[发明专利]氟化物组合物及其用途

说明书

本发明涉及可通过将聚异氰酸酯化合物与至少一种具体的具有至少一个阳离子基团的异氰酸酯反应性氟化聚醚化合物反应获得的氟化物组合物，及其提供基质如纸、织物、和皮革的油拒斥剂的用途。

商业可获得的油-和/或水拒斥剂组合物通常基于具有全氟化脂肪族基团的氟化化合物。在例如US-A-5,276,175和EP-A-435641中也描述了这种组合物。此类型组合物的商业成功可归功于其高效性。

在现有技术中也描述了基于全氟化醚部分的氟化化合物用于提供纤维基质油-和水拒斥剂。例如在EP-A-1-038919，EP-A-273499，US-A-3,553,179和US-A-3,446,761中公开了全氟化聚醚化合物。据发现先前公开的基于全氟化聚醚化合物的组合物在提供基质油-和/或水拒斥剂中可能不是非常有效。

为使其适用于与食物接触，对纸的处理的重要要求为最小化对人类或动物健康有害或潜在有害的任意物质对包装食物的污染的任意风险。最优的情形为该纸完全不含有任意有害物质或至少在其使用期间不释放有害物质。

所述氟化物应向所述被处理的纸给予所需的疏油特性。

全氟烷基衍生物通常为含有四至二十个碳原子的不同链长度的分子的混合物。这类化学品的缺点为难以完全消除不期望的、持久的且生物累积性的污染物全氟辛酸(PFOA)和全氟辛基磺酸(PFOS)。该挑战为找到与现存产物相比具有相同或相似应用性能的无PFOA/PFOS的氟化物。

在WO-03/100158中公开的化合物尝试克服现有技术的障碍并描述包含氟化化合物的分散体或溶液的氟化物组合物，其中所述氟化化合物为氟化聚醚和聚异氰酸酯的反应产物。在此描述的组合物用于提供纤维材料油-和水拒斥剂。

然而，已显示由WO03/100158描述的组合物在二醇或二醇/水混合物中不能充分地溶解或分散，其为了均匀地应用所述氟化物组合物于纤维基质上，尤其于纸上，是有必要的。

令人惊讶的是，据发现，当具有至少一个阳离子基团异氰酸酯反应性氟化物聚醚与多官能异氰酸酯反应时，提供无PFOA/PFOS的氟化物化合物，其在二醇或二醇/水混合物中可非常好地溶解或分散，并且因此可均匀地应用于纤维基质上，且其随后显示出与油-和/水拒斥性相关的出乎意料的良好性能，尤其是用于纸上时。

本发明因此涉及包含氟化化合物的分散体或溶液的氟化物组合物，其中所述氟化化合物包含至少两种反应剂A和B的反应产物，其中反应剂A为式(I)化合物；

R_f-O-(CF(CF₃)CF₂O)_mCF(CF₃)-X-Y-Z  (I)

其中

R_f   为全氟化烷基基团，

m  为从3至25；

X  为羰基基团或CH₂；

Y  为化学键或具有官能或二官能异氰酸酯反应性基团的有机二价或三价连接基团；

Z  为具有至少一个阳离子基团的有机基团，

反应剂B为一种多官能异氰酸酯或其混合物

和任选地一种或多种异氰酸酯-反应性共反应剂C。

优选地，反应剂A为式(I)化合物的混合物，其中m从4至22。

反应剂A具有从750至4000g/mol的平均分子量，更优选地从1000至3000g/mol，且甚至更优选从1500至2500g/mol。

在一个优选的实施方案中，反应剂A进一步含有按重量计0至10％，更优选按重量计从0至5％，甚至更优选按重量计从0至1％，特别优选地按重量计从0至0.1％的具有少于750g/mol的分子量的化合物，所述按重量计％基于反应剂A的总重量。

优选地，反应剂A为式(I)化合物，其中X为羰基基团。

在一个具体实施方案中，反应剂A为式(I)化合物，其中Y为包含一个或两个异氰酸酯反应性基团(包括硫醇、羟基和氨基基团，更特别地为氨基基团诸如二级氨基基团)的连接基团。

反应剂A可为式(I)化合物，其中Z为具有至少一个阳离子基团(包括三级胺、N-氧化物或铵基基团)的连接基团。