WO2001032800A1 - Dispersion aqueuse pour repulsif eau et huile et procede de production - Google Patents

Dispersion aqueuse pour repulsif eau et huile et procede de production Download PDF

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WO2001032800A1
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water
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meth
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Takashige Maekawa
Kazuya Oharu
Shuichiro Sugimoto
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Asahi Glass Company, Limited
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Definitions

  • the present invention relates to an aqueous dispersion for a water / oil repellent.
  • a polymer (X) having polymerized units of a polymerizable monomer containing a polyfluoroalkyl group (hereinafter referred to as an Rf group) is dispersed in an aqueous solvent to form an aqueous dispersion.
  • An organic solution dissolved in an organic solvent, or a solvent-based dispersion liquid dispersed in an organic solvent is treated on textiles, etc. to give them water and oil repellency.
  • the technology is known. Particularly in recent years, the use of an aqueous dispersion has been recommended because of problems in the working environment and effects on the environment.
  • acetone is generally added to the aqueous medium as a polymerization auxiliary solvent.
  • acetone, etc. is used as a polymerization auxiliary solvent, there is a problem that the flash point of the aqueous dispersion becomes low.
  • the aqueous dispersion for a water- and oil-repellent agent produced by a conventional method is used in combination with an acid or anionic substance in a processing bath (dye fixing agent or acid dye, etc.), the presence of contaminants, and the like. Due to the reduced dispersibility of the dispersion liquid, aggregation and settling of the emulsion particles occur, and the water / oil repellency is reduced. In addition, the polymer adhered (gum-up) to the mangle, and there was a problem that processing unevenness occurred on the work cloth.
  • a polymerizable monomer such as perfluoroalkyl acrylate, water, dipropylene glycol monomethyl ether, and polyoxyethylene nonylphenyl ether are emulsified under high pressure and then polymerized to obtain an emulsion.
  • An added water / oil repellent composition has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-2458573).
  • a composition obtained by removing the silicone compound from this composition was used, a problem was observed in which sufficient performance was not exhibited.
  • the conventional water- and oil-repellent compositions have insufficient water droplet falling properties (hereinafter referred to as water droplet falling properties) even when water droplets adhere, and water droplets remain on the surface of the object to be treated. There was a problem to continue.
  • the present invention solves the above problems, and exhibits excellent dispersion stability and water / oil repellency even when concomitant drugs or contaminants are mixed in the water / oil repellent composition,
  • the present invention emulsifies a raw material composition containing the following polymerizable monomer (A), the following surfactant (B), and the following aqueous medium (C) under pressure, then by polymerizing the polymerizable polymer (X) Ca? aqueous medium (C) water and oil repellent water, characterized in that the dispersed aqueous dispersion in having a polymerization unit of a single-mer (a) Disclosed is a method for producing a dispersion, and an aqueous dispersion for a water / oil repellent produced by the method. You.
  • Aqueous medium (C) an aqueous medium comprising water and a solvent having a viscosity of 3 cP or more in 25.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION acrylate and methacrylate are collectively referred to as (meth) acrylate. The same applies to notations such as (meth) acrylamide.
  • Polymerizable monomer (A) in the present invention have R f group (meth) Akurire bets consisting (a ') a polymerizable monomer, or, having R f group (meth) Akurireto (a 1) And said
  • the R f group refers to a compound that is present in the alcohol residue portion of the (meth) Akurire bets.
  • the R 1 group refers to a group in which two or more hydrogen atoms of an alkyl group have been replaced by fluorine atoms.
  • the Rf group preferably has 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 16 carbon atoms.
  • the R f group may have a straight-chain structure or a branched structure.
  • a straight-chain structure is a particularly preferred c-branched structure
  • a branched portion is present at the terminal portion of the R f group, and It is preferably a short chain having about 1 to 4 carbon atoms.
  • the R f group may contain another halogen atom other than a fluorine atom. Other halogen atom, chlorine nuclear power? Preferable. Further, between the carbon-carbon bond in the R f group, an etheric oxygen atom or a thioetheric sulfur atom may be inserted.
  • the structure of the end portion end of the R f group, one CF 2 CF 3, -CF (CF ; i) 2, one CF 2 H, one C FH 2, - CF 2 C 1 and the like, one CF 2 CF 3 is preferred.
  • the number of fluorine atoms in the R f group is [(the number of fluorine atoms in the R f group) / (the number of hydrogen atoms contained in the corresponding alkyl group having the same carbon number as the R f group)] X 100 (% )), Preferably at least 60%, particularly preferably at least 80%. Further, the R f group is preferably a group in which all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with fluorine atoms (that is, a perfluoroalkyl group) or a group having a perfluoroalkyl group at the terminal portion.
  • the carbon number of the perfluoroalkyl group is preferably from 2 to 20, and particularly preferably from 6 to 16.
  • the carbon number of the perfluoroalkyl group is preferably from 2 to 20, and particularly preferably from 6 to 16.
  • the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl group is small, the water repellency and oil repellency deteriorate. If the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl group is large, it may be difficult to handle (meth) acrylate having an Rf group.
  • R f group examples include the following groups.
  • Rf group is a group having an etheric oxygen atom or a thioetheric sulfur atom inserted between carbon-carbon bonds
  • specific examples include the following groups.
  • V CF 2 CF 2 F (CF 2 CF 2 S) W CF 2 CF 2- (r and z are independently integers from 1 to 5, u is an integer from 2 to 6, V is 1 to: L is an integer, w is 1 to 9 integer) etc.
  • R f represents an R f group
  • Q represents a divalent organic group
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the R f group in the formula 1 is preferably an R f group containing no etheric oxygen atom or thioetheric sulfur atom, particularly preferably a perfluoroalkyl group, particularly F (CF 2 ) n — (where n is 1 And an integer of 4 to 16 is preferable, and an integer of 6 to 12 is particularly preferable.
  • Q is 1 (CH 2 ) 1, 1 (CH 2 ) p C ON Ra (CH 2 ) q —,-(CH 2 ) p OC ON Ra (CH 2 ) q- , 1 ( CH 2 ) p S 0 2 NR a (CH 2 ), one (CH 2 ) p NHC ONH (CH,) q -,-(CH 2 ) P CH (OH) (CH 2 ) q- , one (CH 2) ) p CH (OC 0 R a ) (CH 2 ) q — and the like.
  • Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • P and Q each independently represent an integer of 0 or more, and +9 is an integer of 1 to 22.
  • the compounds (Formula 1) is, Q gar (CH 2) p + q - , - (CH 2) p C ON R a (CH 2) q -, or a (CH 2) p S 0 2 NR a (CH 2 ) q —, and q is an integer of 2 or more, and p + q is preferably 2 to 6, and (CH) ⁇ when p + q is 2 to 6
  • the compound (formula 1) in the case of (that is, an ethylene group to a hexamethylene group) is particularly preferable. It is preferable that a fluorine atom is bonded to a carbon atom of R f bonded to Q in the compound (formula 1).
  • Examples of the (meth) acrylate (a 1 ) having an R f group include the following compounds.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the polymerizable monomer (A) may have two or more (meth) acrylates (a 1 ) having an R f group. In that case, a (meth) acryl having R f groups having different numbers of carbon atoms
  • the polymerizable monomer (A) has R f group (meth) Akurireto (a 1) Noto ⁇ (a 1) of the case comprising a polymerizable monomer other than (a 2) polymerizable monomer
  • Examples of the monomer (a 2 ) include a known or well-known polymerizable monomer.
  • a polymerizable monomer having one or two polymerizable unsaturated groups is preferable.
  • a polymerizable monomer having two or more is preferred.
  • the polymerizable monomer (a 2 ) the following polymerizable monomer (a 21 ) and / or the following polymerizable monomer (a 22 ) are preferably essential.
  • the alkyl group in the alkyl (meth) acrylate may have a linear structure or a branched structure. Further, a hydrogen atom of the alkyl group may be substituted with a cycloalkyl group.
  • cycloalkyl (meth) acrylate cyclohexyl
  • the polymerizable monomer (a 21 ) is preferably an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, particularly methyl (meth) acrylate and octyl decyl (meth) acrylate. Or 2-ethylhexyl (meth) acrylate.
  • halogenated vinyl biel chloride, vinyl fluoride, or ethylene trifluoride is preferable.
  • vinylidene halide vinyl halide, vinylidene chloride, vinylidene fluoride and the like are preferable.
  • the polymerizable monomer (a 2 ) includes a polymerizable monomer (a 2 ) and a polymerizable monomer.
  • Polymerizable monomer (a is monoolefin, vinyl carboxylate, styrene, substituted styrene, (meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylamide, alkyl vinyl ether, (substituted alkyl) vinyl ether, vinyl alkyl ketone Glycidyl (meth) acrylate, aziridinyl (meth) acrylate, aziridinylalkyl (meth) acrylate, aralkyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, polyoxy Having alkylene mono (meth) acrylate, polyoxyalkylene mono (meth) acrylate monomethyl ether, polyoxyalkylene di (meth) acrylate, polydimethylsiloxane group
  • a polymerizable monomer selected from noalkyl (meth) acrylate and (meth) acrylate containing a blocked isocyanate group is preferred.
  • the polymerizable monomer in (a 23) as the blocking Isoshiane preparative group-containing (meth) Akuri rate, blocking Isoshianeto group-containing (meth) Akurireto, the Isoshiane bets group having one or more Isoshianeto groups of the block structure Gobutsuka? preferred agent.
  • the isocyanate group-containing (meth) acrylate 2-isocyanateethyl (meth) acrylate, or a (meth) acrylate having a functional group capable of binding to an isocyanate group and a polyisoacrylate are used.
  • a reaction product obtained by allowing the above isocyanate groups to react at a remaining ratio is preferable.
  • the (meth) acrylate having a functional group capable of binding to an isocyanate group a (meth) acrylate having a hydroxyl group is preferable, and a mono- or diester of (meth) acrylic acid and a polyhydric alcohol is preferable. Is particularly preferred.
  • Polyisocyanates include aromatic isocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and the like. 4,4'-Dicyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, norbornene diisocyanate, and other aliphatic isocyanates, and polyisocyanate modified isocyanurate and prepolymer And modified forms such as modified burettes, and particularly aliphatic isocyanates. And a modified isocyanurate, modified prepolymer, or modified bullet.
  • aromatic isocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and the like. 4,4'-Dicyclohexylmethane diiso
  • Blocking agents include alkyl ketoximes, phenols, alcohols,
  • Diketones and lactones are preferred, methylethylketoxime, ⁇ - caprolactam, phenol, cresol, acetylacetone, getyl malonate, isopropyl alcohol, t-butyl alcohol, maleimide and the like are particularly preferred.
  • Preferred are, among others, methylethylketoxime, ⁇ - caprolactam.
  • the blocking agent preferably has a dissociation temperature of 120 to 180 ° C.
  • blocked isocyanate group-containing (meth) acrylate examples include the following compounds.
  • Ratio of each polymerization unit in the polymer (X) is the percentage of polymerized units of having the R f group (meth) Akurire bets (a ') 2 0 ⁇ 9 9 wt%, the polymerizable monomer (a 2 ) Is preferably 1 to 80% by mass. Further, when a polymerizable unit of the polymerizable monomer (a 21 ) or the polymerizable monomer (a 22 ) is contained, the content is preferably 1 to 50% by mass in the polymer (X). Further, when the polymerizable monomer (a 2 includes a polymerized unit), the content is preferably 1 to 50% by mass in the polymer (X).
  • a polymerizable monomer A
  • a surfactant B
  • an aqueous medium A
  • the raw material composition containing (C) is emulsified by pressurization.
  • the raw material composition preferably contains a liquid or solid polymerizable monomer under emulsification conditions under pressure.
  • the polymerizable monomer (a 22 ) is usually a gas under the emulsification conditions under pressure, so the raw material composition is emulsified under pressure to form an emulsion. It is preferred to introduce it into the emulsion later.
