專利名稱：組合物和用它處理過(guò)的聚合物織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組合物和處理過(guò)的聚合物織物。
聚合物織物廣泛地用于范圍從一次性紙巾到衛(wèi)生巾和從一次性尿布到手術(shù)多層紗布等多種產(chǎn)品中。所有這些用途都涉及水或含水液體(尿、血、淋巴液、濺出的咖啡、茶、牛奶等)的吸收。這些織物必須具有良好的芯吸性能，即水分必須容易被吸收和展開(kāi)。
聚合物織物一般是疏水的。最好是改進(jìn)這些聚合物織物的芯吸/潤(rùn)濕能力。經(jīng)常使用潤(rùn)濕劑來(lái)改進(jìn)聚合物織物的這種能力，以使水和體液能透過(guò)聚合物織物進(jìn)入吸收層。另外，最好是聚合物織物在反復(fù)暴露于水或含水液體中之后仍能保持它的芯吸/潤(rùn)濕特性。
本發(fā)明涉及一種組合物，其中含有(1)至少一種酯酸、酯鹽或其混合物，和(2)至少一種酰胺酸、酰胺鹽或其混合物。這些組合物可用來(lái)處理聚合物織物。處理過(guò)的聚合物織物具有改進(jìn)的芯吸/潤(rùn)濕特性。處理過(guò)的聚合物織物在反復(fù)暴露于含水流體中時(shí)能保持這些特性。
“烴基”一詞包括烴基以及基本上是烴的基團(tuán)。基本上是烴是指基團(tuán)中含有的非烴取代物并不改變?cè)摶鶊F(tuán)的占支配地位的烴類本質(zhì)。
烴基的實(shí)例包括以下基團(tuán)(1)烴取代基，即，脂族(例如烷基或鏈烯基)、脂環(huán)族(例如環(huán)烷基、環(huán)鏈烯基)取代基，芳基取代的脂族取代基或芳基取代的脂環(huán)族取代基，或脂基和脂環(huán)基取代的芳族取代基等，以及其中的環(huán)是通過(guò)分子中另一部分而構(gòu)成的環(huán)狀取代基(例如，任何兩個(gè)所指出的取代基可以一起構(gòu)成一個(gè)脂環(huán)基);
(2)取代的烴取代基，即，這些取代基中含有非烴基團(tuán)，就本發(fā)明而言，這些非烴基團(tuán)并不改變?nèi)〈袩N的支配地位;工藝技術(shù)人員會(huì)了解這些基團(tuán)(例如，鹵素，特別是氯和氟，羥基，烷氧基，巰基，硫代烷基，硝基，亞硝基，硫氧基等);
(3)雜原子取代基，即，取代基在本發(fā)明的意義上雖然具有占支配地位的烴類特點(diǎn)，但是在環(huán)或鏈中含有非碳原子，其余則由碳原子構(gòu)成。合適的雜原子對(duì)于工藝技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，包括例如硫、氧、氮和諸如吡啶基、呋喃基、噻吩基、咪唑基等取代基。一般說(shuō)來(lái)，烴基取代基中每10個(gè)碳原子有不超過(guò)約2個(gè)，最好是不超過(guò)1個(gè)非烴取代基。通常，在烴基中沒(méi)有這種非烴取代基。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，烴基純粹是烴。
(A)聚合物織物根據(jù)本發(fā)明處理的織物可以是任何聚合物織物，以織造織物或無(wú)紡織物為宜，最好是無(wú)紡織物。這種聚合物織物可以用工藝技術(shù)人員已知的任何方法制備。當(dāng)織物是非織造型時(shí)，它可以是紡粘型或熔噴型的聚合物織物，最好是紡粘型織物。紡粘法和熔噴法是工藝技術(shù)人員所了解的。
聚合物織物可以從任何熱塑性聚合物制備。這些熱塑性聚合物可以是聚酯、聚酰胺、聚氨酯，聚丙烯酸類、聚烯烴、它們的組合物等等。優(yōu)選的材料是聚烯烴。
聚烯烴是本質(zhì)上基本為烴的聚合物。它們通常由不飽和的烴單體制備。但是，聚烯烴可以包括其它的單體，只要聚烯烴保留著它的烴的本質(zhì)。其它單體的實(shí)例包括氯乙烯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸或丙烯酸或其酯、丙烯酰胺和丙烯腈。聚烯烴最好是烴聚合物。聚烯烴包括均聚物，共聚物和聚合物共混物。
共聚物可以是兩種或更多種烯烴的無(wú)規(guī)或嵌段共聚物。聚合物共混物可以使用兩種或多種聚烯烴或是一種或多種聚烯烴與一種或多種非聚烯烴聚合物。實(shí)際上，以只含聚烯烴的均聚物、共聚物和聚合物共混物為佳，以用均聚物為更佳。
聚烯烴的實(shí)例包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚(1-丁烯)、聚(2-丁烯)、聚(1-戊烯)、聚(2-戊烯)聚(3-甲基-1-戊烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚-1，3-丁二烯和聚異戊二烯，或是它們的氫化類似物，以聚乙烯和聚丙烯為佳。
(B)混合物聚合物織物用至少一種混合物處理，以便改進(jìn)織物的親水特性，混合物中含有(1)一種酯酸、酯鹽或它們的混合物，和(2)一種酰胺酸、酰胺鹽或它們的混合物。處理過(guò)的聚合物織物具有改進(jìn)的潤(rùn)濕和芯吸性質(zhì)。酯酸具有至少一個(gè)酯基和至少一個(gè)酸基，而酯鹽具有至少一個(gè)酯基和一個(gè)鹽基。酰胺酸具有一個(gè)酰胺基和一個(gè)酸基，而酰胺鹽有一個(gè)酰胺基和一個(gè)鹽基。這些酯酸、酯鹽及它們的混合物是通過(guò)多羧酸酰化劑與多羥基化合物反應(yīng)制得的。多羧酸酰化劑可以是酸、酸酐、酯或酰氯。酰胺酸、酰胺鹽或它們的混合物是通過(guò)多羧酸?；瘎┡c一種胺在形成酰胺的條件下反應(yīng)制得的，所述之胺選自仲烷基胺、端胺基的聚氧化烯和叔烷基伯胺。
多羧酸?；瘎┌ǘ腿人狨；瘎６圄人狨；瘎┌ǘ鬯狨；瘎?、烴基取代的丁二酸?；瘎?、Alder酰化劑和三聚酸?；瘎詈檬菬N基取代的丁二酸?；瘎?br> 二聚體?；瘎┦遣伙柡现舅岫酆闲纬傻漠a(chǎn)物。一般來(lái)說(shuō)，二聚體?；瘎┢骄袕募s18個(gè)碳原子(最好是從約28個(gè)碳原子)到約44個(gè)碳原子(最好是到約40個(gè)碳原子)。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，二聚體酰化劑最好有約36個(gè)碳原子。這種二聚體酰化劑最好由脂肪酸制得。脂肪酸一般含有從8個(gè)(從約10個(gè)更好、最好是從約12個(gè))到30個(gè)碳原子(最好是約到24個(gè)碳原子)。脂肪酸的實(shí)例包括油酸、亞油酸、亞麻酸、妥爾油酸和松香酸，最好是油酸。例如，上述的脂肪酸。二聚體?；瘎┰诿绹?guó)專利2，482，760、2，482，761、2，731，481、2，793，219、2，964，545、2，978，463、3，157，681和3，256，304中有說(shuō)明，這些專利的全部公開(kāi)內(nèi)容在這里引用作為參考。二聚體?；瘎┑膶?shí)例包括各可以從Emery工業(yè)公司購(gòu)得的Empol
1041、1016和1018二聚酸和可以由Humko化學(xué)公司購(gòu)得的Hystrene
二聚酸3675、3680、3687和3695。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，多羧酸?；瘎┦怯貌伙柡偷闹舅?例如上述的脂肪酸，最好是妥爾油酸或油酸)與α-、β-烯屬不飽和羧酸酰化劑(例如丙烯酸或甲基丙烯酸?；瘎?反應(yīng)制得的二羧酸酰化劑。這一反應(yīng)稱作“雙烯”反應(yīng)或Alder反應(yīng)。用這一反應(yīng)制得的?；瘎┰谶@里稱作Alder?；瘎?。在美國(guó)專利2，444，328中提到了可用于本發(fā)明的Alder?；瘎搶＠墓_(kāi)內(nèi)容在這里引用作為參考。這些Alder?；瘎┌ǜ骺梢詮腤estvaco公司購(gòu)得的Westvaco
二酸H-240，1525和1550。
