氟硅氧烷和含氟和硅的表面处理剂 相关申请的交叉引用
本 申 请 根 据 35U.S.C.§119(e) 要 求 2008 年 2 月 6 日 递 交 的 美 国 临 时 申 请 第 61/026,578 号的权利， 通过援引将其整体并入本说明书中。
技术领域 本发明涉及乙烯基官能化有机聚硅氧烷与含氟单体的氟硅氧烷反应产物和氟硅 氧烷的制备方法。 氟硅氧烷产物适合用于如纺织品、 特别是织物等基质， 以赋予纺织品拒油 性 ( 疏油性 )。
氟硅氧烷反应产物 ( 即， 含氟和硅的聚合物 ) 可用于对如纺织品等基质赋予优异 的拒水性、 拒油性、 耐污性和触感的表面处理剂。
背景技术 氟 碳 聚 合 物 广 泛 地 用 于 纺 织 业 中， 为 织 物 赋 予 疏 油 性 / 拒 油 性。 例 如， US-A-5247008 描述了用于纺织品、 皮革、 纸张和矿物基质的整理剂， 其为丙烯酸全氟烷基酯 或甲基丙烯酸全氟烷基酯、 丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸氨基烷基酯或甲基 丙烯酸氨基烷基酯的共聚物的水性分散液。
US-A-5068295 描述了一种拒水拒油剂， 所述拒水拒油剂包含丙烯酸全氟烷基酯或 甲基丙烯酸全氟烷基酯、 含有乙烯基的聚有机硅氧烷和含有异氰酸酯或封端异氰酸酯基团 的乙烯基单体的共聚物。
US-A-6582620 和 US-A-5883185 描述了一种赋予纺织品拒水拒油性的纺织品用处 理组合物， 所述处理组合物通过 (A) 带有氟代烷基的烷氧基硅烷、 (B) 带有氨基的烷氧基硅 烷和 (C) 带有烷氧基甲硅烷基的聚有机硅氧烷的共水解和缩合而获得。
US-A-5536304 描述了将琥珀酸酐封端的聚二甲基硅氧烷和聚 ( 甲基丙烯酸氟烷 基酯 ) 的混合物应用于棉布， 以对织物提供拒油性。
US-A-6472019 描述了使用包含含氟聚合物和硫酸化脂肪酸化合物的拒水拒油剂 处理纺织品， 而 WO 2004/069935 和 WO 2004/069955 描述了作为纺织品处理用水性分散液 而供应的含氟聚合物。
使用氟碳聚合物制备的所述整理剂的一个主要缺点在于， 它们为织物表面赋予了 粗糙的触感。因此需要可赋予织物疏油性和拒油性而不会赋予织物表面粗糙触感 ( 优选同 时可赋予较之未处理的织物有所改善的触感 ) 的纺织品处理剂。
到目前为止， 为了对如纺织品等基质同时提供拒水拒油性和柔软性， 一种包含提 供拒水拒油性的全氟烷基和提供柔软性的硅氧烷化合物的拒水拒油性组合物已经得到广 泛使用。请参见例如 JP-A-58-42682、 JP-A-60-190408、 JP-A-63-075082、 JP-A-09-143877 和 USP4070152。
例如， 存在一种用于相同目的的使用含氟丙烯酸酯单体和硅氧烷丙烯酸酯单体的 共聚物的方法 ( 例如 JP-A-02-214791 和 JP-A-03-231986)。不过， 该方法具有拒水拒油性
降低的问题。
此外， 用作常规表面处理剂的氟丙烯酸酯聚合物需要在氟烷基中至少具有 8 个碳 原子， 以提供充分的拒水拒油性。 由于所述氟丙烯酸酯聚合物具有高疏水性， 因此在乳液聚 合时， 存在所使用的乳化剂的量很大的必要性、 乳化剂的类型受到限制的问题和由于与另 一种无氟单体相容性很差而应使用助溶剂的必要性。在溶液聚合时， 存在由于同样原因所 致在聚合溶剂中的溶解性降低的问题。
各种近期研究结果表明， 关于使用表面处理剂 ( 特别是拒水拒油剂 ) 对纤维进行 实际处理， 重要的表面性质不是静态接触角， 而是动态接触角， 特别是后退接触角。 即， 虽然 水的前进接触角不取决于氟烷基侧链的碳原子数， 但是在碳原子数至多为 7 时水的后退接 触角明显低于碳原子数至少为 8 时的情况。与此相应的是， X 射线分析显示， 当侧链的碳原 子数至少为 7 时侧链结晶。已经知道， 实际拒水性与侧链的结晶化有关， 表面处理剂分子的 流动性是表现实际性能的重要因素 ( 例如， MAEKAWA Takashige， FINE CHEMICAL， 第 23 卷 (6)， 第 12 页 (1994))。因此， 据信侧链中具有至多为 7( 特别是至多为 6) 的低碳原子数氟 烷基的的丙烯酸酯聚合物具有低结晶性， 这使得该聚合物不能满足实际性能 ( 特别是拒水 性 )。 到目前为止， 已经知道， α 位取代有氟或氯等的含氟丙烯酸酯聚合物对基质具 有良好的粘附性， 可形成具有高强度的膜， 并可赋予良好的拒水拒油性 (JP-A-63-90588、 JP-A-63-99285 和 JP-A-01-315471)。这些公报也显示了执行的实例中使用的氟烷基的碳 原子数至少为 8， 并且这些公报没有考虑使用带有至多具有 6 个碳原子的氟烷基的丙烯酸 酯单体。
已经提出， 使用带有至多具有 4 个碳原子并且其中 α 位取代有氟或氯等的氟烷基 的含氟丙烯酸酯聚合物 ( 例如， WO2004-096939)。然而， 由于聚合物膜比较坚韧， 因此经处 理的纺织品的触感会成问题地劣化。
对于具有至多 4 个碳原子的氟烷基， 已经提出了加入硅氧烷聚合物或共聚含硅单 体的方法， 以同时提供良好的拒水拒油性和触感 ( 例如， WO2004-108855)。但是， 硅氧烷聚 合物含量的增加， 会成问题地降低拒水拒油性。
本发明要解决的问题
本发明的目的在于提供含有含氟丙烯酸酯聚合物的拒水拒油剂， 当使用所述拒水 拒油剂处理基质时， 其可对基质赋予优异的拒水拒油性和耐污性。
发明内容 本发明人发现， 上述目的可以通过由含有含氟单体的单体形成并且在乙烯基官能 化有机聚硅氧烷存在下聚合的聚合物实现。
本发明提供了一种含氟聚合物， 所述含氟聚合物包含源于含有含氟单体的单体的 重复单元， 其中所述含氟聚合物具有乙烯基官能化有机聚硅氧烷所拥有的硅氧烷部分。
本发明还提供了一种含氟聚合物的生产方法， 所述含氟聚合物包含源于含有含氟 单体的单体的重复单元， 其中， 所述方法包括在乙烯基官能化有机聚硅氧烷存在下聚合单 体以提供所述含氟聚合物。
本发明提供一种含氟聚合物， 所述含氟聚合物包含源于以下物质的重复单元 ：
(A) 单体， 所述单体包含 ： (a) 下式所示的含氟单体 ： CH2 ＝ C(X)COOYRf， 其中， X 为氢原子、 一价有机基团或卤原子， Y 为直接键合或二价有机基团， 并且 Rf 为具有 1 ～ 21 个碳原子的氟烷基， 和 (B) 乙烯基官能化有机聚硅氧烷。 本发明还提供了生产含氟聚合物的方法， 所述方法包括 聚合 ： (A) 单体， 所述单体包含 ： (a) 下式所示的含氟单体 ： CH2 ＝ C(X)COOYRf， 其中， X 为氢原子、 一价有机基团或卤原子， Y 为直接键合或二价有机基团， 并且 Rf 为具有 1 ～ 21 个碳原子的氟烷基，所述聚合在以下物质存在下进行 ：
(B) 乙烯基有机聚硅氧烷。
本发明的含氟聚合物 ( 即， 氟硅氧烷产物 ) 可用于向各种表面提供拒油性。 当处理 纺织品时， 本发明的氟硅氧烷也可以提供较之常规碳氟类拒油处理更柔软的手感或触感。
发明效果
根据本发明， 当基质被处理后， 含有含氟丙烯酸酯聚合物的所述拒水拒油剂能够 对基质赋予优异的拒水拒油性和耐污性。当基质为纺织品时， 经处理的纺织品具有良好的 触感。 具体实施方式
在本发明中， 形成所述含氟聚合物的单体 (A) 包含 ：
(a) 含氟单体，
(b) 可选地存在的不同于交联性单体的无氟单体， 和
(c) 可选地存在的交联性单体。
含氟聚合物可以是由一种单体形成的均聚物， 也可以是由至少两种单体形成的共 聚物。
