表面结合有反应性金属的制品及应用方法

xiaoxiao2021-2-23  123

表面结合有反应性金属的制品及应用方法
【专利说明】表面结合有反应性金属的制品及应用方法 发明领域
[0001] 本文描述了表面结合有反应性金属的制品、用于涂布制品的含金属聚合物和在其 表面涂布运种反应性金属的方法。本工艺包括在多种基材上涂布反应性金属W使金属离子 从制品表面延时释放。当基材是结合有反应性锋和铜的编织织物、非编织织物和针织织物 时,本发明特别有效。
[0002] 发明背景
[0003] 认为有许多健康相关的益处与金属和金属离子有关联。例如,已知锋用于粉刺、头 皮屑和尿布疹的治疗;W及作为天然的遮光剂。已知银具有抗菌性质。多年W来铜一直用于 皮肤修复和再生的药品。铜增加氧的输送、中和自由基并抑制霉和霉菌的生长。基于W上和 其他原因,存在将金属导入织物、成品服装和其他产品中的需求。
[0004] 在将金属涂布于织物的领域中,存在两种主要的实施方法:挤出和电锻。挤出需要 将金属封装入织物的纤维中。通常,将金属和织物的聚合物加入浆料中,并挤出浸溃的纤维 (参见例如美国专利号8,741,197)。该方法限制了挤出纤维自身中金属的添加,并且不能在 成品形式下进行编织纺织物或非编织纺织物的处理。进一步,由该方法制作的纤维对某些 化学品敏感。例如,由运种产品制作的服装在暴露于织物柔软剂时会发生降解。
[0005] 进一步已知纺织物可被金属锻覆。已知电锻是将金属涂布于织物的方法。该工艺 需要导电材料W在其上沉积金属。无电锻覆不需要电流,但该方法是更为昂贵的选择且受 限于自催化还原反应,限制了可用金属的类型。
[0006] 需要提供一种W反应性形态、离子、络合物或盐的形态将金属涂布于基材表面的 方法。
[0007] 需要提供一种不使用电流或过量化学品而将反应性金属涂布于例如纺织物、泡沫 材料、硫化或模制产品的表面的方法,包括纤维、编织或非编织织物,W及例如服装和配饰 的成品。
[000引进一步需要提供将反应性金属涂布于基材的方法,其中所述基材保持其物理性 质。
[0009] 本发明采用含有反应性金属的聚合物W实现运些目标。本领域中已知使用金属离 子交联聚合物链并将金属离子封装入聚合物中。现有技术中也包括来源于丙締酸、丙締酸 衍生物等的交联聚合物。
[0010] 例如,授予Atlas的美国专利编号4,484,926公开了由具有高回潮率和抗静电性质 的交联的吸湿性均聚物制作的纤维。适用于均聚物的单体包括丙締酸和丙締酸甲醋。Atlas 没有公开共聚物。
[0011] 授予Gaidis等的美国专利编号4,968,734公开了由丙締酸或甲基丙締酸和丙締酸 的径基烷基醋或甲基丙締酸的径基烷基醋构成的共聚化合物,其用于混凝±组合物W解决 流动和凝固问题。
[0012] 授予Manning等的美国专利编号5,071,681公开了具有纤维素纤维网的非编织织 物,该纤维素纤维由亲水性吸收聚合物化合物处理W增强吸水能力。该吸收聚合物可W是 丙締酸或甲基丙締酸的均聚物,或来源于丙締酷胺的簇酸化聚合物。该吸收聚合物也可W 是丙締酸或甲基丙締酸与一种或多种締键式不饱和共聚单体的共聚物。在使用诸如聚缩水 甘油酸、双官能环氧化物和多官能环氧化物的有机交联剂,或与价态大于1且配位大于2的 金属离子(例如锋、铁和锡)络合而涂布于织物网后,该聚合物交联。
[0013]授予Krishnan等的美国专利编号5,505,999公开了被聚合物涂布的纺织物基材, 该聚合物由不饱和单簇酸醋单体或双簇酸醋单体(例如甲基丙締酸甲醋)和脂族共辆二締 单体组成。该聚合物还可含有不饱和单簇酸单体或双簇酸单体(例如丙締酸)。该聚合物可 进一步含有交联剂和其他添加剂W提高物理和机械性质。
[0014] 授予化dmann等的美国专利5,599,898公开了可轻微溶胀的具有氨基的"爆米花 (popcorn)"聚合物,其适于从溶液中除去金属离子(例如Cu 2+和化2+)。该聚合物由乙締基簇 酷胺的单体、单締键式不饱和单体(例如丙締酸甲醋、丙締酸)和作为交联剂的具有至少两 个締键式不饱和双键的化合物(例如二丙締酸乙二醇醋、二甲基丙締酸乙二醇醋)。其中未 教导运种"爆米花"聚合物用于或涂布于纺织物或织物。
[0015] 授予Hamers等的美国专利编号7,074,750公开了用于纺织物表面去污处理的阳离 子改性纳米颗粒。该纳米颗粒由亲水性交联聚合物制成,该聚合物包含至少60%的含簇基 的締键式不饱和单体(例如丙締酸和甲基丙締酸),和非水溶性单締键式不饱和单体(例如 丙締酸甲醋)、多締键式不饱和单体、含横酸或麟酸的单体W及/或水溶性非离子型单体的 组合。该纳米颗粒由阳离子聚合物、多价金属离子或阳离子表面活性剂涂覆。公开的阳离子 多价金属离子包括锋和铜,即便铜并不是所有应用中所需要的。
[0016] 授予Wang等的美国专利编号8,506,788公开了用于锻铜的整平化合物(Ieveler compounds),其用于制造半导体和电路板等。该整平化合物具有金属离子、电解质和由W下 单体制成的聚合整平剂:締键式不饱和交联剂,締键式不饱和含氮杂环单体和甲基丙締酸 醋单体。该金属离子优选是铜离子。
[0017] 尽管有运些努力尝试,但是所有既存的含有并释放金属离子的纺织物纤维仍然受 到多个缺陷的困扰。例如,运些织物限于某些颜色,并且根据所用的纺织物可能是紧贴的和 起静电的。本领域的研究已经表明运些缺陷至少部分来源于金属涂布溶液的不透明性。
[0018] 铜(II)氧化物或氧化铜(CuO)是较高价态的铜氧化物。其为具有离子结构的黑色 固体,且能够具有刺激性。但是,认为皮肤过敏性的风险是极小的。作为比较,铜(I)氧化物 或氧化亚铜(CU2〇)通常是红色固体,虽然根据颗粒的大小其可呈现黄色或红色。当组合在 一起时,运两种离子产生赤褐色(copper-colored)的溶液。如果含有运些种类的铜,则因为 微红的铜色主导而难W使得织物具有多种颜色。
[0019] 因此,需要改善含金属溶液的不透明性和颜色W施加在织物之上。
[0020] 所W,本发明的目的在于提供金属浸制的轻量织物,其可W是编织的、非编织的或 针织的,可用于制作服装制品和家居制品,所述制品可W广范围的颜色进行生产,舒适且能 延迟释放离子,与此同时注重环保且可供人员安全穿戴。
[0021] 本发明的目的还在于提供用于涂布或浸制各种类型的基材的含金属聚合物,特别 是用于涂布或浸制各种类型的织物。本发明的目的在于使运种聚合物具有充分的水溶性和 化学反应性,从而基材与水分接触时金属离子得到释放。
[0022] 本发明的另一个目的在于能够制造含有金属浸制聚合物的多种颜色的基材。
[0023] 本发明的进一步的目的在于制造含金属织物,其可廉价制造且能够使用标准设备 W注重环保和安全的方式进行制造。
[0024] 本发明的目的在于提供通过载体或载剂将反应性金属涂布于或输送至基材表面 的方法。本发明目的在于改进现有的将反应性金属导入织物、纺织物和其他产品的方法和 技术的缺陷。