在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，這種多羧酸?；瘎┦菬N基取代的丁二酸?；瘎?。該烴基具有從大約8個(gè)(大約10個(gè)更好、最好是大約12個(gè))碳原子到大約150個(gè)(大約100個(gè)更好、最好是大約50個(gè))碳原子。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，烴基含有從大約8個(gè)(大約10個(gè)更好、最好是大約12個(gè))碳原子到大約30個(gè)(大約24個(gè)更好、最好是大約18個(gè))碳原子。烴基以烷基、鏈烯基、由聚鏈烯衍生的基團(tuán)以及它們的混合物為佳，最好是烷基或鏈烯基。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，烴基可以是辛基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、辛烯基、癸烯基、十二碳烯基、十四碳烯基、十六碳烯基、十八碳烯基、油烯基、牛脂基、大豆基或四聚丙烯基。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，烴基是由有大約2到30個(gè)碳原子的烯烴或其低聚物衍生的。這些烯烴最好是α-烯烴(有時(shí)稱作單-1-烯烴)或異構(gòu)化的α-烯烴。這些α-烯烴的實(shí)例包括1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯、1-二十一碳烯、1-二十二碳烯、1-二十四碳烯等?？梢允褂玫氖惺鄣摩?烯烴級(jí)分包括C15-18α-烯烴、C12-16α-烯烴，C14-16α-烯烴、C14-18α-烯烴、C16-18α-烯烴、C16-20α-烯烴、C22-28α-烯烴等。C12和C16-18α-烯烴特別優(yōu)選。
也可以使用異構(gòu)化的α-烯烴來(lái)形成Alder反應(yīng)產(chǎn)物。這些烯烴是已經(jīng)轉(zhuǎn)化成內(nèi)烯烴的α-烯烴。適合用于本發(fā)明的異構(gòu)化的烯烴經(jīng)常是含有一些α-烯烴的內(nèi)烯烴的混合物。α-烯烴異構(gòu)化的步驟是工藝技術(shù)人員所熟知的。概括地說(shuō)，這些步驟包括使α-烯烴與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在約80℃至130℃的溫度下相接觸，直到達(dá)到所要求的異構(gòu)化程度。這些步驟在美國(guó)專利4，108，889中有說(shuō)明，該專利在這里引用作為參考。
烴基也可以從以上的一種或多種烯烴的低聚物衍生得到。這些低聚物一般從少于7個(gè)碳原子的烯烴制得，以從乙烯、丙烯或丁烯制得為佳，以從丙烯制得為更佳。當(dāng)烴基是從低聚物衍生得到時(shí)，低聚物經(jīng)常有大約8到約30個(gè)碳原子。一種優(yōu)選的低聚物基團(tuán)是有12個(gè)碳原子的丙烯四聚體。烴基可以從單烯烴的混合物衍生得到。
當(dāng)羧酸?；瘎┥系臒N基是從聚鏈烯衍生得到時(shí)，聚鏈烯的數(shù)均分子量(Mn)是從約400(從約700更好、最好是從約800)到約1500(最好是到約1200)。聚鏈烯是可聚合的烯烴單體的均聚物或共聚物，單體有2到約16個(gè)碳原子，以有2到約6個(gè)碳原子更好，最好是有3到4個(gè)碳原子。共聚物是兩種或多種烯烴單體按照熟知的常規(guī)步驟共聚成的聚鏈烯。單烯烴最好是乙烯、丙烯、丁烯或辛烯，以丁烯為佳。一種優(yōu)選的聚鏈烯基是聚丁烯基。在美國(guó)專利3，215，707(Rense)、3，219，666(Norman等)、3，231，587(Rense)、4，110，349(Cohen)和4，234，435(Meinhardt等)中公開(kāi)了聚鏈烯基和由其衍生的丁二酸?；瘎?。這些專利所公開(kāi)的關(guān)于聚烯烴基、丁二酸酰化劑以及它們的制造步驟在這里引用作為參考。
丁二酸酰化劑是用上述的烯烴或異構(gòu)化的烯烴與不飽和的羧酸，例如富馬酸或馬來(lái)酸或酸酐，在約160℃至約240℃，最好是在約185℃至210℃的溫度下反應(yīng)制得的?？梢允褂米杈蹌?例如叔丁基鄰苯二酚)以便減少或防止聚合性副產(chǎn)物的形成。制備酰化劑的步驟是工藝技術(shù)人員所熟知的，在美國(guó)專利3，412，111和Ben等所著“馬來(lái)酸酐與鏈烯烴的雙烯反應(yīng)”一文(J.C.S.，PerkinⅡ，1977年535-537頁(yè))中已有說(shuō)明。這些文獻(xiàn)公開(kāi)的關(guān)于制備上述?；瘎┎襟E的內(nèi)容在這里引用作為參考。
多羧酸酰化劑也可以是三羧酸?；瘎?。三羧酸?；瘎┑膶?shí)例包括三聚酸和Alder三羧酸?；瘎＿@些?；瘎┮话闫骄袕募s18個(gè)(從30個(gè)更好，最好是從約36個(gè))碳原子，到有約66個(gè)(最好是有60個(gè))碳原子。三聚體?；瘎┦峭ㄟ^(guò)上述脂肪酸的三聚合制得的。Alder三羧酸?；瘎┦峭ㄟ^(guò)不飽和的單羧酸與α-、β-烯屬不飽和二羧酸(例如富馬酸或馬來(lái)酸或其酸酐)反應(yīng)制備的。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，Alder酰化劑平均含有從約12個(gè)(最好是從約18個(gè))到約40個(gè)(最好是約30個(gè))碳原子。這些三羧酸?；瘎┑膶?shí)例包括可以從Emery工業(yè)公司購(gòu)得的Empol
1040，可以從Humko化學(xué)公司購(gòu)得的Hystrene5460，以及Union Camp公司銷(xiāo)售的Unidyme
60。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，聚鏈烯取代的羧酸可以和脂族烷基或鏈烯基取代的羧酸混合使用。脂族烷基或鏈烯基是那些有大約8到約30個(gè)碳原子的基團(tuán)。聚鏈烯取代的羧酸和脂族基取代的羧酸在混合物中的當(dāng)量比以約0-1.5∶1為宜，約0.5-1∶1更好，最好是約1∶1。
以上的羧酸?；瘎┡c一種羧基化合物反應(yīng)，以形成本發(fā)明的酯酸。這種羥基化合物可以是多元醇、羥基胺和含羥基的聚氧乙烯化合物。這類羥基化合物包括脂族或亞烷基多元醇、聚氧化烯多元醇、端烷基聚氧化烯多元醇、聚氧化烯胺、聚烷氧基化酚、聚烷氧基化脂肪酸、聚烷氧基化脂族酰胺以及鏈烷醇胺。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物包括多元醇，例如亞烷基多元醇。這些多元醇以含有2到40個(gè)左右的碳原子為宜，最好是約20個(gè)碳原子;并且含有2至10個(gè)左右的羥基，最好是約6個(gè)羥基。多元醇包括甘醇類、例如二甘醇和三甘醇;丙二醇類，包括二和三丙二醇;丙三醇;丁二醇;己二醇;山梨糖醇;阿糖醇;甘露糖醇;蔗糖;果糖;葡萄糖;環(huán)己二醇;三羥甲基丙烷;1，2，3，4-丁四醇;以及季戊四醇類，包括二和三季戊四醇;最好是二甘醇、三甘醇，丙三醇、三羥甲基丙烷、山梨糖醇、季戊四醇和二季戊四醇。
這些多元醇可以用有2到約30個(gè)碳原子的一元羧酸酯化，只要至少有一個(gè)羥基保留不酯化。一元羧酸的實(shí)例包括乙酸、丙酸、丁酸和上述的脂族羧酸，以及飽和的脂肪酸，例如硬脂酸、月桂酸和棕櫚酸。這些酯化的多元醇的具體實(shí)例有山梨糖醇油酸酯類，包括單油酸酯和雙油酸酯;山梨糖醇硬脂酸酯類，包括單和雙硬脂酸酯;甘油油酸酯類，包括甘油單、雙和三油酸酯;以及赤蘚醇辛酸酯。
這些羥基化合物也可以是聚氧化烯多元醇。聚氧化烯多元醇包括聚氧化烯二醇。聚氧化烯二醇可以是聚氧乙烯二醇或聚氧丙烯二醇?？捎玫木垩跻蚁┒伎勺月?lián)合碳化物公司購(gòu)得，商品名稱Car-bowax PEG300、600、1000和1450。聚氧化烯二醇最好是氧化丙烯單元至少占80%的聚氧丙烯二醇。剩下的20%可以是氧化乙烯或氧化丁烯。可用的聚氧丙烯二醇可以從聯(lián)合碳化物公司購(gòu)得，商品名稱NIAX 425和NIAX 1025。Dow化學(xué)公司以商品名稱PPG-1200和PPG-2000銷(xiāo)售可用的聚氧丙烯二醇。
其它可用的聚氧化烯多元醇的代表例是Wyandotte化學(xué)公司以pluronic多元醇的名稱銷(xiāo)售的液體多元醇和其它類似的多元醇。這些pluronic多元醇用以下化學(xué)式表示
其中x、y和z是大于1的整數(shù)，使得-CH2CH2O-基團(tuán)構(gòu)成此二醇的總分子量的約10%-15%(重量)，該多元醇的平均分子量約為2500至約4500。這類多元醇可以通過(guò)丙二醇與環(huán)氧丙烷反應(yīng)，然后再與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制得。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物是端烷基的聚氧化烯多元醇。工藝中已知有許多種端烷基的聚氧化烯多元醇，很多是市售商品。這些端烷基的聚氧化烯多元醇一般用過(guò)量的氧化烯，例如環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷，處理脂族醇制得。例如，可以將大約6至40摩爾的環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷與脂族醇(例如甲醇、乙醇、丁醇或脂肪醇，即含有8到30個(gè)左右碳原子的醇)縮合。