均聚物具有源于含氟单体 (a) 的重复单元。共聚物可以具有源于至少两种含氟单 体 (a) 的重复单元， 也可以除源于含氟单体 (a) 的重复单元之外还具有源于无氟单体 (b) 和可选的交联性单体 (c) 的重复单元。
含氟聚合物可以通过在乙烯基官能化有机聚硅氧烷 (B) 存在下聚合单体 (A) 而制 备。
构成本发明的表面处理剂的含氟聚合物包含 ：
(a) 含氟单体， 和
可选的 (b) 不同于交联性单体的无氟单体， 和可选的 (c) 交联性单体。
(A) 单体
(a) 含氟单体
本发明的成分 (a) 为下式所示的含氟单体 ：
CH2 ＝ C(X)COO-Y-Rf
其中， Rf 为具有 1 ～ 21 个碳原子的氟烷基，
X 为氢原子、 一价有机基团或卤原子， 并且
Y 为直接键合或二价有机基团。Y 可以是例如具有 1 ～ 20 个碳原子的直链或支 链的亚烷基， 如式 -(CH2)x- 所示的基团 ( 其中 x 为 1 ～ 10)， 式 -SO2N(R1)R2- 或式 -CON(R1) R2- 所示的基团 ( 其中 R1 为具有 1 ～ 10 个碳原子的烷基并且 R2 为具有 1 ～ 10 个碳原子的 直链或支链亚烷基 )， 或式 -CH2CH(OR3)CH2- 所示的基团 ( 其中 R3 表示氢原子或具有 1 ～ 10 个碳原子的酰基， 如甲酰基或乙酰基 )， 或者式 -Ar-CH2- 表示的基团， 其中 Ar 为可选地具有 取代基的亚芳基。X 可以是例如 H、 Me( 甲基 )、 Cl、 Br、 I、 F、 CN 和 / 或 CF3。在本说明书中， “Me” 指甲基。
含氟单体 (a) 优选为下式所示的化合物 ：
其中， X 为氢原子、 具有 1 ～ 21 个碳原子的直链或支链的烷基、 卤原子 ( 如氟原子、 氯原子、 溴原子、 碘原子 )、 CFX1X2 基 ( 其中， X1 和 X2 为氢原子或卤原子 ( 如氟原子、 氯原子、 溴原子或碘原子 ))、 氰基、 具有 1 ～ 21 个碳原子的支链或支链氟烷基、 具有取代基或不具有 取代基的苄基， 或具有取代基或不具有取代基的苯基，
Y 为直接键合， 具有 1 ～ 10 个碳原子的脂肪族基团， 具有 6 ～ 10 个碳原子的芳香 族或脂环族基团，
-CH2CH2N(R1)SO2- 基 ( 其中， R1 为具有 1 ～ 4 个碳原子的烷基 )， 或
-CH2CH(OY1)CH2- 基 ( 其中， Y1 为氢原子或乙酰基 )，
Rf 为具有 1 ～ 21 个碳原子的直链或支链的氟烷基。
含氟单体的 α 位可以取代有卤原子等。因此， 在式 (I) 中， X 可以是具有 2 ～ 21 1 2 个碳原子的直链或支链的烷基、 氟原子、 氯原子、 溴原子、 碘原子、 CFX X 基 ( 其中， X 1 和 X2 为 氢原子、 氟原子、 氯原子、 溴原子或碘原子 )、 氰基、 具有 1 ～ 21 个碳原子的直链或支链的氟 烷基、 具有取代基或不具有取代基的苄基， 或者具有取代基或不具有取代基的苯基。
在式 (I) 中， Rf 基优选为全氟烷基。Rf 基的碳原子数为 1 ～ 21， 例如为 1 ～ 6， 特 别是 1 ～ 5， 尤其是 1 ～ 4。
Y 优选为具有 1 ～ 10 个碳原子的脂肪族基团、 具有 6 ～ 10 个碳原子的芳香族基 1 1 团或脂环族基团、 -CH2CH2N(R )SO2- 基团 (R 为具有 1 ～ 4 个碳原子的烷基 ) 或 -CH2CH(OY1) CH2- 基团 (Y1 为氢原子或乙酰基 )。脂肪族基团优选为亚烷基 ( 特别是碳原子数为 1 ～ 4， 例如 1 或 2)。芳香族基团和脂环族基团可以具有取代基或不具有取代基。
含氟单体 (a) 的实例如下所示 ：
其中， Rf 为具有 1 ～ 21 个碳原子、 例如 1 ～ 6 个碳原子的直链或支链的氟烷基。 含氟单体 (a) 的其他代表性非限制性实例包括以下单体 ： CF3(CF2)7(CH2)2OCOCH ＝ CH2 CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(CH3) ＝ CH2 CF3(CF2)7(CH2)10OCOCH ＝ CH2 CF3(CF2)7(CH2)10OCOC(CH3) ＝ CH2 CF3(CF2)6CH2OCOCH ＝ CH2 CF3(CF2)8CH2OCOCH ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOCH ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)8(CH2)2OCOCH ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)10(CH2)2OCOCH ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOC(CH3) ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)8(CH2)2OCOC(CH3) ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)10(CH2)2OCOC(CH3) ＝ CH2CF3(CF2)9(CH2)2OCOCH ＝ CH2 CF3(CF2)9(CH2)2OCOC(CH3) ＝ CH2 CF3(CF2)11(CH2)2OCOCH ＝ CH2 CF3(CF2)11(CH2)2OCOC(CH3) ＝ CH2 CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOCH ＝ CH2 CF3(CF2)7SO2N(C2H5)(CH2)2OCOCH ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)8CH2CH(OCOCH3)CH2OCOC(CH3) ＝ CH2 (CF3)2CF(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOCH ＝ CH2 C8F17-O-Ph-CH2OCOCH ＝ CH2( 其中， Ph 表示 1， 4- 亚苯基 ) C5F11-O-Ph-CH2OCOC(CH3) ＝ CH2 C8F17-O-Ph-COOCH2CH(OH)CH2OCOC(CH3) ＝ CH2 (CF3)2CFOCOC(CH3) ＝ CH2 (CF3)2CF(CH2)2OCOC(CH3) ＝ CH2 CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(F) ＝ CH2 CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(Cl) ＝ CH2CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(Br) ＝ CH2
CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(I) ＝ CH2
CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(CF3) ＝ CH2
CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(CN) ＝ CH2
CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(C6H5) ＝ CH2
CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(F) ＝ CH2
CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(Cl) ＝ CH2
CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(Br) ＝ CH2
CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(I) ＝ CH2
CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(CF3) ＝ CH2
CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(CN) ＝ CH2
CF3(CF2)7(CH2)2OCOC(C6H5) ＝ CH2
(b) 无氟单体
含氟聚合物可以具有源于无氟单体 (b) 的重复单元。无氟单体 (b) 不同于交联性 单体 (c)。单体 (b) 优选为具有碳碳双键的无氟单体。单体 (b) 优选为无氟的乙烯基单体。 无氟单体 (b) 通常为具有一个碳碳双键的化合物。无氟单体 (b) 的优选实例包括 ： 例如， 乙 烯、 乙酸乙烯酯、 如氯乙烯等乙烯基卤化物、 如偏二氯乙烯等亚乙烯基卤化物、 丙烯腈、 苯乙 烯、 聚乙二醇 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 聚丙二醇 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 甲氧基聚乙二醇 ( 甲基 ) 丙 烯酸酯、 甲氧基聚丙二醇 ( 甲基 ) 丙烯酸酯、 乙烯基烷基醚和异戊二烯。无氟单体 (b) 不限 于这些实例。无氟单体 (b) 可以含有乙烯基卤化物和 / 或亚乙烯基卤化物。
无氟单体 (b) 可以是具有烷基的 ( 甲基 ) 丙烯酸酯。烷基的碳原子数可以为 1 ～ 30， 例如 6 ～ 30， 例如 10 ～ 30。例如， 无氟单体 (b) 可以是如以下通式所示的丙烯酸酯 ： 1 2
CH2 ＝ CA COOA
其中， A1 为氢原子、 甲基或除氟原子之外的卤原子 ( 例如， 氯原子、 溴原子和碘原子 )， 并且
A2 为由 CnH2n+1(n ＝ 1 ～ 30) 所表示的烷基。
(c) 交联性单体
含氟聚合物可以含有源于交联性单体 (c) 的重复单元。交联性单体 (c) 可以是具 有至少两个的反应性基团和 / 或碳碳双键的无氟乙烯基单体。交联性单体 (c) 可以是具 有至少两个碳碳双键的化合物， 或者具有至少一个碳碳双键和至少一个反应性基团的化合 物。反应性基团的实例包括羟基、 环氧基、 氯甲基、 封端的异氰酸酯基、 氨基和羧基。
交联性单体 (c) 的实例包括双丙酮丙烯酰胺、 ( 甲基 ) 丙烯酰胺、 N- 羟甲基 - 丙 烯酰胺、 ( 甲基 ) 丙烯酸羟甲酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸羟乙酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 3- 氯 -2- 羟丙酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 N， N- 二甲基氨基乙酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸 N， N- 二乙基氨基乙酯、 丁二烯、 氯 丁二烯、 ( 甲基 ) 丙烯酸甘油酯和 ( 甲基 ) 丙烯酸缩水甘油基酯， 交联性单体不限于这些实 例。
与单体 (b) 和 / 或单体 (c) 的共聚可以可选地改善各种性质， 例如拒水性和耐污 性； 所述拒水性和耐污性的清洁耐久性和洗涤耐久性 ； 溶剂中的溶解性 ； 硬度 ； 和触感。
在含氟聚合物中， 相对于 100 重量份含氟单体 (a)，
无氟单体 (b) 的量可以为 0.1 重量份～ 100 重量份， 例如为 0.1 重量份～ 50 重量份， 并且 交联性单体 (c) 的量可以为至多 50 重量份， 例如至多 20 重量份， 特别为 0.1 重量 份～ 15 重量份。
单体 (A) 可以在乙烯基有机聚硅氧烷 (B) 存在下聚合。单体 (A) 中包含的烯属不 饱和共聚单体的实例包括 ： 烷基中具有 1 ～ 30 个碳原子的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基 酯， 如丙烯酸丁酯、 丙烯酸乙酯、 丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯。 丙烯酸烷 基酯或甲基丙烯酸烷基酯可用于调整由含氟单体 (A) 与乙烯基官能化有机聚硅氧烷 (B) 的 反应产生的所得聚合产物的玻璃化转变温度 (Tg) ； 例如， 具有 4 ～ 20、 特别是 8 ～ 20 个碳 原子的长链烷基的丙烯酸酯 ( 如丙烯酸硬脂基酯或甲基丙烯酸硬脂基酯、 丙烯酸辛酯、 丙 烯酸 2- 乙基己酯或者丙烯酸十二烷基酯或甲基丙烯酸十二烷基酯 ) 可用于形成具有较低 Tg 的较柔软的聚合物。 与丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体的共聚物可以改善各种性 质， 例如拒水拒油性和释污性、 所述拒水拒油性和释污性的清洁耐久性、 洗涤耐久性和耐磨 性、 溶剂中的溶解性、 硬度和触感 ( 手感 )。可用的其他丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚单体 包括 ： 聚乙二醇酯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、 聚丙二醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、 甲氧基聚 乙二醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯， 和甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。可用的其 他烯属不饱和共聚单体包括氯乙烯、 偏二氯乙烯、 苯乙烯、 丙烯腈、 甲基丙烯腈、 乙烯、 乙烯 基烷基醚、 异戊二烯或乙烯基酯 ( 如乙酸乙烯基酯或丙酸乙烯基酯 )。可以使用含有下述 官能团的烯属不饱和共聚单体， 所述官能团虽然不与氨基反应， 但是可与其他官能团反应 而对纺织品和其它基质提供诸如较高直接性等性质。所述官能团的实例为羟基、 氨基和酰 氨基， 含有它们的烯属不饱和共聚单体的实例为丙烯酰胺、 甲基丙烯酰胺、 N- 羟甲基丙烯酰 胺、 甲基丙烯酸羟乙酯、 丙烯酸羟乙酯、 丙烯酸 3- 氯 -2- 羟丙酯或甲基丙烯酸 3- 氯 -2- 羟 丙酯、 丙烯酸 N， N- 二甲基氨基乙酯或甲基丙烯酸 N， N- 二甲基氨基乙酯和丙烯酸二乙基氨 基乙酯或甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯。
(B) 乙烯基官能化有机聚硅氧烷
本发明的成分 (B) 为乙烯基官能化有机聚硅氧烷， 即， 具有存在于分子中的乙烯 基官能化有机基团的有机聚硅氧烷。此处所使用的 “乙烯基官能化有机基团” 是 -CH ＝ CH2。
含乙烯基的硅氧烷 (B)( 即， 乙烯基官能化有机聚硅氧烷 (B)) 为具有至少一个 ( 例如， 1 ～ 500 个， 特别是 2 ～ 50 个 ) 乙烯基和含有两个以上硅氧烷键的硅氧烷部分的硅 氧烷化合物。含乙烯基的硅氧烷 (B) 充当链转移剂。通过聚合反应， 含乙烯基的硅氧烷 (B) 通过乙烯基官能化有机基团连接于含氟聚合物。
