[发明专利]生物稳定的水性涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及生物稳定的水性涂料，所述涂料包含有抗酶水解的、分子量降低的多糖衍生物。

多糖广泛用作水性涂料、特别是乳胶漆的增稠剂。多糖的例子包括：羟乙基纤维素(HEC)，疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)，乙基羟乙基纤维素(EHEC)，疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)，羧甲基纤维素(CMC)，甲基纤维素(MC)，甲基羟丙基纤维素(MHPC)，淀粉衍生物，瓜耳树胶衍生物如羟乙基瓜耳树胶，羟丙基瓜耳树胶，刺槐豆胶，黄原胶(xanthan)和藻酸盐类。这些多糖衍生物的作用包括增加涂料的粘度，在储存期间保持粘度，并且在使用期间提供希望的流变性。

水溶性纤维素醚广泛地用于对水性涂料的增稠。所述的纤维素醚类通常通过用许多取代基如羟乙基、羟丙基和羧甲基等对纤维素的羟基进行化学醚化而制得。纤维素是通过1-4 β-配糖键连接的萄糖酐单元的线性聚合物，并且分子量从约500至约1,000,000。

纤维素和纤维素衍生物的配糖键易于发生酶水解，即，通过纤维素酶使配糖键断裂的水催化过程，这将导致链的断裂和分子量降低。其它的多糖和多糖衍生物也将通过适于特定多糖的多糖水解酶的催化进行类似的水解。

许多微生物释放出纤维素酶和/或其它的多糖水解酶，因此，用纤维素衍生物或其它多糖衍生物增稠且参杂有这些微生物的乳胶漆在储存期间，由于多糖增稠剂分子量的降低将使之粘度降低。Springle在Journal of Oil and Colour Chemists’Association(第(71)4卷，第109-113页)中论述了这种作用。由于粘度降低将使之不适于使用，并将使涂膜的质量下降，因此，涂料的粘度下降是特别不希望的。

业已用来使涂料中多糖衍生物的酶降解最小化的一种方法是，在涂料中掺入生物杀伤材料，从而破坏产生水解酶的微生物。在纤维素衍生物的情况下，业已作出了相当大的努力，以使它们通过化学改性而抗酶水解。其中一种方法涉及纤维素改性，它是通过控制取代反应的条件，沿纤维素链均匀地替代取代基而使纤维素具有很高的取代度。该方法披露于US3,709,876；3,769,247；4,009,329和4,084,060中。

加拿大专利CA1,014,289披露了包含特定羟乙基纤维素(HEC)的水基防护涂料组合物，所述的羟乙基纤维素将赋予该组合物明显增加的生物稳定性。对于摩尔取代值在1.5和2之间而言,HEC中未取代的萄糖酐单元的最大百分数约为11。

目前，市售的纤维素衍生物并不能充分地抗酶的侵蚀。因此，需要开发出纤维素和其它的多糖衍生物，当存在纤维素酶或其它多糖水解酶时它们不会造成分子量下降。

M.G.Wirick在聚合物科学杂志(A-1部分，第6卷，第1705-1718页，1968)中讨论了羟乙基纤维素的取代方案，以及它们与酶降解的关系。在聚合物科学杂志(A-1部分，第6卷，第1965-1974页，1968)中，M.G.Wirick论述了在若干取代值时羧甲基纤维素的酶降解。

US3,974,032披露了一种低D.E.的淀粉水解产物，所述产物具有窄的分子量分布，包含低于约20％重量、聚合度大于约200的淀粉低聚糖，并具有降低的酶敏感度。其中公开了将低D.E.淀粉水解产物用于制备固含量为50-80％的糖浆的用途。

US5,366,755；5,525,368和5,569,483披露了多糖或多糖衍生物的降解产物，以及在食品中的应用。其中优选的多糖衍生物是纤维素衍生物，优选的降解方式是酶降解。

US5,566,759公开了一种降低纤维素粘度的方法，所述纤维素包含在油井和气井断裂期间使用的流体。将酶用来使聚合物降解。其中所列出的聚合物的例子有：羟乙基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素。

英国专利申请GB2281073A描述了通过酶水解降低水溶性纤维素醚的分子量。分子量被降低的材料的2％水溶液的粘度为1-10cps。其中披露了所述材料用于纸张的颜料涂层和用于增加纸张湿强度的用途。

EP382577B涉及纤维素衍生物的酶水解，从而形成低聚物的混合物，所述低聚物的平均聚合度为3-300,分子量为500-100,000。其中还描述了所述低聚物在食品中的用途。

荷兰专利申请NL7413972披露了通过在水解剂的存在下的水解而改性的天然胶，如阿拉伯胶，黄蓍树胶，藻酸，茄替胶等；所述的的水解剂可以是酶。所述产物可得到稳定性改善和低粘度的水包油型乳状液，例如，蜡乳状液。