具有高ICI粘度的基于纤维素的缔合性增稠剂制造技术

本发明专利技术一种提供经疏水改性的纤维素衍生物，其选自于：经疏水改性的羟乙基纤维素、经疏水改性的甲基羟乙基纤维素和经疏水改性的乙基羟乙基纤维素，其中选择疏水取代基的分子量和类型以及用量以使得所述经疏水改性的纤维素衍生物不仅具有极佳的莱内塔流平性，而且也具有改进的ＩＣＩ粘度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特定的经疏水改性的纤维素衍生物，其是极佳的缔合性增稠剂，特别是当在水性保护涂料组合物中使用时。含有本专利技术的经疏水改性的特定纤维素衍生物的水性保护涂料组合物不仅仅具有极佳的流平性，而且具有提高的ICI粘度。缔合性增稠剂，通常是水溶性聚合物，是广泛地用作水性体系的添加剂。增稠剂在特定加工条件和最终使用的情况下以所需的程度增长和保持粘度。具体地说，增稠剂是用于各种涂料例如装饰性和保护涂料中和在纸张涂料中，而且也用在化妆品和个人护理品，洗涤剂、药品、粘合剂和密封剂、农用制剂和石油钻探流体。缔合性增稠剂是用于水性保护涂料组合物的流变改性剂。水性保护涂料组合物是通常用作乳胶漆或分散性涂料且多年来一直为人们所熟知。此种水性保护涂料组合物的流变性能的调节是一个富有挑战性的领域，因为涂料组合物不仅需要提供良好的流平性(例如莱内塔流平性和刷涂流平性)和极佳的流挂性，而且为了使得容易地涂布，所述涂料组合物也应该具有既不太高也不太低的ICI粘度。本领域一般技术人员熟知的是，可将各种增稠剂添加至水性保护涂料组合物中以为了改变所述组合物的流变性能。在过去，将许多化合物例如淀粉、甲基纤维素、羟乙基纤维素、经处理的膨润土(bentonide)、羟烷基瓜耳胶等以及一些合成增稠剂用作增稠剂。然而，这些公知的增稠剂的大多数没有提供足够好的莱内塔流平性、刷涂流平性或耐流挂性和具有合理莱内塔流平性的那些增稠剂经常不具有满意的ICI粘度。欧洲专利申请EP-A-0566911公开了含有分子量为10000-300000的缔合性增稠剂的水性保护涂料组合物。该缔合性增稠剂可以是经疏水改性的纤维素衍生物。虽然在EP-A-0566911中公开的增稠剂提供了具有极佳莱内塔流平性、极佳刷涂流平性和极佳耐流挂性的水性保护涂料组合物，但存在的一个问题是具体公开在EP-A-0566911中的缔合性增稠剂不能提供高的ICI流平性、至少是当它们以成本低廉的相关浓度使用时不能提供高的ICI流平性。由此，包含不超过1.5重量％的公开在EP-A-0566911中的经疏水改性的纤维素衍生物的水性保护涂料组合物在具有极佳流平性的情况下不具有满意的ICI粘度。本专利技术的一个目的是提供特别适用于水性保护涂料组合物中的缔合性增稠剂，其在低浓度下，不仅提供极佳的流平性而且也具有改进的ICI粘度。本专利技术的又一个目的是避免现有的缔合性增稠剂所存在的问题。这些目的的实现是基于下列出乎意料的发现，由欧洲专利申请EP-A-0566911的广泛定义所囊括的一些缔合性增稠剂相比于具体公开在EP-A-0566911中的缔合性增稠剂具有明显改进的ICI粘度，而由这些新的缔合性增稠剂提供的流平性是相当于或好于由具体公开在EP-A-0566911中的所述缔合性增稠剂提供的对应流平性。因此，本专利技术提供一种经疏水改性的纤维素衍生物，其选自于经疏水改性的羟乙基纤维素、经疏水改性的甲基羟乙基纤维素和经疏水改性的乙基羟乙基纤维素，其中所述经疏水改性的纤维素衍生物的纤维素主链(未经取代)的分子量Mw是5000-50000，羟乙基分子取代(MS)是2.5-5.0，所述疏水基是仅为C10-C20-烷基或它与C1-C6烷基的混合体，C10-C20-烷基取代的量是0.3-6.0重量％之间，其特征在于，选择经疏水改性的纤维素衍生物的疏水取代基的分子量和类型以及用量以使得含有所述经疏水改性的纤维素衍生物和莱内塔流平性至少为9的涂料组合物具有的ICI粘度比由疏水基为1.02重量％、羟乙基分子取代(MS)为3.8和带有取代基的、分子量Mw为36000的C16改性的羟乙基纤维素提供的ICI粘度高至少20mPas。本专利技术还提供一种经疏水改性的纤维素衍生物，其选自于经疏水改性的羟乙基纤维素、经疏水改性的甲基羟乙基纤维素和经疏水改性的乙基羟乙基纤维素，其中所述经疏水改性的纤维素衍生物的纤维素主链(未经取代)的分子量Mw是5000-50000，羟乙基分子取代(MS)是2.5-5.0，所述疏水基是仅为C10-C20-烷基或它与C1-C6烷基的混合体，C10-C20-烷基取代的量是0.3-6.0重量％之间，其特征在于，选择经疏水改性的纤维素衍生物的疏水取代基的分子量和类型以及用量以使得含有不超过1.5重量％的所述经疏水改性的纤维素衍生物和莱内塔流平性至少为9的苯乙烯/聚丙烯酸类半光涂料的ICI粘度至少为120mPas。