有机聚硅氧烷在本领域中是公知的， 通常由通式 RnSiO(4-n)/2 表示， 其中， 所述有机 聚硅氧烷可以包含任意数量的 “M” ( 单官能化 ) 甲硅烷氧基单元 (R3SiO0.5)、 “D” ( 二官能 化 ) 甲硅烷氧基单元 (R2SiO)、 “T” ( 三官能化 ) 甲硅烷氧基单元 (RSiO1.5) 或 “Q” 甲硅烷氧 基单元 (SiO2)。 这些甲硅烷氧基单元可以以各种方式组合从而形成环状、 直链或支链结构。 所获得的聚合物结构的物化性质可以不同。例如， 有机聚硅氧烷可以是挥发性或低粘度流 体、 高粘度流体 / 胶浆、 弹性体或橡胶和树脂。R 独立地为一价有机基团， 作为另外一种选 择， R 为含有 1 ～ 30 个碳的烃基， 作为另外一种选择， R 为含有 1 ～ 30 个碳原子的烷基， 或 者作为另外一种选择， R 为甲基。 可用作本发明中的成分 (B) 的有机聚硅氧烷的特征在于， 在式 RnSiO(4-n)/2 中至少 一个 R 基团为乙烯基， 或者作为另外一种选择， 至少一个 R 基团为乙烯基并且 R 基团中有一 个是有机官能团， 或者作为另外一种选择， R 基团中有一个是也含有乙烯基的有机官能团。 有机官能团和乙烯基官能团可以存在于任何具有 R 取代基的甲硅烷氧基单元上， 即， 它们 可以存在于任何 M、 D 或 T 单元上。典型的是， 有机官能团和乙烯基作为 D 甲硅烷氧基单元 上的 R 取代基而存在。
本说明书中所使用的 “有机官能团” 是指含有任意数量碳原子的有机基团， 但是所 述基团含有至少一个除碳和氢之外的原子。 所述有机官能团的代表性实例包括羟基、 胺、 酰 胺、 磺酰胺、 季铵、 醚、 环氧、 酚、 羧基、 酮、 卤代烷基和芳基， 这些只是其中的几个实例。作为 另外一种选择， 有机官能团为氨基官能化有机基团。
当有机官能团为氨基官能化有机基团时， 氨基官能化有机基团在本说明书的式中 N 1 2 1 表示为 R ， 并如具有下式的基团所示 ： -R NHR 、 -R NR22 或 -R1NHR1NHR2， 其中， 各 R1 独立地为 具有至少 2 个碳原子的二价烃基， 并且 R2 为氢或烷基。各 R1 通常为具有 2 ～ 20 个碳原子 的亚烷基。R1 如以下基团所示， 例如 ： -CH2CH2-、 -CH2CH2CH2-、 -CH2CHCH3-、 -CH2CH2CH2CH2-、 -CH -CH2CH2CH2CH2CH2-、 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、 -CH2CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2-、 -CH2C 2CH(CH3)CH2-、 2 H2CH2CH2CH2CH2CH2CH2- 和 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-。 烷基 R 如上述为 R 所示的那些基 2 团。当 R 为烷基时， 其通常为甲基。
适当的氨基官能化烃基的一些实例为 ： -CH2CH2NH2、 -CH2CH2CH2NH2、 -CH2CHCH3NH、 -CH -CH2CH2CH2CH2CH2NH2、 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2、 -CH2CH2NHCH3、 -CH2CH2CH2NHCH3、 -CH2 2CH2CH2CH2NH2、 (CH3)CHCH2NHCH3、 -CH2CH2CH2CH2NHCH3、 -CH2CH2NHCH2CH2NH2、 -CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、 -CH2CH2C H2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2、 -CH2CH2NHCH2CH2NHCH3、 -CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NHCH3、 -CH2CH2CH2CH2NHC H2CH2CH2CH2NHCH3 和 -CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2CH3。通常， 氨基官能团为 -CH2CH2CH2NH2。 V
乙烯基官能团在本说明书的式中表示为 R 。乙烯基官能团为 -CH2 ＝ CH2。
在一个优选实施方式中， 乙烯基官能化有机聚硅氧烷 ( 表示为 B’ ) 包含具有以下
平均式的甲硅烷氧基单元 ：
(R2SiO)a(RRNSiO)b(RRVSiO)c
其中 ： a 为 0 ～ 4000， 作为另外一种选择为 1 ～ 1000， 作为另外一种选择为 2 ～ 400，
b 为 1 ～ 1000， 作为另外一种选择为 2 ～ 100， 作为另外一种选择为 3 ～ 50，
c 为 1 ～ 1000， 作为另外一种选择为 2 ～ 100， 作为另外一种选择为 3 ～ 50 ；
R 各自独立地为一价有机基团，
作为另外一种选择， R 各自为含有 1 ～ 30 个碳原子的烃，
作为另外一种选择， R 各自为含有 1 ～ 12 个碳原子的一价烷基， 或
作为另外一种选择， R 各自为甲基 ； N
R 各自为如上所定义的一价氨基官能化有机基团，
RV 各自为如上所定义的乙烯基官能化有机基团。
RN 基可以是 RF， 其中 RF 可以是如上所定义的一价有机官能团， 例如羟基、 胺、 酰胺、 磺酰胺、 季铵、 醚、 环氧、 酚、 酯、 羧基、 酮、 卤代烷基和芳基。 乙烯基官能化有机聚硅氧烷可以 包含具有以下平均式的甲硅烷氧基单元
(R2SiO)a(RRFSiO)b(RRVSiO)c
其中， 基团和下标 ( 即， a、 b 和 c) 与以上所定义的相同。
有机聚硅氧烷 (B’ ) 可以以氢原子封端 ( 在三元共聚物的末端甲硅烷氧基单元上 形成硅烷醇基 )， 也可以以含有 1 ～ 30 个碳原子的烷基封端 ( 在三元共聚物的末端甲硅烷 氧基单元上形成烷氧基 )。当使用烷基时， 烷基可以是含有 1 ～ 30 个碳原子的直链或支链 烷基， 作为另外一种选择， 烷基可以是具有 4 ～ 20 个 ( 作为另外一种选择为 8 ～ 20 个 ) 碳 原子的长链烷基， 例如硬脂基。 作为另外一种选择， 有机聚硅氧烷可以以三甲基甲硅烷基封 端。
含乙烯基的硅氧烷 (B) 具有例如下式 ：
其中， R1 为甲基、 甲氧基、 苯基或羟基， 2
R 为甲基、 甲氧基、 苯基或羟基， 3
R 为甲基、 甲氧基、 苯基或羟基，
R’ 为氢原子、 具有 1 ～ 40 个碳原子的烷基或 Me3Si，
A 为具有可以以一个或两个醚键断开的 1 ～ 10 个碳原子的二价饱和烃基，
B 为具有可以以一个或两个醚键断开的 1 ～ 10 个碳原子的二价饱和烃基，
C 为羟基、 胺、 酰胺、 磺酰胺、 季铵、 醚、 环氧、 酚、 酯、 羧基、 酮、 卤代烷基或芳基，
a、 b 和 c 为表示重复单元数量的整数， a 为 1 ～ 4000， 例如 2 ～ 2000， b为1～ 1000， 优选为 2 ～ 800， c 为 0 ～ 1000， 优选为 1 ～ 800。
含乙烯基的硅氧烷 (B) 的实例如下。其中， 如 R1 等基团和下标的定义与上文中的定义相同。
官能团 C 特别优选为氨基 ( 即， 含乙烯基的硅氧烷 (B) 为乙烯基氨基硅氧烷 )。氨 基具有显著地改善与构成化妆品的其他材料和与人体皮肤的亲和性的作用。