[0025] 特别地,本发明的目的在于向产品,特别是向成品形式的产品提供例如金属离子 和反应性金属盐的反应性金属的有效涂布。
[0026] 本发明的目的在于使结合至基材的金属离子和金属盐是可移动的,从而其可被移 动至织物或基材之外。
[0027] 本发明的进一步的目的在于提供金属离子从基材向外部物体的延时释放。
[002引发明概述
[0029] 上述目标已经通过提供基于本发明的制品而达成,其中反应性金属络合物涂布于 制品表面W使金属离子可移动至织物或基材外部的物品。该反应性金属通过载体或载剂结 合至制品且能够释放。
[0030] -个根据本发明制作运种制品的方法需要基材、使用载体或载剂将反应性金属涂 布于基材、W及干燥基材。
[0031] 特别地,本发明的一个方面提供了一种聚合载体悬浮液,其包含:由选自丙締酸、 丙締酸甲醋和氨基甲酸醋的单体合成的聚合物,W及至少一种具有+1或+2氧化态的金属或 其盐和配位络合物,其中所述聚合物在簇基端基被部分中和。在某些实施方式中,所述聚合 物是=元共聚物。在其他实施方式中,所述聚合物是共聚物。
[0032] 在一些实施方式中,所述金属包括锋或铜化合物中的至少一种。在一些运种实施 方式中,所述金属化合物含有硫酸铜(II)、化晚硫酬锋和五水合硫酸铜中的至少一种。在某 些运种实施方式中,五水合硫酸铜在组合物中的含量为60重量%。在某些实施方式中,化晚 硫酬锋在组合物中的含量为1-5重量%。在其他实施方式中,所述金属包含2-化晚硫醇-1-氧化物锋。在某些实施方式中,所述金属还包含硫酸铜。
[0033] 在聚合载体悬浮液的某些优选实施方式中,所述金属化合物包含金属摩尔比为 2.45:3的硫酸铜和2-化晚硫醇-1-氧化物锋。
[0034] 在聚合载体悬浮液的某些实施方式中,所述悬浮液还含有氧化締聚氨基酸。在某 些实施方式中,所述氧化締聚氨基酸由3-氨基-1-丙醇-2-氯S苯甲基khlorotityl)酸、W 及"苯乙締-异戊二締和苯乙締-下二締中的至少一种"合成。
[0035] 在一些优选实施方式中,聚合载体悬浮液的pH为6.0-7.0,粘度为50-300厘泊,W 及/或闪点大于94°C。
[0036] 聚合载体悬浮液的金属含量在室溫下可稳定长达六个月,优选实施方式中在室溫 下稳定长达一年。进一步,当在室溫下存储时,金属络合物在六个月内,优选在一年内不从 聚合载体悬浮液中析出。在某些优选实施方式中,当在室溫下存储时,六个月内悬浮液的颜 色无变化。在某些实施方式中,当在室溫下存储时,一年内悬浮液的颜色无变化。
[0037] 在聚合载体悬浮液的某些实施方式中,所述聚合物是聚甲基丙締酸甲醋和/或聚 甲基丙締酸径丙基醋。在其他实施方式中,所述聚合物由例如氨基甲酸醋的单体合成。在某 些实施方式中,所述氨基甲酸醋具有选自径基封端聚下二締化TPB)、径基封端聚酸化TPE) 和径基封端己内醋酸化TCE)的预聚物。在某些实施方式中,氨基甲酸醋含有平均分子量约 为2800g/mol的HTPB预聚物。在单体为氨基甲酸醋的其他实施方式中,氨基甲酸醋包含径基 封端的聚酸,该径基封端的聚酸为聚1,4-下二醇和聚乙二醇的混合物,该混合物通常称作 T阳G。
[0038] 在另一个具体方面中,本发明提供一种聚合载体组合物,其包括:由选自丙締酸、 丙締酸甲醋和氨基甲酸醋的单体合成的聚合物;W及至少一种具有+1或+2氧化态的金属化 合物,包括其盐和配位络合物。所述组合物可W是固体、溶液、悬浮液或乳液。
[0039] 在聚合载体组合物的优选实施方式中,所述金属化合物是铜和锋中的至少一种。 在某些实施方式中,所述金属包含锋和铜。
[0040] 在某些实施方式中,用于制备聚合组合物的聚合物的单体是甲基丙締酸甲醋或甲 基丙締酸径丙基醋。在其他实施方式中,所述单体是氨基甲酸醋。在单体为氨基甲酸醋的某 些实施方式中,所述单体具有选自径基封端聚下二締和径基封端聚酸的预聚物。在单体为 氨基甲酸醋的其他实施方式中,所述氨基甲酸醋含有分子量约为2800g/mol的径基封端聚 下二締预聚物。在一些优选实施方式中,所述径基封端聚酸包含聚1,4-下二醇(聚THF或 Terathane)和聚乙二醇(PEG)的混合物,也称作TPEG。[0041] 在另一个具体的方面,本发明还提供金属浸制的制品,其包含涂布有涂饰剂的基 材。所述涂饰剂含有一种聚合载体组合物,其包括:由选自丙締酸、丙締酸甲醋和氨基甲酸 醋的单体合成的聚合物,W及至少一种具有+1或+2氧化态的金属,其中所述金属是离子或 盐的形态。
[0042] 在金属浸制制品的一些优选实施方式中,所述基材是针织或编织织物。在某些优 选实施方式中,所述针织或编织织物包含棉、羊毛、人造丝、莫代尔、天丝棉(tencel)、聚丙 締、尼龙、聚醋、氨绝或任意其他弹性纤维或纤维素纤维中的至少一种。在某些实施方式中, 所述织物包含聚醋及其混纺物。在其他实施方式中,所述基材包含尼龙及其混纺物。在其他 实施方式中,所述织物包含棉或另一种天然纤维,例如羊毛。在某些实施方式中,所述织物 具有抗微生物、抗细菌、抗真菌、抗静电、离子性质W及所需的柔软手感。
[0043] 在金属浸制制品的其他实施方式中,所述基材是纤维。在某些优选实施方式中,所 述纤维包含棉、羊毛、人造丝、莫代尔、天丝棉(tencel)、聚丙締、尼龙、聚醋、氨绝或任意其 他弹性材料或纤维素材料中的至少一种。在某些实施方式中,所述纤维包含聚醋及其混纺 物。在其他实施方式中,所述纤维包含尼龙及其混纺物。在其他实施方式中,所述纤维包含 棉或另一种天然纤维,例如羊毛。在基材为纤维的优选实施方式中,所述纤维具有抗微生 物、抗细菌、抗真菌、抗静电、离子性质W及所需的柔软手感。
[0044] 在金属浸制制品的一些实施方式中,所述基材是纱线。在某些实施方式中,所述纤 维包含棉、羊毛、人造丝、莫代尔、天丝棉(tencel)、聚丙締、尼龙、聚醋、氨绝或任意其他弹 性或纤维素材料中的至少一种。
[0045] 在金属浸制制品的某些实施方式中,所述基材是非织物。在一些实施方式中,所述 基材包含棉、羊毛、人造丝、莫代尔、天丝棉(tencel)、聚丙締、尼龙、聚醋、氨绝或任意其他 弹性或纤维素材料中的至少一种。
[0046] 在一些实施方式中,金属浸制制品的涂饰剂还包含表面活性剂、分散剂和粘度改 性剂中的至少一种。在一些实施方式中,所述粘度改性剂选自氧化締聚氨基酸。优选的氧化 締聚氨基酸由3-氨基-I-丙醇-2-氯S苯甲基(Chlorotityl)酸、W及苯乙締-异戊二締和/ 或苯乙締-下二締合成。
[0047] 在某些优选的实施方式中,所述涂饰剂W2-20重量%的量涂布于基材。
[0048] 本发明还提供通过染色浴法制造金属浸制纺织物的方法。所述方法包含W下步 骤:提供纺织物基材;洗涂或漂白该纺织物;向染色浴中加入包含聚合载体组合物的涂饰 剂,该组合物包括由选自丙締酸、丙締酸甲醋和氨基甲酸醋的单体合成的聚合物、W及至少 一种具有+1或+2氧化态的金属,所述金属包括其配位络合物和盐;加热该涂饰剂至115-125 °〇的溫度;调节涂饰剂的抑至4.0左右;将基材浸溃于涂饰剂中;移除过量的涂饰剂;W及干 燥所述金属浸制的基材。