本专利技术也提供含有上述的经疏水改性的纤维素衍生物的水性保护涂料组合物。另外，本专利技术提供了将此种经疏水改性的纤维素衍生物用于制备水性保护涂料组合物的用途和用此种水性保护涂料组合物涂布的产物。如果没有(“带有取代基”)的另外说明，在该说明书中所述的纤维素衍生物的分子量是基于纤维素衍生物的纤维素主链而没有任何醚基(羟乙基)或疏水基。本专利技术的经疏水改性的纤维素衍生物可按照EP-A0566911中详细的描述而制得。根据本专利技术可以使用的C10-C20烷基取代物的实例也公开在EP-A 0566911中。EP-A0566911具体地公开了疏水基重量百分比为1.02和分子量Mw为36000的C16烷基改性的羟乙基纤维素。含有此种经疏水改性的纤维素衍生物的水性保护涂料组合物具有约为10的极佳莱内塔流平性，然而，对于一些用途而言，水性保护涂料组合物的ICI粘度是太低的。例如，此种经疏水改性的纤维素衍生物，如果在苯乙烯/丙烯酸类半光涂料(例如在基准实施例1中所述的)中用作缔合性增稠剂，可仅仅能提供100mPas的ICI粘度。出乎意料地发现，通过仔细地调节一些经疏水改性的纤维素衍生物的分子量、疏水基含量和疏水基的类型，可得到缔合性增稠剂，当其在水性保护涂料组合物中使用时，不仅提供极佳的莱内塔流平性，而且提供的ICI粘度比由上述的公知经疏水改性的纤维素衍生物提供的ICI粘度高至少20mPas。更具体地说，含有本专利技术的缔合性增稠剂的苯乙烯/丙烯酸类半光涂料(例如在基准实施例1中所述的)具有至少为120mPas、优选至少为130mPas的ICI粘度。含有从EP-A0566911中公知的增稠剂的相同涂料的ICI粘度仅仅为100mPas。本专利技术的水性保护涂料组合物的莱内塔流平性至少为9，优选大于9和最优选约为10。基于本专利技术的公开内容，为了达到所需的ICI粘度和莱内塔流平性，本领域熟练人员可容易地调整经疏水改性的纤维素衍生物的疏水取代物的分子量和类型和含量。本专利技术的最优选的缔合性增稠剂是经疏水改性的羟乙基纤维素。疏水取代优选是C12-烷基取代或最优选是C16烷基取代。如果疏水取代基是C12烷基取代，也可能含有少量的C1-C6烷基、优选C4烷基取代。如果疏水取代是C16-烷基取代，该C16-烷基取代优选用量是0.3-1.0重量％且经疏水改性的纤维素衍生物、优选为经疏水改性的羟乙基纤维素的羟乙基分子取代(MS)优选是2.5-5.0。此种特别优选的经疏水改性的纤维素衍生物，优选为经疏水改性的羟乙基纤维素，具有的分子量(未经取代)Mw是21000-46000(大致相当于改性产物的Mw为42000-92000)。如果疏水取代是C16-烷基取代，应当含有仅仅极少量的C1-C6烷基取代，优选没有C1-C6烷基取代。还优选的是，经疏水取代的纤维素衍生物、优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
经疏水改性的纤维素衍生物，其选自于：经疏水改性的羟乙基纤维素、经疏水改性的甲基羟乙基纤维素和经疏水改性的乙基羟乙基纤维素，其中所述经疏水改性的纤维素衍生物的纤维素主链（未经取代）的分子量Ｍｗ是５０００－５００００，羟乙基分子取代（ＭＳ）是２．５－５．０，所述疏水基是仅为Ｃ↓［１０］－Ｃ↓［２０］－烷基或它与Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］烷基的混合体，Ｃ↓［１０］－Ｃ↓［２０］－烷基取代的量是０．３－６．０重量％之间，其特征在于，选择经疏水改性的纤维素衍生物的疏水取代基的分子量和类型以及用量以使得含有所述经疏水改性的纤维素衍生物和莱内塔流平性至少为９的涂料组合物具有的ＩＣＩ粘度比由疏水基为１．０２重量％、羟乙基分子取代（ＭＳ）为３．８和带有取代基的分子量Ｍｗ为３６０００的Ｃ↓［１６］改性的羟乙基纤维素提供的ＩＣＩ粘度高至少２０ｍＰａｓ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯霍夫曼，海斯贝特克龙，
申请(专利权)人：赫尔克里士公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]