  • the surfactant (B) in the present invention comprises a non-fluorinated surfactant containing no aromatic group, and the amount of the nonionic surfactant in the surfactant (B) is 60 to 100% by mass. % Surfactant.
  • the non-fluorinated surfactant refers to a surfactant made of a compound containing no fluorine atom in the structure.
  • surfactant means a surfactant containing neither a fluorine atom nor an aromatic group, unless otherwise specified.
  • the surfactant (B) may be composed of one kind or two or more kinds. When two or more surfactants (B) are used, the strength of a nonionic surfactant and a cationic surfactant and / or an amphoteric surfactant is preferable.
  • the raw material composition in the present invention does not contain a surfactant other than the surfactant (B), since the stability of the liquid after the pressure emulsification and the performance of the object to be treated are excellent.
  • nonionic surfactant in the surfactant (B) at least one selected from the following surfactants (b ′) to (b fi ) is preferable.
  • the surfactant (b 1 ) is a non-ionic surfactant composed of polyoxyalkylene monoalkyl ether, polyoxyalkylene monoalkenyl ether, or polyoxyalkylene monoalkapolyenyl ether.
  • the alkyl group in the surfactant (b 1), alkenyl group or aralkyl force Poryeniru group is preferably a number from 4 to 2 6 carbon atoms, respectively.
  • Specific examples of the alkyl, alkenyl, or alkenyl group include octyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, hexadecyl, behenyl (docosyl), and oleyl. Group (9-octadecenyl) and the like.
  • the surfactant (b 1 ) is preferably a polyoxyalkylene monoalkyl ether or a polyoxyalkylene monoalkenyl ether.
  • the polyoxyalkylene portion of the surfactant (b 1 ) is preferably composed of one or two oxyalkylene groups, and when composed of two types, the connection is preferably block-like.
  • the polyoxyalkylene moiety preferably comprises a moiety in which two or more oxyethylene groups and Z or oxypropylene groups are linked.
  • a compound represented by the following formula 2 is preferable.
  • R 2 in the formula 2 represents an alkyl group or the number 8 or more alkenyl groups of carbon atoms of 8 or more carbon atoms
  • s represents an integer of 5 to 50
  • g is an integer of 0 to 20.
  • the oxyethylene group and the oxypropylene group in Formula 2 are linked in a block shape.
  • R 2 may have either a linear structure or a branched structure.
  • s is preferably an integer of 10 to 30, and g is preferably an integer of 0 to 10.
  • s is 4 or less or g is 21 or more, the compound becomes poorly soluble in water and may not be uniformly dissolved in the aqueous medium (C). Further, when s is 51 or more, hydrophilicity is increased, and water repellency may be reduced.
  • the compound (Formula 2) include the following compounds. However, in the following formula, s and g have the same meaning as described above, and the preferred embodiments are also the same. Also, the oxystyrene group and the oxypropylene group are connected in a block shape.
  • the surfactant (b 2 ) is a nonionic surfactant composed of a compound having one or more carbon-carbon triple bonds and one or more hydroxyl groups in the molecule and exhibiting surface activity.
  • a nonionic surfactant comprising a compound having one carbon-carbon triple bond and one or two hydroxyl groups is preferred.
  • the nonionic surfactant may have a polyoxyalkylene moiety as a partial structure, and the polyoxyalkylene moiety may be a polyoxyethylene moiety, a polyoxypropylene moiety, an oxyethylene group and an oxypropylene group. And a portion where polyoxyethylene and polyoxypropylene are connected in a block shape.
  • a compound represented by the following Formula 3, Formula 4, Formula 5, or Formula 6 is preferable.
  • RRR 5 , R 6 , R 7 , and R 8 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of these groups include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isoptyl group, and the like.
  • Okishiarukiren moiety Okishiechiren portion of Okishiarukiren group O carboxymethyl propylene unit content, or old Kishiechiren portion and O carboxymethyl-propylene moieties comprised of both is preferably c
  • the surfactant (b 2) in number is 1-50 force? preferred.
  • a nonionic surfactant represented by the following formula 7 is preferable.
  • X and y in Formula 7 each represent an integer of 0 or more.
  • CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) 2 nonionic surfactant is a nonionic surfactant in which the average of the sum of X and y is 10; X is 0; A nonionic surfactant in which y is 0 or a nonionic surfactant in which the average of the sum of X and y in Formula 7 is 1.3 is preferred.
  • the surfactant (b 3 ) is connected to the polyoxyethylene portion where two or more oxyethylenes are continuously connected and the portion where two or more oxyalkylenes having 3 or more carbons are continuously connected.
  • a surfactant which is a nonionic surfactant composed of a compound having a hydroxyl group at both terminals (b : oxyalkylene having 3 or more carbon atoms in the binder includes oxytetramethylene and // or oxypropylene. preferable.
  • a nonionic surfactant comprising a compound represented by the following formula 8 or 9 is used.
  • Anionic surfactants are preferred.
  • h is an integer of 0 to 200
  • r is an integer of 2 to 100
  • t is an integer of 0 to 200
  • (h + t) is preferably an integer of 2 or more.
  • one C 3 H 6 — moiety in the following formula may be one CH (CH 3 ) CH 2 — or one CH 2 CH (CH 3 ) — one CH (CH 3 ) CH 2 — and one CH 2 CH (CH 3 ) — h if may be mixed.
  • the polyoxyalkylene moiety in the following formula is linked in a block shape.
  • Surfactant (b 4) is a Nonion surfactant having Aminokishido moiety in the molecule, a nonionic surfactant made of a compound of the following formula 10 is preferable.
  • R 9 , R 1Q , and R ′′ in the formula 10 each independently represent a monovalent hydrocarbon group.
  • Surfactants having an amide oxide moiety (N-0) include cationic surfactants. Forces that may be classified In the present invention, they are treated as nonionic surfactants.
  • a nonionic surfactant represented by the following formula 11 is particularly preferable because it improves the dispersion stability of the polymer (X).
  • R 12 in Formula 11 is an alkyl group having 6 to 22 carbon atoms, an alkenyl group having 6 to 22 carbon atoms, a phenyl group to which an alkyl group (6 to 22 carbon atoms) is bonded, or an alkenyl group (carbon 6 to 22) A s-bonded phenyl group, preferably an alkyl group having 8 to 22 carbon atoms.
  • Specific examples of the nonionic surfactant (Formula 11) include the following compounds.
  • Surfactant (b 5) is a nonionic surfactant made of a fatty acid ester of a polyol.
  • a cationic surfactant comprising a substituted ammonium salt is preferable, and a cationic surfactant comprising a compound represented by the following formula 12 is particularly preferable.
  • R 13 The four R 13 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, or a polyoxyalkylene group having a terminal hydroxyl group. However, the four R 1: i cannot be hydrogen atoms at the same time.
  • R 3 is an alkyl group
  • a long-chain alkyl group having 6 to 22 carbon atoms is preferred.
  • R 3 is an alkenyl group
  • a long-chain alkenyl group having 6 to 22 carbon atoms is preferred.
  • R 13 is a polyoxyalkylene group
  • a polyoxyethylene group is preferred. It is preferable that R 13 essentially has a methyl group or an ethyl group other than a long-chain group.
  • X— is preferably a chloride ion, ethyl sulfate ion or acetate ion.
  • Examples of the compound (formula 12) include mono (long-chain alkyl) amine hydrochloride, mono (long-chain alkyl) dimethylamine hydrochloride, mono (long-chain alkyl) dimethylamine acetate, and mono (long-chain alkenyl) dimethylamine hydrochloride Salt, mono (long chain alkyl) dimethylamine- Ethyl sulfate, mono (long-chain alkyl) trimethylammonium chloride, di (long-chain alkyl) monomethylamine hydrochloride, di (long-chain alkyl) dimethylammonium chloride, mono (long-chain alkyl) monomethyldi (Polyoxyethylene) ammonium chloride, di (long chain alkyl) monomethyl mono (polyoxyethylene) ammonium chloride and the like.
  • monooctadecyltrimethylammonium chloride monooctadecyldimethylmonoethylammonium methyl sulfate, mono (long-chain alkyl) monomethyldi (polyethylene glycol) ammonium chloride
  • chloride di (tallow alkyl) dimethylammonium chloride, dimethylmonococonutamine acetate and the like.
  • an amphoteric surfactant comprising an alanine, an aliphatic amide betaine or a betaine acetate is preferred.
  • the amphoteric surfactant include dodecyl betaine, octadecyl betaine, betaine dodecyldimethylaminoacetate, betaine fatty acid amide dimethyldimethylaminoacetate and the like.
  • the amount of the surfactant (B) is preferably from 1 to 10% by mass, and particularly preferably from 3 to 10% by mass, based on the polymerizable monomer (A). If the amount of the surfactant (B) is too small, the stability of the emulsion may be reduced. If the amount is too large, the water / oil repellency of the aqueous dispersion may be reduced. However, when the polymerizable monomer (A) contained in the raw material composition contains a polymerizable monomer having a self-emulsifiable property, the amount of the surfactant (B) may be reduced.
  • the aqueous medium (C) is an aqueous medium composed of water and a solvent having a viscosity at 25 ° C of 3 cP or more (cP means centipoise).
  • the viscosity is preferably 3 to 200 cP, and particularly preferably 5 to 120 cP.
  • the viscosity is a force that is a physical property value indicating the ease of fluid flow.
  • a polymerization reaction is performed by a specific method using an aqueous medium (C) containing a solvent having the physical property value of a specific value or more.
  • the solvent in the aqueous medium (C) mainly acts as an auxiliary solvent at the time of polymerization or emulsification, and also interacts with the surfactant (B) to form a solvent after pressurization. It is thought to increase the stability of the marsion.
  • the solvent may be used for smelling milk under pressure.
  • the solvent in the aqueous medium (C) is preferably at least one selected from saturated polyhydric alcohols, (mono- or poly) alkyl ethers of saturated polyhydric alcohols, and alkylene alcohol adducts of saturated polyhydric alcohols.
  • saturated polyhydric alcohol ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, trimethylolethane, or trimethylolpropane is preferable.
  • diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether is preferred, and in particular, diethylene glycol monomethyl ether or dipropylene daryl alcohol monomethyl ether I'm a child.
  • reaction product of a saturated polyhydric alcohol and ethylene oxide or Z or propylene oxide dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, or polypropylene glycol in which five or more propylene groups are linked are preferable.
  • Examples of the solvent in the aqueous medium (C) include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, glycerin, and dipropylene glycol.
  • One or more solvents selected from propylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, and polypropylene glycol are preferred.
  • the amount of solvent in the aqueous medium (C) is 2-5 0 wt% Ca good Mashiku the polymerizable monomer (A), in particular 1 0-4 0 weight 0/0 are preferred. If the amount of the solvent is too small, the effect of improving the stability of the emulsion may not be recognized, and if the amount of the solvent is too large, the dropping property of water droplets may be reduced.
  • the amount of the aqueous medium (C) is preferably 1 to 5 times the mass of the polymerizable monomer (A).
  • a raw material composition containing a polymerizable monomer (A), an aqueous medium (C), and a surfactant (B) is emulsified under pressure.
  • Components other than the polymerizable monomer (A), the aqueous medium (C), and the surfactant (B) (hereinafter, referred to as other components) may be added to the raw material composition.
  • Other components include chain transfer agents, pH adjusters, etc. You.
  • a compound represented by the following formula 13 can be used to improve various properties of the composition of the present invention.
  • R M represents an alkyl group having 12 to 18 carbon atoms.
  • the amount of the chain transfer agent can be appropriately changed depending on the molecular weight of the polymer (X).
  • the raw material composition is emulsified under pressure
  • pre-emulsification by stirring or the like may be performed before emulsification under pressure.
  • Pre-emulsification is not required.
