用于驻极体的电荷加强添加剂.pdf

《用于驻极体的电荷加强添加剂.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于驻极体的电荷加强添加剂.pdf（16页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102046590 A (43)申请公布日 2011.05.04 CN 102046590 A *CN102046590A* (21)申请号 200980120265.2 (22)申请日 2009.05.04 61/058,029 2008.06.02 US C07C 211/61(2006.01) C07C 211/54(2006.01) (71)申请人 3M 创新有限公司 地址 美国明尼苏达州 (72)发明人 李福明 白峰 约翰M塞巴斯蒂安 马尔文E琼斯 (74)专利代理机构 北京天昊联合知识产权代理 有限公司 11112 代理人 丁业平 金小芳 (54) 发明名。

2、称 用于驻极体的电荷加强添加剂 (57) 摘要 本发明公开了可加强驻极体材料静电荷的材 料。所述材料包含式 R1R2N-Ar(G)n的 N- 取代氨基 碳环芳族化合物， 其中 Ar 为芳基、 基团 R1为氢、 烷 基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基、 烯基、 炔基， 基团 R2为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或 取代的烷基， 并且 G 各自独立地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基、 取代的烷基， 或者为 -NR3R4， 其中 R3各自独立地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且R4各自独立地为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或。

3、取代的烷基， 并且当 n 为 5 时 Ar 为苯基， n 为 7 时 Ar 为萘基， 或当 n 为 9 时 Ar 为蒽基。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2010.12.01 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2009/042689 2009.05.04 (87)PCT申请的公布数据 WO2009/148747 EN 2009.12.10 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 12 页 CN 102046594 A1/3 页 2 1. 一种材料， 其包含由结构 (a) 表示的 N- 取代氨。

4、基碳环芳族化合物 ： (a) R1R2N-Ar(G)n 其中 Ar 为芳基 ； 基团 R1为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基 ； 基团 R2为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基 ； 和 G 各自独立地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基、 取代的烷基， 或者为 -NR3R4， 其中 R3各自独立地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且 R4 各自独立地为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基 ； 并且 当 n 为 5 时 Ar 为苯基， n 为 7 时 Ar 为萘基， 或当 n 为 9 时 Ar 为蒽基。。

5、 2. 根据权利要求 1 所述的材料， 其中所述 Ar 为苯基或萘基 ； R1为氢 ； R2为具有包含 2 至 25 个碳原子的烷基取代基的芳基， n 等于 5 或 7， 并且 至少一个 G 等于 -NR3R4， 其中各 R3为氢， 并且各 R4为具有包含 2 至 25 个碳原子的烷基 取代基的芳基， 剩余的 G 基团为氢。 3. 根据权利要求 1 所述的材料， 其中所述 Ar 为苯基 ； R1为氢 ； R2为具有包含 2 至 25 个碳原子的烷基取代基的芳基 ； n 等于 5， 并且 所述 G 基团中有 3 个为氢， 有两个 G 基团为 -NR3R4， 其中各 R3为氢， 各 R4与 R2相。

6、同。 4. 根据权利要求 1 所述的材料， 其中所述 Ar 为苯基 ； R1为氢 ； R2为具有包含 2 至 25 个碳原子的烷基取代基的芳基 ； n 等于 5 ； 并且 所述 G 基团中有 4 个为氢， 并且有一个 G 基团为 -NR3R4， 其中 R3为氢， 并且 R4与 R2相 同。 5.根据权利要求1所述的材料， 其中所述N-取代氨基碳环芳族材料包含由结构(b)表 示的化合物 ： 其中 Z1和 Z2独立地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或 -NR3R4， 并且 R3各自独立地 为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且 权 利 要 求 书 CN 1。

7、02046590 A CN 102046594 A2/3 页 3 R4各自独立地为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基 ； R1为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基 ； 和 R2为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基。 6. 根据权利要求 1 所述的材料， 其中所述 N- 取代氨基碳环芳族材料包含由根据结构 (c) 至 (e) 的结构所表示的化合物 ： (c) 权 利 要 求 书 CN 102046590 A CN 102046594 A3/3 页 4 7. 根据权利要求 1 所述的材料， 其中所述材料为能够通过热熔融加工的方式加工的。 权 利。

