、阻污剂和抗脏剂组合起来处理地毯并在环境条件下干燥固化，可以使处理过的地毯同时具有良好的疏水性、耐脏性和防污性。
实施例35-37
聚氨酯D通过下述方法施涂到三个不同的室内装璜织物上：将每种织物浸在含聚氨酯D的处理液中，用双辊钳挤出多余的溶液。在一组样品中，让湿织物在环境条件下干燥；在另一组样品中，从每种在环境条件下固化处理过的织物中取一部分在250°F(121℃)通风炉中进一步固化5分钟。三种处理过的室内装璜织物如下：
PES/Cot＝Style 7436聚酯/棉，可购于Test Fabrics，Inc.，P.O.420，Middlesex，N.J.08 846，USA。
Cot＝Style 428棉，可购于Test Fabrics，Inc.，P.O.420，Middlesex，N.J.08846，USA。
Olefin＝Style 4石蜡绒，仅含纤维，可购于Joan Fabrics Corp.，27 JacksonStreet，Lowell，MA，01852，USA。
然后用12级防水测试方法给固化处理过的织物标定防水性级别，结果示于表8。
表8 实施例 施涂密度 g/ft2(g/m2) 织物 疏水性环境条件下固化后 炉温固化后 35 0.56(6.2) PES/Cot 6 12 36 0.40(5.5) Cot 8 11 37 0.40(5.5) Olefin 3 9
环境条件下固化后，聚氨酯D赋予每种室内装潢织物防水性；在250°F(121℃)进行后环境条件固化5分钟后，防水性得到进一步加强。