具有增强稳定性的用于硬表面应用的含水组合物制造技术

本发明专利技术涉及含有至少一种亲油化合物和至少一种共聚物的用于硬表面应用的具有增强稳定性的含水组合物，其中所述至少一种共聚物是显现出具有至少一个亲水基团的单体单元(a)和具有至少一个亲油侧链的单体单元(b)的交替序列的梳型支化共聚物。此外，涉及制备所述组合物的方法以及所述组合物的用途。

Water-containing compositions with enhanced stability for hard surface applications

The present invention relates to an aqueous composition with enhanced stability for hard surface applications containing at least one oleophilic compound and at least one copolymer, in which at least one copolymer is a comb branched copolymer showing an alternating sequence of a monomer unit (a) with at least one hydrophilic group and a monomer unit (b) with at least one oleophilic side chain. In addition, the method for preparing the composition and the use of the composition are involved.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强稳定性的用于硬表面应用的含水组合物专利
本专利技术涉及具有增强稳定性的用于硬表面应用的含水组合物、制备所述组合物的方法以及所述组合物的用途，特别是作为金属加工液。专利技术背景含有水和亲油物质作为主要组分的组合物用于各种硬表面应用，例如用于处理金属表面。在金属表面的情况下，它们作为金属加工液、润滑剂、防锈剂、清洁剂或永久性涂料组合物施用。在这些组合物中，使一方面水的功能和另一方面的亲油物质的功能组合-通常以协同增效方式组合。例如在金属加工液的情况下，水起冷却剂的作用，而亲油物质，尤其是油用于增强润滑性。由于水本身不能与亲油物质混合，因此必须使用表面活性剂来实现混合。对于水/油/表面活性剂乳液体系，仅存在四个热力学稳定的相，即所谓的Winsor相(Winsor，P.A.Trans.FaradaySoc.1948,44,376)。它们容易通过所谓的相变过程通过各种外部刺激如温度、压力、pH或污染物相互转换(Bellocq，A.M.；Biais，J.；Bothorel，P.，Clin，B.；Fourche，G.；Lalanne，P.；Lemaire，B.；Lemanceau，B.；Roux，D.Adv.ColloidInterfaceSci.1984，20，167；Fletcher，P.D.I.；Howe，A.M.；Robinson，B.H.J.Chem.Soc.FaradayTrans.11987，83，985，Olsson，U.；H.Adv.ColloidInterfaceSci.1994，49，113；Bourrel，M.；Schechter，R.S.'MicroemulsionsandRelatedSystems'MarcelDekker，1988，NewYork；Shinoda，K.；Saito，H.J.ColloidInterfaceSci.1969，34，238)。在相变过程中，表面活性剂必须来回移动以构建不同结构如胶束或连续双层(Olsson，U.；H.Adv.ColloidInterfaceSci.1994，49，113；Israelachvili，J.N.ColloidsSurf.A1994，91，1)。然而，表面活性剂的无规移动或迁移导致乳液不稳定并最终导致作为相变行为之一的有害相分离：转变越快，乳液体系越不稳定。专利技术简述如下文所解释，本专利技术提供了含有至少一种亲油化合物的用于硬表面应用的改进含水组合物。这些组合物显现出降低的表面活性剂迁移率且因此降低的相分离。根据本专利技术，在含有至少一种亲油化合物和至少一种共聚物的用于硬表面应用的含水组合物中，所述至少一种共聚物为显现出具有至少一个亲水基团的单体单元(a)和具有至少一个亲油侧链的单体单元(b)的交替序列的梳型支化共聚物。梳型支化共聚物用作将亲油物质分散于组合物的水性介质中的试剂，其中构建如下胶束，其中共聚物的亲油侧链朝向包含的亲油物质且亲水基团朝向周围的水性介质。因此，共聚物的骨架限制胶束至包含水并被亲油介质包围的反胶束的转变。在非聚合物表面活性剂的情况下，所述转变即通过使亲油尾部向胶束的外表面翻转和使亲水头部基团向胶束的内表面翻转而进行。然而，共聚物的骨架固定亲油侧链和亲水基团的位置，增强了组合物的稳定性。除了用作表面活性剂本身之外，梳型支化共聚物通过其长链聚合物骨架连接可包含在含水组合物中的其它小分子表面活性剂，从而由于聚合物比小分子移动得慢得多，限制了表面活性剂迁移率。因此，可至少延迟相分离。优选实施方案的详细描述以下段落描述了本专利技术组合物的优选实施方案。根据一个优选实施方案，单体单元(a)的至少一个亲水基团是至少一个离子基团，更优选至少一个阴离子基团，特别优选至少一个选自由羧酸根、磺酸根和膦酸根组成的组的阴离子基团。最优选地，所述至少一个亲水基团是至少一个羧酸根基团，且甚至更优选地，单体单元(a)是(甲基)丙烯酸残基和/或琥珀酸残基。