8、 要 求 书 CN 102046590 A CN 102046594 A1/12 页 5 用于驻极体的电荷加强添加剂 技术领域 0001 本公开涉及加强驻极体电荷的化合物。 背景技术 0002 驻极体为具有准永久性电荷的电介质材料。 驻极体可用于多种器件， 包括(例如) 粘性薄膜、 空气过滤器、 过滤面罩和呼吸器， 并且可用作诸如麦克风、 耳机和静电录音机的 电声器件中的静电元件。 0003 可以通过将电荷赋予纤维以形成驻极体材料而改善用于气溶胶过滤的微纤维织 物的性能。具体地讲， 驻极体在提高气溶胶过滤器的颗粒捕集能力方面是有效的。已知在 微纤维织物中形成驻极体材料的多种方法。此类方法包括 。

9、( 例如 ) 当熔喷纤维从模孔流出 并形成时用带电荷粒子 ( 例如电子或离子 ) 对其进行轰击。其他方法包括 ( 例如 ) 在织物 形成后使用直流电晕放电使纤维带电， 或者使用梳理法和 / 或行针法 ( 摩擦起电 ) 使纤维 垫带电。最近描述了一种水射流或水滴流以一定压力冲击非织造织物， 使得足够提供促进 过滤的驻极体电荷方法的方法 ( 水充电 )。 发明内容 0004 本发明公开了可加强驻极体材料静电荷的材料。这些材料包含式 R1R2N-Ar(G)n的 N- 取代氨基碳环芳族化合物， 其中 Ar 为芳基， 基团 R1为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基 或取代的烷基， 基团 R2为。

10、烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且 G 各自独立地 为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基、 取代的烷基， 或者为 -NR3R4， 其中 R3各自独立地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且 R4各自独立地为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且当 n 为 5 时 Ar 为苯基， n 为 7 时为萘基， 或当 n 为 9 时为蒽基。 具体实施方式 0005 本发明公开了可加强驻极体材料静电荷的化合物。这些电荷加强化合物为 N- 取 代氨基碳环芳族化合物。这些化合物具有高热稳定性， 从而使得其适用于涉及热熔融加工 的。

11、应用。 0006 术语 “一个” 和 “所述” 可替换使用，“至少一个” 是指一个或多个所述成分。 0007 术语 “烷基” 是指作为饱和烃的烷烃基团的一价基团。烷基可为直链的、 支链的、 环状的或其组合， 并且通常具有 1 至 20 个碳原子。在一些实施例中， 烷基包含 1 至 18、 1 至 12、 1至10、 1至8、 1至6、 或1至4个碳原子。 烷基的例子包括但不限于甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基、 正丁基、 异丁基、 叔丁基、 正戊基、 正己基、 环己基、 正庚基、 正辛基和乙基己基。 0008 术语 “烯基” 是指其为烯烃基团的一价基团， 烯烃是具有至少一个碳 - 碳双键的 烃。

12、。烯基可为直链的、 支链的、 环状的或其组合， 并且通常包含 2 至 20 个碳原子。在一些实 施例中， 烯基包含 2 至 18、 2 至 12、 2 至 10、 4 至 10、 4 至 8、 2 至 8、 2 至 6、 或 2 至 4 个碳原子。 示例性烯基包括乙烯基、 正丙烯基和正丁烯基。 说 明 书 CN 102046590 A CN 102046594 A2/12 页 6 0009 术语 “炔基” 指为炔烃基的一价基团， 炔烃是具有至少一个碳 - 碳三键的烃。炔基 可为直链的、 支链的、 环状的或它们的组合并且通常包含 2 至 20 个碳原子。在一些实施例 中， 炔基包含 2 至 18。

13、、 2 至 12、 2 至 10、 4 至 10、 4 至 8、 2 至 8、 2 至 6 或 2 至 4 个碳原子。示 例性炔基包括乙炔基、 正丙炔基和正丁炔基。 0010 术语 “杂烷基”是指含有杂原子的烷基。这些杂原子可以为侧基原子， 例如卤 素 ( 诸如氟、 氯、 溴或碘 ) 或诸如氮、 氧或硫的链原子。杂烷基的一个例子为聚烷氧基， 例 如 -CH2CH2(OCH2CH2)nOCH2CH3。 0011 术语 “取代的烷基” 是指包含沿烃主链的取代基的烷基。这些取代基可以为烷基、 杂烷基或芳基。取代的烷基的一个例子为苄基。 0012 术语 “芳基” 是指芳族碳环基团， 该基团包含 1 至。