可用于本發(fā)明中的端烷基聚氧化烯多元醇是Rohm & Haas公司的商品“TRITON
”，聯(lián)合碳化物公司的“Carbowax
”和“TER-GITOL
”，Conoco化學(xué)公司的“ALFONIC
”，和Shell化學(xué)公司的“NEODOL
”。TRITON
材料一般認(rèn)為是聚乙氧基化的醇或酚。TERGITOLS
是伯醇或仲醇的聚乙二醇醚;ALFONIC
材料是乙氧基化的直鏈醇，它可以用以下結(jié)構(gòu)通式表示
CH3(CH2)dCH2(OCH2CH2)cOH其中d在4和16之間變化，e是在大約3和11之間的數(shù)字。用以上化學(xué)式表征的ALFONIC 乙氧基化物的具體實(shí)例包括ALFONIC 1012-60，其中d為約8到10，e是平均約5到6;ALFONIC 1214-70，其中d約為10-12，e是平均為大約10到約11;ALFONIC 1412-60，其中d是10-12，e是平均約為7;以及ALFONIC 1218-70，其中d約為10-16，e是平均約10到約11。
Carbowax 甲氧基聚乙二醇是直鏈的甲醇乙氧基化聚合物。這些物質(zhì)的實(shí)例包括Carbowax 甲氧基聚乙二醇350、550和750，其中的數(shù)字值與分子量相近。
NEODOL 乙氧基化物是乙氧基化的醇，其中醇是含有從12到約15個(gè)碳原子的醇的混合物，而且這些醇是帶部分支化鏈的伯醇。這些乙氧基化物是通過(guò)醇與過(guò)量的環(huán)氧乙烷反應(yīng)制得的，例如每摩爾醇與從大約3到大約12或更多摩爾的環(huán)氧乙烷反應(yīng)，例如，NEODOL 乙氧基化物23-6.5是有12到13個(gè)碳原子的帶部分支化鏈的醇化物，它平均具有大約6到7個(gè)乙氧基單元。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物是一種羥基胺。這種羥基胺可以是鏈烷醇胺或聚烷氧基化的胺。此羥基胺可以是伯、仲或叔鏈烷醇胺，或是它們的混合物。這些胺可以用以下化學(xué)式表示
其中各R分別為有1到8個(gè)碳原子的烴基或是有2到約8個(gè)碳原子的羥基烴基，R′是有約2到約18個(gè)碳原子的二價(jià)烴基。上述化學(xué)式中的-R′-OH基代表羥基烴基。R′可以是無(wú)環(huán)的、脂環(huán)的或芳香族的基團(tuán)。一般來(lái)說(shuō)，R′是一個(gè)無(wú)環(huán)的直鏈或支鏈的亞烷基，例如亞乙基、1，2-亞丙基、1，2-亞丁基或1，2-亞十八烷基，以亞乙基或1，2-亞丙基為佳，最好是亞乙基。當(dāng)同一分子中有兩個(gè)R基時(shí)，它們可以通過(guò)直接的碳一碳鍵或是通過(guò)一個(gè)雜原子(例如氧、氮或硫)相連，形成一個(gè)5-，6-，7-或8-元環(huán)結(jié)構(gòu)。這些雜環(huán)胺的實(shí)例包括N-(羥基低級(jí)烷基)-嗎啉、-硫代嗎啉、-哌嗪、-哌啶、-惡唑烷、-噻唑烷等。但是，一般來(lái)說(shuō)，各個(gè)R分別是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。鏈烷醇胺的實(shí)例包括單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基乙醇胺、乙基乙醇胺、丁基二乙醇胺等。
羥基胺也可以是醚N-(羥基烴基)胺。它們是上述的鏈烷醇胺的羥基聚(烴基氧)的類似物(這些類似物還包括羥基取代的氧化烯類似物)。這些N-(羥基烴基)胺可以方便地通過(guò)環(huán)氧化物與上述的胺反應(yīng)制備，并可以用以下化學(xué)式表示
其中g(shù)是從約2到約15的數(shù)字，R和R′如上所述。R也可以是一個(gè)羥基聚(烴基氧)基。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物是可用以下化學(xué)式表示的羥基胺
其中R′如上所述，R″是烴基;各個(gè)a分別為從0到100的整數(shù)，條件是至少一個(gè)a是大于0的整數(shù);b是0或1。
最好是，R″是有8到大約30個(gè)碳原子的烴基，碳原子數(shù)從8到約24個(gè)更好，最好是有10到約18個(gè)碳原子。R″以烷基或鏈烯基為佳，最好是鏈烯基。R″最好是辛基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、油烯基、大豆基或牛脂基。
a以從1到約100為宜，從2到50較好，從2到約20更好，從3到約10還要好，最好是大約5。
以上的羥基胺可以通過(guò)工藝中熟知的技術(shù)制備，很多這類羥基胺有市售商品。例如，它們可以用含有至少6個(gè)碳原子的伯胺與不同量的氧化烯(例如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等)反應(yīng)制得。伯胺可以是單種的胺或是胺的混合物，例如通過(guò)脂肪油(如脂油、鯨蠟油、椰子油等)水解得到的胺。含有約8到約30個(gè)碳原子的脂肪酸胺的具體實(shí)例包括飽和的和不飽和的脂族胺，例如辛胺、癸胺、十二烷胺、十八烷胺、油胺、十四烷胺、十六烷胺。
上述化學(xué)式中的b是o的可用的羥基胺包括2-羥乙基己胺、2-羥乙基辛胺、2-羥乙基十五胺、2-羥乙基油胺、2-羥乙基大豆胺、雙(2-羥乙基)己胺、雙(2-羥乙基)油胺以及它們的混合物。還包括在以上的化學(xué)式中至少一個(gè)a是大于2的整數(shù)的類似化合物，例如2-羥基乙氧基乙基己胺。
一些其中的b為o的羥胺可以從Akzona公司的Armak化學(xué)分公司(Chicago，Illinois)得到，通用的商品名稱為“Ethomeen”和“Propomeen”。這類產(chǎn)物的具體實(shí)例包括“EthomeenC/15，它是含有約5摩爾環(huán)氧乙烷的椰子胺環(huán)氧乙烷縮合物;“EthomeenC/20”和“EthomeenC/25”，它們也是椰子胺的環(huán)氧乙烷縮合產(chǎn)物，兩者分別含有約10和15摩爾的環(huán)氧乙烷;“EthomeenO/12”，它是油胺的環(huán)氧乙烷縮合產(chǎn)物，其中每摩爾胺含有約2摩爾的環(huán)氧乙烷?！癊thomeenS/15”和“EthomeenS/20”，它們是環(huán)氧乙烷與大豆胺的縮合產(chǎn)物，其中每摩爾胺分別含有約5和10摩爾的環(huán)氧乙烷;以及“EthomeenT/12、T/15和T/25”，它們是牛脂胺的環(huán)氧乙烷縮合產(chǎn)物，其中每摩爾胺分別含有約2、5和15摩爾的環(huán)氧乙烷?！癙ropomeenO/12”是1摩爾的油胺與2摩爾的環(huán)氧丙烷的縮合產(chǎn)物。最好是，鹽是由EthomeenC/15或S/15或其混合物形成。
b為1的羥基胺商品的實(shí)例包括“EthoduomeenT/13、T/20和T/25”，它們是N-牛脂三亞甲基二胺的環(huán)氧乙烷縮合產(chǎn)物，其中每摩爾二胺分別含有3、10和15摩爾環(huán)氧乙烷。
上述羥基胺的另一類是Wyandotte化學(xué)公司銷(xiāo)售的液態(tài)TETRONIC多元醇，這些多元醇用以下通式表示
其中h是一個(gè)數(shù)字，它足以使數(shù)均分子量約為3000到約12000，最好是約為6000，j是一個(gè)足以使數(shù)均分子量為約25到約85的數(shù)字。這些醇的實(shí)例包括Tetronic
701、901、1501、90R1和150R1多元醇。在美國(guó)專利2，979，528中說(shuō)明了這類羥基胺，該專利在這里引用作為參考。一個(gè)具體實(shí)例是平均分子量約為8000的這種羥胺，其中氧乙烯基占到全部分子量的7.5%-12%(重量)。這類羥基胺可以用亞烷基二胺(例如乙二胺、丙二胺、己二胺等)與環(huán)氧丙烷反應(yīng)制備。然后將所形成的產(chǎn)物與環(huán)氧乙烷反應(yīng)。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物可以是丙氧基化的肼。丙氧基化的肼以商品名稱OxyprufTM出售。丙氧基化肼的實(shí)例包括OxyprufTM6、12和20，它們分別是用6、12和20摩爾的環(huán)氧丙烷處理的肼。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物可以是聚烷氧基化的酚。這種酚可以是取代的或未取代的。一種優(yōu)選的聚烷氧基化酚是聚乙氧基化壬基酚。聚烷氧基化酚的市售商品有Rohm & Haas公司的Tri-ton