上述优选实施方式的有机聚硅氧烷 (B’ ) 可以由例如以下平均式表示 ：
其中 ： a 为 0 ～ 4000， 作为另外一种选择为 1 ～ 1000， 作为另外一种选择为 2 ～400， b 为 1 ～ 1000， 作为另外一种选择为 2 ～ 100， 作为另外一种选择为 3 ～ 50，
c 为 1 ～ 1000， 作为另外一种选择为 2 ～ 100， 作为另外一种选择为 3 ～ 50 ；
并且 R’ 可以不同或相同， 各自为 H、 具有 1 ～ 40 个碳原子的烷基或 Me3Si。
此优选实施方式的乙烯基氨基官能化有机聚硅氧烷三聚物 (B’ ) 可通过用于制备 含有氨基和 / 或乙烯基官能团的有机聚硅氧烷三聚物的本领域中的任何已知技术来制备。 通常， 有机聚硅氧烷 (B’ ) 通过如以下总反应式所示的氨基官能化烷氧基硅烷、 乙烯基官能 化硅烷单体和具有烷氧基或硅烷醇端基的有机聚硅氧烷的缩聚反应而制备。
有机聚硅氧烷的缩合在本领域是公知的， 通常通过加入如碱金属氢氧化物或锡化 合物等强碱来催化。作为另外一种选择， 可以采用官能化的环硅氧烷的共聚。
含 氟 聚 合 物 的 重 均 分 子 量 可 以 为 2,000 ～ 5,000,000， 特 别 是 3,000 ～ 5,000,000， 尤其是 10,000 ～ 1,000,000。含氟聚合物的重均分子量 ( 根据聚苯乙烯换算 ) 可以通过 GPC( 凝胶渗透色谱法 ) 确定。
含氟聚合物可以是无规共聚物、 间规共聚物、 嵌段共聚物或接枝共聚物。 在一个实 施方式中， 含氟聚合物为接枝聚合物， 其中， 主链包含乙烯基官能化有机聚硅氧烷， 支链包 含含有含氟单体的单体。
含氟聚合物的实例包括以下聚合物 ：
其中， x 为 1 ～ 4000， y 为 1 ～ 1000， z 为 1 ～ 1000， a 为 1 ～ 4000， 并且 b、 c、 d和 e 为 0 ～ 1000。在含氟聚合物中， 重复单元可以并不位于如该化学式所示的位置， 并且含氟 聚合物可以是无规聚合物或嵌段共聚物。
本发明的含氟聚合物可以通过本体聚合、 溶液聚合和乳液聚合而生产。
在本体聚合中， 采用下述方法， 其中， 向单体和乙烯基硅氧烷的混合物中通入氮 气， 然后加入聚合引发剂， 并在 30℃～ 80℃搅拌混合物数小时 (2 小时～ 15 小时 ) 以使其 聚合。聚合引发剂的实例包括偶氮二异丁腈、 过氧化苯甲酰、 二叔丁基过氧化物、 过氧化月 桂酰、 过氧化氢异丙苯、 过氧化新戊酸叔丁酯和过氧化二碳酸二异丙酯。相对于 100 重量份 单体， 聚合引发剂的用量可以为 0.01 重量份～ 20 重量份， 例如 0.01 重量份～ 10 重量份。
在溶液聚合中， 单体和乙烯基硅氧烷的混合物溶解在适当的可以溶解这些物质并 且对这些物质为惰性的有机溶剂中， 然后以与前述相同的方式聚合。有机溶剂的实例包括 烃类溶剂、 酯类溶剂、 酮类溶剂、 醇类溶剂、 硅氧烷类溶剂和含氟溶剂。 有机溶剂对于单体是 惰性的并且可溶解单体， 其实例包括丙酮、 氯仿、 HCHC225、 异丙醇、 戊烷、 己烷、 庚烷、 辛烷、 环己烷、 苯、 甲苯、 二甲苯、 石油醚、 四氢呋喃、 1， 4- 二氧六环、 甲基乙基酮、 甲基异丁基酮、 乙 酸乙酯、 乙酸丁酯、 1， 1， 2， 2- 四氯乙烷、 1， 1， 1- 三氯乙烷、 三氯乙烯、 全氯乙烯、 四氯二氟乙 烷和三氯三氟乙烷。 相对于 100 重量份全部单体， 有机溶剂的用量可以为 50 重量份～ 2,000 重量份， 例如 50 重量份～ 1,000 重量份。
在溶液聚合中， 可以使用下述方法 ： 在聚合引发剂存在下将单体溶解在有机溶剂 中， 用氮气置换气氛， 在加热 ( 例如在 30℃～ 120℃的温度 ) 的同时搅拌混合物 1 小时～ 10 小时。
在乳液聚合中， 在使用适当乳化剂将单体和乙烯基硅氧烷的混合物在水中乳化之 后， 以与上述相同的方式进行聚合。在单体 (a) ～ (c) 和乙烯基硅氧烷的一些组合中， 单体 与乙烯基硅氧烷在水中的相容性较差会导致共聚性较差。在这种情况中， 采用加入如二醇 和醇等适当的助溶剂和 / 或低分子量单体以提高混合物的相容性的方法。乳液聚合中使用 的乳化剂中的疏水性基团可以是烃类、 含硅类和含氟类的任一种。至于亲水性基团的离子 性， 任何的非离子基团、 阴离子基团、 阳离子基团和两性基团都可以使用。作为乳液聚合用 聚合引发剂， 例如可以使用水溶性引发剂 ( 例如， 过氧化苯甲酰、 过氧化月桂酰、 过苯甲酸 叔丁酯、 1- 羟基环己基氢过氧化物、 过氧化 3- 羧基丙酰、 过氧化乙酰、 偶氮二异丁基脒二盐 酸盐、 偶氮二异丁腈、 过氧化钠、 过硫酸钾和过硫酸铵 ) 和油溶性引发剂 ( 例如， 偶氮二异丁 腈、 过氧化苯甲酰、 二叔丁基过氧化物、 过氧化月桂酰、 过氧化氢异丙苯、 过氧化新戊酸叔丁 酯和过氧化二碳酸二异丙酯 )。相对于 100 重量份单体， 聚合引发剂的用量可以为 0.01 重
量份～ 10 重量份。
在乳液聚合中， 可以使用下述方法 ： 在聚合引发剂和乳化剂存在下于水中乳化单 体， 用氮气置换气氛， 例如在 30 ℃～ 120 ℃的温度， 例如 50 ℃～ 80 ℃， 于搅拌下聚合 1 小 时～ 10 小时。
当单体不完全相容时， 优选向这些单体中加入能使其充分相容的相容性试剂 ( 例 如水溶性有机溶剂和低分子量单体 )。通过加入相容性试剂， 可以提高乳化能力和聚合能 力。
水溶性有机溶剂的实例包括丙酮、 甲基乙基酮、 乙酸乙酯、 丙二醇、 二丙二醇单甲 醚、 二丙二醇、 三丙二醇和乙醇。相对于 100 重量份水， 水溶性有机溶剂的用量可以为 1 重 量份～ 50 重量份， 例如 10 重量份～ 40 重量份。低分子量单体的实例为甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸缩水甘油基酯、 甲基丙烯酸 2， 2， 2- 三氟乙酯。相对于 100 重量份的全部单体， 低分子量单体的用量可以为 1 重量份～ 50 重量份， 例如 10 重量份～ 40 重量份。
作为乳化剂， 可以使用如阴离子乳化剂、 阳离子乳化剂和非离子乳化剂等各种乳 化剂， 相对于 100 重量份单体， 其用量为 0.5 重量份～ 20 重量份。乳液聚合中使用的乳化 剂可以具有疏水性基团 ( 其可以是烃、 硅氧烷或含氟化合物 ) 和亲水性基团 ( 其可以是非 离子性、 阴离子性、 阳离子性或两性的 )。 为同时获得乳液的稳定性和对皮肤的安全性， 优选 阴离子乳化剂和非离子乳化剂的组合。相对于阴离子乳化剂和非离子乳化剂的总量， 阴离 子乳化剂的量为 5 重量％～ 80 重量％， 优选为 10 重量％～ 60 重量％。优选的是， 阴离子 乳化剂为聚氧乙烯烷基 ( 优选 C1 ～ C30 烷基 ) 醚硫酸盐， 非离子乳化剂为脂肪酸山梨聚糖 酯、 聚氧乙烯脂肪酸山梨聚糖酯、 聚氧乙烯硬化蓖麻油和 / 或聚氧乙烯脂肪酸山梨糖醇酯。
为获得具有高聚合物固体含量且具有非常精细、 稳定的颗粒的聚合物水分散液， 理想的是通过使用能够施加强剪切能的乳化设备 ( 例如， 高压均化器和超声均化器 ) 将单 体和乙烯基硅氧烷的混合物分散在水中以制备混合物的精细颗粒， 然后进行聚合。
含氟单体 (A) 和乙烯基有机聚硅氧烷 (B) 的氟硅氧烷反应产物可以通过本领域公 知的可进行所述单体的聚合的任何反应方法来制备。优选的是， 可以根据本发明的方法来 制备氟硅氧烷， 所述方法包括 ：
I) 在 (B) 乙烯基官能化有机聚硅氧烷存在下，
通过聚合反应、 优选自由基聚合反应， 使下述物质反应 ：