14、 5 个可连接或稠合的环。芳基可 以被烷基或杂烷基取代。芳基的例子包括苯基、 萘基和蒽基。 0013 术语 “N-取代氨基碳环芳族” 是指碳环基团， 即其中环状结构仅具有碳原子和氢原 子的环状基团， 即包含1至5个可以连接或稠合的环的基团， 并且其被至少一个取代的氨基 所取代。取代的氨基为 -NR1R2型的基团， 其中基团 R1为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基 或取代的烷基， 并且基团 R2为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基。 0014 术语 “聚合物” 和 “聚合材料” 二者是指由一种单体制得的材料诸如均聚物， 或是 指由两种或更多种单体制得的材料诸如共聚物、。

15、 三元共聚物等。同样， 术语 “聚合” 是指制 备聚合材料的工艺， 该聚合材料可为均聚物、 共聚物、 三元共聚物等。术语 “共聚物” 和 “共 聚材料” 是指由至少两种单体制得的聚合材料。 0015 术语 “室温” 和 “环境温度” 可互换使用， 是指 20至 25范围内的温度。 0016 如本文所用， 术语 “可热熔融加工” 是指组合物可以通过例如加热和施压由固体转 化为粘性流体。 应该能够对组合物进行热熔融加工， 同时不会使其发生显著的化学变化、 降 解或显示无法用于预期应用。 0017 除非另外指明， 在所有的情况下， 说明书和权利要求书中使用的表示特征大小、 量 和物理性质的所有数字都。

16、应该理解为受术语 “约” 限制的。因此， 除非有相反的指示， 所示 出的数字是近似值， 其可根据使用本文公开的教导内容所期望的性质以变化。 0018 电荷加强添加剂为 N- 取代氨基碳环芳族材料。通常， 电荷加强添加剂是热稳定 的， 从而使得其适用于可热熔融加工的组合物中。N- 取代氨基碳环芳族材料可通常用式 I 描述 ： 0019 R1R2N-Ar(G)n 0020 式 I 0021 其中 Ar 为芳基、 基团 R1为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且 基团R2为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， n为表示N-取代氨基芳基上取代基 位置个数的整。

17、数， 并且 G 表示 N- 取代氨基芳基上的取代基， G 可以各自独立地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基、 取代的烷基， 或者为 -NR3R4， 其中 R3为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且基团 R4为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基。在一些 实施例中， 式 I 的 Ar 为苯基且 n 为 5。在其他实施例中， 式 I 的 Ar 为萘基且 n 为 7。在其 他实施例中， 式 I 的 Ar 为蒽基且 n 为 9。 0022 一类可用的 N- 取代氨基碳环芳族材料为由式 II 所描述的那些， 其中 Z1和 Z2独立 说 明 书 CN 。

18、102046590 A CN 102046594 A3/12 页 7 地为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基， 或者为 -NR3R4其中 R3为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且基团 R4为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基。基团 R1 为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基， 并且基团 R2为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基。基团 Z1和 Z2可以位于碳环芳族环上的任何位置， 但通常位于相对于 取代的氨基的 3， 5 位。 0023 0024 式 II 0025 式 II 所描述材料中包括的一类合适。

19、的电荷加强添加剂包括 ( 例如 ) 其中基团 Z1 和 Z2为位于芳族环上 3， 5 位的 -NR3R4基团的那些， 其中 R3为氢、 烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂 烷基或取代的烷基， 并且基团 R4为烷基、 烯基、 炔基、 芳基、 杂烷基或取代的烷基。在某些情 况下， 芳族环上的取代是对称的， 表示各基团 -NR1R2、 Z1和 Z2( 如果存在 ) 均相同。在一些实 施例中， R1为氢， 并且 R2为芳基。通常， R2为取代的芳基， 其中所述取代基为具有 2 至 25 个 碳原子的烷基。在一些实施例中， R2为被具有 2 至 25 个碳原子， 或 10 至 25 个碳原子或甚 至 1。

20、2 至 25 个碳原子的烷基取代的苯基。在这些实施例的一些中， Z1和 Z2为 -NR3R4基团， 其中 R3与 R1相同， 并且 R4与 R2相同。两种此类电荷加强添加剂的例子如下式 III 和式 IV 所示 ： 0026 0027 式 III 0028 说 明 书 CN 102046590 A CN 102046594 A4/12 页 8 0029 式 IV 0030 式 II 所描述材料中包括的另一类合适的电荷加强添加剂包括 ( 例如 ) 其中基团 Z1为氢并且基团 Z2为 -NR3R4的那些， 其中 R1和 R3为氢， 并且 R2和 R4为芳基。通常， R2和 R4 为取代的芳基， 其。