和Texaco化學(xué)公司的Surfonic
(商品名稱)。聚烷氧基化酚的實(shí)例包括Triton
AG-98，N系列和X系列聚乙氧基化壬基酚。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物可以是聚氧化烯脂肪族酯。聚氧化烯脂肪族酯可以由任何聚氧化烯多元醇和脂肪酸制備。聚氧化烯多元醇最好是這里所公開(kāi)的任何一種。脂肪酸最好是上述的其中一種脂肪族一元羧酸。聚氧化烯脂族酯有Armak公司商品名稱EthofatTM的市售商品。聚氧化烯脂族酯的具體實(shí)例包括EthofatTMC/15和C/25，它們分別是用5和15摩爾環(huán)氧乙烷制成的椰子脂肪族酯;EthofatTMO/15和O/20，它們是用5和10摩爾環(huán)氧乙烷制成的油酸酯;以及Ethofat60/15、60/20和60/25，它們是分別用5、10和15摩爾環(huán)氧乙烷制成的硬脂酸酯。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，羥基化合物也可以是聚烷氧基化的脂肪族酰胺。此種脂肪族酰胺以聚丙氧基化的或聚乙氧基化的為佳，最好是聚乙氧基化的?？梢员痪弁檠趸闹舅岬膶?shí)例包括油酰胺、硬脂酰胺、牛脂酰胺、大豆酰胺、椰子酰胺和月桂酰胺。聚烷氧基化的脂肪族酰胺的市售商品有Armak公司的Ethomid
和Lonza公司的Unamide
。這些聚烷氧基化的脂族酰胺的具體實(shí)例包括Ethomid
HT/15和HT/60，它們分別是用5和50摩爾的環(huán)氧乙烷處理過(guò)的氫化牛脂酰胺;Ethomid O/15，是用5摩爾環(huán)氧乙烷處理過(guò)的油酰胺;Unamide
C-2和C-5，它們分別是用2和5摩爾環(huán)氧乙烷處理過(guò)的椰子酰胺;以及Unamide
L-2和L-5，它們分別是用2和5摩爾環(huán)氧乙烷處理過(guò)的月桂酰胺。
本發(fā)明的酯酸可以由含羥基的化合物和羧酸?；瘎┯贸Ｒ?guī)的酯化方法制備。反應(yīng)的溫度在約室溫至任何反應(yīng)物或反應(yīng)混合物發(fā)生分解的溫度之間，以約50℃至250℃為佳，最好是約70℃至175℃，羥基化合物與羧酸或酸酐的當(dāng)量比宜為1∶1.5-4，最好是1∶2。當(dāng)使用羧酸酐時(shí)，酯酸是通過(guò)羥基化合物與酸酐之間的開(kāi)環(huán)反應(yīng)而形成的。
上述酯酸的鹽也可以用在本發(fā)明中。這些鹽可以是銨鹽或金屬鹽。金屬鹽的金屬可以是堿金屬、堿土金屬或過(guò)渡金屬，以堿金屬或堿土金屬為佳，最好是堿金屬。金屬的具體實(shí)例包括鈉、鉀、鈣、鎂、鋅或鋁，最好是鈉或鉀。金屬陽(yáng)離子是通過(guò)用金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽或鹵化物處理酯酸而形成的。金屬鹽是在室溫至約120℃之間的溫度下形成的，最好是從室溫到約80℃。
銨鹽可以由氨或任何的胺得到。銨陽(yáng)離子可以由本文提到的任何一種胺得到。銨陽(yáng)離子也可以由形成酯的羥基胺得到，因此是一種內(nèi)鹽，最好是由烷基單胺或羥基胺形成鹽。羥基胺如上所述。形成酯鹽的胺最好是由以下化學(xué)式表示
其中R′、R″、a和b的定義如上。
烷基單胺是單伯胺、單仲胺或單叔胺、烷基單胺中每個(gè)烷基通常含1到約24個(gè)碳原子，以含1到12個(gè)較好，最好是含1到約6個(gè)?？梢杂迷诒景l(fā)明中的單胺的實(shí)例包括甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺和十二烷胺。仲胺的實(shí)例包括二甲胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基、N-丁胺、N-乙基、N-己胺等。叔胺包括三甲胺、三丁胺、甲基二乙胺、乙基二丁胺等。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，酯酸和酯鹽用以下化學(xué)式表示
式中的R1是上面對(duì)烴基取代的丁二酸?；瘎┧x的烴基;R2是亞烴基或羥基取代的或羥烷基取代的亞烴基;各R3分別是氫、烷基、羥烷基、烴基羰基或聚氧化烯基;各R4分別是亞烴基;各個(gè)n分別為1到150;q是0或1;r是0或1;M是氫、銨陽(yáng)離子或金屬陽(yáng)離子，而且當(dāng)r是0時(shí)，X是-H、-OAr、-OH、-OR5、
、-N(R3)2、
或
當(dāng)r是1時(shí)，X是-H，-R5、
或
其中R5和R6分別是有最多達(dá)100個(gè)碳原子的烴基;R7是氫或有1到約8個(gè)碳原子的烷基，Ar是苯基或芐基。
各R5和R6分別是有最多達(dá)約100個(gè)碳原子的烴基，碳原子數(shù)宜從2個(gè)、最好是約8個(gè)到約50個(gè)(到約30個(gè)更好、最好是到約24個(gè))碳原子。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，各R5分別是烷基或鏈烯基。一般來(lái)說(shuō)，R5含有從1到約28個(gè)碳原子，以最多約18個(gè)為佳，最好是最多約12個(gè)碳原子。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，各R6分別是烷基或鏈烯基、多亞烷基或是它們的混合物。在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，R6是與R1定義相同的基團(tuán)。
Ar是苯基、萘基或芐基。這些苯基、萘基或芐基可以被烴基或聚氧化烯基取代。烴基可以含有2到約18個(gè)碳原子，以含約6個(gè)到約12個(gè)較好，最好是含有約9個(gè)碳原子。聚氧化烯基最好是聚氧乙烯基或聚氧丙烯基。
R2是亞烴基，或是羥基取代或羥烷基取代的亞烴基。R2宜為有2到約8個(gè)碳原子的亞烷基，以有2到約4個(gè)碳原子較好;R2或者是有從2到約10個(gè)碳原子(最好是從約4到約6個(gè)碳原子)的羥基取代或羥烷基取代的亞烷基。當(dāng)R2是亞烷基時(shí)，它最好是亞乙基或亞丙基。
各R3分別為氫、烷基、烴基羰基或是聚氧化烯基。最好是各R3分別是氫;有1到約20個(gè)碳原子(最好是1到約8個(gè)碳原子)的烷基;有1到8個(gè)碳原子(最好是1到4個(gè)碳原子)的羥烷基;烴基中有1到約28個(gè)碳原子(有約8到約30個(gè)更好、最好是有約8到24個(gè)碳原子)的烴基羰基;或者是聚氧乙烯基、聚氧丙烯基或它們的混合物，最好是聚氧乙烯基。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中各R3分別是烷基羰基或鏈烯基羰基。這些烷基或鏈烯基最好是甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、癸烯基、十二碳烯基、十四碳烯基、十六碳烯基或十八碳烯基。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，各R3分別為烷基或鏈烯基。烷基或鏈烯基最好是乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、油烯基、牛脂基或大豆基。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，各R3分別是羥烷基。羥烷基最好是羥甲基或羥乙基，以羥乙基為佳。
各R4分別是亞烴基。R4以分別是有1到約8個(gè)碳原子的亞烷基為佳，以有2到約4個(gè)碳原子為更佳。最好是，各R4分別是亞乙基或亞丙基。
R7是氫或是有1到約8個(gè)碳原子的烷基。其中以氫或甲基、乙基、丙基、丁基或己基為佳，以氫或甲基為更佳，最好是氫。
各個(gè)n分別是1到約150。最好是各個(gè)n分別是從1(從2更好，最好是從3)到大約50(到大約20更好、最好是到大約10)。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，q等于0或1，r等于0或1，在一項(xiàng)實(shí)施方案中，r等于0，X以-OH，-OR5，
為佳，最好是
其中R1、R5、R6和M的定義如前。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，r等于1，q等于1，X最好是
其中R1、R6和M的定義同前。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中r等于0，n等于1，R2是羥基取代的或羥烷基取代的亞烴基，X最好是-OH，-OR5，