[0049] 在制造金属浸制纺织物的发明性方法的一些实施方式中,所述纺织物在进一步置 于染色浴中之前,在抑为4.0-8.0的浴中进行预处理。在某些实施方式中,抑为5.0-7.0,更 优选低于7.5,最优选6.0左右。
[0050] 在某些实施方式中,制造方法包含:在调节吸浸量之前,涂布含有2-20重量%的聚 合载体的涂饰剂。在某些实施方式中,调节吸浸量之前,所述涂饰剂含有2.5-10重量%的聚 合载体。在某些实施方式中,调节吸浸量之前,所述涂饰剂含有5-7重量%的聚合载体。
[0051] 在该方法的某些实施方式中,所述涂饰剂还包含软化剂。在某些实施方式中,调节 吸浸量之前,所述软化剂的含量为制品的3.0重量%。
[0052] 在该方法的一些实施方式中,所述涂布于金属浸制制品的涂饰剂还含有硫酸儀。 在某些实施方式中,调节吸浸量之前,所述硫酸儀的含量为制品的10-40重量%。
[0053] 本发明还提供另一种使用浸染槽制造金属浸制纺织物的方法。该替代性方法包含 W下步骤:在浸染槽中放置包含聚合载体组合物的涂饰剂,该组合物包括由选自丙締酸、丙 締酸甲醋和氨基甲酸醋的单体合成的聚合物、W及至少一种具有+1或+2氧化态的金属,所 述金属包括其配位络合物和盐;调节涂饰剂的pH至5.5-7.0;将纺织物基材置于该浸染槽 中;将涂饰剂填充在该纺织物基材上;移除过量的涂饰剂;W及干燥所述金属浸制的纺织 物。在该浸染方法的某些实施方式中,所述方法还包括W下步骤:在将涂饰剂置于浴中之 前,将涂饰剂揽拌至少两小时。
[0054] 在制造金属浸制纺织物的浸染方法的一些实施方式中,所述纺织物在进一步置于 浸染槽中之前,在pH低于7.5的浴中进行预处理。在一些实施方式中,所述纺织物在置于浸 染槽中之前是干燥的。
[0055] 在浸染方法的某些实施方式中,涂饰剂的溫度低于40°C。在一些实施方式中,框架 溫度不超过150°C。
[0056] 在浸染方法的优选实施方式中,调节吸浸量之前,所述涂饰剂含有约5.0重量%的 聚合载体。
[0057] 在发明性方法的一些实施方式中,所述涂饰剂还含有一种染料。在某些实施方式 中,所述涂饰剂还含有软化剂。在涂饰剂含有软化剂的一些实施方式中,调节吸浸量之前, 所述软化剂的含量约为涂饰剂的1.0重量%。
[005引在发明性方法的一些实施方式中,所述涂饰剂还含有增容剂。在某些实施方式中, 调节吸浸量之前,所述增容剂的含量约为0.5重量%。
[0059]在发明性方法的某些实施方式中,所述抑用乙酸或碳酸氨钢进行调节。
[0060] 通过W下说明可W更清楚地了解本发明的运些方面和其它方面。
[0061] 发明详述
[0062] 提供了赋予制品反应性金属离子或金属盐的工艺和由该工艺制造的制品。本文描 述了由基材和涂布于该基材上的涂饰剂的制成的制品,该制品的表面上结合有反应性金 属。所述涂饰剂包含用于运输离子形式或盐形式的反应性金属的极性聚合载体或载剂。所 述反应性金属是具有+1或+2氧化态的络合物形式的过渡金属,金属离子可转移离开成品制 品的表面。
[0063] 本文描述的制品及制作该制品的方法可包含多种基材或适于与多种基材使用。进 一步,本文描述的工艺适于处理纱线或纤维,W及编织或非编织织物、染色服装、织物组件、 硫化橡胶产品、注射成型制造的产品和其他产品。如本文中所用,术语"织物"不仅包括由交 错的纱线、纤维或细丝(包括编织、非编织和针织织物)形成的平面纺织物结构,还包括纱 线、纤维或细丝其本身。
[0064] 本文所用术语"基材"包括由天然和合成材料制成的产品、产品组件、纺织物和纺 织物组件。除其他基材之外,所述基材可包括纱线、纤维、织物、服装、帽子、短袜、亚麻、鞋 类、和鞋垫。优选的基材在W下进一步描述。
[0065] "聚合物"和"聚合"指聚合物、低聚物,并包括均聚物和共聚物。"均聚物"指由一种 类型的单体形成的聚合物。"共聚物"指由两种或更多种不同的单体形成的聚合物。线性聚 合物由一条主链形成,而支化聚合物由具有一条或多条侧链的单条主链组成。通常认为= 元共聚物是由S种不同单体形成的共聚物。如本文所用,元共聚物(terapolymer)"或 元共聚(terapolymeric)"是指由S个组分完全相同的单体组成的聚合物。本发明的S 元共聚物也可认为是同源=聚体。
[0066] 术语"低聚物"和"低聚"是指二聚物、=聚物和四聚物等。"单体"是指能够被聚合 的任意的締键式或烘键式不饱和化合物。运种单体可含有一个或多个双键或=键。含有两 个或更多个双键或S键且能够被聚合的单体称为"交联剂"。术语"交联剂(cross-linking agent r和"交联试剂(cross-l inker)"可互换使用。
[0067] 本文所用术语"吸浸量(wet pick UP)"是指涂布于基材的染料或组合物相对于基 材重量的量。
[0068] 本发明的聚合载体可呈现为溶液、悬浮液、固体或乳液。在优选的实施方式中,载 体W能够涂布于基材的悬浮液的形式存在。所述载体优选在涂布于基材后固化,之后其通 常W固体或半固体状态存在于基材上或与基材混合。固化是指通过聚合物链的交联使聚合 物材料增初或硬化。固化能通过热、化学添加剂、吸收、吸附、紫外线福射、电子束或其他本 领域已知工艺来实现。本发明的聚合物优选通过水分或热、或其共同作用来固化。
[0069] 本发明采用聚合载体,优选采用=元聚合载体或共聚载体。所述载体包括:由选自 丙締酸、丙締酸甲醋和氨基甲酸醋的单体合成的聚合物,W及至少一种具有+1或+2氧化态 的金属或其盐和配位络合物。
[0070] 通常,能够使用具有2-150个碳原子的单体,优选10-50个碳原子的单体,最优选 14-30个碳原子的单体。本发明中可用的单体可W是线性、嵌段或接枝的均聚物或共聚物。 运种单体通常具有约1-50的聚合度,优选为约2-50的聚合度。
[0071] 运些单体的示例包括丙締酸、2-漠丙締酸、2-(漠甲基)丙締酸、2-乙基丙締酸、丙 締酸簇乙基醋给、甲基丙締酸、2-丙基丙締酸、丙締酸钢、甲基丙締酸钢、2-(=氣甲基)丙締 酸等。其中优选的是丙締酸和甲基丙締酸。分子量约为1250g/mol及W上的聚丙締酸市售可 得,在本发明中特别优选使用。在某些实施方式中特别优选约为2800g/mol的平均分子量。
[0072] 术语"(甲基)丙締酸类"同时包括表示丙締酸类和甲基丙締酸类,术语"(甲基)丙 締酸醋"同时包括丙締酸醋和甲基丙締酸醋。类似地,术语"(甲基俩締酷胺"表示丙締酷胺 和甲基丙締酷胺。如本文所用,术语"(甲基)丙締酸醋单体"包括所有类型的(甲基)丙締酸 类、(甲基)丙締酸醋和(甲基)丙締酷胺单体。
[0073] 作为示例,合适的甲基丙締酸醋包括甲基丙締酸醋或甲基丙締酸径丙基醋。合适 的(甲基)丙締酸烷基醋包括但不限于(甲基)丙締酸C1-C24烷基醋。(甲基炳締酸烷基醋的 示例包括但不限于:甲基丙締酸甲醋、丙締酸甲醋、丙締酸乙醋、甲基丙締酸丙醋、甲基丙締 酸下醋、丙締酸下醋、甲基丙締酸异下醋、甲基丙締酸己醋、甲基丙締酸环己醋、丙締酸环己 醋、丙締酸2-乙基己醋、甲基丙締酸2-乙基己醋、甲基丙締酸异癸醋及其混合物。特别优选 的甲基丙締酸醋是甲基丙締酸甲醋或甲基丙締酸径丙基醋。
