[发明专利]聚（氨基酸）流变改性剂组合物以及使用方法

说明书

包含交联的聚(氨基酸)的流变改性剂组合物及其在水性组合物中的使用方法。改性剂包括交联的聚(氨基酸)微粒，当其在去离子水中完全溶胀时具有最高达约1000μm的平均等效直径，如通过激光衍射测量的。特别地，聚(氨基酸)是D‑，L‑或D,L‑Y‑聚(谷氨酸)。一种制备改性剂的方法包括交联聚(氨基酸)，干燥所述交联的聚(氨基酸)，以及研磨所述交联的聚(氨基酸)以具有所需的直径。

相关申请的交叉引用

该申请要求于2017年5月27日提交的美国临时申请第62/511,994号的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

本发明是在美国农业部授予的国家粮食与农业研究所2015-33610-23476拨款的政府支持下完成的。美国政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

本发明涉及用于水性制剂的流变改性剂。

背景技术

本部分提供有助于理解本发明的信息，但这不一定是现有技术。

流变改性剂，通常也称为增稠剂或增粘剂，用于许多水性体系和制剂中，例如个人护理制剂和药物制剂、绘画颜料和油墨、涂料、食品、混凝土和水泥、以及钻井液等应用中。用于水性体系的流变改性剂通常是聚合的水溶性或水分散性试剂，其在溶解时会增稠水性体系，或者其是不溶的微观聚合物颗粒，当分散在水性体系中时会通过溶胀而增稠。

含羧基聚合物包括通过烯键式不饱和单体(例如丙烯酸单体)的自由基聚合或加成聚合制得的那些，由于其性能和低成本，是当今最常用的流变改性剂，并获得了巨大的商业成功。但是，这些材料的增稠能力通常受到限制，并且可能会受到水性基质组合物的不利影响；具体地，在电解质特别是多价金属阳离子例如Ca²⁺和Mg²⁺的存在下，增稠能力通常下降。这些问题对实现目标粘度范围所需的流变改性剂浓度构成了重要的实际限制，并对其他制剂的成分和用途施加了限制。

此外，基于烯键式不饱和单体的聚合物通常是通过规范的方法由不可再生的燃料资源生产的，并且不易于生物降解。出于对这些聚合物的生产和处置的环境关注以及消费者对这些聚合物在涉及食物接触的应用、局部应用和间接的皮肤接触应用中的用途的关注和认知的推动，人们一直在努力开发基于无毒、可生物降解的生物聚合物的替代的增稠化学品和材料。这种生物聚合物增稠剂最通常基于交联或衍生的多糖，例如淀粉或植物胶。然而，与基于烯键式不饱和单体的合成的含羧基聚合物相比，这些生物聚合物增稠剂通常具有降低的增稠性能和其他不期望的特性(例如令人不快的发粘的皮肤感觉)，并且在某些情况下，这些生物聚合物增稠剂的生产成本高得多(以透明质酸聚合物为例)。

因此，需要生产生物基的、无毒的且可生物降解的增稠剂，其可以提供与基于烯键式不饱和单体的常规合成的含羧基聚合物相当的性能。可以超过合成的含羧基聚合物的性能的生物基的、无毒的且可生物降解的增稠剂会特别有价值。

发明内容

本公开提供了生物基的、无毒的且可生物降解的增稠剂，其提供与合成的含羧基聚合物的性能相当或更优的性能。

在第一方面，本发明提供了流变改性剂组合物，其包含交联的聚(氨基酸)(PAA)颗粒，该颗粒可以是任何几何形状，当在去离子水中完全溶胀时具有最高达约1000μm的平均等效球直径(即，与颗粒的平均体积相当的球的直径)(通过激光衍射测量)。交联的聚(氨基酸)颗粒由具有氨基酸单体单元的线性聚合物组成，所述氨基酸单体单元包含一个或多个彼此共价交联的羧酸侧基。聚(氨基酸)可以从生物基来源获得或从生物基氨基酸制备，并且是可生物降解的。