聚丙烯酸盐、制备方法和使用其的应用技术

本发明专利技术涉及交联的聚丙烯酸盐，其已经被如下两种类型的胺所中和：(1)连接到氨基有机硅的聚合物主链的胺基团和(2)水溶性有机胺。本发明专利技术的组合物可容易地在水中溶胀，其与单独的基于丙烯酸酯的增稠剂相比呈现增强的增稠、乳化、分散和产生具有耐水性的膜。可使用所述组合物配制很多种成分，例如脂肪物质、润湿剂、固体粒子、有机硅、有机或无机遮光剂，而不需要另外的中和剂、分散剂或乳化剂。

Polyacrylate, preparation method and application thereof

The present invention relates to crosslinked polyacrylate, which has been neutralized by two types of amines: (1) amine groups and (2) water-soluble organic amines connected to the polymer main chain of amino organosilicon. The composition of the invention can easily be swelled in water, which shows enhanced thickening, emulsifying, dispersing and producing water resistant films compared with a separate thickener based on acrylate. Many components may be prepared using the composition, such as fatty substances, wetting agents, solid particles, organosilicon, organic or inorganic light shading, without additional neutralizer, dispersant or emulsifier.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚丙烯酸盐、制备方法和使用其的应用
本专利技术涉及已经被如下两种类型的胺所中和的交联的聚丙烯酸盐：(1)连接到氨基有机硅(氨基硅酮，aminosilicone)的聚合物主链的胺基团和(2)水溶性有机胺。
技术介绍
天然和合成的增稠剂是容易获得的且在本领域中被广泛地使用。增稠剂取决于应用可能需要满足宽范围的要求。例如，增稠剂可能需要具有特定的剪切稀化行为、在变干时的低粘性、乳化性、或在升高的温度下特定的增稠概况(分布，profile)。为了拓展到涉及水性(水，含水)体系的宽范围的应用，一直在调制基于丙烯酸酯的增稠剂和其它源自烯属不饱和可聚合单体的含酸的聚合物。水性增稠剂易于使用、不需要中和步骤、可使颜料充分分散、且使大量油乳化。通过乳液聚合制成的丙烯酸酯分散液通常不需要中和步骤，但是它们包含乳化剂，该乳化剂对它们干燥之后形成的膜赋予差的耐水性(抗水性)。对于个人护理应用，需要具有良好的耐水性的丙烯酸酯增稠剂和降低经丙烯酸酯化的增稠剂的粘性。在美国专利公布2013/0121948中公开了用于个人护理产品的性能改善的丙烯酸酯增稠剂和特定的氨基有机硅共聚物的缔合产物。在公布'948中，丙烯酸酯增稠剂和特定的氨基有机硅的非共价的反应产物通过包括如下3个步骤的方法制备：步骤(i)将丙烯酸酯和氨基有机硅在非水介质中在30℃-200℃范围内的温度下共混约1分钟-约120分钟的时期以产生共混物，步骤(ii)将水性碱(aqueousbase)在30℃-95℃范围内的温度下加入到由步骤(i)制成的共混物以产生混合物，和步骤(iii)将由步骤(ii)获得的混合物冷却以提供非共价键合的反应产物。稳定的糊料组合物(实施例25-27)当用水稀释时提供良好的增稠但是它们因其非常长的制备时间和其糊状质感(形态，texture)而是不实用的。另外，在步骤(i)中使用非水条件制备的组合物无法用水充分地增稠。
技术实现思路