或是
其中R1、R5、R6和M的定義同前。
本發(fā)明中使用的酰胺酸和酰胺鹽是通過(guò)上述的多羧酸?；瘎┡c至少一種胺反應(yīng)制得的，該胺選自仲胺、端胺基的聚氧化烯和叔脂基伯胺。這些胺選擇成在胺和多羧酸之間形成酰胺酸。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，胺是仲胺。這種仲胺最好是環(huán)烷基仲胺或烷基仲胺。各烷基分別有從1個(gè)(最好是從約3個(gè))到約28個(gè)(到約12個(gè)更好、最好是到約6個(gè))碳原子。各環(huán)烷基分別含有從4到約28個(gè)碳原子，到約12個(gè)碳原子更好，最好是到約8個(gè)碳原子。環(huán)烷基和烷基的實(shí)例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基或環(huán)辛基。優(yōu)選的烷基仲胺包括(但不限于)二丙胺、二丁胺、二戊胺、二環(huán)己胺和二己胺。
端胺基的聚氧化烯和叔烷基伯胺是含有與氮相連的仲碳或叔碳原子的伯胺。與氮相連的被取代的碳原子提供了阻礙生成酰亞胺的空間位阻作用。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，伯胺是一種叔烷基伯胺。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，烷基含有從大約4(從大約6更好、最好是從大約8個(gè)碳原子)到大約30個(gè)(最好是約24個(gè))碳原子。通常叔烷基伯胺是以下化學(xué)式表示的單胺
其中R8是含有1到約27個(gè)碳原子的烴基。這類胺的實(shí)例有叔丁胺、叔己胺、1-甲基-1-氨基環(huán)己烷、叔辛胺、叔癸胺、叔十二烷胺、叔十四烷胺、叔十六烷胺、叔十八烷胺、叔二十四烷胺、叔二十八烷胺。
胺的混合物也可用于本發(fā)明。這類胺混合物的實(shí)例是“Primene 81R”(C11-C14叔烷基伯胺的混合物)和“Primene JMT”(C18-C22叔烷基伯胺的類似混合物，二者皆可由Rohm & Haas公司購(gòu)得。叔烷基伯胺及其制備方法是普通技術(shù)人員所了解的。在美國(guó)專利2，945，749中敘述了可用于本發(fā)明的叔烷基伯胺及其制備方法，該專利有關(guān)這部分的內(nèi)容在本文引用作為參考。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，伯胺是端胺基的聚氧化烯，例如氨基聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯，或是氨基聚氧丙烯。這些胺通常由一元醇與環(huán)氧化物反應(yīng)制得，例如與氧化苯乙烯，氧化1，2-丁烯、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等反應(yīng)，最好是與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或其混合物反應(yīng)。然后將端羥基轉(zhuǎn)化成氨基。這些胺用以下結(jié)構(gòu)式表示
其中P是1到約150，R9是有1到約18個(gè)碳原子的烷氧基，各R10分別是氫或烷基。P以從1到100為宜，最好是從約4到約40。各R10分別是氫或含1到4個(gè)碳原子的烷基為宜，最好是氫或甲基。R9宜為有1到12個(gè)碳原子的烷氧基，最好是甲氧基。這些類型的胺Texaco化學(xué)公司以Jeffamine的商品名稱銷(xiāo)售。其具體實(shí)例包括Jeffamine
M-600，M-1000，M-2005和M-2070胺。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，端胺基的聚氧化烯是一種二胺，例如最好是端胺基的聚丙二醇。這些二胺由以下化學(xué)式表示
其中q是從1(最好是從2)到大約150(到約100更好，最好是到約75)。這些胺的實(shí)例包括Jeffamine D-230，其中q約為2-3;Jef-famine D-400，其中q約為5-6;Jeffamine D-2000，其中q平均約為33，以及Jeffamine D-4000，其中q平均約為68。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，二胺用以下化學(xué)式表示
其中d是從0到約200的數(shù)字;e是從約10到約650的數(shù)字;f是從0到約200的數(shù)字。這些二胺的數(shù)均分子量以從約600到約6000為宜，最好是從約600到約2000。這類二胺的具體實(shí)例包括Jef-famine ED-600，其中d+f約為2.5，e約為8.5;Jeffamine ED-900其中d+f約為2.5，e約為15.5;以及Jeffamine ED-2001，其中d+f約為2.5，e約為40.5。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，二胺由以下化學(xué)式表示
其中q是一個(gè)足以使該化合物的數(shù)均分子量至少約為600的數(shù)字。這些化合物的數(shù)均分子量以從600到2500為佳，最好是從600到2200。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，端胺基的聚氧化烯是用環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或它們的混合物處理三元醇，接著將端羥基胺化而制得的三胺。這些胺可自Texaco化學(xué)公司購(gòu)得，商品名稱Jeffamine
三胺。這些胺的實(shí)例包括Jeffamine
T-403，它是用約5-6摩爾的環(huán)氧丙烷處理過(guò)的三羥甲基丙烷;Jeffamine
T-3000，它是用50摩爾的環(huán)氧丙烷處理過(guò)的丙三醇;以及Jeffamine
T-5000，它是用85摩爾環(huán)氧丙烷處理過(guò)的丙三醇。
在美國(guó)專利3，021，232、3，108，011、4，444，566和再頒專利31，522中公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明可使用的二胺和三胺。這些專利的公開(kāi)內(nèi)容在本文中引用作為參考。
以上的胺與以上的多羧酸反應(yīng)，形成本發(fā)明的酰胺酸。制備酰胺酸的方法包括用當(dāng)量比約為2-4∶1、最好是2∶1的多羧酸與胺反應(yīng)，反應(yīng)溫度在室溫與剛好低于酰亞胺形成溫度之間，以從室溫到150℃為佳，最好是從室溫到135℃。此反應(yīng)經(jīng)常在4小時(shí)內(nèi)完成，最好是在0.25到約2小時(shí)內(nèi)完成。
在一項(xiàng)實(shí)施方案中，酰胺酸和酰胺鹽用以下化學(xué)式Ⅰ或Ⅱ表示
其中各R1和R4的定義如上;各R12分別為氫、烷基或聚氧化烯基;R11是烷基或聚氧化烯基;n為1到約150;M是氫、銨陽(yáng)離子或金屬離子。
最好是R11為烷基或聚氧化烯基，當(dāng)R11為烷基時(shí)，它的定義與R12相同。當(dāng)R11是聚氧化烯基時(shí)，它最好是聚氧丙烯基或聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯基。
各R12最好是分別為氫或是有1到約20個(gè)碳原子、最好是1到約8個(gè)碳原子的烷基。在一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方案中，各R12分別為有1到約8個(gè)碳原子的烷基。最好是各R12分別是甲基、乙基、丙基、丁基或戊基，又以丁基或戊基為佳。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，酰胺酸或酰胺鹽用化學(xué)式Ⅰ表示，R12是氫，R11則是一個(gè)有叔碳原子與氨基相連的基團(tuán)。最好是R11為一叔脂基，含有從大約4個(gè)(更佳為6個(gè)、最好是8個(gè)碳原子)到大約28個(gè)(最好是約24個(gè))碳原子。R11最好是叔辛基、叔十二烷基、叔十四烷基、叔十六烷基或叔十八烷基。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，酰胺酸或酰胺鹽用化學(xué)式Ⅰ表示，其中R12是氫、R11是聚氧化烯基。最好是R11為聚氧丙烯基或聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯基。
