[发明专利]一种防水防油剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纺织助剂领域，具体而言是一种纺织品用环保防水防油剂及其制备方法和应用。

背景技术

许多领域要求纺织品具有防水防油性能，防水防油效果通常是经防水防油剂整理而获得的。防水防油剂“一般是含氟（甲基）丙烯酸酯单体与长链烷基（甲基）丙烯酸酯无氟单体为主要原料，再加上其它少量单体共聚而成。” （久保元伸，含氟防水防油剂（Ⅰ）：关于防水防油性能的机理.印染，1995，21（12）：37－41）目前很多的防水防油剂是以这些物质为原料，经过乳液聚合获得的水性产品，所使用的含氟（甲基）丙烯酸酯的全氟烷基链的碳数大于8，存在生物和环境问题。

 “无氟单体应为烷基碳链大于8的（甲基）丙烯酸酯，并且无氟单体和含氟单体间无规共聚好于接枝共聚或嵌段共聚”（杨秦欢等，含氟丙烯酸酯聚合物乳液研究新进展（Ⅰ）——合成技术和含氟单体的安全性.中国皮革，2009，38（9）：52－57），无规共聚实现的前提是单体间良好的相容性。部分类型的含氟（甲基）丙烯酸酯与无氟单体相容性差，影响了无氟单体和含氟单体间的无规共聚，进而影响了防水防油剂的防水防油效果。目前涉及单体间相容性方面的防水防油剂的代表专利主要有中国专利申请CN101981070A、中国专利申请CN1703481A和中国专利申请CN101668826A。

中国专利申请CN101981070A所述的相容剂是低分子量单体，无法保证单体相容的持续性。

中国专利申请CN1703481A和中国专利申请CN101668826A中没有考虑单体组合间的相容性的问题。

乳液聚合通常要使用表面活性剂，表面活性剂的两亲性对防水防油性能有负面影响，只有降低表面活性剂的用量，才能减少负面影响。在保证防水防油剂乳液稳定的前提下，双子（gemini）型表面活性剂用量低于常规表面活性剂。中国专利申请CN101486823A尽管使用了这类表面活性剂，但其用量比较少，总表面活性剂量减少不多，对防水防油性能提升不大。

综上所述，目前的防水防油剂产品存在以下几方面的不足和缺陷。 

第一，含氟（甲基）丙烯酸酯一般具有碳数大于等于8的全氟烷基链段，存在生物和环境问题。环保要求所用含氟（甲基）丙烯酸酯单体的全氟烷基链碳数小于8。

第二，防水防油剂一般是含氟（甲基）丙烯酸酯单体与长链烷基（甲基）丙烯酸酯单体等非氟单体为主要原料，再加上少量其它单体共聚而成。部分类型的含氟（甲基）丙烯酸酯单体与非氟单体剂单体的相容性差，单体间不能有效进行无规共聚，从而影响性能，现有技术不能解决这一问题。

第三，防水防油剂所用常规表面活性剂或者常规表面活性剂配合少量双子型表面活性剂的方案中，表面活性剂用量大，影响防水防油性能。

因此，我们需要一种具有防水防油效果好、稳定性高，并且环保的防水防油剂及其制备工艺。

发明内容

本发明旨在提供一种环保防水防油剂及其制造方法，该防水防油剂具有防水防油效果好和环保的特点。本发明所述的环保是指符合Oeko-tex 100标准以及其它有毒、有害物质限制的法律、法规，如对甲醛、APEO、PFOA等的限量。

对于现有防水防油剂存在的缺陷，本发明用以下方式解决。

第一，用含氟（甲基）丙烯酸酯单体的全氟烷基链碳数在8以下的单体。

第二，经过实验研究，发现加入少量的相容剂可以改善部分类型的含氟（甲基）丙烯酸酯单体与非氟单体的相容性，单体间更好的进行了无规共聚，能获得更好的防水防油方面效果。所用的相容剂是在水中溶解度较小的疏水性高沸点溶剂。本发明选择生物毒性低、不参加大气光化学反应和沸点250℃以上的溶剂作为相容剂，不会增加防水防油剂的VOC含量。

第三，提高双子型表面活性剂在总表面活性剂中的比例或者全部使用双子型表面活性剂，降低总体表面活性剂的用量，减少表面活性剂对防水防油性能的影响。

为实现上述目的，本发明首先提供一种防水防油剂，其特征在于，按质量百分比包括以下组分：

含氟聚合物   20~30%

相容剂       3~20%

表面活性剂   1~5%

亲水性溶剂   4~20%

pH调节助剂     0.001~3%

水           余量。