21、中取代基为具有 1 至 25 个碳原子的烷基。在一些实施例中， R2和 R4为用 具有 1 至 4 个碳原子的烷基取代的苯基。在其它实施例中， R2和 R4为用具有 5 至 25 个碳 原子， 或 10 至 25 个碳原子或甚至 12 至 25 个碳原子的烷基取代的苯基。此类电荷加强添 加剂的例子如下式 V 所示 ： 0031 0032 式 V 0033 这些电荷加强添加剂可以与热塑性树脂共混并经热熔融加工， 以形成诸如驻极体 织物的可用制品。 可用于本发明的热塑性树脂包括在成型为织物并充电时能够保持大量捕 获的静电电荷的任何热塑性绝缘聚合物。 通常， 此类树脂在预期使用温度下的DC(直流电)。

22、 电阻率大于 1014-cm。能够获得捕获电荷的聚合物包括聚烯烃， 例如聚丙烯、 聚乙烯和聚 (4- 甲基 -1- 戊烯 ) ； 聚氯乙烯 ； 聚苯乙烯 ； 聚碳酸酯 ； 聚酯， 包括聚交酯 ； 以及全氟聚合物 和共聚物。特别可用的材料包括聚丙烯、 聚 (4- 甲基 -1- 戊烯 )、 它们的共混物或由丙烯和 4- 甲基 -1- 戊烯中的至少一者形成的共聚物。 0034 通常， 电荷加强添加剂存在于热塑性树脂中并且其在电荷加强添加剂共混物中的 量在 0.1 至 5 重量的范围内 ( 基于共混物的总重量计 )。在一些实施例中， 电荷加强添加 剂存在的量在 0.1 至 3 重量或 0.25 至 2。

23、 重量的范围内。 0035 热塑性树脂和电荷加强添加剂的共混物可通过熟知的方法制备。通常， 使用熔融 挤出技术对共混物进行加工， 因此可应用间歇工艺将该共混物预混成粒料， 或者可应用连 续工艺在挤出机中混合热塑性树脂和电荷加强添加剂。在采用连续工艺时， 热塑性树脂和 说 明 书 CN 102046590 A CN 102046594 A5/12 页 9 电荷加强添加剂可以固体的形式进行预混合、 或分别添加至挤出机并使其在熔化的状态混 合。 0036 可用于形成预混合粒料的熔融混合器的例子包括提供分散混合、 分布混合或两 者组合的那些混合器。间歇方法的例子包括使用布拉本达仪器 (BRABENDE。

24、R)( 例如可从 C.W.Brabender Instruments， Inc.(South Hackensack， NJ) 商购获得的布拉本达制备中心 (BRABENDER PREP CENTER)或班伯里(BANBURY)内混式与辊轧式设备(例如可得自Farrel Co.(Ansonia， CT) 的设备 ) 的那些方法。间歇混合后， 可以立即淬灭生成的混合物并将其 保存于混合物熔融温度以下的温度以进行后续加工。 0037 连续方法的例子包括单螺杆挤出、 双螺杆挤出、 圆盘挤出、 往复式单螺杆挤出和销 钉机筒单螺杆挤出。连续方法可以包括使用分布元件 ( 例如空穴传递混合器 ( 例如可从 R。

25、APRA Technology， Ltd.(Shrewsbury、 England) 商购获得的 CTM) 以及销钉混合元件、 静 态混合元件或分散混合元件 ( 可商购获得， 例如 MADDOCK 混合元件或 SAXTON 混合元件 ) 两 者。 0038 可用于挤压通过间歇工艺制备的预混合粒料的挤出机的例子包括与上述连续工 艺中所描述的设备类型相同的设备。 可用的挤出条件通常是适于挤出不含添加剂的树脂的 那些条件。 0039 可将热塑性树脂和电荷加强添加剂的挤出共混物浇注或涂覆成薄膜或薄片， 或可 使用已知的技术将热塑性树脂和电荷添加剂的挤出共混物熔喷成非织造纤维织物。 熔喷的 非织造微纤维。