  • the emulsification under pressure is preferably carried out using a high-pressure emulsifier.
  • high-pressure emulsifiers include Mantongo-Irin, Hyde Mouth Shear, and Microfluidizer.
  • By emulsifying the raw material composition under pressure an emulsion of the polymerizable monomer (II) can be formed.
  • the gauge pressure during emulsification is 1 MPa to 5 OMPa (MPa is megapascal).
  • the temperature of the raw material composition during pressurization is preferably 40 to 80 ° C.
  • Emulsification under pressure may be carried out by simply placing the raw material composition under pressure, but may be agitated as necessary.
  • Emulsions formed by emulsification under pressure have a small average particle size of polymerizable monomer particles contained in the emulsion, are thermodynamically stable, and have a large efficiency of polymerizable monomers during polymerization. There is an advantage that it can react in a natural way.
  • the average particle size in the emulsion after pressurized emulsification is preferably 1 ⁇ 10 to 3 ⁇ 10, and a ⁇ m force of 5 ′ is preferable.
  • the raw material composition after pressure emulsification is polymerized by an emulsion polymerization method.
  • a method in which a polymerization initiator is added to the raw material composition after emulsification under pressure to carry out emulsion polymerization is preferable.
  • the polymerization initiator is not particularly limited, and may be a usual polymerization initiator such as an organic peroxide, an azo compound, a persulfate, or the like, or an ionizing radiation such as 7 rays.
  • the reaction temperature for the polymerization reaction can be appropriately changed depending on the radical initiator used, and is preferably 30 to 80 ° C.
  • the reaction time is preferably 4 to 70 hours.
  • the raw material composition after pressure emulsification includes Sex monomer
  • the aqueous dispersion obtained by the polymerization reaction may be used as it is as the aqueous dispersion for a water / oil repellent of the present invention, may be diluted with water and Z or an organic solvent, or is preferably diluted only with water.
  • the aqueous dispersion obtained by the method of the present invention has a high stability, and has an advantage that the stability can be maintained even if impurities are present.
  • the organic solvent is an aqueous medium. It may be the same as or different from the solvent in the body (C).
  • an aqueous dispersion in which the polymer (X) is dispersed in the aqueous medium (C) can be obtained.
  • the polymer (X) dispersed in the aqueous medium (C) is preferably dispersed in the form of particles, more preferably in the form of particles of 0.03 to 0.25 m.
  • the aqueous dispersion of the present invention is used as an aqueous dispersion for a water / oil repellent having excellent water / oil repellency.
  • the aqueous dispersion is diluted to an arbitrary concentration according to the purpose and use, and applied to the object to be treated.
  • any method can be adopted for the method of applying to the object to be treated, depending on the type of the object to be treated, the preparation form of the composition, and the like.
  • a method is employed in which the material is adhered to the surface of an object to be processed by a coating method such as immersion coating and then dried. If necessary, apply with a suitable cross-linking agent and perform curing.
  • the water dispersion for a water / oil repellent of the present invention exhibits excellent stability and durability of excellent water / oil repellency even when other compounds are used in combination.
  • Additives such as body blenders, other water repellents, other oil repellents, insect repellents, flame retardants, antistatic agents, dye stabilizers, and screen inhibitors can be used in combination.
  • the object to be treated with the water- and oil-repellent agent of the present invention is not particularly limited.
  • the textile fabrics include animal and plant natural fibers such as cotton, hemp, wool, and silk; synthetic fibers such as polyamide, polyester, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, and polypropylene; and half of rayon and acetate.
  • synthetic fibers such as polyamide, polyester, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, and polypropylene
  • half of rayon and acetate examples include inorganic fibers such as synthetic fibers, glass fibers, and carbon fibers, and woven fabrics of mixed fibers thereof.
  • the water dispersion obtained by the method of the present invention is a water- and oil-repellent water excellent in washing resistance, dry-cleaning resistance, water-dropping properties, water- and oil-repellency, and the like, compared to conventional water- and oil-repellents. It is a dispersion.
  • the aqueous dispersion of the present invention is also advantageous in terms of working environment and the like.
  • the mechanism by which the aqueous dispersion for a water- and oil-repellent agent of the present invention exhibits excellent stability and has a high water-drop property with respect to a treated fabric is not necessarily clear.
  • a solvent having a high viscosity and a specific surfactant by using a solvent having a high viscosity and a specific surfactant, the emulsion after pressurized emulsification becomes homogenous and the stability is remarkably increased. Even when the emulsion is polymerized, a high-quality emulsion is obtained.
  • a polymer (X) was obtained, and an aqueous dispersion containing the polymer (X) is considered to exhibit excellent stability.
  • the water dispersion for a water- and oil-repellent agent of the present invention is excellent in film-forming properties and forms a water-repellent material having excellent water-dropping properties.
  • the aqueous dispersion for water and oil repellents has excellent stability even in the presence of co-agents or contaminants, and also has excellent stability when stirred or stored.
  • the water dispersion for a water / oil repellent can impart excellent water / oil repellency and excellent water drop falling property to a cloth or the like. Examples
  • the present invention will be specifically described with reference to Examples (Examples 1 to 6) and Comparative Examples (Examples to 9). C The abbreviations in the examples have the following meanings.
  • NMA A N—methylol acrylamide
  • GMA glycidyl methacrylate
  • HE 6 P Reaction product of a compound in which one of the isocyanate groups of isophorone diisocyanate is blocked with methylethyl ketone oxime and 2-hydroxyxethyl methacrylate.
  • PEOOE polyoxyethylene monooleyl ether
  • POEL Polyoxyethylene mono (2-dodecyl) ether containing 15 oxyethylene units
  • PEOPPO polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer (h, t force 15 in formula 8, r r 35),
  • DTDMAC Di (tallow alkyl) dimethyl ammonium chloride
  • LDMAO monolauryl dimethyl amine oxide
  • PEOOPE Polyoxyethylene mono (octylphenyl) ether.
  • Surfactant C 1 a compound of the formula 7, wherein the sum of X and V is 10; PE OL E: Polyoxyethylene (1-methyl dimethyl ether).
  • TPG tripropylene glycol (viscosity of 56 cP at 25 ° C),
  • TE PG Tetrapropylene glycol (viscosity of 50 cP at 25 ° C),