[0074] 也优选包含氨基甲酸醋的单体。出于本发明的目的,聚氨醋是指包含氨基甲酸醋 连接基团连接的有机单元的链的聚合物。本文中有机单元是指预聚物。本发明的预聚物W 化学计量关系由多种多元醇和异氯酸醋反应物组成W达成通常为3-25%的"%游离NC炉。 "NC炉是指异氯酸醋基。所述多元醇组分可W是聚酸、聚醋、聚下二締或天然油基多元醇。所 述异氯酸醋可选自常规化学的整个范围,包括甲苯二异氯酸醋(TDI)、纯二苯基甲烧-4,4'-二异氯酸醋(MDI)的各种异构体、聚合MDlW及脂族型。
[0075] 氨基甲酸醋粘接剂的选择及其性质基于多种需求,并特别由载体所涂布的基材的 选择来决定。例如,实施本文所述的修饰W将金属粘附在织物上。
[0076] 优选的粘接剂是HTPBdHTPB由1,3-下二締的自由基聚合而形成,其导致一些分支 和具有约2.2-2.4的径基官能度的聚合物的形成。因此,其可与一系列的双官能或多官能异 氯酸醋一起使用,通常与异佛尔酬二异氯酸醋( IPDI)组合并使用已二酸二辛醋(DOA)作为 塑化剂。
[0078] 径基封端聚下二締
[0079] 常用于本发明的HTPB聚合物有S种市售可得的形式,均具有约2800g/mol的平均 分子量。R-45M是高质量军用等级的聚合物,其通过间歇工艺制成;R-45HT可在大部分的体 系中采用,且在HTPB II型所指定的例如PBXN-109的配方限制内,是一种常用于炸药的塑 料。R-侣肌比R-45M具有更高的粘度和径基官能度。另一种体系,R-45HTL0具有稍低的径值。 与R-45HT相比,发现R-45HTL0可提高配方的固化速率,导致所需催化剂水平的降低。也观察 到了硬度的增加,可能是由于更高的交联水平导致的。=种形式可组合涂布于本发明的金 属浸制制品。
[0080] 另一优选的粘接剂是HTPEdHITE可用于形成本发明的载体组合物,该组合物W聚 1,4-下二醇(聚THF或Terathane)和聚乙二醇(阳G)的混合物的形式存在,也称作T阳GelTEG 具有双官能团,其与双官能异氯酸醋的反应不会导致交联。因此,其通常与Desmodur N-100,一种含有己二异氯酸醋化DI)的多官能缩二脈的异氯酸醋的混合物,一起使用。HT阳可 用于含有含能增塑剂的配方中,但是HTPB与运种增塑剂是不互溶的。与更高密度的HTPE组 合可创造具有更高能量的配方。
[0082] 径基封端聚酸
[0083] 一种可用于本发明的替代性粘接剂是径基封端己内醋酸化TCE),也称为聚己内醋 (PCL)或聚己内醋多元醇(PCP)。使用HTCE的优势在于其低成本和商业可获得性,且其可用 于含有含能增塑剂的配方中。陶氏公司(Dow)具有大量不同的聚己内醋W适用于多种应用, 品牌为TO肥TM多元醇,索尔维公司(Solvay)则可在其CAPA⑥商标下进行多种选择。含有 例如poly化YN(聚(缩水甘油基硝酸醋))或polyNIMMO(聚(3-硝酸基甲基-3-甲基氧杂环下 烧))的硝化预聚物的含能粘接剂体系可用于相对于含惰性聚合物配方提高性能。
[00化]径基封端己内醋酸
[0086] 聚丙二醇聚酸二醇和MDI的示例性预聚物在游离NCO为8-10 %的范围内时具有 1000-2000CP的粘度。但是,因为许多颗粒结合工艺依赖于在环境溫度和湿度下使用相对低 剪切的设备将颗粒与水分固化粘接剂混合,粘接剂粘度高于1000 cp则在均匀导入混合物时 存在问题。该问题的一个解决方案是将非反应性控稀释剂W10%至(某些情况下)高于30% 的水平导入配方中。可选的控通常是环烧和芳香工艺的油,其相对廉价且与预聚物呈现相 当高的相容性,并具有良好的降粘特性。
[0087] 如本文所用,术语巧分比"、、"重量百分比"和"重量%"均表示产品或组合物 中指定的组分或成分所呈现的未经稀释的重量百分比,除非使用该术语的上下文中另有说 明。
[0088] 聚合材料W约0.5-10重量百分比的丙締酸或甲基丙締酸和0.5-10重量百分比的 氨基甲酸醋制备。更具体而言,聚合材料由约1-8百分比的丙締酸或甲基丙締酸或氨基甲酸 醋制得。最优选聚合材料W约7-8百分比的丙締酸或甲基丙締酸或氨基甲酸醋制得。优选所 述聚合物的平均分子量为85-130肖/111〇1,更优选88-112肖/1]1〇1,最优选88-100肖/1]1〇1。所述聚 合物可W是平均分子量约为90g/mol的氨基甲酸醋和平均分子量约为86g/mol的丙締酸甲 醋。在某些优选实施方式中,所述聚合物的平均分子量为95g/mol。在某些其他的优选实施 方式中,所述聚合物的氨基甲酸醋的平均分子量不高于112g/mol。
[0089] 金属离子的通常来源是任意可溶于水或水基有机溶剂体系的金属化合物。合适的 金属化合物包括但不限于无机和有机金属盐,例如金属硫酸盐、过硫酸铜、金属面化物、金 属氯酸盐、金属高氯酸盐、例如金属甲横酸盐的金属烷基横酸盐、金属烧醇横酸盐、金属芳 基横酸盐、金属氣棚酸盐、金属硝酸盐、金属乙酸盐、金属巧樣酸盐和金属葡糖酸盐。示例性 的金属包括但不限于铜、锡、银、金、祕、儀、锋、银和錬。在一个实施方式中,金属离子的来源 是铜离子源。在进一步的实施方式中,金属离子的来源是硫酸铜。
[0090] 可使用含有相同金属或不同金属的金属化合物的混合物。示例性金属混合物包括 但不限于铜-锡、铜-锡-祕、铜-锋、锡-祕、锡-铜-银、锡-银和铜-银。运种金属离子来源通常 由市售可得。
[0091] 合适的金属盐和金属络合试剂例如有化、1肖、83、41、211少6、化、〇1、化、(:0和胞或其 混合物的水溶性盐。水溶性金属盐的示例有氯化巧、乙酸巧、氯化儀、硫酸侣、氯化侣、氯化 领、氯化锋、硫酸锋、乙酸锋、化晚硫酬锋、2-化晚硫醇-1-氧化物锋、硫酸铁(II)、氯化铁 (111)、硫酸铭(111)、硫酸铜、五水合硫酸铜、硫酸儀、硫酸钻和硫酸儘。优选使用铜和锋的 水溶性盐。优选的盐和络合试剂包括硫酸铜(n ),化晚硫酬锋,五水合硫酸铜,锋脉,和2-化 晚硫醇-1-氧化物锋。
[0092] 金属在载体组合物中的含量可为总量的40重量%-80重量%。更优选例如铜(II) 盐或络合物的金属可在载体组合物中的含量为50重量%-70重量%。更优选铜(II)盐或络 合物在载体组合物中的含量为约60重量%。对于锋化合物而言,其含量可在载体组合物中 为0.5重量%-10重量% ;更优选1重量%-5重量%。
[0093] 在特别优选的实施方式中,铜W硫酸铜或五水合硫酸铜的形式,其含量为50重 量%-70重量%,最优选60重量%。在其他特别优选的实施方式中,锋W化晚硫酬锋、锋脉或 2-化晚硫醇-1-氧化物锋的形式,其含量为1重量%-5重量%。在某些特别优选的实施方式 中,铜或其盐的含量约为55重量%-65重量%,并且锋或其盐或配位络合物的含量为1重 量%-5重量%。在另一个特别优选的实施方式中,铜和锋的比例为2.45:3。在某些实施方式 中,2.45:3的比例是基于W硫酸铜或五水合硫酸铜和化晚硫酬或2-化晚硫醇-1-氧化物锋 盐的形式提供的金属计算的。