26、织物尤其可用作过滤介质。 0040 熔喷的非织造微纤维驻极体过滤器尤其可用作呼吸器的空气过滤器元件 ( 例如 过滤面罩 )， 或针对此目的， 可用作家用和工业空调、 空气净化器、 真空吸尘器、 医用空气管 路过滤器和车辆与通用设备 ( 例如计算机、 计算机磁盘驱动器和电子设备 ) 的空气调节系 统。 在应用于呼吸器时， 驻极体过滤器可以为模制或折叠的半面罩呼吸器、 可替换滤芯或滤 罐、 或预过滤器的形式。 0041 可用于本发明中的熔喷微纤维可按照 Van A.Wente，“Superfine Thermoplastic Fibers， ” Industrial Engineering Che。

27、mistry， vol.48， pp.1342-1346(Van A.Wente， 超细 热塑性纤维， 工业工程化学， 第 48 卷第 1342-1346 页 ) 和 Van A.Wente 等人所著的出版于 1954年5月25日的Report No.4364 of the Naval Research Laboratories(海军研究实 验室第 4364 号报告 ) 中名为 “Manufacture of Super Fine Organic Fibers” ( 超细有机 纤维的制造 ) 的文章中所描述的方法进行制备。 0042 可用于纤维驻极体过滤器的熔喷微纤维通常具有约 3 至 30 。

28、微米的有效纤维 直径， 在一些实施例中为约 7 至 15 微米， 这些有效纤维直径是根据 Davies， C.N.，“The Separation of Airborne Dust and Particles， ” Institution of Mechanical Engineers， London， Proceedings 1B， 1952(Davies， C.N.，“气载粉尘和粒子的分离” ， 英国机械工程师 协会， 伦敦， 会志 1B 辑， 1952 年 ) 中所示出的方法计算得出。 0043 短纤维还可以存在于该织物中。与仅由吹塑微纤维形成的织物相比， 短纤维的存 在提供了通常更为膨。

29、松有弹性且密度更小的织物。优选存在不超过约 90 重量的短纤维， 更优选不超过约 70 重量。含有短纤维的织物的例子在美国专利 No.4,118,531(Hauser) 中公开。 说 明 书 CN 102046590 A CN 102046594 A6/12 页 10 0044 织物中还可以包含吸附剂颗粒物质， 例如活性炭或氧化铝。此类颗粒存在 的量可以最多为约织物内容物体积的约 80。颗粒填充织物的例子在 ( 例如 ) 美 国 专 利 No.3,971,373(Braun)、美 国 专 利 No.4,100,324(Anderson) 和 美 国 专 利 No.4,429,001(Kolpi。

30、n 等人 ) 中有所描述。 0045 多种可供选择的添加剂可与包括， 例如， 颜料、 UV 稳定剂、 抗氧化剂以及它们的组 合的热塑性组合物进行共混。 0046 根据本发明制备的驻极体过滤器介质通常具有在约 10 至 500g/m2范围内的基重， 并且在一些实施例中为约 10 至 100g/m2。在制造熔喷微纤维织物的过程中， 可以通过 ( 例 如 ) 改变收集器的速度或模具通量来控制基重。过滤器介质的厚度通常为约 0.25 至 20 毫 米， 并且在一些实施例中为约0.5至2毫米。 过滤元件中通常使用多层纤维驻极体织物。 纤 维驻极体织物的硬度 (solidity) 通常为约 1至 25， 。

31、更通常为约 3至 10。硬度为定 义织物中固体比率的无量纲参数。 总体而言， 本公开的方法提供了驻极体织物， 其在整个织 物内具有大致均匀的电荷分布， 而与基重、 厚度或介质硬度无关。 驻极体过滤器介质和制备 其的树脂不应经过可能增加其电导率的任何不必要处理， 例如将其暴露于电离辐射、 射 线、 紫外线照射、 高温分解、 氧化等。 0047 驻极体织物可在其形成时带上电荷， 或者该体织物可在其形成后带上电荷。在驻 极体过滤器介质中， 该介质通常在形成织物后带上电荷。通常可以使用本领域已知的任何 标准充电方法。例如， 可通过多种方法进行充电， 包括水充电。也可使用直流电晕放电和水 充电的组合。 。

32、0048 合适的直流电晕放电工艺的例子在美国专利 Re.No.30,782(van Turnhout)、 美国专利 Re.No.31,285(van Turnhout)、 美国专利 Re.No.32,171(van Turnhout)、 美国 专利 No.4,215,682(Davis 等人 )、 美国专利 No.4,375,718(Wadsworth 等人 )、 美国专 利 No.5,401,446(Wadsworth 等人 )、 美国专利 No.4,588,537(Klaase 等人 ) 和美国专利 No.4,592,815(Nakao) 中有所描述。 0049 通过水射流或水滴流足以为织。