  • PPG tripropylene glycol 7 0 mass 0/0, Te tiger propylene glycol 2 5 wt%, polypropylene glycol 5 wt 0/0 mixed solvent (2 5 ° viscous modulus 5 2 c P at C of the solvent) of
  • Example 1 Using the polymerizable monomers, solvents, and surfactants shown in Table 1, polymerization was performed in the same manner as in Example 1 for Examples 4, 6, and 8, and in the same manner as in Example 2 for Examples 3, 5, and 7. Then, emulsions and stock solutions 3 to 8 obtained by diluting the emulsions were obtained.
  • Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that emulsification using the high-pressure emulsifier in Example 1 was not performed. A large amount of solids settled in the autoclave after polymerization, and no emulsion containing a polymer corresponding to the charged polymerizable monomer was produced.
  • Example 7 shelf / NMM / VCL TPG (35) LDMA0 (1.5),
  • the stock solutions 1 to 8 obtained above were each diluted with ion-exchanged water so as to have a solid concentration of 0.5% by mass to obtain a treatment solution.
  • a polyester tropical cloth as a test cloth was immersed in the treatment liquid, and the test cloth was squeezed between two rubber rollers to adjust the pet pickup to 60% by mass. Next, it was dried at 110 ° C for 90 seconds, and further heat-treated at 170 ° C for 60 seconds.
  • the water repellency, oil repellency and drop angle of the treated test cloth were measured by the following methods. The results are shown in Table 4. [Water and oil repellency in the presence of impurities]
  • the stock solutions 1 to 8 obtained above were diluted with ion-exchanged water to a solid concentration of 0.5% by mass, and 0.005% by mass of disperse dye (Sumicaron Red) was added.
  • Disperse dye Sudicaron Red
  • the water repellency and oil repellency of the test cloth after the treatment were measured by the following methods. The results are shown in Table 4.
  • Example 8 8 0 + 4 1 9 .5 8 0 1

Description

明 細 書 撥水撥油剤用水分散液およびその製造方法 技術分野 本発明は、 撥水撥油剤用水分散液に関する。 背景技術 従来から、 ポリフルォロアルキル基 (以下 R f基と記す。 ) を含む重合性単量体の 重合単位を有する重合体 (X ) を、 水系溶媒中で分散させて水系分散液としたもの、 有機溶剤に溶解させた有機溶液としたもの、 または有機溶媒中に分散させた溶剤系分 散液としたものを、 繊維製品等に処理してそれらの表面に撥水撥油性を付与する技術 が知られている。 特に近年では、 作業環境上の問題や環境に対する影響等の問題から、 水系分散液としたものが推奨されている。
水系分散液を製造する場合、 水に難溶性である R f基を有する (メタ) ァクリレー ト (a 1) を水系媒体中で重合させて直接水系分散液を製造する場合には、 R f基を有 する (メタ) ァクリレート (a 1) との相溶性があり、 かつ水溶性である有機溶剤
(たとえばァセトン等) を重合補助溶剤として水系媒体中に加えるのが一般的である しかし、 重合補助溶剤としてァセトン等を使用すると、 水系分散液の引火点が低くな る問題があった。
この問題を解決する方法として、 高引火点であり重合性単量体との相溶性が高く、 かつ水溶性の重合補助溶剤を使用する方法が提案されている (特開平 5— 2 6 3 0 7 0 ) 。 しかし、 該方法における重合補助溶剤は、 高沸点であるために、 被処理物等へ 残留し、 被処理物に水が付着しやすくなる問題があった。 また、 従来の方法で製造さ れた撥水撥油剤は、 撥水撥油性の湿摩擦耐久性が不充分である問題が認められた。 また、 従来の方法で製造された撥水撥油剤用水分散液は、 加工浴中の酸またはァニ オン性物質等の併用薬剤 (染料固着剤や酸性染料等) 、 夾雑物の存在、 7 性分散液の 分散性低下により、 エマルシヨン粒子の凝集や沈降がおこり、 撥水撥油性能が低下し たり、 マングルにポリマーが付着 (ガムアップ) し、 加工布に処理ムラが、発生する問 題があつた。 この問題を解決する方法として、 窒素原子およびポリオキシェチレン基 を含み、 かつ、 ォキシアルキレン基を 5個以上含む界面活性剤を含有させる方法が提 案されている (特開平 9— 5 9 6 0 2、 特開平 9— 1 1 8 8 7 7 ) 。 しかし、 該方法 で得られた撥水撥油剤用水分散液においても、 撥水撥油性能の湿摩擦耐久性が低下す る問題が認められた。
また、 ペルフルォロアルキルアタリレート等の重合性単量体、 水、 ジプロピレング リコールモノメチルエーテル、 およびポリオキシエチレンノニルフエニルエーテルを 高圧乳化した後に重合させてエマルションを得て、 これにシリコーン化合物を添加し た撥水撥油剤組成物が提案されている (特開平 1 0— 2 4 5 7 8 3 ) 。 しかしこの組 成物からシリコーン化合物を除いたものを用いたところ、 充分な性能を発揮しない問 題が認められた。 また、 従来の撥水撥油剤組成物は、 水滴が付着した場合においても 容易に水滴が転落する性質 (以下、 水滴転落性という) が不充分であり、 被処理物表 面に水滴が残存し続ける問題があつた。 発明の開示 本発明は、 上記の問題を解決し、 撥水撥油剤組成物中に併用薬剤や夾雑物か'混入し た場合においても、 優れた分散安定性および撥水撥油性を発揮し、 撥水撥油剤組成物 から形成される被膜の造膜性に優れ、 水滴転落性能にも優れた撥水撥油剤用水分散液 を提供しうる製造方法、 および該方法で製造された撥水撥油剤用水分散液を提供する すなわち、 本発明は、 下記重合性単量体 (A ) 、 下記界面活性剤 (B ) 、 および下 記水系媒体 (C ) を含む原料組成物を加圧下で乳化し、 つぎに重合させて、 重合性単 量体 (A ) の重合単位を有する重合体 (X ) カ?水系媒体 (C ) 中に分散した水分散液 とすることを特徴とする撥水撥油剤用水分散液の製造方法、 および、 該製造方法によ り製造された撥水撥油剤用水分散液を提供する。
重合性単量体 (A ) : R f基を有する (メタ) ァクリレート (a 1) 、 または、 R f基 を有する (メタ) アタリレート (a 1) と R f基を有する (メタ) ァクリレート (a 1) 以外の重合性単量体 (a 2) とからなる重合性単量体。
界面活性剤 (B ) :芳香族性基を含まない非フッ素系界面活性剤からなり、 界面活 性剤中のノ二オン性界面活性剤量が 6 0〜 1 00質量%である界面活性剤。
水系媒体 ( C ) :水、 および、 2 5 における粘性率が 3 c P以上である溶媒から なる水系媒体。 発明を実施するための最良の形態 本明細書においては、 ァクリレートとメタクレートとを総称、して (メタ) ァクリレ —トと記す。 (メタ) アクリルアミ ド等の表記においても同様である。
本発明における重合性単量体 (A) は、 Rf基を有する (メタ) ァクリレー ト (a ') からなる重合性単量体、 または、 Rf基を有する (メタ) ァクリレート (a1) と該
(a1) 以外の重合性単量体からなる重合性単量体、 である。 Rf基を有する (メタ) ァクリレート (a1) とは、 Rf基が、 (メタ) ァクリレー トのアルコール残基部分に 存在する化合物をいう。 R1基は、 アルキル基の水素原子の 2個以上がフッ素原子に 置換された基をいう。 Rf基の炭素数は 2〜 20が好ましく、 特に 6〜 1 6が好まし い。
R f基は、 直鎖構造であっても分岐構造であってもよく、 直鎖構造が特に好ましい c 分岐構造である場合には、 分岐部分が Rf基の末端部分に存在し、 かつ、 炭素数 1〜 4程度の短鎖であるのが好ましい。
Rf基は、 フッ素原子以外の他のハロゲン原子を含んでいてもよい。 他のハロゲン 原子としては、 塩素原子力 ?好ましい。 また、 Rf基中の炭素一炭素結合間には、 エー テル性酸素原子またはチォエーテル性硫黄原子が挿入されていてもよい。 Rf基の末 端部分の構造としては、 一 CF2CF3、 -C F (C F;i) 2、 一 CF2H、 一 C FH2、 ― CF2C 1等が挙げられ、 一 CF2C F3が好ましい。
Rf基中のフッ素原子の数は、 [ (Rf基中のフッ素原子数) / (Rf基と同一炭素数 の対応するアルキル基中に含まれる水素原子数) ] X 1 00 (%) で表現した場合に、 60%以上が好ましく、 特に 80 %以上が好ましい。 さらに Rf基は、 アルキル基の 水素原子の全てがフッ素原子に置換された基 (すなわちペルフルォロアルキル基) 、 またはペルフルォロアルキル基を末端部分に有する基が好ましい。
ペルフルォロアルキル基の炭素数は、 2〜20が好ましく、 特に 6〜 1 6力好まし い。 ペルフル才ロアルキル基の炭素数が少ないと撥水性能および撥油性能が低下する 傾向があり、 ペルフルォロアルキル基の炭素数が多いと Rf基を有する (メタ) ァク リレートの取扱いが困難になるおそれがある。
Rf基の具体例としては、 以下の基が挙げられる。
C — [F (C F2) 4 - (CF3) 2C FC F2 - (CF3) 3C—、 および C F3C F2 (C F3) C F—等の構造異性の基のいずれであってもよい] 、 C5F„— [たとえ ば F (CF2) 5 -]
C6F13- [たとえば F (C F2) 6 -]
C7F15— [たとえば F (C F2) 7— ]
C8F17- [たとえば F (C F2) 8—] 、
C9F19- [たとえば F (C F2) 9―]
C]0F21- [たとえば F (C F2) 10-]
C12F25— [たとえば F (CF2) 12— ]
CMF29— [たとえば F (C F2) ,.,-]
C16F33- [たとえば F (C F2) 16— ]
C 1 (CF2) s— (ここで、 sは;!〜 2 0の整数) 、
H (C F2) t— (ここで、 tは 1 2 0の整数) 、
(CF3) 2C F (C F2) y— (ここで、 yは 1 1 7の整数) 等。
Rf基が、 炭素一炭素結合間にエーテル性酸素原子、 またはチォエーテル性硫黄原 子が挿入された基である場合の具体例としては、 以下の基が挙げられる。
C F:i (C F2) 4OC F (C F:1)
F [C F (CF3) C F20] rC F (CF3) C F2C F2
F [C F (CF3) C F20] ZC F (CF3)
F [C F (CF3) C F20] UC F2C F2 -
F (C F2C F2C F20) VC F2C F2
F (C F2C F,0) WC F2C F2
C F3 (C F2) 4S C F (C F3)
F [C F (C F3) C F2S] rC F (C F3) C F2C F2 -
F [C F (C F3) C F2S] ZC F (CF3)
F [C F (C F3) C F2S] UC F2CF2 -
F (C F2C F2C F2S) VC F2C F2 F (C F2C F2S) WC F2C F2- ( r、 zは独立に 1 〜 5の整数、 uは 2〜 6の整 数、 Vは 1〜: L 1の整数、 wは 1 〜 9の整数) 等。
Rf基を有する (メタ) ァクリレート (a1) としては、 下式 1で表される化合物が 好ましい。 ただし、 式 1において Rfは Rf基、 Qは 2価有機基、 R1は水素原子または メチル基を示す。
Rf- Q- OC OC R'= CH2 - · '式 1
式 1における Rf基は、 エーテル性酸素原子またはチォエーテル性硫黄原子を含ま ない Rf基が好ましく、 特にペルフルォロアルキル基が好ましく、 とりわけ F (C F 2) n— (ただし、 nは 1〜 2 0の整数であり、 4〜 1 6の整数が好ましく、 特に 6〜 1 2の整数が好ましい。 ) で表される基カ好ましい。
式 1における Qとしては、 一 (C H2) 一、 一 (CH2) pC ON Ra (C H2) q—、 - (C H2) pOC ON Ra (C H2) q -、 一 (C H2) pS 02NRa (C H2) 、 一 (CH 2) pNHC ONH (C H,) q -、 - (C H2) PCH (OH) (C H2) q -、 一 (C H2) p C H (O C 0 Ra) (C H2) q—等が好ましい。 ただし、 Raは水素原子またはアルキル 基を示す。 また、 pおよび Qは独立に 0以上の整数を示し、 + 9は 1 〜 2 2の整数 である。
さらに、 化合物 (式 1 ) は、 Qがー (C H2) p+q―、 ― (CH2) pC ON Ra (C H 2) q—、 または一 (C H2) pS 02NRa (C H2) q—であり、 かつ、 qが 2以上の整数 であり、 かつ p + qが 2〜 6である場合が好ましく、 p + qが 2〜 6である場合の (C H ) ^一 (すなわち、 エチレン基〜へキサメチレン基) である場合の化合物 (式 1 ) が特に好ましい。 化合物 (式 1 ) における Qと結合する Rfの炭素原子には、 フ ッ素原子が結合しているのが好ましい。
Rf基を有する (メタ) アタリレート (a 1) としては、 下記化合物が挙げられる。 ただし、 R1は水素原子またはメチル基を示す。
F (C F2) 5 C H2O C〇C R ' = C H
F (C F2) 6 C H2C H2O C OC R ' = CH2,
H (C F2) 6 C H2O C O C R ' = C H 2,
H (C F2) ^C HsO C O C R ^ C H^
H (C F2) . C H^ H^ C OC R ^ CH ,,
F (C F2) ^ H.C H.C K OC OC R ^ C H^ F (CF2) 10CH2CH2OCOCR ^CH^
F (CF2) 12CH2CH2OCOCR ! = CH2,
F (CF2) 14CH2CH2OCOCR ^CH^
F (CF2) 16CH2CH2OCOCR1=CH2,
(CF3) 2CF (CF2) 4CH2CH2OCOCR1=CH2,
(CF3) 2C F (CF2) 6CH2CH2OCOCR1=CH2,
(CF3) 2C F (CF2) 8CH2CH2OCOCR1=CH2.