[0094] 聚合体系也可包括额外的成分W改善机械性质、促进固化并增强其他组分和/或 产品的稳定性。运些额外的成分包括粘合剂、润湿剂、交联剂、增塑剂、粘度改性剂、抗氧化 剂、稳定剂、pH调整剂和催化剂。
[00%]粘接剂的机械性质通过增塑剂的添加进行调整,其可赋予固有模量("IM")所需的 橡胶状特性,降低粘度W便于铸造且可具有更高的固体加载量。也使用增塑剂来调节玻璃 化溫度,在该溫度下粘接剂从橡胶态转变为脆性的。所有运些性质均可随着增塑剂的选择 而变化。已二酸二辛醋(DOA)是常用的增塑剂,提供良好平衡的所需性质。其他增塑剂包括 壬酸异癸醋(IDP)、癸二酸二辛醋和多种邻苯二甲酸醋。可添加例如N-下基硝酸基乙基硝胺 (butyl肥NA)的含能增塑剂W相对于常规增塑剂提高性能。也可通过调整配方中组分间的 物理或化学相互作用来优化机械性质。
[0097] N-下基硝酸基乙基硝胺
[0098] 粘度改性剂可选自氧化締聚氨基酸。优选的氧化締聚氨基酸包括3-氨基-1-丙醇- 2-氯=苯甲酸、苯乙締异戊二締和苯乙締下二締。优选载体组合物的乳液或悬浮液粘度低 于lOOOcp。更优选粘度低于500CP。在特别优选的实施方式中,载体悬浮液的粘度为150-250 厘泊。最优选本发明的载体悬浮液的粘度的最终粘度约为200厘泊,其由任意已知的粘度测 量方法测得,例站!http://ww.hy化amotion, com/p壯/Website_Viscosity_Units_V2.P壯 中描述的方法。
[0099]使用例如化ntocol畑E的粘合剂,W吸附于填料并与粘接剂形成化学键的方式来 增强粘接剂和固体间的界面强度。畑E的主要组分是N,N-二(2-径基乙基)二甲基乙内酷脈, 其通过径基与异氯酸醋形成化学键,并与例如RDX和HMX的硝胺通过酷胺基相互作用。
[0101] 畑E
[0102] 交联剂,例如=径甲基丙烷,一种=官能醇,在聚氨醋体系内形成额外的化学键并 改善机械性质。聚氨醋的固化速率在很大程度上取决于所用的异氯酸醋,且通常对于本文 的应用而言太慢。包含固化相对较慢的异氯酸醋(例如IPDI)的配方,导入催化剂W提高固 化速率。S苯基祕(TPB)和二月桂酸二下锡(DBTOL)是两种通常的催化剂。运可能是由于效 果随着时间增加的径基的活化。与安全相关的成分的质量W及最终产品的稳定性是非常重 要的。
[0103] 也可添加抗氧化剂W抑制粘接剂的氧化,其导致额外的交联和硬化且可形成具有 更低的IM性质(即脆性)的脆性产品。一些配方,特别是硝酸醋,含有例如乙基中定剂的稳定 剂,W增加保存期限。Butyl肥NA含有0-1 %的N-甲基-4-硝基苯胺(MNA似清除能够催化反 应或分解的自由基。HTPE也含有少量的(0.05-0.2% )稳定剂2,6-二叔下基-4-甲基苯酪(下 基化径基甲苯,BHT)。混合全部粘接剂成分W赋予产品W下性质:固化产品中所需的稳定性 和机械性质。
[0104] 本发明的载体组合物可通过含有抑调整剂而得到辅助。本发明的聚合载体的抑为 4.0-8.0。优选载体组合物形成为具有例如5.0-7.5的中性抑的悬浮液。在某些优选实施方 式中,载体为抑=5.0-7.0的悬浮液的形式。最优选载体悬浮液的抑被调整至6.0的目标抑。 [010引润湿剂,例如Inva出ne狼和Alb:姐识¥@ (亨斯迈化学品公司,Huntsman 化emicals)可包含于载体中并/或用于预处理纺织物基材。
[0106] 本文描述的聚合物可通过利用常规的自由基引发剂经溶液聚合形成。溶剂必须是 用于各单体反应物的溶剂,但不必是生成的聚合物的溶剂。其他的常规聚合技术,例如本体 聚合,可用于生产目标聚合物(subject polymer)。
[0107] 聚合载体组合物的合适的溶剂的示例包括乙醇胺等,W及其他能够将聚合载体组 合物中的组分溶剂化的有机液体。其中特别优选单乙醇胺。也可使用水。
[0108] 本发明人制作预聚物并使全部残留异氯酸醋官能团与例如二径甲基丙酸的物质 反应,然后中和簇酸官能团并在水中乳化,藉此常规地生产了稳定的聚氨醋聚合物乳液。该 工艺生产多种有用的聚合物的稳定聚氨醋乳液,其可通过水的蒸发形成薄膜,呈现卓越的 粘附性,并且可通过残留的簇酸官能团进行交联。但是,该工艺相对昂贵且生成的聚氨醋聚 合物不保留异氯酸醋官能团。
[0109] 另一种可用于赋予含异氯酸醋的物质W水溶性的方法是将异氯酸醋官能团的一 部分与水溶性物质反应,所述水溶性物质是例如聚环氧乙烧单醇或多元醇。该方法生成易 溶于水却保留一些反应性异氯酸醋官能团的异氯酸醋物质。运些可溶的异氯酸醋可直接添 加于其他水基聚合物W赋予粘附性、交联性或其他属性。
[0110] 可通过即将在最终产品或工艺中使用前形成反应性预聚物组分的水乳液W实现 水分固化聚氨醋粘接剂在水中的延伸。起始步骤是确定准预聚物的必要性质并选择适当的 多元醇、异氯酸醋和化学计量W获得目标复合物特征。如果使用加入了控稀释剂的配方,贝U 便利的起点是不使用控稀释剂而简单地制备预聚物。该产品通常是高粘度流体。
[0111] 第二步是选择合适的乳化剂和含量。该步骤设及制备一系列的不同浓度的表面活 性剂水溶液。第=步是在模拟用于形成原位乳液的装置的剪切条件下 混合两种组分(预聚 物和表面活性剂水溶液)。然后评价乳液的稳定性和反应速率,并据此调整表面活性剂和预 聚物组分。
[0112] 反应性异氯酸醋预聚物的水乳化工艺是违反直觉的,因为生产的乳液必然是非常 不稳定的材料。但是,通过明智地选择乳化剂和含量(W及预聚物组分),乳液能够形成为对 其应用和使用而言适当稳定的状态。在实际使用中,由于形成的乳液的粘度极低,相对于控 延伸粘接剂,其可被更迅速地导入多种微粒混合物中,从而提高混合W及水分固化工艺的 效率。
[0113] 基于起始溶液的总重量,总的单体浓度应当在10-40重量%之间(优选25-40重 量%)。具体的浓度取决于特定的溶剂、单体和共聚物组合间的溶解度关系。聚合反应可在 环境溫度至溶液的大致沸点之间的不同的溫度下进行。可优选使用更低的40°C-80°C的溫 度。反应能够在大气压下进行,也可使用低于或高于大气压的压力。最优选的聚合条件是在 二嗯烧中使用30重量%的单体并在60°C下进行。
[0114] 聚合由少量的(例如0.1-1.5摩尔% )例如氮二异下腊等的常规自由基聚合引发剂 来引发。另外,也可使用其他常规自由基聚合组分来控制聚合物的分子量,例如链转移剂 (下硫醇等)等。具体所需的量可通过常规方法容易地确定。
[0115] 所得聚合物溶液可通过能够使聚合物从溶液中沉淀的材料进行处理。该材料优选 是用于残留单体的溶剂。示例包括例如二乙酸的非环状酸,和例如=氯甲烧的氯化控等。沉 淀聚合物可通过使用碱金属氨氧化物或碱±金属氨氧化物、优选使用氨氧化钢中和而收集 于液体溶液中,W形成本发明的水溶性共聚物产物。