33、物提供促进过滤的驻极体电荷的压力冲击织物来 进行织物的水充电。 实现最佳结果的必需压力根据以下因素而变化 ： 使用的喷涂器的类型、 形成织物的聚合物的类型、 加入聚合物的添加剂的类型和浓度、 织物的厚度和密度以及是 否在水充电之前进行预处理， 例如直流电晕表面处理。 一般来讲， 压力在约10至500psi(69 至 3450kPa) 范围内为宜。 0050 水射流或水滴流可以由任何合适的喷雾装置提供。可用于水力缠结纤维的设 备通常可在本发明的方法中使用， 但实施水充电操作的压力较实施水缠绕操作通常所 用的压力为低。应理解， 水充电包括在美国专利 No.5,496,507(Angadjivand。

34、) 中所描 述的方法和使用流体润湿和去湿工艺赋予驻极体电荷的其他各种衍生方法， 如在例如 日 本 专 利 申 请 JP 2002161467(Horiguchi)、 日 本 专 利 申 请 JP 2002173866(Takeda)、 日 本 专 利 申 请 JP2002115177(Takeda)、 日 本 专 利 申 请 JP 2002339232(Takeda)、 日 本 专 利 申 请 JP 2002161471(Takeda)、 日 本 专 利 No.3,780,916(Takeda)、 日 本 专 利 申 请 JP 2002115178(Takeda)、日 本 专 利 申 请 JP。

35、 2003013359(Horiguchi)、美 国 专 利 No.6,969,484(Horiguchi)、 美 国 专 利 No.6,454,986(Eitzman)、 日 本 专 利 申 请 JP 2004060110(Masumori)、 日 本 专 利 申 请 JP 2005131485(Kodama) 和 日 本 专 利 申 请 JP 说 明 书 CN 102046590 A CN 102046594 A7/12 页 11 2005131484(Kodama) 中所描述的那些。 0051 针对模型过滤性能， 已经开发出多种过滤测试方案。这些测试包括使用标准测试 用气溶胶(例如邻苯二。

36、酸二辛酯(DOP)测定过滤器织物的气溶胶渗透率， 通常以气溶胶渗 透穿过过滤器织物的百分比 ( Pen) 表示 ； 并且这些测试包括测定整个过滤器织物的压降 (P)。根据这两个测量， 通过下列公式可以计算称为品质因数 (QF) 的大小 ： 0052 QF -ln( Pen/100)/P， 0053 其中 ln 代表自然对数。QF 值越高表明过滤性能越好， 而降低的 QF 值与过滤性能 降低密切相关。测定这些值的详细方法在实例部分展示。通常， 本公开的过滤介质在 6.9 厘米 / 秒的面速度下测得 QF 值为 0.3 或更大。 0054 实例 0055 这些实例仅仅是说明性的， 并且不旨在限制所。

37、附的权利要求的范畴。除非另外指 明， 实例和说明书其余部分中的所有份数、 百分比、 比率等均按重量计。 除非另外指明， 所用 溶剂和其他试剂均得自 Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee， Wisconsin)。 0056 缩写表 0057 0058 测试方法 0059 过滤测试 0060 测试样品的DOP气溶胶渗透百分率(Pen)和压降(P)， 并计算品质因数(QF)。 使用 8127 型自动过滤器测试仪 AFT(Automated Filter Tester AFT Model 8127)( 得自 TSI， Inc.(St.Paul， MN) 评估。

38、非织造微纤维织物的过滤性能 ( Pen 和 QF)， 该自动过滤器 测试仪使用邻苯二酸二辛酯 (DOP) 作为测试用气溶胶， 并使用 MKS 压力传感器测量整个过 滤器的压降 (P(mmH2O 柱 )。上游浓度为 100mg/m3的 DOP 气溶胶具有标称的单分散 0.3 微米质量中位直径。迫使气溶胶以校准的 42.5 升 / 分钟 (6.9cm/s 的面速度 ) 的流速通过 过滤器介质样品， 同时关闭气溶胶离子发生器。总测试时间为 23 秒 ( 上升时间为 15 秒、 试 样时间为 4 秒、 吹扫时间为 4 秒 )。使用校准的光度计通过在过滤器介质上游和下游进行 光散射来测量 DOP 气溶胶。