F (CF2) 8 S 02N (CH2CH2CH3) C H 2 C H 2〇 C O— C R 1 = C H 2
F (CF2) g (CH2) ,OCOCR 1 =CH2,
F (CF2) s S 02N (CH3) CH2CH2OCOCR 1-CH2,
F (CF2) 8S02N (CH2CH3) C H 2 C H 20 C◦ C R 1 = C H 2
F (CF2) .CONHCH.CH^COCR^CH,,
(CF3) 2CF (CF2) 5 (CH2) 3OCOCR 1 =CH2,
(CF3) 2C F (CF2) 5CH2CH (OCOCH,) OCO— CR^CH
(C F3) 2C F (CF2) 'CH2CH (OH) C H 20 C 0 C R 1 = C H 2、 (CF3) 2CF (CF2) 7CH2CH (OH) C H 2◦ C 0— C R 1 = C H 2
F (C F2) 9CH2CH2OCOCR】 = CH2
Figure imgf000007_0001
重合性単量体 (A) における Rf基を有する (メタ) ァクリレー ト (a1) は 2種以 上であってもよい。 その場合には、 炭素数の異なる Rf基を有する (メタ) ァクリレ
—ト (a1) の 2種以上からなるのが好ましい。
また、 重合性単量体 (A) が、 Rf基を有する (メタ) ァクリレート (a1) のと該 (a1) 以外の重合性単量体 (a2) からなる場合の重合性単量体 (a2) としては、 公 知または周知の重合性単量体が挙げられ、 重合性不飽和基を 1または 2個有する重合 性単量体が好ましく、 特に重合性不飽和基を 1個有する重合性単量体が好ましい。 重 合性単量体 (a2) としては、 下記重合性単量体 (a21) および/または下記重合性単 量体 (a22) を必須とするのが好ましい。
重合性単量体 (a21) : アルキル基の炭素数が 1〜20であるアルキル (メタ) ァ クリレ一ト、 またはシクロアルキル基の炭素数が 5〜8であるシクロアルキル (メ タ) ァクリ レー ト。 重合性単量体 (a 22) :ハロゲン化ビニル、 または、 ハロゲン化ビニリデン。 アルキル (メタ) ァクリレートにおけるアルキル基は、 直鎖構造であっても分岐構 造であってもよい。 また、 アルキル基の水素原子はシクロアルキル基に置換されてい てもよい。 また、 シクロアルキル (メタ) ァクリレートとしては、 シクロへキシル
(メタ) アタリレー トが好ましい。 重合性単量体 (a 21) は、 アルキル基の炭素数が 1〜 1 8であるアルキル (メタ) ァクリ レートが好ましく、 特にメチル (メ夕) ァク リレート、 ォク夕デシル (メタ) ァクリ レートまたは 2—ェチルへキシル (メタ) ァ クリ レート等が好ましい。
ハロゲン化ビニルとしては、 塩化ビエル、 フッ化ビニル、 またはクロ口トリフル才 口エチレン等が好ましい。 ハロゲン化ビニリデンとしては、 ハロゲン化ビニル、 塩化 ビニリデンまたはフッ化ビニリデン等が好ましい。
さらに、 重合性単量体 (a 2) としては、 重合性単量体 (a 2]) および重合 ¾fe単量体
( a 22) 以外の重合性単量体 (a 23) を含むのが好ましい。
重合性単量体 (a としては、 モノォレフィ ン、 カルボン酸ビニル、 スチレン、 置換スチレン、 (メタ) ァクリルァミ ド、 N—置換 (メタ) ァクリルァミ ド、 アルキ ルビニルエーテル、 (置換アルキル) ビニルエーテル、 ビニルアルキルケトン、 ジ才 レフイン、 グリシジル (メタ) ァクリ レー ト、 アジリジニル (メタ) ァクリレー ト、 アジリジニルアルキル (メタ) ァクリ レー ト、 アルアルキル (メタ) ァクリレート、 ヒ ドロキシアルキル (メタ) ァクリレー ト、 ポリオキシアルキレンモノ (メタ) ァク リレー ト、 ポリオキシアルキレンモノ (メタ) ァクリ レートモノメチルエーテル、 ボ リオキシアルキレンジ (メタ) ァクリ レー ト、 ポリジメチルシロキサン基を有する
(メタ) ァクリ レート、 トリァリルシアヌレー ト、 ァリルグリシジルエーテル、 カル ボン酸ァリル、 N—ビニルカルバゾール、 N—メチルマレイミ ド、 無水マレイン酸、 マレイン酸モノアルキルエステル、 マレイン酸ジアルキルエステル、 置換アミ ノアル キル (メタ) ァクリ レー ト、 およびブロック化イソシァネー ト基含有 (メタ) ァクリ レートから選ばれる重合性単量体が好ましい。
さらに重合性単量体 (a 23) としては、 エチレン、 酢酸ビニル、 スチレン、 α—メ チルスチレン、 ρ—メチルスチレン、 (メタ) アクリルアミ ド、 ジアセトン (メタ) アクリルアミ ド、 メチロール化ジアセ トン (メタ) アクリルアミ ド、 Ν , Ν—ジメチ ル (メタ) アクリルアミ ド、 Ν—メチロール (メタ) アクリルアミ ド、 ルエーテル、 (ハロゲン化アルキル) ビニルエーテル、 ビニルアルキルケ トン、 ブタ ジェン、 イソプレン、 クロ口プレン、 グリシジル (メタ) ァクリレート、 アジリジニ ル (メタ) ァクリ レー ト、 アジリジニルェチル (メタ) ァクリレート、 ベンジル (メ 夕) ァクリ レート、 2—ヒドロキシェチル (メ夕) ァクリ レート、 ポリ才キシアルキ レンモノ (メタ) アタリレート、 ポリオキシアルキレンモノ (メタ) ァクリレートモ ノメチルエーテル、 ポリオキシモノアルキレン (メタ) ァクリレート (2—ェチルへ キシル) エーテル、 ポリ才キシアルキレンジ (メタ) ァクリ レート、 ポリジメチルシ ロキサン基を有する (メタ) ァクリ レー ト、 トリァリルシアヌレート、 ァリルグリシ ジルエーテル、 酢酸ァリル、 2 ヒ ドロキシ一 3 クロ口プロピル (メタ) ァクリレ ー ト、 N—ビニルカルバゾール、 マレイ ミ ド、 N メチルマレイミ ド、 (2—ジメチ ルァミノ) ェチル (メタ) ァクリレ一ト等が好ましい。
なお、 重合性単量体 (a 23) における、 ブロック化イソシァネー ト基含有 (メタ) ァクリ レートとしては、 1個以上のイソシァネート基を有するイソシァネート基含有 (メタ) ァクリレート、 のイソシァネー ト基をブロック化剤でブロックした構造の化 合物カ?好ましい。 イソシァネー ト基含有 (メタ) ァクリ レー トとしては、 2—イソシ ァネー トェチル (メタ) ァクリ レー ト、 または、 イソシァネート基と結合しうる官能 基を有する (メタ) ァクリ レー トとポリイソシァネー トとを ]個以上のイソシァネー ト基が残る割合で反応させて得られる反応生成物が好ましい。
イソシァネー ト基と結合しうる官能基を有する (メ タ) ァクリレー トとしては、 水 酸基を有する (メ タ) ァクリ レートが好ましく、 (メ タ) アクリル酸と多価アルコー ルとのモノまたはジエステルが特に好ま しい。 多価アルコールとしては、 エチレング リコール、 ポリオキシエチレングリコール、 プロピレングリコール、 ポリオキシプロ ピレングリコール、 グリセリン、 トリメチロールプロパン アルキレンォキシド付加 物、 ペンタエリスリ トールなどがある c
ポリイソシァネートとしては、 4, 4 ' ージフエニルメタンジイソシァネート、 ト リレンジイソシァネー ト等の芳香族ィソシァネート類、 へキサメチレンジイソシァネ ー ト、 イソホロンジイソシァネート、 4, 4 ' —ジシクロへキシルメタンジイソシァ ネート、 シクロへキシレンジイソシァネート、 ノルボルネンジイソシァネー ト等の脂 肪族ィソシァネー ト類、 およびポリイソシァネートのイソシァヌレート変性体、 プレ ポリマー変性体、 ビュレッ ト変性体等の変性体が好ましく、 特に脂肪族イソシァネー ト類、 および、 そのイソシァヌレ一ト変性体、 プレボリマ一変性体、 またはビュレツ ト変性体が好ましい。
ブロック化剤としては、 アルキルケ トォキシム類、 フエノール類、 アルコール類、
/?ージケトン類、 ラク夕ム類が好ましく、 メチルェチルケ トォキシム、 ε —力プロラ クタム、 フエノール、 クレゾ一ル、 ァセチルアセトン、 マロン酸ジェチル、 イソプロ ピルアルコール、 t 一ブチルアルコール、 マレイミ ド等が特に好ましく、 とりわけ、 メチルェチルケ トォキシム、 ε—力プロラクタムが好ましい。 ブロック化剤は解離温 度が 1 2 0〜 1 8 0 °Cであるものが好ましい。
ブロックされたイソシァネート基含有 (メタ) ァクリレートの具体例としては、 下 記化合物が挙げられる。
2—イソシァネー トェチル (メタ) ァクリレー トのイソシァネート基をメチルェチ ルケトォキシムでブロックした化合物、
2—イソシァネートェチル (メタ) ァクリレー トのイソシァネー ト基を ε —力プロ ラクタムでブロックした化合物、
イソホロンジイソシァネートと 2—ヒ ドロキシェチル (メタ) ァクリレートとの 1 : 1 (モル比) 反応物のイソシァネー ト基をメチルェチルケトォキシムでブロック した化合物、
イソホロンジイソシァネートと 2—ヒ ドロキシプロピル (メタ) ァクリレー トとの 1 : 1 (モル比) 反応物のイソシァネー ト基をメチルェチルケトォキシムでブロック した化合物、
ノルボルネンジイソシァネー トと 2—ヒドロキシェチル (メタ) ァクリレー トとの 1 : 1 (モル比) 反応物をメチルェチルケトォキシムでブロックした化合物。
重合体 (X ) 中の各重合単位の割合は、 R f基を有する (メタ) ァクリレー ト (a ') の重合単位の割合を 2 0〜 9 9質量%、 重合性単量体 (a 2) の重合単位を 1 〜 8 0質量%とするのが好ましい。 また、 重合性単量体 (a 21 ) または重合性単量体 (a 22) の重合単位を含む場合には、 それぞれ重合体 (X ) 中に 1〜 5 0質量%とするの が好ましい。 また、 重合性単量体 (a 2 の重合単位を含む場合には、 重合体 (X ) 中に 1〜 5 0質量%とするのが好ましい。
本発明においては、 重合性単量体 (A ) 、 界面活性剤 (B ) 、 および水系媒体
( C ) を含む原料組成物を加圧化で乳化する。 原料組成物中には、 加圧下での乳化条件において、 液体または固体である重合性単 量体を含ませるのが好ましい。 上記の重合性単量体のうち、 重合性単量体 (a 22) は、 加圧下での乳化条件において通常は気体であることから、 原料組成物を加圧下で乳化 して乳化物とした後に、 該乳化物中に導入するのが好ましい。
本発明における界面活性剤 (B ) とは、 芳香族性基を含まない非フッ素系界面活性 剤からなり、 界面活性剤 ( B ) 中のノニォン性界面活性剤量が 6 0〜 1 0 0質量%で ある界面活性剤をいう。 非フッ素系界面活性剤とは、 構造中にフッ素原子を含まない 化合物からなる界面活性剤をいう。 また、 以下における 「界面活性剤」 とは、 特に記 載しない限りフッ素原子も芳香族性基も含まない界面活性剤を意味する。
界面活性剤 (B ) は 1種からなっていても、 2種以上からなっていてもよレ 。 また、 界面活性剤 (B ) が 2種以上である場合には、 ノニオン性界面活性剤と、 カチオン性 界面活性剤および,または両性界面活性剤とからなるの力、好ましい。
本発明における原料組成物は、 界面活性剤 (B ) 以外の界面活性剤を含まないのが 加圧乳化後の液の安定性や、 被処理物の発揮する性能が優れる点で好ましい。
界面活性剤 (B ) におけるノニオン性界面活性剤としては、 下記界面活性剤 ( b ') 〜 (b fi) から選択される 1種以上が好ましい。
界面活性剤 (b 1) は、 ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル、 ポリオキシ アルキレンモノアルケニルエーテル、 またはポリオキシアルキレンモノアルカポリエ ニルエーテルからなるノニ才ン性界面活性剤である。
界面活性剤 (b 1) におけるアルキル基、 アルケニル基、 またはアル力ポリェニル 基は、 それぞれ炭素数 4〜2 6であるのが好ましい。 アルキル基、 アルケニル基、 ま たはアル力ポリェニル基の具体例としては、 ォクチル基、 ドデシル基、 テトラデシル 基、 へキサデシル基、 ォクタデシル基、 へキサデシル基、 ベへニル基 (ドコシル基) 、 およびォレイル基 (9—ォクタデ七ニル基) 等が挙げられる。