[0116] 最优选聚合载体组合物被制造成闪点高于94°C的乳液、溶液或悬浮液。
[0117] 聚合载体涂布于多种由不同材料构成的基材。在优选的实施方式中,所述基材为 织物。当基材是织物时,其可W是针织织物,例如圆筒针织布、经编针织布(特里科和拉歇 尔,Tricot and Raschel)和细条或长毛绒针织物。所述基材可替代性地包含编织织物和非 编织织物。
[0118] 在一些实施方式中,所述织物可包含纤维。根据本发明,任意运些纤维可被组装或 制作成不同类型的织物,包括由合股线形成的互锁纱线或线,和具有拉类特征的织物,其中 纤维或细丝相互交织或互锁,且在其交织点或互锁点处粘附结合或不粘附结合。前一种类 型的织物可W是由包含指定类型的纤维或细丝的纱线形成的编织织物、针织织物、网状织 物、绕结织物或编织织物。
[0119] 本发明预期的非编织织物也可由多种具有较短长度或连续长度的纤维的随机分 布而得。该织物包括梳理而得的织物,如果需要则相互叠加多个梳理的网,方向为机械加工 方向,该方向上不同的网W相互平行或W不同角度放置,W提供所得织物的特征中特别是 与强度和分裂特别相关的各向异性或各向同性。中间形式的织物,也称作混合形式的织物, 也可设及例如针刺拉类型的织物,其中编织织物或针织织物具有穿透编织底布的纤维或细 丝。
[0120] 各种织物可完全由W上限定的纤维、细丝和纱线形成,但是优选其包含运种纤维 或细丝与其他类型的天然或人工来源的纤维或细丝的混纺物。类似地,所述织物可由包含 W上限定类型的纤维或细丝与其他天然或人工纤维形成的纱线的混纺物形成。因此,所述 织物也可包含W下材料的纤维、细丝、或纱线:棉、羊毛、丝、亚麻、尼龙、聚对苯二甲酸乙二 醇醋(例如涂绝)、再生纤维素人造丝、乙酸纤维素、酪蛋白、乙締树脂纤维,例如氯乙締和乙 酸乙締醋或丙締腊的共聚物,特别是聚醋、聚丙締腊、聚酷胺和聚氨醋及其共聚物。纤维、细 丝或纱线的比例。优选的织物包含棉、尼龙、聚醋、和氨绝或任意其他诸如橡胶或PPU的弹性 纤维中的至少一种。特别优选的织物包含棉、尼龙、聚醋和氨绝的混纺物。
[0121] 当基材是包含棉、尼龙、聚醋和氨绝的混纺物的编织织物时,其可包含例如尼龙、 尼龙/氨绝(例如尼龙/Lycra盛)、聚醋或聚醋/氨绝。当基材包含例如尼龙/氨绝、或聚醋/氨 绝的混纺物时,所述混纺物可含有不同含量的各组分。例如,在优选的实施方式中,载体被 涂布于尼龙 / 氨绝 84/16、85/15、86/14、68/32,和聚醋/氨绝92/8、95/5、88/12、84/16、86/ 14、和93/7。优选混纺物每平方米或每平方码或W重量计的氨绝纱线含量不高于20%。但是 本发明不受限于任何具体的混纺物或组分比例,且取决于所生产制品的类型。本发明明确 表明包含100%的棉和丝或其他天然纤维及其多种混纺物,包括但是不限于与橡胶的混纺 物。聚合载体已经或可能涂布的棉混纺物的非限制性示例包括棉/氨绝,其中每平方米或每 平方码或W重量计的氨绝含量不高于20%。
[0122] 本发明的独特之处在于其可涂布于棉和其他天然或天然基纤维,例如羊毛、天丝 棉、丝、人造丝等。据本发明人所知,迄今为止还未将含金属聚合物涂布于天然织物,特别是 棉。由于本领域的限制,迄今为止金属离子仅能够被导入合成织物,其在合成纤维的制造过 程中被导入,例如挤出、纺纱,或可通过繁琐且昂贵的电锻导入。据申请人所知,除了通过繁 琐且高成本的电锻方法W外,本领域还未将含金属聚合物涂布于已经编织成最终形态的天 然纤维,例如包含纱线、纤维等的纱线或编织或针织制品。本发明的将金属离子导入成品制 品的能力节省了大量时间和成本并降低了对环境的影响。还赋予了特定的纺织物和应用W 优越的舒适水平和触感,例如用于家用产品,如床单和毛毯或某些类型的服装。
[0123] 本发明的含金属聚合载体还可涂布于或导入其他类型的制品。例如,可通过向制 备制品的聚合物材料中直接导入(例如通过配混的方式)载体和/或染料的方法制备塑料制 品。通过在塑料制品的表面涂布染料组合物的方式进行塑料制品的制备是公知的,并且本 发明的载体能够W类似的方式涂布于运些类型的制品。
[0124] 如所述,制品优选采用成品纺织物的形式。例如,本发明的载体可涂布于短袜、膝 袖、袖肘、小腿束套、忍带、踩套、背撑、衬衫、背屯、、夹克、短裤、长裤、裤袜、织袜、手套、头带 等。运种产品的示例有托米酷跑公司(Tommie Copper) WCOPP邸ZNERGY⑥品牌销售的产 品。或者,所述制品可优选采用一匹织物、床单、枕套、毛毯或其他类型的编织或针织家用产 品的形式。
[0125] 本发明并不受制品的最终形式、其预计用途或基材组成的限制。
[0126] 在本发明的浸制纺织物制品的一个优选实施方式中,所述浸制纺织物制品是短 袜。但是,本领域技术人员会意识到本发明的纺织物制品并不限于短袜。所述纺织物制品可 W是任意类型的纺织物制品,例如任意数量和款式的鞋类、长裤、衬衫、短裤、连衣裙、头罩、 手套或内衣。本发明甚至不限于服装或成衣。例如,本发明可包括纺织物片,例如用于剪裁 缝幼操作的纺织物片。另外,纺织物制品可具有多种其他形状或应用。例如,其可包括轮胎 或绳索、或例如用于建筑产品的复合物和蜂窝制品的结构性组件,范围从飞机部件、自行车 框架、划艇和皮艇到各种电子部件或用于电子部件的忍片。
[0127] 关于服装,虽然纺织物制品优选为针织制品W适应一些应用中增大的压缩或舒适 性,例如短袜,但是可用于本法明的结构的类型并不受限制。作为示例,可使用任意数量的 编织、非编织或复合构造技术,其均在本发明的范围内。
[0128] 基材上还可粘附有染料。所述染料可W是碱性染料、具有正电荷的阳离子染料、或 反应性染料。例如,所述染料可W是托拉司(Terasil)黑、托拉司蓝、托拉司红、托拉司黄、依 利尼尔化rionyl)海军蓝、依利尼尔黄和依利尼尔红(亨斯迈化学品公司制),其产品是有害 化学物质零排放(ZD肥)的,和多丽兰(Dorolan)黑MS化(德国多闻,M.Dohmen),W及/或Ex酸 性蓝。所述制品可包括运些染料的任意组合。可采用的反应性染料包括雷马素(Remazol)黑 B 133%、雷马素化蓝BB 133%、雷马素化蓝RW、雷马素化.澄3R,雷马素化.红3BS 150%、雷 马素化.黄3GL gran、雷马素深黑GWF、雷马素深黑N 150%、雷马素亮黄化、雷马素海军蓝 RGB gran、雷马素澄RGB、雷马素红RB 133%、雷马素蓝绿G-A、和雷马素黄3RS-A 150%,购 自DyStar公司。已知大量的染料用于将织物、特别是纤维素制品染成光谱中的几乎任意颜 色。它们易于从许多商业来源购得。优选所述染料为酸性的。
[0129] 本发明的聚合物可使用常规的用于制品染色的方式涂布,例如用于纤维或编织基 材染色的染色浴或浸染框。本领域技术人员会意识到多种染色浴或其他染色机械可用于实 现本发明。例如,染色浴可通过经轴处理、染槽处理、喷射处理、卷染处理来实现染色。
