[发明专利]氟代烷基表面活性剂

说明书

发明领域

本发明的领域涉及含氟化合物表面活性剂的合成和使用。

发明背景

对于具有含氟化合物链的表面活性剂和表面处理剂而言，在给定的浓度下，全氟烷基链越长，包含氟的百分比越高，并且通常提供的性能更好。然而，衍生自较长全氟烷基链的氟化物质的价格比较昂贵。因此，期望在产生相同或更高性能的同时降低氟的含量。降低氟含量将会降低成本，但必须保持产品的性能。

美国专利3,719,698公开了伯烷基胺与两当量氟化的丙烯酸酯型酯的反应，以提供用作织物的拒水和拒油整理剂的加成产物。

人们希望改善表面活性剂性能并且提高氟效率，即提升表面活性剂的效率或性能，使得只需较低比例的昂贵氟组分就可获得相同级别的性能，或者使用相同含量的氟时具有更好的性能。尤其期望的将是具有与目前的商业产品相同性能但具有更短全氟烷基端基的表面活性剂。本发明提供了这样的表面活性剂。

发明概述

本发明包括式(I)的组合物

其中

m和d各自独立地为1或2的整数；

n独立地为0或1；

每个R独立地为氢或C₁至C₄烷基；

A独立地为氢或-C(O)-O-B；

R_o为直链、支链或环状的脂族基团、或它们的组合，具有约2至约100个碳原子，被1至约50个亲水基团插入或取代，所述亲水基团选自羟基、氨基、醚以及它们的混合物；其中亲水基团与碳原子的比率为约1∶1.1至约1∶10，每个碳原子最多有一个亲水基团与其键合，并且不存在介于亲水基团之间的共价键；

每个B独立地为分子式(IIa)、(IIb)或(IIc)的单价基团：

(IIa)R_f¹(CH₂)_t(R¹)_r-

(IIb)R_f²(CH₂CF₂)_p(CH₂CH₂)_q(R¹)_r-

(IIc)R_f³O(CF₂CF₂)_p(CH₂CH₂)_q(R¹)_r-

其中

R_f¹和R_f²各自为C₁-C₆直链或支链的全氟烷基；

R_f³为C₁至C₇直链或支链的全氟烷基，任选地被一个、两个或三个醚氧原子插入；

t为1至约10的整数；

p和q各自独立地为1至约3的整数；

r为0或1；

R¹为选自-S(CH₂)_t-的二价基团；并且

前提条件是

当m为1时，n为1；

当m为2时，n为0，A为氢，并且d为1；并且

当d为2时，m为1，A为-C(O)-O-B，R_o具有至少三个碳原子，并且氮和亲水基团被键合到不同的碳原子上。

本发明还包括降低介质的表面张力的方法，所述方法包括使介质与如上所定义的式(I)的组合物接触。

本发明还包括向涂覆的基底提供抗粘连性、开放时间延长、以及找平的方法，所述方法包括在沉积到基底上之前向涂料底料中添加一种组合物，所述组合物包含一种或多种如上所述的式(I)的化合物，其中R_o为R_o¹，其中R_o¹为直链或支链的脂族基团、或它们的组合，具有被约5至约50个醚氧原子插入的约10至约100个碳原子，其中醚氧原子与碳原子的比率为约1∶2至约1∶3；并且其中每个碳原子最多有一个醚氧原子与其键合，并且不存在介于醚氧原子之间的共价键。