[发明专利]超二十级烷醇基缔合单体、相应的缔合增稠剂及其用途

说明书

本发明涉及缔合增稠剂领域，且更特别地涉及HASE(疏水改性碱可溶乳液)的缔合增稠剂领域。这些制品旨在用于诸如漆的水溶性制剂中。

本文描述的本发明的主要目的是基于超二十级烷醇(polycosanol)(一种生物资源原料)的新型缔合单体。它们用于制造HASE型增稠剂，由此提供给本领域技术人员一类新的源自生物资源的流变添加剂。另外，以此方式制得的增稠剂可给它们所引入的水基制剂提供极有利的性质，如触变效果。

含有矿物填料的水溶性漆制剂由如下组分组成：水相、在液相中的乳液中的一种或更多种聚合物(称为粘合剂)、填料和/或颜料、分散剂和添加剂如表面活性剂、聚结剂、抗微生物剂、防沫剂，以及最后的至少一种增稠剂。

增稠剂使得其所引入的水溶性制剂(特别是水溶性漆)的流变性能够在制造阶段以及运输或储存期间，或在施用之时得以控制。在这些阶段的每一个中的多种实际限制因素与许多不同的流变学性质相关。尽管如此，出于随时间的稳定性的原因，以及在使用期间无溅射的对垂直表面的可能的漆施用，仍有可能总结本领域技术人员在获得水基制剂的增稠效果时的要求。为此原因，使用术语增稠剂特指有助于调节所述流变学性质的添加剂。

在这些产品中，称为“缔合”增稠剂的增稠剂是突出的，其为具有不溶性疏水基团的水溶性聚合物。这种大分子具有缔合特性：当被引入水中时，疏水基团趋于以胶束聚集体的形式组装。这些聚集体通过聚合物的亲水性部分连接在一起：于是形成三维网络，这导致介质的粘度增加。

缔合增稠剂的作用机理和特性目前是公知的，并描述于例如文献“Rheology modifiers for water-borne paints”(Surface Coatings Australia，1985，第6-10页)和“Rheological modifiers for water-based paints：the most flexible tools for your formulations”(Eurocoat 97，UATCM，第1卷，第423-442页)中。

在这些缔合增稠剂中，HASE(疏水改性碱可溶乳液)型的缔合增稠剂类别是突出的。它们指的是(甲基)丙烯酸、这些酸的酯和“疏水性”单体的共聚物，所述“疏水性”单体实际上由烷氧化链组成，所述烷氧化链在一端可官能化，在另一端由疏水性基团封端。疏水性端基的选择特别重要，因为其极大程度地决定由相应的增稠剂所引起的流变学性质。

文献“Dynamic light scattering of semi-dilute hydrophobically modified HASE solutions with varying length of hydrophobic alkyl chains”(Macromol.Chem.Phys.，203，2002，第2312-2321页)和“Light scattering of dilute HASE solutions：effects of hydrophobicity and spacer length of macromonomer”(Macromolecules，33，2000，第7021-7028页)显示，如果在疏水性基团中的碳原子数大于16，则含有HASE型增稠剂的水基漆的低剪切梯度粘度增加。

涉及疏水性基团为具有8至20个碳原子的烷基链的HASE型增稠剂的文献“Viscoelastic properties of HASE emulsion in salt solutions”(Polymer 40，1999，第6369-6379页)表明，无论考虑何种剪切梯度，粘度均随着烷基链所具有的碳原子数的增加而以极显著的方式增加。

因此，由这些文献提供的总体教导是，为了获得更大的增稠效率，一种解决方法在于增加疏水性基团所具有的碳原子数。这是本领域技术人员的常识要素之一：对于给定类型的疏水性基团，如果碳原子数增加，则水基制剂的粘度将增加。实际上，疏水性基团的尺寸将决定在溶液中时疏水性基团所产生的胶束聚集体的尺寸，所述胶束聚集体的尺寸与粘度的增加直接相关，如文献“Rheology modifiers for water-borne paints”(Surface Coatings Australia，1985，第6-10页)所述。

所述教导得到多个专利证实，所述专利描述并要求保护，对于HASE型聚合物，疏水性端基的碳原子数可等于30，且在如下描述的极特别的情况中疏水性端基的碳原子数可大于40。