通过含酸基单体在聚醚化合物的存在下聚合而得到的固体聚合物组合物制造技术

技术编号:14547585 阅读:105 留言:0更新日期:2017-02-04 18:43
本发明专利技术涉及制备聚合物组合物的方法,其中使α,β-烯属不饱和羧酸在至少一种聚醚组分的存在下经受自由基聚合,可通过该方法得到的聚合物组合物及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景本专利技术涉及制备聚合物组合物的方法,其中使α,β-烯属不饱和羧酸在至少一种聚醚组分的存在下经受自由基聚合,通过该方法得到的聚合物组合物,所述组合物为固体物质形式,尤其是膜、在基质上的涂层或者颗粒固体形式,和该聚合物组合物的用途。技术发展水平关于洗涤、清洁和器皿洗涤组合物,要同时满足在其清洁性能方面和生产和供应形式方面的大量需求。良好的执行性能应与进行洗涤或清洁程序所需的方便使用剂量和步骤简化齐头并进。就这点而言,大量剂型是目前出售的,不仅包括常规粉末和液体配制剂,而且包括片状产品(“tabs”)、膜包封的个体部分和用于多剂量洗涤和清洁组合物的剂量体系。目前的剂型可包含多种分开配制的活性成分和辅助剂,其在清洁过程中单独地释放。此处,仍很需要用于剂型的膜和涂层的活性物质和组分。优选显示出多种效应的组分,例如作为成膜组分,其在清洁条件下可溶,并在它溶解以后包括在清洁过程中。已知聚乙烯醇可作为水溶性包装和涂覆材料用于洗涤、清洁和器皿洗涤组合物等。缺点是聚乙烯醇本身不具有去垢作用,且不活跃地包括在清洁过程中。在家用洗涤剂、洗涤组合物、器皿洗涤组合物、漂洗助剂、化妆品、药物和用于工业应用的配制剂中,聚醚或含有醚基团的表面活性剂通常与α,β-烯属不饱和羧酸的聚合物,尤其是聚丙烯酸一起使用,在这种情况下,聚丙烯酸通常起到阻垢剂或分散剂的作用。问题是聚醚和含有醚基团的表面活性剂通常具有零或者仅有限的与聚丙烯酸的相容性,所以混r>合产生相分离或沉淀物,这极大地限制了至少一种组分的可能用途。此外,聚醚和表面活性剂通常为蜡状或粘性稠度。尽管这通常对制备粘合剂配制剂而言是不关键的,这些组分可仅小程度地加入粉状配制剂中,因为否则损失粉末的可流动性。由于它们的执行性能和美学原因,还尤其困难的是提供基于聚醚或含有醚基团的表面活性剂与不饱和羧酸聚合物一起的透明膜和涂层,如消费者所优选的。因此,需要基于不饱和羧酸聚合物和聚醚的组合物,所述组合物可以以固体物质的形式,尤其是以膜(例如作为液体器皿洗涤、洗涤或清洁组合物的外壳)或在基质上(例如在器皿洗涤、洗涤或清洁组合物片上)的涂层的形式或颗粒固体(例如团粒材料或粉末)的形式提供。F.E.Bailey等人在PolymerPreprints,AmericanChemicalSociety,DivisionofPolymerChemistry,1960,第1卷,第2期,第202-205页和其中引用的文献中描述了在水溶液中形成具有非常高分子量的氧化乙烯聚合物与聚酸如聚丙烯酸的分子缔合物。没有描述丙烯酸在氧化乙烯聚合物的存在下的聚合。EP0971997B1描述了包含非离子表面活性剂和阴离子聚合物的液体洗涤剂配制剂。非离子表面活性剂可以为乙氧基化C8-C18醇且阴离子聚合物可以为聚丙烯酸。聚合物具有大于100000克/摩尔的分子量。没有描述通过使至少一种含有酸基团的聚合物在非离子表面活性剂的存在下聚合而制备配制剂。WO2001/83660描述了通过喷雾干燥而由表面活性剂和水溶性聚合物制备粉末。喷雾干燥方法尤其不适于包含聚丙烯酸的混合物,因为它与聚醚和含聚醚表面活性剂一起形成橡胶状凝结物,所述凝结物由于其粘度而不能在喷雾塔中加工。EP0499068A1描述了烷氧基化物和乙烯基单体的反应产物,所述乙烯基单体中的至少一些带有在缩合中可与烷氧基化物的OH基团反应的官能团。反应产物通过乙烯基单体在烷氧基化物的存在下聚合,然后使聚合产物经受缩合,或者通过首先使乙烯基单体聚合,然后使聚合产物经受与烷氧基化物缩合而制备。在丙烯酸用作乙烯基单体的情况下,每种情况下反应产物因此为聚丙烯酸的酯。在工作实施例中,所用烷氧基化物仅为具有高PO含量的EO-PO嵌段共聚物和聚四氢呋喃。