[0130] 染色浴可包含多种组分。例如,其可包括一种染料,例如酸性染料,如一些W上列 举的染料和试剂。优选染料的含量为约0.1%-20%0WG(W产品重量计),更优选染料的含量 为约 1%-10%0WG。
[0131] 所述染色浴可包含盐,其优选为硫酸儀。出于速度和工艺简便,申请人优选使用约 1-约2重量%的盐;但是,盐和酸不是实施本发明所必需的。如本领域所公知,也可添加额外 的添加剂,例如各种乳化剂和表面活性剂,W促进染色。在示例性实施方式中,运些辅助试 齐Il包括Invadi打e感.、Alba.幻OW感、.A化过tex愈.、Inv汹ex愈、Univad扣e感.、A化flu id忠;、巧 UUraphi瞄产品,均可购自亨斯迈化学品公司(Huntsman Qiemical); ?.RuC〇gol、化Ruco Acid、Hy化ocol Six(德国鲁道夫集团,Rudolf Group)、乙酸、六偏憐酸钢、苛性钢和各种消 泡剂。
[0132] 染色浴可包括染料助剂。所述染料助剂促进染料在基材上的附着。所述染料助剂 在能够染色的范围内可W任意的量含有。
[0133] 所述染色浴可包括抑调整剂W用于调整浴的抑。优选所述pH调整剂为有机酸,且 可W是例如巧樣酸、甲酸、乙酸或其混合物。其余可优选其他调整剂,例如在本发明范围内 的其他有机或无机酸。
[0134] 出于该实施方式的目的,申请人倾向于染色浴的pH为约3-约8之间,优选为低于 7.5。在某些实施方式中,需要抑为5.5-7.0,优选为6.0-7.0,但是在其他实施方式中,优选 pH为5.0左右。但是,具体的pH则取决于所用的聚合载体和染料,W及纺织物制品所需的颜 色。
[0135] 在进行浴染色时,虽然对实施本发明所需的步骤顺序没有实质限制,但是申请人 优选先将纺织物加入浴中后再将浴调整至所需溫度。所述染料和盐按所需的量添加,然后 将抑调整至所需的水平。然后添加聚合载体和任意辅助试剂。出于申请人的目的,理想的是 加热至约40°C-约50°C的溫度,优选43-49°C。但是其他人可能希望加热浴至一定溫度之后 再加入纺织物,或在染色工艺的某稍后步骤中调整pH。所有的运些改变,包括聚合物、染料、 染料助剂和盐的添加的改变都在本发明的范围之内。
[0136] 涂布的染料和涂饰剂可暴露在加热条件中,并在涂布之后进行干燥W固化聚合载 体和/或干燥制品。一组含有封端聚异氯酸醋的聚氨醋需要通过加热进行活化W引发固化, 例如通过烘干机或如容器的其他系统。在染色浴中处理的枕套被變烫W完全固化该技术。 其他的单组份体系通过大气水分进行固化。固化速率与保存期限有关,该保存期限表示一 段时间,在该时间内 可W在交联导致粘度增加和固化之前对聚氨醋进行操作。
[0137] 在本发明的染色浴中制作的纺织物制品呈现出与已知载体类似或更好的染色深 度。本发明中所用的染色实现了完全渗透。另外,碱性染料的耐光性通常较低,在本发明中 没有进一步降低。发现使用本发明染色的纺织物制品与使用已知染色助剂染色的纺织物制 品的耐光性大致相同。类似的,本发明的制品的内部与外部的耐光性大致相同。
[0138] 对一些纺织物制品而言,纤维基材接收染料的能力在美观因素上是重要的。例如, 颜色可改善制品的可见性,运一点对于昏暗处或黑暗处的慢跑者而言是重要的。类似的,颜 色可帮助区分制品的穿戴者,其对于例如运动队而言是重要的。另外,颜色对于区分具有重 要特征的制品而言是重要。关于家居产品,发现某些颜色具有镇静作用。因此本发明的优势 在于金属释放制品的所有类型的颜色均可被实现。
[0139] 更重要的是,除了区分作用,颜色也可用于帮助制品进行融合。在伪装应用中,能 够融合的能力越来越重要,例如迷彩服、马甲和/或长裤。另外,能够提供具有W往无法获得 的新颜色的制品可增加销量。另外,能够更高效地生产金属释放染色制品可降低成本,其可 使更多的消费者购买运种产品。
[0140] 根据本发明制作的成品制品包括黑色、银色、蓝灰色(slate grey)、白色、蓝色、石 恼色、粉红色、肉色、海军蓝、黑替色、橄揽色、淡紫色、天蓝色、绿色、珊瑚色、澄色、红色、黄 色、紫红色和栋色的织物和服装。本发明不受限于颜色。
[0141] 涂布有聚合载体组合物的制品不受限于染色浴步骤。本发明还包含制品,其中所 述聚合载体通过W下方式涂布:浸溃于涂饰剂浴/浸染;喷雾涂布(对比浸染);泡沫涂布(对 比浸染);洗涂/洗净或漂白装置:浸浴(连续或间歇),翻滚或软化装置(连续或间歇),湿法 印刷,W及3D和升华打印法,包括数字打印,其基本步骤是本领域所公知的。
[0142] 涂布有发明性含金属载体的细丝、纤维或纱线和织物可经过常规的精整工艺,例 如卷边、卷曲、加巧、上浆、软化或润滑W促进编织、针织和其他纺织操作。
[0143] 根据本发明生产的细丝、线或纱线可用于制备各种类型的织物。但是,它们对于制 备紧身衣等而言是特别有用的。本发明的一个优势在于,特别适合制作成包括编织、非编织 或针织织物的成衣的织物不受重量、拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率、水分吸收率或导电 性的限制。
[0144] 除了具有能够提供纺织物纤维所需机械特性(包括模量、拉伸强度、伸长等)的高 分子量之外,根据本发明的含金属制品还能提供满足下述额外要求的纤维:
[0145] (a)回潮率,即,在不损害纺织物性质的情况下吸收水分的能力;
[0146] (b)抗静电性质,即,表面电阻;
[0147] (C)抵抗洗涂和干洗的能力,即,必需承受重复的25次或W上的洗涂和/或干洗循 环,而不导致机械性质损失和稱色等;
[0148] (d)抵抗大气环境影响的能力,即,必需承受光、氧气、臭氧、酸性杂质等而不导致 机械性质损失和稱色等;
[0149] (e)柔软的手感,良好的撕裂强度;和
[0150] (f)排斥特性(水、风、雨、雪、昆虫)。
[0151] 含有1-20重量%的本发明的载体的织物满足W上所有要求,同时还提供成衣制品 中必不可少的必要的舒适度、耐磨性和抗静电性质,所述成衣制品特别是例如鞋类、帽类和 服装的成衣(特别是紧身衣),家居用品、如床单、被稱、毛毯等。
[0152] 下面通过非限制性实施例描述本发明。
[0153] 实施例1:含锋和铜的聚合物的制备
[0154] 由13500摩尔的氨和4507摩尔的环氧乙烧在不诱钢小烧杯中制备了乙醇胺溶液。 将该混合物揽拌30分钟W确保试剂充分反应。氨的量可通过调节混合物的溫度来控制。通 常,可在不高于70F的溫度下缓慢加热反应混合物W使其含有更少的氨,或将其冷却W使其 含有更多的氨。通过本领域已知的方法回收单乙醇胺(MEA)并在水相中与水结合,从而使氨 在较低压力下保持液态。
[0K5]无水硫酸铜悬浮于80%的去离子水和0.02%的所述乙醇胺溶液中,制备了蓝色混 合物。将0.07%的所述悬浮硫酸铜混合物加入聚甲基丙締酸甲醋或聚甲基丙締酸径丙基醋 的水性分散体系中。将0.33%的化晚硫酬锋加入混合物中W制备近似无色的溶液。