在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，酰胺酸或酰胺鹽用化學(xué)式Ⅱ表示，其中R12是氫或甲基，又以氫為佳。最好是各R4分別為亞烷基，并含有從2到約8個(gè)碳原子(從2到約4個(gè)碳原子較好)，以含2或3個(gè)碳原子為更佳。最好是，各R4分別為亞乙基或亞丙基。
最好是，各R4分別為亞烷基，并含有2到約8個(gè)碳原子，以含2到約4個(gè)碳原子為更佳。最好各R4分別為亞乙基或亞丙基。
各個(gè)n分別為1到約150，以2到約50為宜，2到約20更好，最好是從約3到約10。
以下實(shí)施例涉及本發(fā)明的酰胺酸、酰胺鹽、酯酸和酯鹽。在以下實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)其它部分以及權(quán)利要求中，除非另外指明，份數(shù)和百分含量均指重量，溫度為攝氏度，壓力為大氣壓。中和值是中和1克樣品所需的氫氧化鉀毫克數(shù)。
實(shí)施例1在一個(gè)裝有機(jī)械攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)器中加入224份(0.8摩爾)四聚丙烯基取代的丁二酸酐、72份(0.4摩爾)山梨糖醇和20毫升甲苯。將反應(yīng)混合物加熱到135℃，加入0.3份無(wú)水乙酸鈉。將反應(yīng)混合物在135℃下攪拌3.5小時(shí)。在135℃下吹入N2氣約半小時(shí)以除掉甲苯。產(chǎn)物是粘稠的琥珀色半固體，酚酞中和值為160(理論值152)。
向反應(yīng)器中加入30份上述產(chǎn)物、270份冷自來(lái)水和6.5份濃氫氧化銨，制備銨鹽。將該混合物在室溫下攪拌15分鐘以制成鹽。
實(shí)施例2在裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和氮?dú)獯迪囱b置的反應(yīng)器中加入165份(0.15摩爾)聚丁烯基取代的丁二酸酐，聚丁烯基的數(shù)均分子量約為950，還加入42份(0.15摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐。將酸酐攪拌和加熱到90℃，向容器中加入27份(0.15摩爾)山梨糖醇、0.25份無(wú)水乙酸鈉和20毫升甲苯。將混合物加熱到140℃，在0.2標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí)的氮?dú)獯祾呦聰嚢?小時(shí)。在140℃下用1標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí)(SCFH)的氮?dú)獯祾?.5小時(shí)以除去甲苯。產(chǎn)物為深紅一琥珀色液體，酚酞中和值為72。
將30份(0.038當(dāng)量)上述產(chǎn)物和270份自來(lái)水以及3.0克(0.044當(dāng)量)濃氫氧化銨一起溶解，制備上述產(chǎn)物的銨鹽。在室溫下將混合物攪拌1刻鐘，以形成鹽。
實(shí)施例3在反應(yīng)器中加入165份(0.15摩爾)實(shí)施例2的聚丁烯基丁二酸酐、42份(0.15摩爾)實(shí)施例1的四聚丙烯基丁二酸酐和45份(0.15摩爾)分子量約為300的PEG-300(可自聯(lián)合碳化物化學(xué)公司購(gòu)得)。然后向反應(yīng)器中加入0.25份無(wú)水乙酸鈉和20毫升甲苯。將混合物在攪拌下加熱到140℃并保持3.5小時(shí)。在140℃下以0.5SCFH的氮?dú)獯祾撸ゼ妆?。產(chǎn)物是琥珀紅色粘稠液體，酚酞中和值為72(理論值67)。
將30份(0.037當(dāng)量)以上產(chǎn)物溶在270份自來(lái)水和3.0份(0.045當(dāng)量)濃氫氧化銨中制備該產(chǎn)物的銨鹽。在室溫下攪拌混合物15分鐘以制得鹽。
實(shí)施例4在裝有機(jī)械攪拌器，溫度計(jì)和氮?dú)馊肟诘姆磻?yīng)器中裝入133份(0.5當(dāng)量)實(shí)施例1的丁二酸酐和150份(0.5當(dāng)量)的Carbowax300，后者是分子量約為300的聚氧乙二醇，可自聯(lián)合碳化物化學(xué)公司購(gòu)得。將混合物在攪拌和吹入0.3SCFH的氮?dú)庀录訜岬?50℃，并保持1小時(shí)。產(chǎn)物對(duì)酚酞的中和值為103.5。
將100份(0.19當(dāng)量)上述產(chǎn)物加到90份水和10.5份(0.19當(dāng)量)濃氫氧化銨中，制備該產(chǎn)物的銨鹽。將混合物在室溫下攪拌15分鐘。50%的水溶液的pH為7.0-7.5。
實(shí)施例5在裝有溫度計(jì)和攪拌器的容器中加入192份(0.5摩爾)Ethomeen C-15和130份(0.5摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐。此反應(yīng)是放熱的。然后將反應(yīng)混合物加熱到110℃，并保持2小時(shí)。產(chǎn)物的紅外光譜在1770cm-1和1840CM-1處沒(méi)有酸酐吸收峰。產(chǎn)物的中和值為84。
實(shí)施例6在反應(yīng)器中裝入133份(0.5摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐和80.5份(0.5摩爾)正丁基二乙醇銨。反應(yīng)放熱到80℃。將反應(yīng)混合物加熱到110℃，并攪拌0.5小時(shí)。
實(shí)施例7在反應(yīng)器中裝入166份(0.5摩爾)異構(gòu)化的C16α-烯烴取代的丁二酸酐和74.5份(0.5摩爾)三乙醇胺。將該混合物在輥筒上攪動(dòng)一刻鐘。將容器加熱到100℃，在輥筒上攪動(dòng)一刻鐘。
實(shí)施例8在反應(yīng)器中加入47份(0.05摩爾)EthoduomeenT-25和26份(0.1摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐。將混合物加熱到110-120℃，并在攪拌下保持2小時(shí)。產(chǎn)物對(duì)酚酞的中和值為60(理論值76)。
將9.4份(0.01當(dāng)量)的以上產(chǎn)物和3.8份(0.01當(dāng)量)EthomeenC-15混合，制備以上產(chǎn)物的胺鹽。該產(chǎn)物是深琥珀色粘稠液體。
實(shí)施例9按照實(shí)施例8的步驟，使39份(0.15摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐和47份(0.05摩爾)EthoduomeenT-25反應(yīng)，形成酚酞中和值為89(理論值97)的產(chǎn)物。將6.3份(0.01當(dāng)量)以上產(chǎn)物與3.8份(0.01當(dāng)量)EthomeenC-15混合，制得以上產(chǎn)物的銨鹽。
實(shí)施例10按照實(shí)施例8的步驟，使26份(0.1摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐和57份(0.1摩爾)EthomeenC-15反應(yīng)，形成酚酞中和值為74(理論值67)的產(chǎn)物。將8.4份(0.01當(dāng)量)以上產(chǎn)物與3.8份(0.01當(dāng)量)的EthomeenC-15混合，制得以上產(chǎn)物的銨鹽。
實(shí)施例11按照實(shí)施例8的步驟，使26份(0.1摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐和42份(0.1摩爾)的UnamideC-15(用5摩爾環(huán)氧乙烷處理過(guò)的椰子胺)反應(yīng)，形成酚酞中和值為89(理論值82)的產(chǎn)物。將6.3份(0.01當(dāng)量)的上述產(chǎn)物與3.8份(0.01當(dāng)量)的EthomeenC-15混合，制得上述產(chǎn)物的銨鹽。
實(shí)施例12按照實(shí)施例8的步驟，使26份(0.1摩爾)實(shí)施例1的丁二酸酐與58份(0.1摩爾)的聚乙二醇400單月桂酸酯反應(yīng)，得到酚酞中和值為71(理論值66)的產(chǎn)物。將7.9份(0.01當(dāng)量)的上述產(chǎn)物與3.8份(0.01當(dāng)量)的EthomeenC-15反應(yīng)，制得上述產(chǎn)物的銨鹽。