本专利技术提供包括已经被如下两种类型的胺中和的交联的聚丙烯酸盐的组合物：连接到特定的氨基有机硅的聚合物主链的胺和水溶性有机胺。预料不到地，通过使丙烯酸酯增稠剂和氨基有机硅共聚物在促进反应(反应-促进)的量的水的存在下且在介于50℃和120℃之间的温度下进行反应，发现了改进的组合物。所述组合物因其软的质感和在水中良好的增稠性而易于使用。由这些组合物获得的膜是高度耐水的。而且，可使用所述组合物配制很多种成分，例如脂肪物质、润湿剂、固体粒子、有机硅、有机或无机遮光剂(sunscreen)，而不需要另外的中和剂、分散剂或乳化剂。本专利技术组合物可容易地在水中溶胀，与单独的基于丙烯酸酯的增稠剂相比呈现增强的增稠、乳化、分散并且产生具有耐水性的膜。最终水性乳液的低粘性在个人护理应用中是尤其有用的。具体地，包括交联的聚丙烯酸盐的组合物通过如下步骤获得(a)使交联的聚丙烯酸聚合物和氨基有机硅共聚物在促进反应的量的水和任选的非水稀释剂的存在下进行反应以获得中间蜡组合物；和(b)使所述中间蜡组合物和有机胺碱溶液的水溶液进行反应以产生这样的交联的聚丙烯酸盐：其当以3重量％在水中稀释时具有在5,000-100,000cp范围内、更特别地10,000-70,000cp、和最特别地15,000-50,000cp的在25℃的布氏粘度。本专利技术的交联的聚丙烯酸盐的主链由如下通式表示：其中R选自氢、烷基、芳基、烷芳基/芳烷基、和脂环族基团，R'选自具有1-30个碳原子的烷基、芳基和烷基/芳基，X⊕为所述氨基有机硅共聚物的阳离子胺基团，Y⊕为有机胺碱的阳离子胺基团，x为介于50和20,000之间的整数；y为介于50和20,000之间的整数；z为介于0和5,000之间的整数；且，x：(x+y)的比率介于0.02和0.2之间，其中所述氨基有机硅共聚物选自(i)由R1R2NH和的反应得到的氨基有机硅共聚物其中R1为R3(OCaH2a)m-，R2选自H和R4(OCcH2c)o-，R3为(CnH2n+1)-，其中n为1-30的整数；或(Cn'H2n'-1)-，其中n'为2-30的整数；或(Cn"H2n"-3)-，其中n"为4-30的整数，R4为(CqH2q+1)-，其中q为1-30的整数；或(Cq'H2q'-1)-，其中q'为2-30的整数；或(Cq"H2q"-3)-，其中q"为4-30的整数，a为2-4的整数，m为0或1-200的整数，c为2-4的整数，o为0或1-200的整数，且p为2-1,000的整数；(ii)具有通式[AB]n的嵌段共聚物其中A为具有通式[X(CaH2aO)bR6[(SiO(R5)2]cSi(R5)2R6(OCaH2a)bX]的聚硅氧烷基团B为具有通式[YO(CaH2aO)dY]的聚环氧烷烃基团，R5为包含1-4个碳原子的烷基，R6为二价有机部分，X和Y为选自仲或叔胺和开环的环氧化物的二价有机基团，使得当X为开环的环氧化物时Y为胺且反之亦然，a独立地为2-4，b独立地为0-100，c为1-500，d为0-100，且(b+d)为1-100；和，(iii)C和D的无规共聚物其中C为具有通式-CR7R8-CR9(OH)R11-(SiR102O)x-SiR102-R11CR9(OH)CR7R8-L-的聚硅氧烷基团其中R7独立地选自氢和包含至多20个碳原子且任选地包含氧原子的烷基、芳基、烯基、或芳烷基，R8独立地选自氢和包含至多20个碳原子且任选地包含氧原子的烷基、芳基、烯基、或芳烷基，R9独立地选自氢和包含至多20个碳原子且任选地包含氧原子的烷基、芳基、烯基、或芳烷基，条件是如果R8为化学键，则R9为1-20个碳原子且任选地包含氧原子的二价烃基团，其形成包含化学键R8的环，R10独立地选自氢和包含至多10个碳原子的烷基、烯基、芳基或芳烷基，R11为包含1-20个碳原子且任选地包含氧原子的二价烃自由基，L独立地为选自-N(R12NR132)-和的二价连接基团其中R12为包含1-20个碳原子的二价烃自由基，R13独立地为包含1-20个碳原子的烃自由基，且R14为包含2-20个碳原子且任选地包含氧原子的二价烃基团或-NR13-基团，x为1-500的整数，且D为具有通式-CR7R8-CR9(OH)R11-O(CaH2aO)bR11C-R9(OH)CR7R8-L-的聚环氧烷烃其中R7、R8、R9、R11、L、a和b为如上所限定的。在以下提供的详细描述(具体实施方式)部分中对本专利技术进一步描述。具体实施方式本专利技术人已经预料不到地发现：(i)本专利技术的中和的交联的聚丙烯酸类聚合物在水中立即溶胀；(ii)本专利技术的中和的交联的聚丙烯酸类聚合物有助于使有机和有机硅油(organicandsiliconeoil)及矿物油和防晒油在水乳液中乳化和稳定化而不需要另外的乳化剂；(iii)本专利技术的中和的交联的聚丙烯酸类聚合物有助于使无机颜料分散和稳定化而不需要另外的分散剂；(iv)本专利技术的中和的交联的聚丙烯酸类聚合物制造可在遮光剂应用或彩妆品中使用的具有抗水性的膜；和(v)本专利技术的中和的交联的聚丙烯酸类聚合物可在涉及水相增稠的工业应用例如纺织工业、油提取、涂料、漆、农业、乳化和个人护理工业中使用。在本申请的说明书和权利要求中，下列术语和表达应理解为如所示的。在说明书中且包括所附权利要求中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.