[0156] 实施例1的聚合物W 4重量%的量涂布于织物。将所述织物干燥。
[0157] 实施例2:含锋和铜的聚合物的制备
[0158] 在液氮环境下进行实施例1的反应,保持21°C左右的溫度。
[0159] 实施例3:含锋和铜的聚合物的制备
[0160] 由13500摩尔的氨和4507摩尔的环氧乙烧在不诱钢小烧杯中制备了乙醇胺溶液。 将该混合物揽拌30分钟W确保试剂充分反应。通过本领域已知的方法回收单乙醇胺(MEA) 并在水相中与水结合,从而使氨在较低压力下保持液态。
[0161] 无水硫酸铜悬浮于80%的去离子水和0.02%的所述乙醇胺溶液中,制备了蓝色混 合物。将0.07%的所述悬浮硫酸铜混合物加入聚氨醋的水性分散体系中。将0.33%的化晚 硫酬锋加入混合物中W制备近似无色的溶液。
[0162 ] 所述聚合物W 4重量%的量涂布于织物。将所述织物干燥。
[0163] 实施例4:染色浴工序
[0164] 在抑低于7.5的浴中预处理过的短袜(尼龙/氨绝)在不使用化学品的情况下洗净, 然后漂白并洗涂W除去残留的油和蜡。在低浴比(10:1,水:织物)的涂饰机中将短袜加入染 色浴。然后使用涂饰剂处理染色的短袜,所述涂饰剂具有下述组成:
[0166] 将水浴加热至37°C;添加了乙酸和硫酸儀。将混合物揽拌2分钟并在揽拌条件下分 成几份逐步添加含有锋和铜的聚合物载体悬浮液。混合物被加热至46-48°C。在达到该溫度 时,加热的混合物被循环15分钟直至浴变得清澈。添加软化剂并于46°C下再将浴揽拌8分 钟。在短袜染色之后,将浴排掉,通过向屯、力从短袜提取出涂饰剂。根据需要将所述材料装 好。
[0167] 实施例5:染色浴工序
[0168] 除使用了具有更高浴比的机器(例如20:1,水:织物)W外,按照实施例4制备了海 员衬衫。使用含有7%的含锋和铜的聚合载体悬浮液和碳酸氨钢的涂饰剂将浴的pH设定为 4.0。
[0169] 实施例6:框架浸染工艺
[0170] 在pH低于7的浴中预处理过的聚醋/氨绝84/16圆筒针织毛线衫被干燥,成品衬垫 中只有水。制备了具有下述组成的涂饰剂:
[0172] 含锋和铜的聚合物载体悬浮液被混合至少2小时,直至悬浮液稳定。在化学槽中填 充50%或更少的所需的水并加热至40°C。将增容剂按顺序加入槽中并混合,使用乙酸/碳酸 氨钢将抑调整至5.5-7.0。将涂饰剂加入与拉幅机串联的开放宽度的浸染槽中时,过滤所述 涂饰剂并在槽中循环一次。涂饰剂W85%的吸浸量涂布于织物W确保框架溫度不超过140 °C。
[0173] 实施例7:框架浸染工艺
[0174] 实施例6的框架浸染工序W85%的吸浸量在聚醋/氨绝84/14上进行,使用多种染 料组合物W生产肉色、黑色、银色和石南银色(S i Iver heather)的服装。
[01巧]实施例8:框架浸染工艺
[0176]实施例6的框架浸染工序W85%的吸浸量在聚醋/氨绝84/12上进行,使用数种染 料组分W生产银色和石南银色(S i Iver heather)的服装。
[0177] 虽然列举了用于生产具有可转移至制品外部的金属离子的服装和织物组件的反 应性金属在织物或纤维上的应用的具体实施例,也认为其他显而易见的应用也在本公开的 范围内。
[0178] 可在表面结合有反应性金属离子或络合物的制品可W是织物、泡沫材料、模制制 品、鞋类、成品服装,或其他具有能够接收含有反应性金属或金属络合物的载体和载剂的表 面的制品。
【主权项】
1. 一种聚合载体组合物,其包括: 由选自丙烯酸、丙烯酸甲酯和氨基甲酸酯的单体合成的聚合物; 至少一种具有+1或+2氧化态的金属,包括其盐和配位络合物。2. 如权利要求1所述的聚合载体组合物,其中所述金属包含铜和锌中的至少一种。3. 如权利要求2所述的聚合载体组合物,其中所述金属由以下选择组成:铜和锌,或其 盐或其配位络合物。4. 如权利要求1所述的聚合组合物,其中所述单体是聚甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸 羟丙基酯。5. 如权利要求1所述的聚合组合物,其中所述单体是氨基甲酸酯。6. 如权利要求5所述的聚合组合物,其中所述氨基甲酸酯是/具有选自羟基封端聚丁二 烯、羟基封端聚醚和羟基封端己内酯醚的预聚物。7. 如权利要求6所述的聚合组合物,其中,所述羟基封端聚醚含有聚1,4_丁二醇和聚乙 二醇的共聚物。8. 如权利要求1所述的聚合组合物,其特征在于,含有0.5-10重量%的选自丙烯酸、丙 烯酸甲酯和氨基甲酸酯的单体。9. 如权利要求1所述的聚合组合物,其中所述组合物是悬浮液。10. 如权利要求9所述的聚合载体悬浮液,其中所述金属含有硫酸铜(II)、吡啶硫酮锌 和五水合硫酸铜(II)中的至少一种。11. 如权利要求10所述的聚合载体悬浮液,其中所述五水合硫酸铜(II)占所述悬浮液 的50-70重量%。12. 如权利要求10所述聚合载体悬浮液,其中所述吡啶硫酮锌占所述悬浮液组成的 0.5-10 重量 %。13. 如权利要求9所述的聚合载体悬浮液,其中还含有氧化烯聚氨基醚。14. 如权利要求9所述的聚合载体悬浮液,其中所述聚合物是三元共聚物。15. 如权利要求1所述的聚合组合物,其中所述金属包含银,或其盐或配位络合物。16. -种金属浸制制品,其包括: 基材; 涂布于所述基材的涂饰剂,所述涂饰剂含有如权利要求1所述的聚合载体组合物; 其中所述金属为离子形态或盐的形态。17. 如权利要求16所述的金属浸制制品,其中所述基材是编织织物。18. 如权利要求17所述的金属浸制制品,其中所述编织织物含有棉、尼龙、聚酯和氨纶 中的至少一种。19. 如权利要求16所述的金属浸制制品,其中所述涂饰剂以2-20重量%的量涂布于基 材。20. -种聚合载体悬浮液,其包含:0.5-10重量%的由选自丙烯酸、丙烯酸甲酯和氨基 甲酸酯的单体制备的聚合物;以及 至少一种具有+1或+2氧化态的金属,或其盐或配位络合物。 其中所述悬浮液的粘度低于l〇〇〇cp。
【专利摘要】一种聚合载体组合物,其包括:由选自丙烯酸、丙烯酸甲酯和氨基甲酸酯的单体合成的聚合物,以及至少一种具有+1或+2的氧化态的金属,包括其盐和配位络合物。该组合物可以是悬浮液,其含有0.5-10重量%的由选自丙烯酸、丙烯酸甲酯和氨基甲酸酯的单体制备的聚合物,其粘度低于1000cp。该组合物涂布于例如编织织物的基材上,以形成金属浸制制品。
【IPC分类】A61K9/70
【公开号】CN105492001
【申请号】CN201580001691
【发明人】N·理查德森, T·C·卡莉仕
【申请人】托米酷跑知识产权股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年7月27日
【公告号】US20160024333, WO2016015040A1

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