(A) 单体， 所述单体包含下式所示的含氟单体 ：
CH2 ＝ C(X)COOYRf，
X 为氢原子、 一价有机基团或卤原子，
Y 为直接键合或具有 1 ～ 20 个碳原子的二价有机基团， 并且
Rf 为具有 1 ～ 21 个碳原子的氟烷基。
所述方法中的成分 (A) 和 (B) 与上文所述的相同。
所述方法还可以在极性有机溶剂存在下进行。极性有机溶剂可以是选自丁醇、 叔 丁醇、 异丙醇、 丁氧基乙醇、 甲基异丁基酮、 甲基乙基酮、 乙酸丁酯或乙酸乙酯中的一种或多 种醇、 酮或酯溶剂， 和 / 或如二甲苯、 甲苯或三甲苯等芳香烃及其中一种或多种的混合物。
自由基聚合反应的引发剂可以是本领域公知的用于引发自由基反应的任何化合 物， 例如有机过氧化物或偶氮化合物。代表性的非限制性实例为 ： 如偶氮二异丁腈或偶氮二异戊腈 (AIVN) 等偶氮化合物和如过氧化苯甲酰等过氧化物。聚合温度通常为 50 ℃～ 120℃。
作为另外一种选择， 可以使用下述乳液聚合技术获得聚合反应产物， 在所述技术 中， 将所有成分在水、 表面活性剂和聚合引发剂存在下聚合。
氟硅氧烷反应产物可以含有各种比例的含氟单体 (A) 和乙烯基有机聚硅氧烷 (B)， 其通过各成分 (A) 和 (B) 的量来控制。氟硅氧烷可以含有 5 重量％～ 99.9 重量％、 优 选 10 重量％～ 95 重量％的单体 (A) 和 0.1 重量％～ 95 重量％、 优选 5 重量％～ 90 重量％ 的乙烯基有机聚硅氧烷 (B)， 条件是 (A) 和 (B) 的重量％总和为 100％。具有高比例乙烯基 有机聚硅氧烷的氟硅氧烷产物可以对纤维基质提供更高的直接性， 或为经处理的材料提供 更佳的手感柔软性。具有高比例含氟单体的聚合产物可以提供最大的疏水性和疏油性。
氟硅氧烷反应产物通常作为溶液获得。可以通过蒸发溶剂来进行分离。作为拒油 剂应用时， 氟硅氧烷反应产物通常需要为液体形式， 通过反应获得的溶液通常可以被稀释 为适合应用于纺织品的溶液。作为另外一种选择， 氟硅氧烷反应产物可以溶解在用于纺织 品的不同溶剂中， 例如溶解在高沸点极性有机溶剂中。 作为另外一种选择， 氟硅氧烷反应产 物可以通过与水和如阳离子表面活性剂和 / 或非离子或阴离子表面活性剂等乳化剂混合 而乳化。 必要时通过除去溶剂， 可以在乳化之前分离氟硅氧烷反应产物， 或可以将聚合产物 溶液乳化。如果聚合产物通过乳液聚合获得， 则通常使用乳液， 根据需要进行稀释， 而无需 分离聚合产物。
已知氟硅氧烷反应产物的溶液或乳液可以通过任何已知的使用液体处理纺织品 的方法应用于如纺织品等纤维基质。 氟硅氧烷反应产物在应用于纺织品的溶液中的浓度可 以为例如 0.5 重量％～ 20 重量％， 作为另外一种选择， 可以为 1 重量％～ 5 重量％。当纺 织品为织物时， 可以将织物浸入所述溶液中， 也可以使用所述溶液填充或喷洒织物。 将经处 理的织物干燥， 并优选在例如 100℃～ 200℃下进行加热， 以强化其拒油性。
作为另外一种选择， 可以通过洗涤过程， 如在洗衣应用或干洗过程中， 将氟硅氧烷 反应产物应用于纺织品。
被处理的纺织品通常为织物， 包括编织、 针织和无纺织物、 服装形式的织物和地 毯， 但也可以是纤维或纱线或中间纺织产品， 如梳条或粗纱。 纺织品材料可以是如棉或毛等 天然纤维、 如粘胶人造丝或 lyocell 等人造纤维或者如聚酯、 聚酰胺或丙烯酸类纤维等合 成纤维， 也可以是纤维混合物， 如天然和合成纤维的混合物。 本发明的聚合产物在赋予如棉 或人造丝等纤维素纤维疏油性和拒油性方面特别有效。 本发明的方法通常也赋予纺织品疏 水性和拒水性。使用本发明的聚合产物进行的织物处理可赋予织物拒油性， 同时还可赋予 较之未处理的织物获得改善的触感， 也能赋予较之使用已知的氟聚合物纺织品处理剂处理 的织物获得改善的触感。
作为另外一种选择， 纤维基质也可以是皮革。聚合产物可以在皮革处理的各个阶 段由水溶液或乳液应用于皮革， 例如在皮革湿部加工过程中或在皮革上光过程中， 以赋予 皮革疏水性和疏油性。
作为另外一种选择， 纤维基质也可以是纸张。 聚合产物可以应用于预成型纸张， 或 者在造纸的各个阶段施用， 例如纸张干燥过程中。
本发明的表面处理剂优选为溶液、 乳液或气溶胶形式。表面处理剂通常包含含氟聚合物和介质 ( 特别是液体介质， 例如有机溶剂和 / 或水 )。 含氟聚合物在表面处理剂中的 浓度可以是例如 0.1 重量％～ 50 重量％。
表面处理剂可以通过已知的程序应用于要处理的基质。可以通过浸入、 喷洒和涂 布来进行表面处理剂的施用。通常， 使用有机溶剂或水稀释表面处理剂， 通过公知的程序 ( 如浸涂、 喷涂和泡沫涂布 ) 使其粘附于基质的表面， 并干燥。必要时， 将处理液与适当的 交联剂一起施用， 然后固化。 也可以向表面处理剂中加入防蛀剂、 软化剂、 抗微生物剂、 阻燃 剂、 抗静电剂、 涂料固定剂、 防皱剂等。 相对于处理液， 与基质接触的处理液中含氟化合物的 浓度可以为 0.01 重量％～ 10 重量％ ( 特别是对于浸涂而言 )， 例如为 0.05 重量％～ 10 重 量％ ( 特别是对于喷涂而言 )。
优选的是， 使用本发明的表面处理剂 ( 例如拒水拒油剂 ) 处理的基质为纺织品。 纺 织品包括各种实例。纺织品的实例包括 ： 动物或植物来源的天然纤维， 如棉、 麻、 毛和丝 ； 合 成纤维， 如聚酰胺、 聚酯、 聚乙烯醇、 聚丙烯腈、 聚氯乙烯和聚丙烯 ； 半合成纤维， 如人造丝和 乙酸纤维素 ； 无机纤维， 如玻璃纤维、 碳纤维和石棉纤维 ； 和这些纤维的混合物。
纺织品可以为如纤维、 纱线和织物等任何形式。
术语 “处理” 是指通过浸渍、 喷洒或涂布等将处理剂施用于基质。通过处理， 作为 处理剂的活性成分的含氟聚合物可以渗透到基质内部， 或者可以粘附在基质表面上。
实施例
以下制备例和实施例进一步详细说明本发明， 但是不应认为它们限制本发明的范 围。除非另有说明， 否则， 实施例中的所有份数和百分比都是基于重量的， 并且所有测量结 果都是在约 23℃获得的。
1. 喷淋拒水性测试 (JIS-L-1092)
根据 JIS-L-1092 进行喷淋拒水性测试。喷淋拒水性由拒水性编号表示 ( 如下述 表 1 中所示 )。
使用体积为至少 250ml 的玻璃漏斗和可在 20 秒～ 30 秒内喷洒 250ml 水的喷嘴。 试件支架是直径为 15cm 的金属支架。 制备三片尺寸为约 20cm×20cm 的试件， 并将所述片材 安装在试件保持支架上， 以使片材没有皱褶。将喷淋器的中心设置在片材中心的上方。向 玻璃漏斗中注入室温水 (250mL)， 并喷洒在试件片上 ( 持续 25 秒～ 30 秒的时间 )。将保持 支架从台座上取下， 抓住保持支架的一边使得正面朝下， 并使用硬物轻轻击打另一边。 将保 持支架进一步旋转 180°， 并重复同样的程序以使多余的水滴滴落。 将湿润的试件与按拒水 性较差至拒水性优异的顺序评级为 0、 50、 70、 80、 90 和 100 分的湿润对照标准物比较。结果 获自三次测量的平均值。
表1
2. 拒水性测试 ( 根据 AATCC 测试方法 118-1992)
将经处理的织物贮存在温度为 21℃、 湿度为 65％的恒温恒湿器中至少 4 小时。使 用也一直在 21 ℃贮存的测试液 ( 异丙醇 (IPA)、 水及其混合物， 如表 2 所示 )。在温度为 21℃、 湿度为 65％的空调房间中进行测试。通过微量吸移管将 5 滴测试液轻柔地滴落在织 物上， 一滴具有 50μL 的量。如果静置 30 秒后织物上仍保留有 4 或 5 滴， 则测试液通过测 试。拒水性由对应于通过测试的测试液中异丙醇的最大含量 ( 体积％ ) 的分数表示。拒水 性被评价为 12 个等级， 它们按较差级别至优异级别的顺序为失败、 0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9 和 10。