39、浓度。将 DOP 的 Pen 定义为 ： Pen 100(DOP 下游浓度 / DOP 上游浓度 )。对每种材料而言， 均在 BMF 织物上的不同位置进行 6 次单独的测量， 并将 测量结果进行平均。 0061 使用 Pen 和 P 由下列公式计算 QF ： 0062 QF -ln( Pen/100)/P， 0063 其中 ln 代表自然对数。较高的 QF 值表明过滤性能较好， 而减小的 QF 值与过滤性 能降低密切相关。 0064 元素分析 ： 0065 采用LECO 932 CHNS元素分析仪(LECO Corp.， St.Joseph， MI)通过燃烧对元素分 说 明 书 CN 1020。

40、46590 A CN 102046594 A8/12 页 12 析样品的碳、 氢和氮的重量百分比进行分析。将样品分成三份进行测试。还进行磺胺二甲 嘧啶标准测试以检核校准。各个测试的结果与计算平均值和标准偏差一同显示。 0066 热稳定性分析 ： 0067 使用得自 TA Instruments(New Castle， Delaware) 的 2950 型热重分析仪 (TGA) (Thermogravimetric Analyzer(TGA)Model 2950) 测定电荷加强添加剂样品的热稳定性。 将大约5-10毫克的材料放置于TGA中， 并在大气环境下以10/分钟的速率将其从室温加 热至 5。

41、00， 同时测量重量损失。结果以发生 2重量损失时的温度示出。 0068 实例 0069 实例 1 ： 制备 1， 3， 5- 三 (4- 正十二烷基苯胺基 ) 苯 0070 0071 将间苯三酚脱水剂 (6.63 克， 97 )、 4- 十二烷基苯胺 (36.40 克， 97 ) 和碘 (0.13 克， 99 ) 以及甲苯 (30 毫升 ) 置于配有磁性搅棒的三颈圆底烧瓶中。当该烧瓶配 备 Dean-Stark 疏水器和冷凝器后， 随后在持续搅拌时在 130下加热 12 小时。当使反应 混合物的温度冷却至约 60 ( 该混合物为粘滞液体 ) 时， 将其缓慢倾注到 200 毫升的乙醇 中， 以。

42、产生沉淀。通过过滤得到呈粉红色固体的沉淀。在真空 (27mmHg) 中于 50下干燥 过夜后， 经乙醇 ( 每次 150 毫升 ) 重结晶两次来获得 31.0 克 (87.8的产率 ) 呈浅粉红色 粉末的所需产物。元素分析和 1H NMR 频谱得到的结果如下 ： 元素分析 ： ( 计算值 ： C ： 84.15 ； H ： 10.95 ； N ： 4.91 ； 实测值 ： C ： 84.28 ； H ： 10.86 ； N ： 4.85) ； 1H NMR(400MHz CDCl 3)7.07(d， J 8.32Hz， 6H)、 7.02(d， J 8.32Hz， 6H)、 6.21(s， 3。

43、H)、 5.51(s， 3H)、 2.53(t， J 7.6Hz， 6H)、 1.65-1.50(m， 6H)、 1.28-1.15(m， 54H)、 0.88(t， J 7.6Hz， 9H)。使用上述热稳定性测 试方法测量热稳定性。结果示于下表 1 中。 0072 实例 2 ： 制备 1， 3， 5- 三 (4- 正丁基苯胺基 ) 苯 0073 说 明 书 CN 102046590 A CN 102046594 A9/12 页 13 0074 将间苯三酚脱水剂 (20.00 克， 97 )、 4- 丁苯胺 (73.63 克， 97 ) 和碘 (0.40 克， 99 ) 置于配有磁性搅棒的三颈。

44、圆底烧瓶中。当该烧瓶配备 Dean-Stark 疏水器和冷凝器 后， 随后在持续搅拌时在 150下加热 20 小时。当使反应混合物的温度冷却至约 60 ( 该 混合物为粘滞液体 ) 时， 将其缓慢倾注到 200 毫升的乙醇中， 以产生沉淀。通过过滤得到呈 粉红色固体的沉淀。 在真空(27mmHg)中于50下干燥过夜后， 经乙醇重结晶来获得呈浅粉 红色粉末的电荷加强添加剂 -2(42.0 克， 67.5的产率 )。元素分析和 1H NMR 频谱得到的 结果如下 ： 元素分析 ： ( 计算值 ： C ： 83.19 ； H ： 8.73 ； N ： 8.08 ； 实测值 ： C ： 83.08 ；。