實(shí)施例13在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管和加料漏斗的反應(yīng)器中加入269份四聚丙烯基取代的丁二酸酐。然后在3小時(shí)內(nèi)逐滴加入374份Primen 81R(一種C12-14叔烷基伯胺的混合物，可自Rohm & Haas公司購(gòu)得)。該反應(yīng)放熱，在加胺期間反應(yīng)物的溫度從室溫升高到約59℃。在55℃下再繼續(xù)攪拌1小時(shí)。冷卻到40℃以后，將該物質(zhì)過(guò)濾并收集之。
實(shí)施例14在如實(shí)施例1所述裝備的反應(yīng)器中加入508份(2.0摩爾)四聚丙烯基取代的丁二酸酐。將丁二酸酐加熱到95℃，在2小時(shí)內(nèi)逐滴加入277份(2.1摩爾)的二丁胺。反應(yīng)在95℃下維持1小時(shí)，冷卻到室溫。產(chǎn)物有3.8%的氮，酚酞中和值為143。
實(shí)施例15在如實(shí)施例1所述裝備的容器中加入133份(0.5摩爾)四聚丙烯基取代的丁二酸酐、300份(0.5摩爾)JeffamineM600和200份二甲苯。將反應(yīng)混合物在攪拌下加熱到135℃。保持溫度在135℃和145℃之間3小時(shí)。收集3.5毫升水。將反應(yīng)物在135℃和10毫米汞柱下減壓汽提。殘余物冷卻到室溫。殘余物是深橙色液體，含1.7%的氮。
實(shí)施例16在反應(yīng)器中加入288份(0.33摩爾)實(shí)施例3的產(chǎn)物和141份(0.33摩爾)EthomeenC-15。將混合物攪拌10分鐘。產(chǎn)物是橙色透明液體，含2.2%的氮。
實(shí)施例17在反應(yīng)器中裝入98份(0.25摩爾)實(shí)施例2的產(chǎn)物和101份(0.25摩爾)的EthomeenS/15。將混合物攪拌15分鐘。產(chǎn)物為含氮3.2%的橙色液體，酚酞中和值為58.2。
實(shí)施例18在反應(yīng)器中加入1064份(4.0摩爾)四聚丙烯基取代的丁二酸酐。然后在1.25小時(shí)內(nèi)逐滴加入640份(4.0摩爾)二戊胺。反應(yīng)放熱，溫度從室溫升高到57℃。然后將反應(yīng)混合物加熱到100℃，并保持1.50小時(shí)。將反應(yīng)混合物冷卻到70℃，逐滴加入1193份(2.8摩爾)EthomeenC/15和456份(0.9摩爾)EthomeenS/15。將混合物攪拌15分鐘，得到橙色的透明液體產(chǎn)物。產(chǎn)物含有3.28%的氮，酚酞中和值為67.5。
實(shí)施例19在反應(yīng)器中加入58份(0.12摩爾)酰胺酸和16.1份(0.12摩爾)二丁胺，該酰胺酸通過(guò)當(dāng)量比為2∶1的四聚丙烯基丁二酸酐與JeffamineD-400反應(yīng)制得，酚酞中和值為119.5，含氮2.8%。將反應(yīng)混合物加熱到50℃，并攪拌50分鐘。產(chǎn)物為橙黃色漿體，酚酞中和值為99.5，含4.5%氮。
實(shí)施例20在反應(yīng)器中加入33份(0.13摩爾)四聚丙烯基丁二酸酐，140份(0.13摩爾)聚丁烯基丁二酸酐(其中的聚丁烯基的數(shù)均分子量約為950)和50份(0.13摩爾)JeffamineD-400。將混合物攪拌15分鐘。反應(yīng)溫度升高到80℃，將反應(yīng)混合物加熱到100℃45分鐘，并攪拌10分鐘。此中間體產(chǎn)物的酚酞中和值為74.2。向容器中加入EthomeenC/15(114份，0.27摩爾)。將反應(yīng)混合物攪拌15分鐘。產(chǎn)物的酚酞中和值為48.7，含氮2.1%。
實(shí)施例21在如實(shí)施例1所述裝備的反應(yīng)器中加入280份(0.25摩爾)實(shí)施例8中所述的聚異丁烯基丁二酸酐。將此丁二酸酐加熱到75℃，在1小時(shí)15分鐘內(nèi)逐滴加入40份(0.25摩爾)二戊胺。將反應(yīng)混合物加熱到105℃，保持此溫度1小時(shí)15分鐘。這種中間體產(chǎn)物的酚酞中和值為62.1。然后在82℃下加入162份(0.25摩爾)EthomeenC/20，并將反應(yīng)混合物攪拌15分鐘。將產(chǎn)物冷卻到室溫。產(chǎn)物的酚酞中和值為67.1，含氮1.23%。
實(shí)施例22在反應(yīng)器中加入39份(0.1摩爾)酰胺酸，該酰胺酸由四聚丙烯基丁二酸酐和二丁胺制得，酚酞中和值為143.5。在2分鐘內(nèi)于攪拌下逐滴加入二乙醇胺(10.6份，0.1摩爾)。將反應(yīng)混合物在室溫下攪拌15分鐘。產(chǎn)物的酚酞中和值為111，含氮5.77%。
如上所述，用來(lái)處理聚合物織物的混合物含有(1)至少一種酯酸、酯鹽或其混合物，和(2)至少一種酰胺酸、酰胺鹽或其混合物。該混合物含有足夠數(shù)量的(1)和(2)以便使聚合物織物具有芯吸和潤(rùn)濕性質(zhì)。在一項(xiàng)實(shí)施方案中，酰胺酸、酰胺鹽或它們的混合物占主要數(shù)量(大于混合物重量的50%)。在這一實(shí)施方案中，酯酸、酯鹽或它們的混合物占較少數(shù)量(少于混合物重量的50%)。在另一項(xiàng)實(shí)施方案中，酯酸、酯鹽或它們的混合物在混合物中的重量含量是從約1%(最好是從約10%)到約99%(到約75%較好、到約40%更好、最好是到約30%)。酰胺酸、酰胺鹽或其混合物在混合物中的重量含量是從約1%(約25%較好、約60%更好、最好是約70%)到約99%(到約95%較好、最好是到約90%)。一種可用的混合物含有80%(重量)的酰胺酸、酰胺鹽或其混合物和20%(重量)的酯酸、酯鹽或其混合物。
聚合物織物通常用上述混合物的有機(jī)或含水混合物處理，上述混合物的重量含量從約0.25%(約0.5%更好、最好是約0.75%)到最多約5%(到約3%較好、到約2%更好、最好是到約1%)。該混合物可以是溶液或分散液。有機(jī)混合物可以用揮發(fā)性有機(jī)溶劑配制?？捎玫挠袡C(jī)溶劑包括醇類，例如有1到約6個(gè)碳原子的醇，包括丁醇和己醇;或是酮類，例如丙酮或甲乙酮。最好是以水溶液或分散液的形式施用該潤(rùn)濕劑。潤(rùn)濕劑可以通過(guò)向織物噴涂或是將織物在混合物中浸涂的方式施用。在施加潤(rùn)濕劑之后，用通常的任何干燥方法將處理過(guò)的織物干燥，例如在120℃下干燥約3到5分鐘。
可以使用一種潤(rùn)濕助劑來(lái)縮短上述含水混合物的潤(rùn)濕時(shí)間。這種潤(rùn)濕助劑以表面活性劑為佳，最好是非離子表面活性劑?？捎玫谋砻婊钚詣┌ㄉ鲜龅亩送榛垩趸┖屯檠趸姆?。最好是，表面活性劑是端烷基的聚氧化烯。
也可以通過(guò)將混合物加熱來(lái)縮短混合物的潤(rùn)濕時(shí)間。通常，混合物在室溫下施用。但是，溫度升高10-15℃會(huì)顯著縮短潤(rùn)濕時(shí)間。
最好是，在干燥之后，處理過(guò)的聚合物織物的吸收量占織物重量的約0.1%(最好是占約0.5%)到約3%(到約1%更好，最好是到約0.8%)。吸收百分?jǐn)?shù)是混合物在聚合物織物上的重量百分?jǐn)?shù)。
以下的表Ⅰ包括了可用于本發(fā)明的混合物實(shí)例。
下面的表Ⅱ包括了用混合物(B)的水溶液或分散液處理過(guò)的聚丙烯織物的實(shí)例。聚合物織物可以是市售的任何聚丙烯織物。水溶液或分散液中含有至少一種含量示于表中的混合物。將聚丙烯織物浸在水溶液或分散液中，然后在125℃干燥3-5分鐘。
表Ⅱ?qū)嵗旌衔?B)混合物(B)在水中的量I實(shí)例A1%II實(shí)例B0.75%III實(shí)例C0.5%IV實(shí)例D0.75%處理過(guò)的聚合物織物具有改進(jìn)的親水性特性。處理過(guò)的織物在織物的芯吸/潤(rùn)濕能力方面顯示出改進(jìn)。本發(fā)明的聚合物織物可以利用工藝中已知的方法作成尿布、婦女用品、外科手術(shù)衣、可透氣的衣服襯里等。
處理過(guò)的織物或用該織物作成的產(chǎn)品的性質(zhì)可以用ASTM方法E96-80，關(guān)于材料的水汽透過(guò)性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，和INDA(國(guó)際非織造織物和用后可棄物品協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)807-70(82)，關(guān)于非織造織物抗鹽水性INDA標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)(常稱作MasonJar試驗(yàn))來(lái)測(cè)定。后一試驗(yàn)采用0.9%(重量)的鹽水溶液。