所述聚合物作为破乳化剂用于原油的快速脱水。在第一变化方案中,它们通过本体聚合制备,在这种情况下,最终产物作为固化熔体或者在吸收到用于原油乳液的溶剂中以后加入。在第二变化方案中,制备通过在适用作破乳化剂的溶剂中溶液聚合而进行。合适的溶剂为芳族化合物、脂族和脂环族烃、丙酮、环己酮、THF和二烷。没有描述固体形式,尤其是膜或在基质上的固体涂层的形式或者颗粒形式的聚合物的用途。类似的方法描述于DE4326772A1中,其中甲苯或二甲苯用作溶剂。芳族溶剂的使用对待用于消费品的产物而言是不理想的,因为溶剂的完全去除是非常耗时且能量密集的。反应产物为描述为酯化聚丙烯酸的液体。酯形成与聚合物的效果如作为阻垢剂背道而驰,且在其中要求使用非常基本纯的聚丙烯酸的应用中是不理想的。X.Li等人在JournalofSolidStateElectrochemistry(2011),15(6),1271-1277)中以及J.H.Wu等人在AdvancedMaterials,2007,19,4006-4011中描述了聚丙烯酸-聚乙二醇凝胶的制备方法。这些出版物教导了N,N'-亚甲基双丙烯酰胺在丙烯酸聚合中作为交联剂使得所得聚合物不溶于水的用途。此外,交联剂的使用产生非常高的分子量,这使得聚合物不适用作阻垢剂。没有描述膜、固体涂层和聚合物颗粒形式的聚合物的使用。WO2008/139151A1描述了一种方法,其中将聚乙二醇与丙烯酸、丙烯酸异冰片酯和其它组分混合,并通过UV暴露而固化以得到固体凝胶。基于组成,本领域技术人员了解该凝胶不溶于水。该凝胶用作数据载体,例如计算机可读压缩磁盘以前未使用的指示剂。WO2010/026178/A2在第62页和实施例19中描述了沉淀聚合,其中丙烯酸在单硬脂酸甘油酯和烷基终止的聚乙二醇甲基丙烯酸酯的存在下聚合。后者为缔合单体,而不是本专利技术上下文中的含聚醚基团表面活性剂。该方法还要求使用基于较少量的丙烯酸和表面活性剂,大量的有机溶剂。LevBromberg在JournalofPhysicalChemistryB(1998),102,11,1956-1963中描述了具有热可逆凝胶形成的材料,所述材料通过使丙烯酸在PEO-PPO-PEO嵌段共聚物的存在下聚合而制备。反应在不存在外部溶剂下进行,以实现所得产物中高比例的支化和交联。这些既不是水溶性的,也不是透明的。仅相当概括而言,关于这些聚合物提到的可能使用领域为药物和营养学(第1956页,左栏,“Introduction”(“引言”))。WO2005/012378描述了阴离子单体的水溶性聚合物的水分散体及其作为含水体系的增稠剂的用途。它们通过使阴离子单体在来自不同类别的两种水溶性聚合物的存在下聚合而制备,且除其它聚合物外,这本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备聚合物组合物的方法,其中:a)提供包含以下单体的单体组合物M):A)至少一种α,β‑烯属不饱和羧酸,和B)基于单体组合物M)的总重量小于0.1重量%的每分子具有两个或多于两个可聚合α,β‑烯属不饱和双键的交联单体,其中组分A)可部分或完全由C)至少一种不饱和磺酸或不饱和膦酸替代,b)使步骤a)中提供的单体组合物M)在至少一种聚醚组分PE)的存在下经受自由基聚合,所述聚醚组分PE)选自具有至少200克/摩尔的数均分子量的聚醚醇及其单‑和二‑(C1‑C6烷基)醚、包含聚醚基团的表面活性剂及其混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.03 EP 13174938.41.制备聚合物组合物的方法,其中:
a)提供包含以下单体的单体组合物M):
A)至少一种α,β-烯属不饱和羧酸,和
B)基于单体组合物M)的总重量小于0.1重量%的每分子具有两个或多于两个可聚合α,
β-烯属不饱和双键的交联单体,
其中组分A)可部分或完全由C)至少一种不饱和磺酸或不饱和膦酸替代,
b)使步骤a)中提供的单体组合物M)在至少一种聚醚组分PE)的存在下经受自由基聚
合,所述聚醚组分PE)选自具有至少200克/摩尔的数均分子量的聚醚醇及其单-和二-(C1-C6烷基)醚、包含聚醚基团的表面活性剂及其混合物。