界面活性剤 (b 1) は、 ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルまたはポリオ キシアルキレンモノアルケニルエーテルであるのカ 子ましい。 界面活性剤 (b 1) の ポリオキシアルキレン部分は、 1種または 2種のォキシアルキレン基からなるのが好 ましく、 2種からなる場合の連なり方はプロック状であることが好ましい。 ポリオキ シアルキレン部分は、 ォキシエチレン基および Zまたはォキシプロピレン基が 2個以 上連なつた部分からなるのが好ましい。 界面活性剤 (b1) としては、 下式 2で表される化合物が好ましい。 ただし下式 2 中の R2は炭素数 8以上のアルキル基または炭素数 8以上のアルケニル基を示し、 s は 5〜50の整数を示し、 gは 0〜20の整数を示す。 また、 gと sとが 2以上であ る場合、 式 2中のォキシエチレン基とォキシプロピレン基とはブロック状になつて連 結されている。
R20 [CH2CH (CH:i) 0] κ一 (CH2CH20) SH - - '式 2
R2は、 直鎖構造または分岐構造のいずれであってもよい。 sは 1 0〜30の整数 が好ましく、 gは 0〜 1 0の整数が好ましい。 sが 4以下、 または gが 21以上とな ると、 水に難溶性となり、 水系媒体 (C) 中に均一に溶解しないおそれがある。 また、 sが 51以上となると親水性が高くなり、 撥水性を低下させるおそれがぁる。
化合物 (式 2) の具体例としては下記化合物が挙げられる。 ただし、 下式において sおよび gは、 上記と同じ意味を示し、 好ましい態様も同じである。 また、 ォキシェ チレン基とォキシプロピレン基とはブロック状になって連結されている。
C18H370 [ C H 2 C H (C H3) 0] g- (CH2CH20) SH、
C18H350 [CH2CH (CH) 0] H- (CH2CH20) SH、
Cl fiH330 [CH2CH (CH3) 0] K— (CH2CH20) SH、
C12H250 [CH2CH (CH3) 0] R— (CH2CH20) SH、
(C8H,7) (C fiH13) C HO [C H2CH (CH3) 0] g_ (CH2CH20) SH、 C , 0H21 O [ C H 2 C H ( C H 3 ) 0] K一 (CH2CH., 0) SH。
界面活性剤 (b2) は、 分子中に 1個以上の炭素一炭素三重結合および 1個以上の 水酸基を有し、 かつ界面活性を示す化合物からなるノニオン性界面活性剤であり、 分 子中に 1個の炭素一炭素三重結合と 1〜 2個の水酸基を有する化合物からなるノニォ ン性界面活性剤が好ましい。 また、 該ノニォン性界面活性剤は、 部分構造としてポリ ォキシアルキレン部分を有していてもょレ ポリオキシアルキレン部分としては、 ボ リオキシエチレン部分、 ポリオキシプロピレン部分、 ォキシエチレン基とォキシプロ ピレン基とがランダム状に連なつた部分、 またはポリオキシエチレンとポリオキシプ ロピレンとがブロック状に連なつた部分、 が挙げられる。
界面活性剤 (b の具体例としては、 下式 3、 下式 4、 下式 5、 または下式 6で 表される化合物が好ましい。
HO—CR3R4— C≡C— CR5R6—OH · · ·式 3 HO- (A'O) m— CR3R4— C≡C一 CR5R6— (OA2) η—ΟΗ · - -式 4 HO— CR7R8— C≡C— H · - '式 5
HO- (A30) k— CR7R8— C≡C— H · - '式 6 ただし、 式 3〜式 6中の八1、 A2、 および A3は、 それぞれ独立に、 アルキレン基を 示し、 mおよび nはそれぞれ 0以上の整数を示し (m+n) は 1以上の整数である。 kは 1以上の整数を示す。 m、 n、 または kがそれぞれ 2以上である場合には、 A A2、 および A3は、 それぞれ 1種のアルキレン基のみからなっていても、 2種以上の アルキレン基からなっていてもよい。
R R R5、 R6、 R7、 および R8は、 それぞれ独立に、 水素原子またはアルキル 基を示す。 アルキル基は炭素数 1〜 1 2のアルキル基が好ましく、 特に炭素数 6〜 1 2のアルキル基が好ましい。 これらの基の具体例としては、 メチル基、 ェチル基、 プ 口ピル基、 プチル基、 およびィソプチル基などが挙げられる。
また、 ォキシアルキレン部分としては、 ォキシエチレン部分、 ォキシプロピレン部 分、 または才キシエチレン部分とォキシプロピレン部分の両方からなるのが好ましい c また界面活性剤 (b2) 中のォキシアルキレン基の個数は、 1〜 50力 ?好ましい。
さらに、 界面活性剤 ( b 2) としては、 下式 7で表されるノニォン性界面活性剤が 好ましい。 ただし、 式 7中の Xおよび yはそれぞれ 0以上の整数を示す。
(CH3) -,CHCH2 CH
I I '
HO— ( C H , C H 20 ) XC— C≡C— C (OCH CH,) -OH - · -式 7
^ I I 一
CH3 C H 2 C H (CH3) 2 ノニ才ン性界面活性剤 (式 7) としては、 Xと yとの和の平均が 1 0であるノニォ ン性界面活性剤、 Xが 0でありかつ yが 0であるノニォン性界面活性剤、 または式 7 の Xと yとの和の平均が 1. 3であるノニオン性界面活性剤が好ましい。
界面活性剤 (b3) は、 ォキシエチレンが 2個以上連続して連なったポリオキシェ チレン部分と、 炭素数 3以上のォキシアルキレンが 2個以上連続して連なつた部分と 力 S連結し、 力、つ、 両末端が水酸基である化合物からなるノ二オン性界面活性剤である 界面活性剤 (b:り における炭素数 3以上のォキシアルキレンとしては、 ォキシテト ラメチレンおよび //またはォキシプロピレンが好ましい。
界面活性剤 (b:i) としては、 下式 8または下式 9で表される化合物からなるノニ ォン性界面活性剤が好ましい。 なお式 8および式 9中の hは 0〜 200の整数、 rは 2〜 100の整数、 tは 0〜 200の整数を示し、 ( h + t ) は 2以上の整数が好ま しい。 また、 下式中の一 C3H6—部分は、 一 CH (CH3) CH2—であっても、 一 CH 2CH (CH3) —であっても、 一 CH (CH3) CH2—と一 CH2CH (CH3) —ヒ if 混在していてもよい。 また、 下式中のポリオキシアルキレン部分は、 ブロック状に連 結している。
HO- (CH2CH20) h (C H60) - (CH2CH20) t H -式 8
HO - (CH2CH2〇) h— [ (CH2) ,0] r一 (CH2CH20) t H - . .式 9 さらに界面活性剤 (b3) としては、 下記のいずれかの化合物からなるノ 才ン性 界面活性剤が好ましい。
HO- (CH2CH20) 15 - (C3H 60) 35 - (CH2CH20) 15H、
HO - (CH2CH2〇) 8 - (C3H60) 3 5 - (CH2CH20) 8H、
HO— (CH2CH2〇) 45 - (C3H60) 17 - (CH2CH20) 45H、
HO- (CH2CH2〇) 34 - (CH2) 40] 2ti - (CH2CH 20) 34 H。
界面活性剤 ( b 4) は、 分子中にァミンォキシド部分を有するノニォン性界面活性 剤であり、 下式 10で表される化合物からなるノニオン性界面活性剤が好ましい。
(R9) (R10) (R11) N (→0) . · ·式 1 0
式 1 0中の R9、 R1Q、 および R"、 は、 それぞれ独立に 1価炭化水素基を示す。 ァ ミ ンォキシド部分 (N— 0) を有する界面活性剤は、 カチオン性界面活性剤に分類さ れることもある力 本発明においてはノニオン性界面活性剤として扱う。
'界面活性剤 (b4) としては、 重合体 (X) の分散安定性を向上させることから特 に下式 1 1で表されるノニ才ン性界面活性剤が好ましい。
(R12) (CH3) 2N (→◦) · · ,式 1 1
式 1 1中の R12は、 炭素数 6〜 22のアルキル基、 炭素数 6〜 22のアルケニル基、 アルキル基 (炭素数 6〜22) が結合したフヱ二ル基、 またはアルケニル基 (炭素数 6〜22) 力 s結合したフエ二ル基を示し、 炭素数 8〜 22のアルキル基が好ましい。 ノニオン性界面活性剤 (式 1 1) の具体例としては、 つぎの化合物が挙げられる。
[H (CH2) 12] (CH3) 2N (→0) 、
[H (CH2) 14] (CH3) 2N (→0) 、
[H (CHリ) 16] (CH3) 2N (→0) 、 [H (CH2) 1?] (CH3) 2N (→0) 。
界面活性剤 (b5) はポリオールの脂肪酸エステルからなるノニオン性界面活性剤 である。 界面活性剤 (b5) における、 ポリオールとしては、 ポリエチレングリコ一 ル、 デカグリセリン、 ポリエチレングリコールと (ポリエチレングリコール以タ の) ポリオールとのエーテル等が-挙げられる。
界面活性剤 (b5) としては、 ォクタデカン酸とポリエチレングリコールとの 1 : 1 (モル比) エステル、 ソルビッ トとポリエチレングリコールとのエーテルと、 ォレ イン酸との 1 : 4 (モル比) エステル、 ポリ才キシエチレングリコールとソルビタン とのエーテルと、 ォクタデカン酸との 1 : 1 (モル比) エステル、 ポリエチレングリ コールとソルビタンとのエーテルと、 ォレイン酸との 1 : 1 (モル比) エステル、 ド デカン酸とソルビタンとの 1 : 1 (モル比) エステル、 ォレイン酸とデカグリセリン との (1 または 2) : 1 (モル比) エステル、 ォクタデカン酸とデカグリセリンとの
(1または 2) : 1 (モル比) エステルが挙げられる。
また、 カチオン性界面活性剤としては、 置換アンモニゥム塩からなるカチオン性界 面活性剤が好ましく、 特に下式 1 2で表される化合物からなるカチオン性界面活性剤 力 s好ましい。
[ (R13) ,Ν+] · X- · ■ '式 1 2
ただし、 式 1 2中の記号は以下の意味を示す。
R13: 4つの R13は、 それぞれ独立に、 水素原子、 炭素数 1〜 22のアルキル基、 炭 素数 2〜 22のアルケニル基、 または末端が水酸基であるポリオキシアルキレン基で ある。 ただし、 4つの R1:iは同時に水素原子にはならない。
X-:対イオン。
R]3がアルキル基である場合には、 炭素数 6〜 22の長鎖アルキル基が好ま しい。 R】3がアルケニル基である場合には、 炭素数 6〜 22の長鎖アルケニル基が好ましい。 また、 R13がポリオキシアルキレン基である場合には、 ポリオキシエチレン基が好ま しい。 R13は長鎖の基以外にメチル基またはェチル基を必須とするのが好ましい。 X— としては、 塩素イオン、 ェチル硫酸イオン、 または酢酸イオンが好ましい。
化合物 (式 1 2) としては、 モノ (長鎖アルキル) ァミ ン塩酸塩、 モノ (長鎖アル キル) ジメチルァミン塩酸塩、 モノ (長鎖アルキル) ジメチルァミン酢酸塩、 モノ (長鎖ァルケニル) ジメチルァミン塩酸塩、 モノ (長鎖アルキル) ジメチルァミン - ェチル硫酸塩、 モノ (長鎖アルキル) トリメチルアンモニゥムクロリ ド、 ジ (長鎖ァ ルキル) モノメチルァミン塩酸塩、 ジ (長鎖アルキル) ジメチルアンモニゥムクロリ ド、 モノ (長鎖アルキル) モノメチルジ (ポリオキシエチレン) アンモニゥムクロリ ド、 ジ (長鎖アルキル) モノメチルモノ (ポリオキシエチレン) アンモニゥムクロリ ド等が挙げられる。
さらに、 化合物 (式 1 2 ) としてはモノォクタデシルトリメチルアンモニゥムクロ リ ド、 モノォクタデシルジメチルモノェチルアンモニゥムェチル硫酸塩、 モノ (長鎖 アルキル) モノメチルジ (ポリエチレングリコール) アンモニゥムクロリ ド、 ジ (牛 脂アルキル) ジメチルアンモニゥムクロリ ド、 ジメチルモノココナッツァミン酢酸塩 等が好ましい。