组合物，其包括通过如下步骤获得的交联的聚丙烯酸盐(a)使交联的聚丙烯酸聚合物和氨基有机硅共聚物在促进反应的量的水的存在下进行反应以获得中间蜡组合物；和(b)使所述中间蜡组合物和有机胺碱溶液的水溶液进行反应以产生交联的聚丙烯酸盐，其中所述交联的聚丙烯酸盐当以3重量％在水中稀释时具有5,000‑100,000cp范围内的在25℃的布氏粘度，且所述交联的聚丙烯酸盐具有由如下通式表示的主链：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.04 US 14/959,3081.组合物，其包括通过如下步骤获得的交联的聚丙烯酸盐(a)使交联的聚丙烯酸聚合物和氨基有机硅共聚物在促进反应的量的水的存在下进行反应以获得中间蜡组合物；和(b)使所述中间蜡组合物和有机胺碱溶液的水溶液进行反应以产生交联的聚丙烯酸盐，其中所述交联的聚丙烯酸盐当以3重量％在水中稀释时具有5,000-100,000cp范围内的在25℃的布氏粘度，且所述交联的聚丙烯酸盐具有由如下通式表示的主链：其中R选自氢、烷基、芳基、烷芳基/芳烷基、和脂环族基团，R'选自具有1-30个碳原子的烷基、芳基、和烷基/芳基，X⊕为所述氨基有机硅共聚物的阳离子胺基团，Y⊕为所述有机胺碱的阳离子胺基团，x为50至20,000的整数；y为50至20,000的整数；z为0至5,000的整数；和，x：(x+y)的比率为0.02至0.2，其中所述氨基有机硅共聚物选自(i)由R1R2NH和的反应得到的氨基有机硅共聚物，其中R1为R3(OCaH2a)m-，R2选自H和R4(OCcH2c)o-，R3为(CnH2n+1)-，其中n为1-30的整数；或(Cn'H2n'-1)-，其中n'为2-30的整数；或Cn"H2n"-3)-，其中n"为4-30的整数，R4为(CqH2q+1)-，其中q为1-30的整数；或(Cq'H2q'-1)-，其中q'为2-30的整数；或(Cq"H2q"-3)-，其中q"为4-30的整数，a为2-4的整数,m为0或1-200的整数，c为2-4的整数，o为0或1-200的整数，和p为2-1,000的整数；(ii)具有通式[AB]n的嵌段共聚物其中A为具有通式[X(CaH2aO)bR6[(SiO(R5)2]cSi(R5)2R6(OCaH2a)bX]的聚硅氧烷基团，B为具有通式[YO(CaH2aO)dY]的聚环氧烷烃基团，R5为包含1-4个碳原子的烷基，R6为二价有机部分，X和Y为选自仲或叔胺和开环的环氧化物的二价有机基团，使得当X为开环的环氧化物时Y为胺且反之亦然，a独立地为2-4，b独立地为0-100，c为1-500，d为0-100，且(b+d)为1-100；和，(iii)C和D的无规共聚物其中C为具有通式-CR7R8-CR9(OH)R11-(SiR102O)x-SiR102-R11CR9(OH)CR7R8-L-的聚硅氧烷基团其中R7独立地选自氢和包含至多20个碳原子且任选地包含氧原子的烷基、芳基、烯基或芳烷基，R8独立地选自氢和包含至多20个碳原子且任选地包含氧原子的烷基、芳基、烯基或芳烷基，R9独立地选自氢和包含至多20个碳原子且任选地包含氧原子的烷基、芳基、烯基或芳烷基，条件是如果R8为化学键，则R9为1-20个碳原子且任选地包含氧原子的二价烃基团，其形成包含所述化学键R8的环，R10独立地选自氢和包含至多10个碳原子的烷基、烯基、芳基或芳烷基，R11为包含1-20个碳原子且任选地包含氧原子的二价烃自由基，L独立地为选自-N(R12NR132)-和的二价连接基团其中R12为包含1-20个碳原子的二价烃自由基，R13独立地为包含1-20个碳原子的烃自由基，且R14为包含2-20个碳原子且任选地包含氧原子的二价烃基团或-NR13-基团，x为1-500的整数，且D为具有通式-CR7R8-CR9(OH)R11-O(CaH2aO)bR11C-R9(OH)CR7R8-L-的聚环氧烷烃其中R7、R8、R9、R11、L、a和b为如上所限定的。2.如权利要求1所述的组合物，其中水的促进反应的量在0.2-10重量％的范围内，基于所述中间蜡组合物的总重量。3.如权利要求1所述的组合物，其中水的促进反应的量在0.3-5重量％的范围内，基于所述中间蜡组合物的总重量。4.如权利要求1所述的组合物，其中在步骤(a)中的反应在50℃-120℃范围内的温度下进行。5.如权利要求1所述的组合物，其中在步骤(a)中的反应在50℃-100℃范围内的温度下进行。6.如权利要求1所述的组合物，其中在步骤(a)中的反应进行1-12小时的反应时间。7.如权利要求1所述的组合物，其中在步骤(a)中的反应进行2-10小时的反应时间。8.如权利要求1所述的组合物，其中所述交联的聚丙烯酸聚合物选自不饱和的能聚合的羧基单体的均聚物和能聚合的羧基单体的共聚物。9.如权利要求8所述的组合物，其中所述羧基单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来...

【专利技术属性】
技术研发人员：A达索，N卢，B拉纳，S冈萨雷斯，
申请(专利权)人：莫门蒂夫性能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US