[发明专利]全氟烷基取代氨基酸低聚物或聚合物及其作为水性消防起泡剂中的定泡剂及作为防油纸和织物整理剂的应用

说明书

作为防油纸和织物整理剂的应用

发明领域

本发明涉及新型全氟烷基取代的氨基酸衍生物及其在用于水性、耐醇、极性消防泡沫配方(AR-AFFF)及用于织物和防油纸整理剂的水分散性聚合物定泡剂方面的应用。更具体而言它涉及含有3-10个碳原子并含有至少两个与氮原子相连的全氟烷基基团的脂族二氨基酸如含有扩链剂赖氨酸的低聚物或共聚物。

发明背景

水性消防泡沫(AFFF)配方含有水溶性氟代表面活性剂以及烃表面活性剂。它们在扑灭非极性溶剂火灾方面是有效的。当AFFF配方与燃烧的烃燃料接触时，含有氟和烃表面活性剂的水从泡沫中排出并在燃烧的燃料顶部形成薄膜。该薄膜不下沉，但由于其低表面能(＜18达因/cm，比庚烷的值更低)，它本能地扩散到燃烧燃料表面上。在此它起到蒸汽抑制剂的作用，并且与水性泡沫一起扑灭火焰并防止燃料二次点燃。在此应用中泡沫在热燃料上具有长泡沫寿命是重要的；否则燃料会二次点燃，这种现象被称作烧接。提供耐烧接性的长泡沫寿命是通过水合的“湿”泡沫获得的，从中水可排出到表面上并充满密封条。在非极性燃料如汽油上，该任务是简单的，因为水和水溶性表面活性剂在燃料中是不溶的。

在极性燃料如异丙醇和丙酮上该任务要难得多。除了在常规AFFF配方中发现的氟和烃表面活性剂，耐醇(AR)AFFF配方还包括溶于水但不溶于极性溶剂的氟化学品—亦称作“疏醇”定泡剂(如本发明中所述)以及多糖如黄原胶。当这些额外的材料与燃烧的极性燃料火焰接触时，它们沉淀并增加了防止泡沫溶解在极性溶剂中的薄膜。该薄膜产生扑灭火焰并防止燃料二次点燃及保持泡沫水合状态的蒸汽阻挡层。

多糖和/或高分子量合成聚合物可用于AR-AFFF配方中，无需氟化学品定泡剂而提供大致同样效果。只含多糖和/或高分子量合成聚合物的泡沫浓缩物的问题是其粘度高，并且该浓缩物的行为为触变式的。难以使用高粘度泡沫浓缩物，因为其从火焰喷嘴中泵出即使不是不可能的也是很困难的。包含氟化学品定泡剂的AR-AFFF配方要求用量低得多的多糖和/或高分子量合成聚合物，这就降低了泡沫浓缩物的粘度。此外，在AR-AFFF配方中包含氟化学品定泡剂的泡沫浓缩物倾向于为牛顿式行为。

包含至少一个全氟烷基基团和水稳定官能团如羧基和氨基基团的消防定泡剂描述于美国专利4,460,480和5,218,021中。

法国专利申请2,637,506-A描述了一种含有多羟基-多元胺的疏醇和疏油灭火泡沫浓缩物，所述多羟基-多元胺包含至少一个季铵N原子和/或化学连接在高度氟化的C₄-C₂₀烷基基团上的多糖，而不含氟表面活性剂和多糖或浓缩混合物中独立的其它疏醇试剂。

含有至少一个全氟烷基基团及多季铵和羧基官能团的疏醇消防定泡剂描述于世界专利申请WO 90/02110A1和WO 90/03966A1以及S.Szonyi在防火安全杂志，16，353-365(1990)和在胶体与聚合物科学，81，136-139(1990)中的文献。

因为季铵基团引起与消防配方中所用阴离子表面活性剂不相容，进一步的改进描述于WO 94/18245中。该文献讲授了含有至少两个全氟烷基基团、季铵基团以外氨基基团、羧基基团和其它与氨基基团相连的水溶性基团组合的化合物。

S.Szonyi在Com.Journ.Com.Esp.Deterg.，22，297-304(1991)中提到一种市售的最新疏醇定泡剂MX30作为全氟烷基化聚氨基酸。但是，从各种以上讨论的Szonyl文献可见MX30为一种含有全氟烷基和通过连接基团与氨基氮相连的COOH基团的多元胺衍生物。

美国专利4,606,973公开了其中氨基基团与全氟烷基羧酸已发生反应的氨基乙基甲基丙烯酸酯-丙烯酸共聚物。

日本专利申请S59-230566公开了包含阴离子或两性氟表面活性剂、MW为4,000-100,000的聚乙烯亚胺及多元酸化合物的用于极性溶剂的定泡剂。