界面活性剤 (B ) が、 雨性界面活性剤を含む場合には、 ァラニン類、 脂肪族系のァ ミ ドべタイン類、 または酢酸べタイン等からなる両性界面活性剤カ好ましい。 両性界 面活性剤の具体例としては、 ドデシルベタイン、 ォクタデシルべタイン、 ドデシルジ メチルァミノ酢酸べタイン、 脂肪酸アミ ドプロピルジメチルァミノ酢酸べタイン等が 挙げられる。
界面活性剤 (B ) の量は、 重合性単量体 (A ) に対して、 1 〜 1 0質量%が好まし く、 特に 3〜 1 0質量%が好ましい。 界面活性剤 (B ) の量が少なすぎるとエマルシ ョンの安定性が低下するおそれがあり、 多すぎると水系分散液の撥水撥油性能の湿摩 擦耐久性が低下するおそれがある。 ただし、 原料組成物中に含ませる重合性単量体 (A ) カ咱己乳化性のある重合性単量体を含む場合には、 界面活性剤 (B ) 量を減ら してもよレ 。
水系媒体 (C ) は、 水、 および、 2 5 °Cにおける粘性率が 3 c P ( c Pはセンチポ ァズを意味する。 ) 以上である溶媒からなる水系媒体である。 粘性率は 3〜 2 0 0 c Pが好ましく、 特に 5〜 1 2 0 c Pが好ましい。 粘性率は、 流体の流れやすさを示す 物性値である力 本発明においては、 該物性値が特定の値以上である溶媒を含む水系 媒体 (C ) を用いて特定の方法で重合反応を行うと、 生成した撥水撥油剤用水分散液 において単に粘性率が高くなるだけでなく、 優れた性能を発揮する撥水撥油剂用水分 散液が生成する。 該水系媒体 (C ) 中の溶剤は主に重合時または乳化時の補助溶剤と して作用し、 また、 界面活性剤 (B ) と相互に作用することにより、 加圧乳ィ匕後のェ マルシヨンの安定性を高めると考えられる。 また、 該溶剤は、 加圧下での乳ィヒにおい て、 乳化物の安定性および均質性を長時間にわたり保持させうる利点がある。
水系媒体 (C ) 中の溶媒としては、 飽和多価アルコール、 飽和多価アルコールの (モノまたはポリ) アルキルエーテル、 または、 飽和多価アルコールのアルキレン才 キシド付加物から選ばれる 1種以上が好ましい。
飽和多価アルコールとしては、 エチレングリコール、 プロピレングリコール、 グリ セリン、 トリメチロールェタン、 またはトリメチロールプロパンが好ましい。
飽和多価アルコールの (モノまたはポリ) アルキルエーテルとしては、 ジエチレン グリコールモノメチルエーテル、 ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、 ジプ ロピレングリコールジメチルエーテルが好ましく、 と りわけ、 ジエチレングリコール モノメチルエーテル、 または、 ジプロピレンダリコールモノメチルエーテルカ 子まし い。
飽和多価アルコールとエチレン才キシドおよび Zまたはプロピレンォキシドとの反 応物としては、 ジプロピレングリコール、 トリプロピレングリコ一ル、 テトラプロピ レングリコール、 ォキシプロピレン基が 5個以上連なったポリプロピレングリコール が好ましい。
水系媒体 (C ) 中の溶媒としては、 エチレングリコール、 プロピレングリコール、 ジエチレングリコール、 トリエチレングリコール、 テトラエチレングリコール、 ジェ チレングリコールモノメチルエーテル、 ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、 トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、 グリセリン、 ジプロピレングリコー ル、 トリプロピレングリコール、 テトラプロピレングリコール、 およびポリプロピレ ングリコールから選ばれる 1種以上の溶媒が好ましい。
水系媒体 (C ) 中の溶媒の量は、 重合性単量体 (A ) に対して 2〜 5 0質量%カ好 ましく、 特に 1 0〜 4 0質量0 /0が好ましい。 溶媒の量が少なすぎるとエマルションの 安定性の改善効果が認められないおそれがあり、 溶媒の量が多すぎると水滴転落性が 低下するおそれがある。 また、 水系媒体 (C ) の量は重合性単量体 (A ) に対して質 量で 1〜 5倍が好ましい。
本発明においては、 重合性単量体 (A ) 、 水系媒体 (C ) 、 および界面活性剤 ( B ) を含む原料組成物を加圧下に乳化する。 原料組成物中には、 重合性単量体 (A ) 、 水系媒体 (C ) 、 および界面活性剤 (B ) 以外の成分 (以下、 他の成分とい う。 ) を添加してもよい。 他の成分としては、 連鎖移動剤、 p H調整剤等が挙げられ る。 本発明においては、 連鎖移動剤を添加するのが好ましく、 特に連鎖移動剤として は本発明の組成物の諸性能を向上させうることから、 下式 1 3で表わされる化合物
(ただし、 R Mは炭素数 1 2〜 1 8のアルキル基を示す。 ) を添加するのが好ましい。 連鎖移動剤の量は、 重合体 (X ) の分子量により適宜変更しうる。
R 14 S H - · ,式 1 3
原料組成物は加圧下で乳化するが、 加圧下での乳化前に撹拌等による前乳化を行つ てもよい。 し力、し、 前乳化は必須ではない。 加圧下での乳化は、 高圧乳化機を用いて 実施するのが好ましい。 高圧乳化機としては、 マントンゴ一リン、 ハイド口シェア、 マイクロフルイダィザ一等力 ί挙げられる。 原料組成物を加圧下で乳化することにより、 重合性単量体 (Α ) のエマルシヨンが生成しうる。 乳化時のゲージ圧は 1 M P a〜 5 O M P a (M P aとはメガパスカル。 ) カ 子ましい。 また、 加圧時の原料組成物の温 度は 4 0〜 8 0 °Cであるのが好ましい。 加圧下での乳化は、 原料組成物を加圧条件下 におくだけでもよレ が、 必要に応じて撹拌してもよい。
加圧下で乳化することにより生成したエマルションは、 エマルション中に含まれる 重合性単量体粒子の平均粒子径が小さく、 熱力学的に安定であり、 重合時に重合性単 量体の大部分カ効率的に反応しうる利点がある。 加圧乳化後のエマルション中の平均 粒子径は 1 X 1 0 〜 3 X 1 0 ,〃m力5'好ましい。
本発明においては、 加圧乳化後の原料組成物を乳化重合法により重合させる。 重合 方法としては、 加圧乳化後の原料組成物に重合開始剤を加えて乳化重合させる方法が 好ましい。 重合開始剤としては特に限定されず、 有機過酸化物、 ァゾ化合物、 過硫酸 塩等の通常の重合開始剤、 または 7線のような電離性放射線等力使用できる。 重合反 応の反応温度は使用するラジカル開始剤により適宜変更でき、 3 0〜 8 0 °Cが好まし い。 反応時間は 4〜 7 0時間が好ましい。
本発明の重合体 (X ) せ、 加圧下での乳化条件において気体である前記重合性単量 体 (a 22) の重合単位を含む場合には、 加圧乳化後の原料組成物に、 重合性単量体
( a 22) を導入して重合させるのが好ましい。
重合反応で得た水分散液は、 そのまま本発明の撥水撥油剤用水分散液としてもよく、 水および Zまたは有機溶剤で希釈してもよく、 水のみで希釈するのが好ましい。 本発 明の方法により得られた水分散液は、 安定性が高く、 夾雑物が存在してもその安定性 を保持しうる利点がある。 また、 有機溶剤で希釈する場合には、 該有機溶剤は水系媒 体 (C ) における溶剤と同一であっても異なっていてもよい。
本発明の製造方法によれば、 重合体 ( X ) が水系媒体 (C ) 中に分散した水分散液 が得られる。 水系媒体 (C ) 中に分散した重合体 (X ) は、 粒子状で分散しているの が好ましく、 0 . 0 3〜 0 . 2 5 mの粒子となって分散しているのが好ましい。 本発明の水分散液は、 優れた撥水撥油性を有する撥水撥油剤用水分散液として用い る。 水分散液は目的や用途等に応じて任意の濃度に希釈し、 被処理物に適用させる。 被処理物への適用方法も、 被処理物の種類や組成物の調製形態等に応じて、 任意の方 法が採用されうる。 たとえば、 浸潰塗布等の被覆加工方法により被処理物の表面に付 着させ乾燥する方法が採用される。 また、 必要ならば適当な架橋剤とともに適用し、 キュアリ ングを行ってもよレ、。
本発明の撥水撥油剤用水分散液は、 他の化合物を併用した場合においても、 優れた 安定性および優れた撥水撥油性能の耐久性を発揮するため、 必要に応じて、 他の重合 体プレンダ—、 他の撥水剤、 他の撥油剤、 防虫剤、 難燃剤、 帯電防止剤、 染料安定剤、 防シヮ剤等の添加剤を併用できる。
本発明の撥水撥油剤で処理される被処理物としては、 特に限定されず、 繊維織物
(布帛) 、 ガラス、 紙、 木、 皮革、 毛皮、 石綿、 レンガ、 セメン ト、 金属およびその 酸化物、 窯業製品、 プラスチック等が挙げられ、 繊維織物が好ましい。
繊維織物としては、 綿、 麻、 羊毛、 絹等の動植物性天然繊維、 ポリアミ ド、 ポリエ ステル、 ポリビニルアルコール、 ポリアク リロニト リル、 ポリ塩化ビニル、 ポリプロ ピレン等の合成繊維、 レーヨン、 アセテー ト等の半合成繊維、 ガラス繊維、 炭素繊維 等の無機繊維、 またはこれらの混合繊維の織物が挙げられる。
また、 本発明の方法により得られた水分散液は、 従来の撥水撥油剤よりも、 耐洗濯 性、 耐ドライクリーニング性、 水滴転落性、 撥水撥油性等に優れた撥水撥油剤用水分 散液である。 また本発明の水分散液は、 作業環境等の点においても有利である。
本発明の撥水撥油剤用水分散液が優れた安定性を示し、 かつ処理した布帛に対し高 い水滴転落性を有する機構は必ずしも明確ではない。 しかし、 高粘性率の溶媒および 特定の界面活性剤を用いることで、 加圧乳化後のエマルションカ均質になりかつ安定 性が顕著に高くなり、 該エマルシヨンを重合させた場合にも、 高品質の重合体 (X ) が得られ、 該重合体 (X ) を含む水分散液も優れた安定性を示すと考えれらる。
本発明の撥水撥油剤用水分散液は、 造膜性に優れ、 水滴転落性に優れた被 S莫を形成 しうる。 また、 該撥水撥油剤用水分散液は、 併用助剤または夾雑物が存在しても安定 性に優れ、 撹拌または保存した場合の安定性にも優れる。 さらに、 該撥水撥油剤用水 分散液は、 優れた撥水撥油性および優れた水滴転落性を布帛等へ付与できる。 実施例 実施例 (例 1〜6) および比較例 (例?〜 9) を挙げて本発明を具体的に説明する c なお、 実施例中の略号は以下の意味を示す。
F A: F (CF2) nCH2CH2OCOCH=CH2であり、 nが 6〜 1 6の混合物で nの平均値は 9、
S t A: ォクタデシルァクリ レー ト、
CHMA: シクロへキシルメタクリ レート、
NMA A: N—メチロールアクリルアミ ド、
VC L :塩化ビニル、
CH PMA: 3—クロロー 2—ヒ ドロキシプロピルメ夕クリレート、
GMA: グリシジルメタクリレー ト、
DOM: ジォクチルマレート、
H E 6 P : イソホロンジイソシアナー トのイソシァネート基の 1個をメチルェチル ケトンォキシムでブロック した化合物と、 2—ヒ ドロキシェチルメタクリレートとの 反応生成物。
PEOOE : ポリオキシエチレンモノォレイルエーテル、
S t TMA C : トリメチルモノォクタデシルアンモニゥムクロリ ド、
P OE L : ォキシエチレン単位を 1 5個含むポリオキシエチレンモノ (2—ドデシ ル) エーテル、
PEOPPO: ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー (式 8 中で、 h、 t力 1 5、 rカ 35) 、
DTDMAC :ジ (牛脂アルキル) ジメチルアンモニゥムクロリ ド、
LDMAO: モノラウリルジメチルアミ ンォキシド、
PEOOPE: ポリオキシエチレンモノ (ォクチルフエ二ル) エーテル。
界面活性剤 C1: Xと Vの合計が 1 0である式 7の化合物、 PE OL E : ポリオキシエチレン ( 1 —メチルゥンデシルェ一テル) 。
DP G : ジプロピレングリコール (2 5°Cにおける粘性率 1 0 7 c P) 、
TP G : トリプロピレングリコール (2 5°Cにおける粘性率 5 6 c P) 、
TE PG :テトラプロピレングリコール (2 5°Cにおける粘性率 5 0 c P) 、
