缔合增稠剂制造技术

一种可溶于水的聚合物组合物，包括聚（缩醛或缩酮－聚醚）主链，该主链具有以疏水基团封端的末端。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成的非离子疏水改性的水溶性聚醚，该聚醚能够使水基体系粘度增大。水溶性聚醚(通常也称为“增稠剂”或“流变改性剂”)作为添加剂被广泛地用于许多工业上的水基体系以改进这些体系的流动性。在特定的处理条件和最终使用情形下，增稠剂可以使粘度增加并保持在所需的水平。增稠剂可用于，例如，装饰和保护性涂层，纸张涂层、化装品及美容护肤用品、洗涤剂、药品、粘合剂和密封胶、农业用品配方和石油钻井液。如上所述的、其中增稠剂用于装饰和保护性涂层的一个高填充的含水体系就是乳胶漆，这种乳胶漆由存在于水中的聚合胶乳分散体、颜料、粘土和其它添加剂组成。增稠剂既可以是天然物质也可以是合成制造的产品。天然增稠剂包括，例如酪蛋白、藻酸盐、黄蓍树胶、瓜耳树胶、黄原胶、刺槐豆胶以及改性纤维素，例如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素。这些天然产物的增稠效果各不相同。基于天然产物的增稠剂的一个缺点是，它们会受微生物的攻击，因此需要在配方中加入抗微生物剂。合成增稠剂包括各种丙烯酸类聚合物、氧化烯聚合物、酰胺聚合物和马来酸酐聚合物。这些合成的聚合物既可以是均聚物也可以是共聚物。某些这样的聚合物的水解稳定性依赖于溶液的PH值，而另一些聚合物的水解稳定性对通常存在于含水涂料中的各种成分敏感。无论是天然的还是合成的增稠剂，都希望其是水溶性的且具有作为各种水基体系的增稠剂的最适合的性能。术语“水溶性聚合物”是指可溶于水，并且在溶解的同时，可以改变溶液的粘度、折光指数或水的表面张力的任何聚合的物质。通常向乳胶漆中加入少量(大约0.1～5％重量)的水溶性聚合物以使其在制备、贮存和应用时具有下列操作特性a)容易配制，b)在贮存中防止悬浮粒子(胶乳、颜料等)的沉降，c)在使用中有优良的成膜性，可以有效地覆盖，不需要过多的刷涂或辊涂，d)优良的防辊溅性，e)在应用于垂直表面后，没有过多的流挂，和f)优良的流动性和均涂性，可形成美观的平滑连续的膜。上述提及的天然和合成的增稠剂具有不同的增稠效率和应用性能。但是，它们都不具有光泽涂料所需的全部关键特性。这些关键特性包括优良的成膜性、流动性和均涂性，以及通常由含溶剂的醇酸涂料提供的光泽。这些增稠剂的另一个缺点是它们可能与各种涂料成分不互溶。为了克服传统的增稠剂的一些性能缺陷，人们设计并商业化了一类新的增稠剂，通常称为“缔合增稠剂”(见E.J.Schaller和P.R.Sperry的“涂料添加剂手册”，L.J.Calbo编辑，第2卷，第105页，1992；Marcel Dekker公司，纽约)。这些增稠剂是疏水改性的水溶性聚合物。它们在水溶液中经历了分子间的缔合，因此具有增加了的溶液粘度。它们也可以被吸附于含水分散体的分散相粒子上，从而形成三维网状结构。由于它们具有传统的增稠剂不具备的改进的涂料性能，因此很具商业价值。美国专利US4,228,277，US4,243,802和欧洲专利EP281,360公开了通过将少量的疏水基团(C10-C24的烷基)化学接枝到改性的多糖上而制备的多糖基缔合增稠剂。在商品化的非离子合成缔合增稠剂中，疏水改性的乙氧基化氨基甲酸乙酯(HZUR)嵌段共聚物是重要的一类。美国专利US4,079,028，US4,155,892和US5,281,654公开了这类缔合增稠剂。这是通过使相对低分子量的聚乙烯醇(分子量为10,000左右)与疏水二异氰酸酯缩合并用疏水的醇或胺对得到的共聚物封端而制备的低分子量聚氨酯。它们的特征是具有三个或更多的疏水物-两个在终端，其它的在中间。