[发明专利]增稠剂混合组合物及使水性体系增稠的方法

说明书

相关申请交叉引用

本发明要求2007年3月21日提交的美国临时专利申请第60/919209号、 2007年12月26日提交的美国临时专利申请第61/009153号和2007年10月11 日提交的美国申请第11/974071号的优先权。

技术领域

本发明涉及水性增稠剂聚合物组合物的混合物，以及它们的使用方法。具 体来说，本发明的一个方面涉及以下物质的水性混合物：缔合性增稠剂，它能 在广泛的pH范围内溶解于水；以及低pH、不可溶和乳液形式的具有疏水改性 或非疏水改性的碱溶性或可碱溶胀的乳液(分别为HASE或ASE增稠剂)。

背景技术

水性聚合物体系，比如含氧乳液聚合物粘合剂的涂料，通常使用增稠剂来 获得所需的粘度，该粘度是适当地配制和施涂该水性体系所需的。在水性聚合 物体系中常用的一类增稠剂在本领域中用术语“缔合性”来表示。也称为缔合 性增稠剂，因为人们认为它们增稠的机理包括增稠剂分子的疏水性部分之间的 和/或增稠剂分子的疏水性部分和其它疏水表面之间的疏水性缔合。缔合性增稠 剂通常在2至10的广泛的pH范围内是可溶于水的，因此是相对非pH依赖性 的。疏水改性的乙氧基化的氨基甲酸酯增稠剂(HEUR增稠剂)是溶解度不依赖 于pH的缔合性增稠剂的例子。

在水性聚合物体系中使用的另一类增稠剂在本领域中被称为碱溶性的或 可碱溶胀的乳液增稠剂，它能在pH值等于6或更高时有效地使水性聚合物体 系增稠，因为它们通常在pH值小于6时是不溶于水的，在pH值大于6时是 可溶于水的。碱溶性的或可碱溶胀的乳液增稠剂通常以pH值低于5的乳液形 式提供。在这样的低pH下，产物的粘度是可接受的，产物固体通常在30重量 ％至50重量％范围内。不含疏水性基团、在用碱中和的时候通过非缔合机理 来增稠的碱溶性的或可碱溶胀的乳液增稠剂在本领域中被描述为ASE增稠剂。 疏水改性、且在用碱中和的时候至少部分通过缔合机理来增稠的碱溶性的或可 碱溶胀的乳液增稠剂在本领域中被描述为HASE增稠剂。但是，如本文使用的， 术语ASE和HASE不局限于用于判断这些聚合物的乳液形式。

增稠剂通常以可倾倒的水性液体的形式出售。为了方便使用，这种增稠剂 产品的粘度(转速6rpm，使用博力飞(Brookfield))最好小于15000厘泊(cp)，或 小于5000cp，以便产品可以快速地从其储存容器中排出，并易于结合入其将 要加入的水性体系中。可以通过减少活性固体的浓度来降低水性增稠剂产品的 粘度，但是这种做法的缺陷在于，从该产品所要增稠的水性体系的固体重量方 面而言，会限制配制的范围。

为了提供单一增稠剂不能提供的性质平衡性，希望能够混合两种或更多种 不同的增稠剂来形成一种产品。比如，美国专利申请公开US 2007/0161745A1 揭示了混合多种不同的HEUR增稠剂以提供改进高剪切率粘度和低剪切率粘 度的独特的平衡性。

美国专利第7125919号公开了增稠剂的混合物，包括使HASE增稠剂和 HEUR增稠剂结合。然而，这种实施方式也需要组合物包含至少一种具有疏水 腔的大分子有机化合物，诸如环糊精化合物。不幸地，环糊精组分会大大增加 混合组合物的成本。

提供不依赖于pH的可溶的缔合性增稠剂与ASE和/或HASE增稠剂的一 定粘度的水性混合物，该水性混合物的粘度使其可操作和易于倾倒，而不会带 来因加入环糊精化合物而引起的附加成本，这将会是有用的。具有不依赖于pH 的溶解性的增稠剂通常在涂料中提供比ASE或HASE增稠剂涂料更好的流动 性和均涂性能。通过将ASE和HASE增稠剂与不依赖于pH的可溶的缔合性增 稠剂混合提供，可以有效地改进ASE和HASE增稠剂产品的流动性和均涂性 能。然而，至今还不可能以实用的固体重量水平将不依赖于pH的可溶的缔合 性增稠剂与低pH乳液形式的ASE或HASE增稠剂混合，这是因为水性混合物 的粘度相当高，基本上作为凝胶存在。因此，本领域仍然需要廉价的可流动的 HASE或ASE与不依赖于pH的可溶的缔合性增稠剂的混合物，该混合物同时 具有低粘度和可能的最高的活性增稠剂固体含量。

发明内容

本发明提供水性增稠剂混合组合物，该增稠剂混合组合物包含：A)水性 的可酸抑制的缔合性增稠剂聚合物组合物，基于该水性可酸抑制的增稠剂组合 物的重量，该组合物包含以下各项：