[发明专利]拒污水性分散体、拒污软制品及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月10日提交的美国临时申请61/285425号的优先权的权益。

发明领域

本发明涉及包含粘土纳米颗粒和水性含氟化合物的胶态分散体的拒污水性分散体。还公开了被该拒污水性分散体改性的拒污软制品，该拒污水性分散体导致具有改进的抗污性质。所述软制品可包括纤维、纱和纺织品。本文还公开了用于制备拒污水性分散体的方法和拒污软制品。

技术背景

在过去将无机氧化物(即，二氧化硅)的亚微米颗粒局部施用于聚酰胺纤维，以提供抗污沉积益处，但是持久性差和质地粗糙。此外，经二氧化硅处理的表面在一定沉积浓度下可具有无吸引力的白雾。含氟化合物树脂乳液已用于产生低污染软表面。

美国专利6,225,403号教导了使用包含含氟化合物树脂与有机硅氧烷共聚物的胶态溶胶分散体的共混物的表面处理组合物。该共混物能显著降低为了实现可接受的拒污性含氟化合物在软表面上的添加水平。然而，这些胶态硅氧烷氟增量剂可赋予软表面粗糙的感觉，这是不期望的。

发明概述

出于环境和成本的原因，期望降低含氟化合物的总用量。因此，可理解的是，需要降低含氟化合物的用量，但是仍保持良好的耐污性的拒污性组合物。

因此，期望进一步增强含氟化合物的效力和生产手感更软的纤维，同时保持期望的抗污特性。

本文公开的本发明提供了包含粘土纳米颗粒的水性分散体的拒污水性分散体，所述粘土纳米颗粒可与传统的含氟化合物组合使用。可将粘土纳米颗粒加入到抗污制剂和拒水/油制剂中。比起现有的经含氟化合物和硅酮处理的纤维，经所公开的分散体处理的纤维表现出优良的抗污沉积和干拒污性质。比起现有的经含氟化合物或硅酮处理的纤维，经处理的纤维还表现出更软的手感和更好的持久性。已表明纳米颗粒充当含氟化合物增量剂能以降低的氟水平(基于纤维的重量计算)在纤维上提供抗污性质。还提供了制备所公开的水性分散体的方法和经处理的纤维。进一步提供了使用经处理的纤维的各方面(various aspects of the treated fibers)制成的纱和纺织品，例如织物和地毯。

在引向纤维性软表面的含氟化合物拒水和油处理组合物中，粘土纳米颗粒可为含氟化合物的有效稀释剂。具体地讲，通过在含氟化合物制剂或乳液中包含粘土纳米颗粒，对于给定的抗污效果而言，所需的含氟化合物的量意外地降低，与现有的制剂相比，在显著降低的氟水平下产生有效的拒污性。当用所公开的水性分散体处理纤维时，粘土颗粒主要为亲水的，但是作为具有疏水性质的增量剂仍然有效，疏水性质否则预期仅取决于含氟化合物的浓度。在某些条件下，粘土纳米颗粒的水性分散体表现出赋予由单独的含氟化合物预期的许多相同的益处。

在一方面，提供了用于拒污的水性分散体，所述分散体包含至少一种粘土纳米颗粒组分和含氟化合物。所述粘土纳米颗粒组分可为天然或合成的。所述含氟化合物可包含含有碳-氟部分的任何化学品。

在另一方面，提供了包含表面处理剂的纤维，所述表面处理剂包含至少一种粘土纳米颗粒组分和含氟化合物。所述纤维可为任何天然或合成的纤维，包括棉、丝、羊毛、人造丝、聚酰胺、乙酸酯、烯烃、丙烯酸类、聚丙烯和聚酯。可将纤维纺成纱或制成纺织品。

在其他方面，提供了包含至少一种经拒污水性分散体处理的纤维的纺织品，所述分散体包含至少一种粘土纳米颗粒组分和含氟化合物。所述纺织品可为任何织造的织物或地毯。所述地毯可包括割绒、加捻、织造、针刺毡、打结、簇绒、常规织造、起绒、低毛圈簇绒和毛圈绒头。

又一方面，提供了制备拒污水性分散体的方法。所述方法包括使至少一种粘土纳米颗粒组分与溶剂接触，以形成水性粘土纳米颗粒溶液，和使所述水性粘土纳米颗粒溶液与含氟化合物接触，以形成拒污水性分散体。