表 2 拒水性测试液
3. 拒油性测试 ( 根据 AATCC 测试方法 118-1992)
将经处理的织物贮存在温度为 21℃、 湿度为 65％的恒温恒湿器中至少 4 小时。使 用也一直在 21℃贮存的测试液 ( 如表 3 中所示 )。在温度为 21℃、 湿度为 65％的空调房间 中进行测试。 通过微量吸移管将 5 滴测试液轻柔地滴落在织物上， 一滴具有 50μL 的量。 如 果静置 30 秒后织物上仍保留有 4 或 5 滴， 则测试液通过测试。拒油性由通过测试的测试液 的最大分数表示。拒油性被评价为 9 个等级， 它们按较差级别至优异级别的顺序为失败、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7 和 8。
表 3 拒油性测试液
4. 拒水拒油性的洗涤耐久性
按照 JIS L-0217-103 方法， 反复洗涤十次或二十次， 然后评价拒水拒油性 (HL10 或 HL20)。HL0 是指未洗涤后进行的评价。
5. 触感
根据以下标准， 通过用手触摸确定经处理的 PET 织物的触感。
非常好 ： 比未处理的织物显著地更柔软
良好 ： 与未处理的织物具有相同的柔软性或较之更柔软
差： 比未处理的织物更硬
6. 处理液的稳定性
观察为处理而制备的处理液是否存在沉淀。
良好 ： 不存在沉淀
差： 存在沉淀
乙烯基氨基官能化硅氧烷的合成
乙烯基氨基硅氧烷 1
向配备有冷凝管、 顶置式搅拌器和热电偶的三口圆底烧瓶中加入八甲基环四硅氧 烷 (1437g)、 六甲基二硅氧烷 (63g)、 氨基丙基甲基二乙氧基硅烷 (41g)、 2， 4， 6， 8- 四甲基， 2， 4， 6， 8- 四乙烯基环四硅氧烷 (40g) 和氢氧化钾水溶液 (4.5g， 40 重量％ )。将反应混合 物加热至 75℃， 并保持在该温度 6 小时， 然后加入乙酸 (4.5g)。三十分钟后， 在 170℃于减 压 (5mbar) 下除挥发分 90 分钟， 以获得乙烯基氨基硅氧烷三聚物。
乙烯基氨基硅氧烷 2
向配备有冷凝管、 顶置式搅拌器和热电偶的三口圆底烧瓶中加入八甲基环四硅氧 烷 (1134g)、 六甲基二硅氧烷 (66g)、 氨基丙基甲基二乙氧基硅烷 (46g)、 2， 4， 6， 8- 四甲基， 2， 4， 6， 8- 四乙烯基环四硅氧烷 (102g) 和氢氧化钾水溶液 (4.5g， 40 重量％ )。将反应混合 物加热至 75℃， 并保持在该温度 6 小时， 然后加入乙酸 (4.5g)。三十分钟后， 在 170℃于减 压 (5mbar) 下除挥发分 90 分钟， 以获得乙烯基氨基硅氧烷三聚物。
乙烯基氨基硅氧烷 3
向配备有冷凝管、 顶置式搅拌器和热电偶的三口圆底烧瓶中加入八甲基环四硅氧 烷 (1129g)、 六甲基二硅氧烷 (63g)、 氨基丙基甲基二乙氧基硅烷 (48g)、 2， 4， 6， 8- 四甲基， 2， 4， 6， 8- 四乙烯基环四硅氧烷 (217g) 和氢氧化钾水溶液 (4.5g， 40 重量％ )。将反应混合
物加热至 75℃， 并保持在该温度 6 小时， 然后加入乙酸 (4.5g)。三十分钟后， 在 170℃于减 压 (5mbar) 下除挥发分 90 分钟， 以获得乙烯基氨基硅氧烷三聚物。
乙烯基氨基硅氧烷的物理性质和结构性质如下表中所述 ：
制备例 1
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(184g)、 丙烯酸硬脂基酯 (23.1g)、 单甲基丙烯酸甘油酯 (4.3g)、 甲基丙烯酸缩水甘油基酯 (1.4g)、 乙烯基氨基硅氧烷 1(28.4g)、 纯水 (500g)、 三丙二醇 (79.4g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.7g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.5g)、 聚氧乙烯油烯基醚 (4.5g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (18.0g)， 并 在 60℃于搅拌下通过超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (3.6g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的水分散液。
制备例 2
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(184g)、 丙烯酸硬脂基酯 (23.1g)、 单甲基丙烯酸甘油酯 (4.3g)、 甲基丙烯酸缩水甘油基酯 (1.4g)、 乙烯基氨基硅氧烷 2(28.4g)、 纯水 (500g)、 三丙二醇 (79.4g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.7g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.5g)、 聚氧乙烯油烯基醚 (4.5g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (18.0g)， 并 在 60℃于搅拌下通过超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (3.6g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的水分散液。
制备例 3
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(184g)、 丙烯酸硬脂基酯 (23.1g)、 单甲基丙烯酸甘油酯 (4.3g)、 甲基丙烯酸缩水甘油基酯 (1.4g)、 乙烯基氨基硅氧烷 3(28.4g)、 纯水 (500g)、 三丙二醇 (79.4g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.7g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.5g)、 聚氧乙烯油烯基醚 (4.5g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (18.0g)， 并 在 60℃于搅拌下通过超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (3.6g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的水分散液。
比较制备例 1
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 3.2)(204g)、 丙烯酸硬脂基酯 (25.6g)、 N- 羟甲基丙烯酰胺 (6.4g)、 甲基丙烯酸 3- 氯 -2- 羟基丙基酯 (1.5g)、 纯水 (486g)、 三丙二醇 (88g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.4g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.6g)、 聚氧乙烯油烯基醚 (4.9g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (20.0g)， 并在 60℃于搅拌下通过 超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2，