本發(fā)明已聯(lián)系其優(yōu)選的實(shí)施方案作了說(shuō)明，但是應(yīng)該清楚，工藝技術(shù)人員根據(jù)本說(shuō)明書(shū)顯然可以作出各種變動(dòng)。因此，應(yīng)該清楚，本文所公開(kāi)的發(fā)明將把處在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的這些變動(dòng)包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種組合物，其中含有(i)至少一種酯酸、酯鹽或其混合物，和(ii)至少一種酰胺酸、酰胺鹽或其混合物。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中(ⅰ)是多羧酸?；瘎┡c羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中多羧酸?；瘎┦且环N二聚酸，烴基取代的丁二酸，Alder?；瘎┗蛉鬯狨；瘎?。
4.權(quán)利要求2的組合物，其中多羧酸酰化劑是烴基取代的丁二酸?；瘎摕N基含有從約8個(gè)到約150個(gè)碳原子。
5.權(quán)利要求4的組合物，其中烴基是有約10個(gè)到約30個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基;或是由數(shù)均分子量約為500到1500的聚鏈烯衍生的烷基或鏈烯基。
6.權(quán)利要求4的組合物，其中烴基是有約10個(gè)到約30個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基。
7.權(quán)利要求2的組合物，其中羥基化合物選自脂族或烯化多元醇，聚氧化烯多元醇，端烷基的聚氧化烯多元醇，聚氧化烯胺，聚氧化烯二醇脂族酯，聚烷氧基化酚，聚烷氧基化脂族酰胺和鏈烷醇胺。
8.權(quán)利要求2的組合物，其中羥基化合物是聚氧化烯二醇、端烷基的聚氧化烯多元醇或是亞烷基多元醇。
9.權(quán)利要求2的組合物，其中羥基化合物是季戊四醇、丙三醇、山梨糖醇、二季戊四醇、三羥甲基丙烷或乙二醇。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中(1)用以下化學(xué)式表示
式中的R1是有約8個(gè)到約150個(gè)碳原子的烴基;R2是亞烴基，或是羥基取代的、或羥烷基取代的亞烴基;各R3分別為氫、烷基、羥烷基、烴基羰基或聚氧化烯基;各R4分別為亞烴基;各個(gè)n分別為1到150;q是0或1;r是0或1;M是氫、銨陽(yáng)離子或金屬陽(yáng)離子，而且當(dāng)r是0時(shí)，X是-H、-OAr、-OH、OR5、
、-N(R3)2、
或
當(dāng)r為1時(shí)，X是-H、-R5、
或
其中各R5和R6分別為最多有100個(gè)碳原子的烴基;R7是氫或有1到約8個(gè)碳原子的烷基，Ar是苯基或芐基。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中酯鹽來(lái)源于胺。
12.權(quán)利要求11的組合物，其中胺是鏈烷醇胺或聚烷氧基化的胺。
13.權(quán)利要求11的組合物，其中胺用以下化學(xué)式表示
其中各R′分別為亞烷基;R′是有大約2到約30個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基;各a分別為1到100，b為0或1。
14.權(quán)利要求1的組合物，其中(ⅱ)的酰胺酸、酰胺鹽或其混合物是至少一種多羧酸?；瘎┖椭辽僖环N胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述之胺選自仲胺、端胺基的聚氧化烯和叔烷基伯胺。
15.權(quán)利要求14的組合物，其中多羧酸?；瘎┦嵌鬯?、烴基取代的丁二酸、Alder酰化劑，或是三聚酸?；瘎┗蛩鼈兊幕旌衔?。
16.權(quán)利要求14的組合物，其中多羧酸?；瘎┦菬N基取代的丁二酸酰化劑，其烴基含有從8個(gè)到約150個(gè)碳原子。
17.權(quán)利要求16的組合物，其中烴基是含有從約8個(gè)到約30個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基;或是來(lái)源于數(shù)均分子量為約500到約1500的聚鏈烯的烷基或鏈烯基。
18.權(quán)利要求16的組合物，其中烴基是含約10個(gè)到約30個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基。
19.權(quán)利要求14的組合物，其中的胺是仲胺，并選自各烷基含1到約28個(gè)碳原子的烷基仲胺和有聚氧化烯基、羥基聚氧化烯或鏈烷醇基的仲胺。
20.權(quán)利要求14的組合物，其中胺是含有至少一個(gè)丁基、戊基、己基、庚基或它們的混合物的烷基仲胺。
21.權(quán)利要求14的組合物，其中胺是一種端胺基的聚氧丙烯，或端胺基的聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚氧丙烯。
22.權(quán)利要求14的組合物，其中胺是含有約4個(gè)到約28個(gè)碳原子的叔烷基伯胺。
23.權(quán)利要求14的組合物，其中胺是叔烷基伯胺，該烷基是叔辛基、叔十二烷基、叔十四烷基、叔十六烷基、叔十八烷基或它們的混合物。
24.權(quán)利要求1的組合物，其中(ⅱ)由以下化學(xué)式Ⅰ或Ⅱ表示
其中各R1分別為有約8個(gè)到150個(gè)碳原子的烴基;各R12分別為H、烷基或聚氧化烯基;各R4分別為亞烴基;R11是烷基或聚氧化烯基;n是1到約150;M是氫，銨陽(yáng)離子或金屬陽(yáng)離子。
25.權(quán)利要求14的組合物，其中酰胺鹽從胺產(chǎn)生。
26.權(quán)利要求25的組合物，其中胺是鏈烷醇胺或是聚烷氧基化胺。
27.權(quán)利要求25的組合物，其中胺用以下化學(xué)式表示
式中R″是烷基或鏈烯基;各R′分別為鏈烯基;各個(gè)a分別為從0到約100的整數(shù)，條件是至少一個(gè)a是大于0的整數(shù);b是0或1。
28.一種組合物，其中含有(1)至少一種烴基取代的丁二酸?；瘎┖土u基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該反應(yīng)產(chǎn)物是酯酸、酯鹽或它們的混合物，和(ⅱ)至少一種烴基取代的丁二酸酰化劑和胺的反應(yīng)產(chǎn)物，胺選自仲胺、端胺基的聚氧化烯和叔烷基伯胺，該反應(yīng)產(chǎn)物是酰胺酸、酰胺鹽或它們的混合物。
29.權(quán)利要求28的組合物，其中烴基含有從8個(gè)到約150個(gè)碳原子;羥基化合物選自脂族醇或亞烷基醇、聚氧化烯多元醇，端烷基的聚氧化烯多元醇、聚氧化烯胺、聚氧化烯二醇脂族酯、聚烷氧基化酚、聚烷氧基化脂族酰胺以及鏈烷醇胺;胺是含有從3到約28個(gè)碳原子的烷基的仲胺，端胺基的聚氧化烯，或是叔烷基伯胺。
30.權(quán)利要求28的組合物，其中羥基化合物是聚氧化烯二醇、端烷基的聚氧化烯多元醇或亞烷基多元醇。
31.權(quán)利要求28的組合物，其中胺是一種端胺基的聚氧化烯。
32.一種制品，其中含有(A)一種聚合物織物，它用(B)權(quán)利要求1的組合物處理過(guò)。
33.權(quán)利要求32的制品，其中聚合物織物是無(wú)紡織物。
34.權(quán)利要求32的制品，其中聚合物織物的聚合物是聚丙烯。
35.一種制品，其中含有(A)一種聚合物織物，它用(B)權(quán)利要求28的組合物處理過(guò)。
36.權(quán)利要求35的制品，其中聚合物織物是無(wú)紡織物。
37.權(quán)利要求35的制品，其中聚合物織物的聚合物是聚丙烯。
38.含有權(quán)利要求32的制品的尿布。
39.含有權(quán)利要求35的制品的尿布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種組合物混合物和用該組合物處理過(guò)的聚合物織物，該組合物含有(i)至少一種酯酸、酯鹽或其混合物，和(ii)至少一種酰胺酸、酰胺鹽或其混合物。處理過(guò)的聚合物織物具有改進(jìn)的芯吸/潤(rùn)濕特性。這種處理過(guò)的聚合物織物在反復(fù)暴露于含水流體中時(shí)仍保持這些特性。
文檔編號(hào)D06M13/402GK1071474SQ92112140
公開(kāi)日1993年4月28日 申請(qǐng)日期1992年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月4日
發(fā)明者K·萊爾 申請(qǐng)人:魯布里佐爾公司