疏水基团通过氨基甲酸乙酯连接段与亲水的聚氧化乙烯嵌段相连。美国专利US4,499,233和US 5,023,309也公开了HEUR的制备方法。这些HEUR被宣称具有优异的增粘性能以及改进的在含水体系中的流动性和均涂性。美国专利US4,426,48 5和US4,496,708公开了制备带有成串的悬挂疏水物的HEUR的方法。这些HEUR被确信通过其胶束状的缔合而具有增强的对含水体系的增稠性。US4,327,008公开了具有接枝结构和疏水端基的HEUR。这些HEUR是通过使聚氧化烯与一种多官能材料、一种二异氰酸酯及水反应，并用一种疏水的单官能基的活性含氢化合物或单异氰酸酯对制得的产品封端而制得的。欧洲专利申请0498,422AI公开了一种在油漆和涂料中有特殊用途的含硅的HEUR。这种HEUR是异氰酸酯官能物质和聚醚多元醇、单官能基活性含氢疏水化合物、硅烷官能物质以及水的反应产物。从应用和经济的观点来看，HEUR增稠剂的主要缺点是它们的成本高、难处理，并且有使涂料不稳定的倾向(分散粒子从水相中分离)(见G.D Shay和A.F.Rich的“涂料技术通讯”，第58卷，第7号，第43页，1986)。US4,304,902公开了环氧乙烷与长链烷基环氧化物的无规共聚物。这些共聚物具有增强的水溶液粘度，但是在乳胶漆中没有优良的流动性和均涂性。US4,411,819描述了一种具有支化的链结构并带有终端疏水物的聚醚的制备方法。这种聚醚是通过使低分子量的聚醇与由环氧乙烷与至少一种具有3-4个碳原子的低级氧化烯组成的混合物反应，然后用C12-C18的α-烯烃的环氧化物的混合物对产生的聚醚封端而制得的。PCT国际申请W09208753公开了一种低分子量(大约9,000)的疏水封端的聚醚。这种聚醚是通过用间-二氯甲苯使低分子量(大约4,500)的表面活性剂偶联而制备的。US5,045,230也公开了低分子量(大约9,000)的疏水封端的聚醚的制备方法。这些聚醚的制备方法是使C8-C22的脂肪醇与环氧乙烷与环氧丙烷的混合物反应，然后用一种二环氧化物使烷氧基化的醇偶联而形成聚醚(Mw约为9,000)。由于这种疏水封端的聚醚是低分子量的，它们不能有效地增粘包括乳胶漆的含水体系。US3,770,684公开了一种含有低分子量(3,000-20,000)带有终端疏水物的水溶性聚醚的胶乳组合物。这种组合物据称在乳胶漆中具有改进的均涂性。但是，这种聚醚不能有效地增加水的粘度，并且不能提供各种高填充含水体系所要求的其它流变性能。因此，这种聚醚不是多功能和经济的。商品化的非离子合成缔合增稠剂经常显示出在涂料中差的并且不稳定的相容性，例如脱水收缩、差的着色性、不稳定的涂料放置粘度以及不充分的覆盖能力。因此，在涂料工业上需要研制一种能够克服上述缺陷并且配料成本低的非离子合成缔合增稠剂。没有任何一个已知的单一增稠剂能够提供含水涂料所需的全部操作特性。因此，人们经常试图使用两种或更多不同增稠剂的共混物以获得所需的涂料流变性能。然而这一做法受到局限，因为混合增稠剂通常是麻烦的，并取决于增稠剂之间的多种相互作用，因此经常危及涂料的稳定和性能。本专利技术涉及一种水溶性的共聚物组合物，这种共聚物组合物包括一个由缩醛或缩酮连接的聚醚主链，该主链具有以疏水基团封端的端基。本专利技术还涉及疏水封端的聚(缩醛-或缩酮-聚醚)的制备方法，该方法包括a)在碱性物质存在下使一种α，ω-二羟基聚醚与一种偕二卤代化合物反应，形成一种α，ω-二羟基-聚主链，和b)使上述主链与一种疏水试剂反应以形成疏术封端的聚(缩醛-或缩酮-聚醚)。本专利技术进一步还涉及一种成膜涂料组合物，该组合物包括以上所述的疏水封端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔琼·C·绍，
申请(专利权)人：阿奎龙公司，
类型：发明
国别省市：