根据一个特别优选的实施方案，单体单元(a)具有两个亲水基团，更优选两个离子基团，更优选两个阴离子基团，特别优选两个羧酸根基团。最优选地，单体单元(a)是琥珀酸残基。在具有阴离子头部基团的表面活性剂的情况下，硬水稳定性通常是一个问题，因为所述头部基团形成具有硬水中所含金属离子的不溶性或可溶性盐。因此，表面活性剂与油/水界面的相互作用受到负面影响。然而，本专利技术梳型支化共聚物-甚至是具有阴离子头部基团的那些-显现出优异的硬水稳定性。所述共聚物具有紧密在一起的多个头部基团，并且-在两个阴离子基团的情况下–表示一种聚合的假双头表面活性剂。尽管通过离子交换方法可以将一些头部基团组合而形成不溶性或可溶性金属离子盐，但仍存在足够的游离头部基团，使得不会显著改变油/水界面中的共聚物构型。当向本专利技术组合物中加入胺时，共聚物的阴离子头部基团形成可溶性胺盐，其积极地影响所述界面相互作用。根据另一个实施方案，单体单元(a)的至少一个亲水基团是至少一个非离子基团，更优选至少一个由氧化烯单元组成的基团，特别优选至少一个由氧乙烯、氧丙烯和/或氧丁烯单元组成的基团。最优选地，至少一个亲水基团是至少一个由氧乙烯基团组成的基团。就单体单元(b)而言，它们优选具有一个亲油侧链。该亲油侧链优选为直链或支化烃链，更优选直链烃链，其优选具有4-20个碳原子，特别优选具有8-16个碳原子。最优选地，烃链是直链的并且是辛基、癸基、十二烷基、十四烷基和/或十六烷基。烃链越长，所得共聚物的亲油性越高，其HLB(亲水亲油平衡)越低。表面活性剂的HLB通常决定其水溶性。优选地，本专利技术组合物中的至少一种共聚物是梳型支化共聚物，其显现出(a)辛基亚乙基、癸基亚乙基、十二烷基亚乙基、十四烷基亚乙基和/或十六烷基亚乙基和(b)琥珀酸残基的交替序列。为了与单体(b)反应以制备至少一种共聚物，优选在下述方法中将琥珀酸作为马来酸酐加入反应混合物中(比较步骤i)。因此，至少一种共聚物首先含有琥珀酸酐残基，然而其被水解成含水组合物中的琥珀酸残基。优选地，所述至少一种共聚物的Mw为2,000-20,000g/mol，更优选4,000-10,000g/mol，其中“Mw”表示重均分子量。优选地，所述至少一种共聚物的MWD在1.2至5.0的范围内，更优选在1.2至3.0的范围内，其中“MWD”(分子量分布)是指比值Mw：Mn，其中Mn为数均分子量。含水组合物中的至少一种共聚物的浓度优选为0.5-5.0wt％。本专利技术组合物优选含有胺和/或金属氢氧化物，更优选胺，最优选二甘醇胺，其中该组合物优选显现出在0.3：1至3.0：1的范围内，特别优选在0.5：1至2：1的范围内的胺和/或金属氢氧化物与至少一种共聚物的重量比(以二甘醇胺和辛基乙烯或十六烷基乙烯/琥珀酸共聚物计算)。当将至少一种共聚物加入含水组合物时，胺和金属氢氧化物可以补偿pH下降。此外，可以使用不同的胺来微调共聚物的HLB。由于使用二甘醇胺，可以提高共聚物的亲水性。根据一个优选实施方案，本专利技术组合物是乳液并含有作为至少一种亲油化合物的至少一种油，优选至少一种选自由矿物油、环烷油、石蜡油和芳香油组成的组，更优选环烷油的油，其中所述组合物更优选显现出在100：1至10：1的范围内，特别优选在50：1至25：1的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于硬表面应用的含水组合物，含有至少一种亲油化合物和至少一种共聚物，其特征在于所述至少一种共聚物是梳型支化共聚物，其显现出具有至少一个亲水基团的单体单元(a)和具有至少一个亲油侧链的单体单元(b)的交替序列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.03 US 62/345,2671.用于硬表面应用的含水组合物，含有至少一种亲油化合物和至少一种共聚物，其特征在于所述至少一种共聚物是梳型支化共聚物，其显现出具有至少一个亲水基团的单体单元(a)和具有至少一个亲油侧链的单体单元(b)的交替序列。2.根据权利要求1的组合物，其特征在于所述单体单元(a)的至少一个亲水基团是至少一个离子基团。3.根据权利要求2的组合物，其特征在于所述至少一个离子基团是至少一个羧酸根基团。4.根据权利要求3的组合物，其特征在于所述单体单元(a)具有两个羧酸根基团。5.根据权利要求4的组合物，其特征在于所述单体单元(a)是琥珀酸残基。6.根据前述权利要求中任一项的组合物，其特征在于所述单体单元(b)具有一个亲油侧链。7.根据权利要求6的组合物，其特征在于所述亲油侧链是直链烃链。8.根据权利要求7的组合物，其特征在于所述烃链具有4-20个，优选8-16个碳原子。9.根据前述权利要求中任一项的组合物，其特征在于所述至少一种共聚物的Mw为2,000至20,000g/mol，优选4,000至10,000g/mol。10.根据前述权利要求中任一项的组合物，其特征在于所述至少一种共聚物的MWD为1.2-3.0。11.根据前述权利要求中任一项的组合物，其特征在于其含有胺和/或金属氢氧化物。12.根据权利要求11的组合物，其特征在于其显现出胺和/或金属氢氧化物与至少一种共聚物的重量比在0.3：1至3.0：1的范围内(以二甘醇胺和辛基乙烯或十六烷基乙烯/琥珀酸共聚物计算)。13.根据前述权利要求中任一项的组合物，其特征在于其是乳液并含有作为至少一种亲油化合物的至少一种油。14.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·金，R·阿申佐，P·科诺皮，
申请(专利权)人：凯密特尔美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US