P P G : トリプロピレングリコール 7 0質量0 /0、 テ トラプロピレングリコール 2 5 質量%、 ポリプロピレングリコール 5質量0 /0の混合溶剤 (該溶剤の 2 5 °Cにおける粘 性率 5 2 c P ) 、
DP GM E : ジプロピレングリコールモノメチルエーテル (2 5°Cにおける粘性 率 3. 3 c P) 、
AC E : アセトン (2 5°Cにおける粘性率 0. 3 c P) 、
S t S H : 才クタデシルメルカプタン。
[例 1 ]
FA ( 1 54 g) 、 S t A (90 g) 、 CHMA ( 1 2. 8 g) 、 S t SH (0. 7 7 g) 、 PEOOE ( 1 5. 4 g) 、 S t TMAC (5. 1 ) 、 DP G (2 9 0 g ) 、 ィォン交換水 ( 3 2 0 g ) を 5 0 °Cで 3 0分間撹拌した。 つぎに 4 0〜 5 0 に保ちながら高圧乳化機 (マントンゴーリン) を用いて 2 0 MP aで乳化した。 乳化 後のエマルションの平均粒子径は 0. 2 3〃 mであった。
つぎに、 これを 1 リッ トルのガラス製オートクレーブに移し、 ァゾビス (2—アミ ジノプロパン) 二塩酸塩 (0. 5 g) を加えた。 オートクレープ内を窒素置換し、 撹 拌しながら 6 0°Cに昇温して 6時間重合を行い、 乳白色のエマルシヨンを得た。 エマ ルシヨン中の重合体の平均分子量は、 9 8, 0 0 0であり、 エマルシヨン中に含まれ る固形分の濃度は 3 7. 6質量%、 重合体の平均粒子径は 0. 1 1 mであった。 ェ マルシヨンを固形分濃度が 2 0質量%となるようにイオン交換水で希釈したものを原 液 1とした。
[例 2]
F A ( 1 6 7 g) 、 S t A (4 6. 2 g) 、 NMAA (5. 1 ) 、 S t SH (0. 7 7 g) 、 P EOOE ( 1 0. 3 g) 、 界面活性剤 C1 (5. 1 g) 、 P EO L E ( 5. 1 g) 、 TP G (9 0 g) 、 ィォン交換水 (3 2 0 g) を 5 0。Cで 3 0分間撹 拌した。 つぎに 4 0〜 5 0°Cに保ちながら高圧乳化機 (マン トンゴ一リン) を用いて 3 0 MP aで乳化した。 乳化後のエマルションの平均粒子径は 0. \ Ί μ mであつす つぎに、 これを 1リットルのガラス製オートクレーブに移し、 ァゾビス (2—アミ ジノプロパン) 二塩酸塩 (0. 5 g) をカロえた後、 オートクレ一ブ内を窒素置換した c つぎに VCL (38. 5 g) を加え、 撹拌しながら 60°Cに昇温して 1 5時間重合を 行い、 乳白色のエマルシヨンを得た。 エマルシヨン中の重合体の平均分子量は 80, 000であり、 固形分の濃度は 38. 1質量%、 重合体の平均粒子径は 0. 07〃 m であつた。 エマルシヨンを固形分濃度が 2 0質量%となるようにィォン交換水で希釈 したものを原液 2とした。
[例 3〜 8 ]
表 1に示す重合性単量体、 溶剤、 界面活性剤を用いて、 例 4、 6、 8については例 1 と同様に、 例 3、 5、 7については例 2と同様の方法で重合を行い、 エマルシヨン および該ェマルシヨンを希釈した原液 3〜 8を得た。
[例 9]
例 1における高圧乳化機を用いた乳化を行わないこと以外は、 例 1と同様に重合を 行つた。 重合後のオートクレープ内には固形分が大量に沈降し、 仕込んだ重合性単量 体に対応する重合体を含むエマルションは生成していなかった。
原液 重合性単量体 媒体 (B) 界面活性剤 (C)
貝里 1 t貝里 ノ 例 1 FA/StA/CHMA DPG(35) PE00E(6)、
( r r / r /
例 2 FA/StA/NMAAACL TPG(35) PE00E(4)、
(65/18/2/15) 界面活性剤 1^)、
P0EL(2)
例 3 FA/CHPMA/NM A/VCL DPG匿(35) PE00E(6)、
(72/5/3/20) PE0PP0 ( 1 ) 例 4 FVStA/CHMA/GMA/NMMA/CHP A DPG(35) PE00E(6)、
(60/13/20/3/2/2) PE0PP0(1)、
DTDMAC ( 1 )
例 5 FA/DOM/NMAAACL TEPG(35) PE00E(6)、
(70/6.5/2.5/21) PEOPPO(l) 例 6 FA/StA/HE6P PPG (35) P0EL(4)、
(60/38/2) 界面活性剤 C1 (2)、
btlMAし 丄. Ό)
例 7 FA,棚/ NMM/VCL TPG(35) LDMA0(1.5)、
(70/6.5/2.5/21) PEOOPE(2.5)、
StTMAC(4)
例 8 FA/StA/HE6P ACE (65) PE00E(6)、
(60/38/2) PEOPPO(l)
[布への処理方法]
上記で得た原液 1〜 8を、 固形分濃度が 0. 5質量%となるようにィォン交換水で それぞれ希釈して処理液とした。 該処理液中へ試験布としてのポリエステルトロピカ ル布を浸漬し、 2本のゴムローラーの間で試験布を絞ってゥヱットピックアップを 6 0質量%とした。 つぎに 1 1 0 °Cで 9 0秒間乾燥し、 さらに 1 70°Cで 6 0秒間熱処 理した。 処理後の試験布について、 つぎの方法で撥水性、 撥油性および水滴転落角を 測定した。 結果を表 4に記す。 [夾雑物存在下の撥水撥油性能]
上記で得た原液 1 〜 8を、 それぞれ固形分濃度が 0 . 5質量%となるようにイオン 交換水で希釈したものに、 分散染料 (スミカロンレッ ド) 0 . 0 0 5質量%を加えた ものを処理液とた。 該処理液中へ試験布としてのポリエステルト口ピカル布を浸漬し、 2本のゴムローラ一の間で試験布を絞つてウエットピックアップを 6 0質量0 /0とした c つぎに 1 1 0 °Cで 9 0秒間乾燥し、 さらに 1 7 0 °Cで 6 0秒間熱処理した。 処理後の 試験布について、 つぎの方法で撥水性および撥油性を測定した。 結果を表 4に記す。
[撥水性の評価]
J I S - L 1 0 9 2のスプレー試験により行レ 表 2に示す撥水性ナンパで表し た。
表 2
Figure imgf000024_0001
[撥油性の評価]
A A T C C - T M 1 1 8— 1 9 6 6により行い、 表 3に示す撥油性ナンパで表した (
表 3
Figure imgf000025_0001
[水滴転落性の評価]
試験布の上に 5 0 Lの水を滴下して試験布の表面に水滴を形成させた。 1分間静 置後、 その試験布を 1分間に 5度の割合で傾けた。 水滴が転がり始めた時の、 水平に 対する試験布の角度を転落角 (単位:度) とした。 該転落角の値が小さいものほど水 滴転落性に優れることを示す。
表 4
原液 撥水性 撥油性 転落角 夾雑物存在下
撥水性 撥油性
例 1 1 0 0 6 5 . 5 1 0 0 6
例 2 1 0 0 6 5 . 3 1 0 0 6
例 3 1 0 0 5 6 - 5 1 0 0 5
例 4 1 0 0 6 4 . 5 1 0 0 6
例 5 1 0 0 5 5 . 8 1 0 0 5
例 6 1 0 0 6 4 . 5 1 0 0 6
例 7 9 0 + 3 2 2 . 5 沈殿生成 沈殿生成
例 8 8 0 + 4 1 9 . 5 8 0 1

Claims

請 求 の 範 囲
1. 下記重合性単量体 (A) 、 下記界面活性剤 (B) 、 および下記水系媒体 (C) を 含む原科組成物を加圧下で乳化し、 つぎに重合させて、 重合性単量体 (A) の重合単 位を有する重合体 (X) が水系媒体 (C) 中に分散した水分散液とすることを特徴と する撥水撥油剤用水分散液の製造方法。
重合性単量体 (A) :ポリフルォロアルキル基を有する (メタ) ァクリレート (a ') 、 または、 ポリフルォロアルキル基を有する (メタ) ァクリ レート (a1) とポリ フルォロアルキル基を有する (メタ) ァクリレート (a1) 以外の重合性単量体 (a
2) とからなる重合性単量体。
界面活性剤 (B) :芳香族性基を含まない非フッ素系界面活性剤からなり、 界面活 性剤 ( B ) 中のノニオン性界面活性剤量が 60〜 1 00質量0 /oである界面活¾¾剤。 水系媒体 (C) :水、 および、 25 :における粘性率が 3 c P以上である溶媒から なる水系媒体。
2. 重合性単量体 (a2) 、 炭素数が 1〜20のアルキル基を有するアルキル (メ 夕) ァクリレートを含む重合性単量体である請求項 1に記載の製造方法。
3. 水系媒体 (C) における溶媒が、 飽和多価アルコール、 飽和多価アルコールのァ ルキルエーテル、 および飽和多価アルコールのアルキレンォキシド付加物から選ばれ る 1種以上の溶媒である請求項 1または 2に記載の製造方法。
4. 水系媒体 (C) における溶媒が、 エチレングリコール、 プロピレングリコール、 ジエチレングリコール、 トリエチレングリコール、 テトラエチレングリコール、 ジェ チレングリコールモノメチルエーテル、 ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、 トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、 グリセリン、 ジプロピレングリコー ル、 トリプロピレングリコール、 テトラプロピレングリコール、 およびポリプロピレ ングリコールから選ばれる 1種以上の溶媒である請求項 3に記載の製造方法。
5. 水系媒体 (C) 中の溶媒量が、 重合性単量体 (A) に対して 2〜50質量%であ る請求項 1〜 4のいずれかに記載の製造方法。
6. 原科組成物が、 界面活性剤 (B) 以外の界面活性剤を含まない請求項 1〜 5のい ずれかに記載の製造方法。
7. 界面活性剤 (B) におけるノニオン性界面活性剤力 下記界面活性剤 (b1) 〜 ( b 5) から選ばれる 1種以上のノ二オン性界面活性剤である請求項 1〜 6のいずれ かに記載の製造方法。
界面活性剤 (b1) : ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル、 ポリオキシァ ルキレンモノアルケニルエーテル、 またはポリォキシアルキレンモノアルカポリエ二 ルエーテルからなるノニォン性界面活性剤。
界面活性剤 (b2) :分子中に 1個以上の炭素一炭素三重結合および 1個以上の水 酸基を有し、 かつ界面活性を示す化合物からなるノニオン性界面活性剤。
界面活性剤 (b3) :ォキシエチレンが 2個以上連続して連なったポリオキシェチ レン部分と、 炭素数 3以上の才キシアルキレンが 2個以上連続して連なつた部分とが 連結し、 かつ両末端が水酸基である化合物からなるノニオン性界面活性剤。
界面活性剤 ( b :分子中にァミンォキシド部分を有するノニォン性界面活性剤 c 界面活性剤 ( b 5) : ポリオールの脂肪酸ェステルからなるノニオン性界面活性剤
8. 界面活性剤 (B) の量力 ?、 重合性単量体 (A) に対して 1〜 1 0質量%である請 求項 1〜 7のいずれかに記載の製造方法。
9. 加圧下で乳化した後に、 さらに下記重合性単量体 (a22) を添加して重合させる 請求項 1〜 8のいずれかに記載の製造方法。
重合性単量体 (a22) :ハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニリデン。
1 0. 原科組成物が、 さらに下式 1 3で表される化合物を含む請求項 1〜9のいずれ かに記載の製造方法。
R14- SH · · '式 1 3
ただし、 式 1 3中の; R"は炭素数 1 2〜 1 8のアルキル基を示す。
1 1 . 重合体 (X) の平均粒子径が 0 . 0 3〜 0 . 2 5 μ mである請求項 1〜 1 0の いずれかに記載の製造方法。
1 2 . 請求項 1 〜 1 1のいずれかに記載の方法で製造された撥水撥油剤用水分散液。
1 3 . 請求項 1 2の撥水撥油剤用水分散液で処理された被処理物。
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