2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (3.6g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的 水分散液。
比较制备例 2
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(184g)、 丙烯酸硬脂基酯 (23.1g)、 单甲基丙烯酸甘油酯 (4.3g)、 甲基丙烯酸缩水甘油基酯 (1.4g)、 巯基硅氧烷 1( 在分子中存在巯基和氨基官能化有机基团的有机聚硅氧烷 )(28.4g)、 纯水 (500g)、 三丙二醇 (79.4g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.7g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.5g)、 聚氧 乙烯油烯基醚 (4.5g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (18.0g)， 并在 60℃于搅拌下通过超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (2.2g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的水分散液。
比较制备例 3
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(184g)、 丙烯酸硬脂基酯 (23.1g)、 单甲基丙烯酸甘油酯 (4.3g)、 甲基丙烯酸缩水甘油基酯 (1.4g)、 纯水 (500g)、 三丙二醇 (79.4g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.7g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.5g)、 聚氧乙烯油烯基醚 (4.5g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (18.0g)， 并在 60℃于搅拌下通过超声波乳 化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮 双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (3.6g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的水分散液。 比较制备例 4
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(204g)、 丙烯酸硬脂基酯 (25.6g)、 N- 羟甲基丙烯酰胺 (6.4g)、 甲基丙烯酸 3- 氯 -2- 羟基丙基酯 (1.5g)、 纯水 (486g)、 三丙二醇 (88g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.4g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.6g)、 聚氧乙烯油烯基醚 (4.9g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (20.0g)， 并在 60℃于搅拌下通过 超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (2.2g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以提供聚合物的 中间水分散液。
向 该 中 间 分 散 液 (15g) 中 加 入 氨 基 改 性 硅 油 (SF8417， Dow CorningToray Silicone Co.， Ltd. 制造 )(0.23g)。搅拌该混合物 1 小时， 以得到水分散液。
比较制备例 5
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(204g)、 丙烯酸硬脂基酯 (25.6g)、 N- 羟甲基丙烯酰胺 (6.4g)、 甲基丙烯酸 3- 氯 -2- 羟基丙基酯 (1.5g)、 聚二甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯 (ChissoCorp. 制造的 SILAPLANE FM0721)(31.5g)、 纯水 (486g)、 三丙二醇 (88g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.4g)、 山梨聚糖单棕榈酸酯 (4.6g)、 聚 氧乙烯油烯基醚 (4.9g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (20.0g)， 并在 60℃于搅拌下通过超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (2.2g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的水分散液。
比较制备例 6
向 1L 的高压釜中加入 CF3CF2-(CF2CF2)n-CH2CH2OCOC(CH3) ＝ CH2(n ＝ 2.0)(184g)、 丙烯酸硬脂基酯 (23.1g)、 单甲基丙烯酸甘油酯 (4.3g)、 甲基丙烯酸缩水甘油基酯 (1.4g)、 乙烯基硅氧烷 1(28.4g)、 纯水 (500g)、 三丙二醇 (79.4g)、 烷基三甲基氯化铵 (3.7g)、 山
梨聚糖单棕榈酸酯 (4.5g)、 聚氧乙烯油烯基醚 (4.5g) 和聚氧乙烯月桂基醚 (18.0g)， 并 在 60℃于搅拌下通过超声波乳化 15 分钟。使用氮气置换高压釜中的气氛后， 注入氯乙烯 (67g)。然后， 加入 2， 2′ - 偶氮双 (2- 脒基丙烷 ) 二盐酸盐 (3.6g)， 并在 60℃进行反应 5 小时， 以得到聚合物的水分散液。
实施例 1
使用纯水稀释制备例 1 所制备的水性液体 (4.8g)， 以制备测试液 (100g)。将一片 尼龙测试织物 (510mm×205mm) 浸入该测试液， 使其通过轧布机， 并于 160℃在针板拉幅机 中处理 2 分钟。然后切割该测试织物以提供三个三分之一片 ( 各自具有 170mm×205mm 的 尺寸 )。 将三个三分之一片织物分别用于不洗涤、 洗涤十次和洗涤二十次。 对织物进行喷淋 拒水性测试、 拒水性测试和拒油性测试。 以上述方式， 对一片 PET 测试织物 (510mm×205mm) 和一片棉测试织物 (510mm×205mm) 重复相同的程序。结果如表 4 中所示。
实施例 2 和 3
以与实施例 1 相同的方式处理制备例 2 和 3 各自制备的聚合物， 然后进行喷淋拒 水性测试、 拒水性测试和拒油性测试。结果如表 4 中所示。
比较例 1 ～ 6
以与实施例 1 相同的方式处理比较制备例 1 ～ 6 各自制备的聚合物， 然后进行喷 淋拒水性测试、 拒水性测试和拒油性测试。结果如表 4 中所示。
表4
表 4( 续 )25