2.根据权利要求1的方法,其中:
c)使步骤b)中所得聚合物转化成膜、在基质上的固体涂层或颗粒。
3.根据权利要求1或2的方法,其中聚醚组分PE)包含具有重复氧化丙烯单元的聚醚醇
或者具有重复氧化丙烯单元的聚醚醇的单-或二-(C1-C6烷基醚),且这些重复氧化丙烯单元
的含量平均为不多于18个单元/分子,优选不多于17个单元/分子,更优选不多于15个单元/
分子,尤其是不多于10个单元/分子。
4.根据前述权利要求中任一项的方法,其中步骤b)中的自由基聚合还在溶剂S)的存在
下进行,所述溶剂S)选自水、C1-C6链烷醇、不同于PE)的多元醇、其单-和二烷基醚及其混合
物。
5.根据前述权利要求中任一项的方法,其中α,β-烯属不饱和羧酸A)选自丙烯酸、甲基
丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯丙烯酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、葡糖酸、乌头
酸、富马酸及其混合物。
6.根据前述权利要求中任一项的方法,其中单体组合物M)包含至少一种不饱和磺酸或
不饱和膦酸作为组分C),所述组分C)优选选自2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基磺
酸、烯丙基磺酸、丙烯酸磺基乙基酯、甲基丙烯酸磺基乙基酯、丙烯酸磺基丙基酯、甲基丙烯
酸磺基丙基酯、2-羟基-3-丙烯酰氧基丙基磺酸、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基磺酸、苯乙
烯磺酸、乙烯基膦酸、烯丙基膦酸及其混合物。
7.根据前述权利要求中任一项的方法,其中单体组合物M)基于单体组合物M)的总重量
至少80重量%的程度,优选至少90重量%的程度,尤其是至少95重量%的程度由至少一种
选自丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸及其混合物的α,β-烯属不饱和酸
组成。
8.根据前述权利要求中任一项的方法,其中单体组合物M)基于单体组合物M)的总重量
至少80重量%的程度,优选至少90重量%的程度,尤其是至少95重量%的程度由丙烯酸组
成。
9.根据前述权利要求中任一项的方法,其中单体组合物M)还包含至少一种选自通式
(I.a)和(I.b)化合物的单体D):
其中:
氧化烯单元的次序是任意的,
k和l各自独立地为0-1000的整数,其中k和l的和为至少2,优选至少5,
R1为氢或C1-C8烷基,
R2为氢、C1-C30烷基、C2-C30烯基或C5-C8环烷基,
X为O或式NR3基团,其中R3为H、烷基、烯基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基。
10.根据前述权利要求中任一项的方法,其中单体组合物M)还包含至少一种选自如下
的共聚单体:
E)乙烯基芳族化合物,
F)C2-C8单烯烃,具有至少2个共轭双键的非芳族烃,
G)α,β-烯属不饱和单-和二羧酸与C1-C30链烷醇的酯,
H)每分子具有一个可自由基聚合α,β-烯属不饱和双键和至少一个阳离子源性和/或阳
离子基团的化合物,
I)乙烯基醇或烯丙醇与C1-C30单羧酸的酯,
K)含有酰胺基团的单体,
L)α,β-烯属不饱和单-和二羧酸与C2-C30链烷二醇的酯,α,β-烯属不饱和单-和二羧酸
与具有伯或仲氨基的C2-C30氨基醇的酰胺,
M)α,β-烯属不饱和腈,
N)乙烯基卤化物,亚乙烯基卤化物,
O)具有脲基的单体,
及其混合物。
11.根据前述权利要求中任一项的方法,其中单体组合物M)包含丙烯酸和至少一种共
聚单体,所述共聚单体选自不同于丙烯酸的α,β-烯属不饱和羧酸及其衍生物、C2-C10单烯
烃、具有至少2个共轭双键的非芳族烃、乙烯基芳族化合物、N-乙烯基内酰胺及其混合物,优
选选自乙烯、丙烯、异丁烯、二异丁烯、异戊二烯、1,3-丁二烯、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸
酐、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、苯乙烯及其混合物。
12.根据前述权利要求中任一项的方法,其中聚醚组分PE)包含至少一种具有约200-
100000克/摩尔的数均分子量的聚醚醇或者其单-或二-(C1-C2烷基醚)。
13.根据前述权利要求中任一项的方法,其中聚醚组分PE)包含或者由仅包含氧化乙烯
单元作为氧化烯单元的至少一种聚醚醇或者其单-或二-(C1-C2烷基醚)组成。
14.根据前述权利要求中任一项的方法,其中聚醚组分PE)包含至少一种含有聚醚基团
的表面活性剂,所述表面活性剂选自烷基聚氧化烯醚、芳基聚氧化烯醚、烷芳基聚氧化烯
醚、烷氧基化动物和/或植物脂肪和/或油、脂肪胺烷氧基化物、脂肪酸酰胺烷氧基化物、脂
肪酸二乙醇酰胺烷氧基化物、聚氧化乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基聚醚硫酸盐、芳基聚
醚硫酸盐、烷芳基聚醚硫酸盐、烷基聚醚磺酸盐、芳基聚醚磺酸盐、烷芳基聚醚磺酸盐、烷基
聚醚磷酸盐、芳基聚醚磷酸盐、烷芳基聚醚磷酸盐、甘油基醚磺酸盐、甘油基醚硫酸盐、单甘
油酯(醚)硫酸盐、脂肪酸酰胺醚硫酸盐、聚氧化烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯及其混合物。
15.根据前述权利要求中任一项的方法,其中聚醚组分PE)包含至少一种含有聚醚基团
的表面活性剂,所述表面活性剂选自:
-通式(VI)的烷基聚氧化烯醚:
R10-O-(CH2CH2O)x-(CHR11CH2O)y-R12其中R10为具有8-22个碳原子的线性或支化烷基,
R11和R12各自独立地为氢或者具有1-10个碳原子的线性或支化烷基或者H,其中R12优选
为甲基,且
x和y各自独立地为0-300,其中x和y的和为>0;
-通式(VII)的含羟基表面活性剂
R13-O-(CH2CH2O)s-(CH2CH2CH2O)t-(CH2CH2CH2CH2O)u-(CH2CHR14O)v-CH2CH(OH)R15其中式(VII)化合物中氧化烯单元的次序是任意的,
s、t、u和v各自独立地为0-500的整数,其中s、t、u和v的和为>0,
R13和R15各自独立地为直链或支化饱和C1-C40烷基或者单-或多不饱和C2-C40烯基,且
R14选自甲基、乙基、正丙基、异丙基和正丁基;
-通式(VIII)的脂肪醇聚氧化烯酯:
R16-O-(CH2CH2O)p-(CH2CHR17O)q-C(=O)R18其中:
式(VIII)化合物中氧化烯单元的次序是任意的,
p和q各自独立地为0-500的整数,其中p和q的和为>0,
R16和R18各自独立地为直链或支化饱和C1-C40烷基或者单-或多不饱和C2-C40烯基,且
R17选自甲基、乙基、正丙基、异丙基和正丁基。
16.根据前述权利要求中任一项的方法,其中至少一种α,β-烯属不饱和羧酸以非中和
形式用于聚合。
17.根据前述权利要求中任一项的方法,其中步骤b)中的自由基聚合在20-95℃,更优
选30-90℃,尤其是40-80℃的温度下进行。
18.根据前述权利要求中任一项的方法,其中步骤c)中的自由基聚合在溶剂S)的存在
下进行,所述溶剂S)基于溶剂S)的总重量至少50重量%的程度,优选至少75重量%的程度,
尤其是至少90重量%的程度,更尤其是100重量%的程度由水组成。
19.根据前述权利要求中任一项的方法,其中单体混合物M)与组分PE)的重量比为1:
10-10:1。
20.根据前述权利要求中任一项的方法,其中组分PE)与组分S)的重量比为0.3:1-5:1,
优选0.5:1-3:1。
21.根据前述权利要求中任一项的方法,其中步骤b)...

【专利技术属性】
技术研发人员:Y·富赫斯H·维特勒H·韦伯A·加西亚马科斯J·德特林
申请(专利权)人:巴斯夫欧洲公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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