45、 H ： 8.79 ： N ： 8.00) ： 1H NMR(400MHz CDCl 3)7.08(d， J8.24Hz， 6H)、 7.02(d， J8.24Hz， 6H)、 6.21(s， 3H)、 5.51(s， 3H)、 2.55(t， J 7.6Hz， 6H)、 1.65-1.53(m， 6H)、 1.40-1.30(m， 6H)、 0.93(t， J 7.60Hz， 9H)。使用上述热稳定性测试方法测量热稳定性。结果示于下表 1 中。 0075 实例 3 ： 制备 1， 3- 双 (4- 正十二烷基苯胺基 ) 苯 0076 0077 将间苯二酚 (5.83 克， 98 )、 4- 。

46、十二烷基苯胺 (30.00 克， 97 ) 和碘 (0.15 克， 99 ) 置于配有磁性搅棒的三颈圆底烧瓶中。当该烧瓶配备冷凝器并且通过 N2进行冲洗 除去空气后， 将其置于油浴中。将油加热， 并在混合物变为液态时打开磁力搅拌器。将混 合物在持续搅拌时在 190下加热 24 小时。反应混合物在冷却至室温的过程中硬化， 将 乙醇 (60 毫升 ) 加入烧瓶中。重新加热烧瓶， 将混合物煮沸 5 分钟。将所得溶液置于冰箱 中过夜， 从而产生暗红色固体， 该固体通过过滤收集。通过在丙酮 (100 毫升 ) 中溶解并添 加活性炭 (2.0 克 ) 来清除变色。将经此处理的固体通过色谱法， 使其通过硅胶。

47、 (70-150 目， 可从 Alfa Aesar 商购获得 ) 并将二氯甲烷用作洗脱溶剂来进一步进行纯化。使用旋 转蒸发仪除去溶剂并将固体在真空 (27mmHg) 中在 50下干燥过夜后， 得到呈浅白色粉末 (6.50 克， 20.6的产率 ) 的纯产物。元素分析和 1H NMR 频谱得到的结果如下 ： 元素分析 ： 说 明 书 CN 102046590 A CN 102046594 A10/12 页 14 (计算值 ： C ： 84.50 ； H ： 10.81 ； N ： 4.69 ； 实测值 ： C ： 84.64 ； H ： 10.52 ： N ： 4.69 ； 1H NMR(400。

48、MHz CDCl3)7.10-7.05(m， 5H)、 7.02(d， J 8.36Hz， 4H)、 6.67(s， 1H)、 6.55(d， J 8.0Hz， 2H)、 5.58(bs， 2H)、 2.54(t， J 7.84Hz， 4H)、 1.65-1.50(m， 4H)、 1.40-1.20(m， 36H)、 0.93(t， J 7.84Hz， 6H)。使用上述热稳定性测试方法测量热稳定性。结果示于下表 1 中。 0078 表 1 0079 0080 实例 4 至 12 和比较例 C1 至 C6 0081 各实例和比较例都按照下述步骤进行。这些实例的数据在表 2 和表 3 中示出。 0。

49、082 步骤 A ： 制备微纤维织物 ： 0083 对每个实例而言， 选择上述电荷加强添加剂之一 ( 实例 1-3) 并将其以表 2 中示 出的浓度与两个等级的聚丙烯之一干混， 并将共混物挤出， 如 Van A.Wente，“Superfine Thermoplastic Fibers， ” Industrial Engineering Chemistry， vol.48， pp.1342-1346(Van A.Wente， 超细热塑性纤维， 工业工程化学， 第 48 卷第 1342-1346 页 ) 和 1954 年 4 月 15 日 的 Naval Research Laboratory Report 111437( 海军研究实验室第 111437 号报告 ) 所 述。挤出温度的范围为约 250至 300， 并且挤出机为布拉本达 (BRABENDER) 锥形双螺杆 挤出机 ( 可从 Brabender Instruments， Inc. 商购获得 )。 ， 其运行速率为约 2.5 至 3kg/ 小 时 (5-7lb/h)。该模具宽 25.4cm(10in)， 每厘米具有 10 个模孔 ( 每英寸具有 25 个模孔 )。 形成的熔喷微纤维 (BMF) 织物的基重为 49 至 97。