基于羰基合成醇的缔合单体、包含该单体的丙烯酸类聚合物、所述聚合物在水性制剂中作为增稠剂的用途、以及所得制剂制造技术

技术编号:7955391 阅读:237 留言:0更新日期:2012-11-09 00:32
本发明专利技术涉及新的HASE型流变改性剂,其缔合单体由基于羰基合成醇的疏水基团官能化。所述单体、合成聚合物的方法、聚合物在水性制剂中作为增稠剂的用途以及所得制剂都是本发明专利技术的对象。由此制造的聚合物有利地增稠水性漆,并且在某些情况下引起特定的牛顿流变学特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于羰基合成醇的缔合单体、包含该单体的丙烯酸类聚合物、所述聚合物在水性制剂中作为增稠剂的用途、以及所得制剂本专利技术涉及新的HASE型流变改性剂,其缔合单体由基于羰基合成醇的疏水基团官能化。在用于包含水的制剂(如水基漆)时,这些产品在广泛范围的剪切梯度(特别是对于高梯度)下引起粘度增加的现象因此,它们作为有效的增稠剂,并因此构成补充漆配方设计库(library of paint formulators)的一系列新产品。当被引入水性制剂中时,这些新的增稠剂能够以非常有利的方式产生比其HASE型先驱更牛顿性的流变学特性,并且以相同型保持经济有利水平的有效性。这样的结果是通过使用上述特定缔合单体得到的。在涉及在一定的区间内调节用于所述聚合物的制造方法的链转移剂的剂量的一个优选变化方案中,该特性甚至被加强。由基于羰基合成醇的疏水基团官能化的缔合单体构成本专利技术的一个对象。引入该单体的HASE-型聚合物及其合成方法也是本专利技术的对象。后者在水基制剂中作为增稠剂的 用途以及所得制剂构成本专利技术最后两个对象。目前,在漆的制造阶段以及在其运输、储存或使用过程中控制其流变学仍然是应优先考虑的问题。在这些步骤的每一个中观察到的诸多约束涉及许多不同的流变特性。尽管如此,出于持续稳定性原因以及可能施用于垂直表面而避免使用时的溅射或随后的滴流等,仍可能总结本领域技术人员对获得所述漆的增稠效果的要求。为此,术语增稠剂已用于特指有助于调节流变学特性的产品。历史上,自20世纪50年代,已经使用基于纤维素的树胶和产品,其关键特征之一是它们的高分子量。然而,这些化合物有许多缺点,如其持续稳定性差(参见文献US4673518)、其需要大的用量(参见文献EP 0250943A1)以及其生产成本(尤其在废物处理方面)(参见文献US4384096)。于是开发了称为“缔合”增稠剂的增稠剂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,该三维网络引起介质的粘度增加。缔合增稠剂的作用机理和其特性目前是公知的,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 flexibletools for your formulations” (Eurocoat 97, UATCM,第 I 卷,第 423-442 页)中。在这些增稠剂中,HEUR(HydrophobicalIymodified Ethylene oxide Urethane,疏水改性亚乙基氧聚氨酯)类与 HASE (Hydrophobically modified Alkali-SolubleEmulsion,疏水改性碱可溶乳液)之间有所区别。第一指由聚亚烷基二醇型化合物、多异氰酸酯与具有疏水端基团的烷基或芳基缔合单体合成而得的聚合物。第二指得自(甲基)丙烯酸、这些酸的酯和由通过疏水性基团封端的烷氧化链组成的缔合单体的聚合物。HEUR是水基漆中多个特性的成因,特别地取决于其缔合单体的性质。可引用由C0ATEX 公司登记的下列专利申请EP 0639595A1,其提出具有4至36个碳原子的疏水基团以增加Brookfield 粘度;W002/102868A1,其描述了无论剪切梯度如何,具有多于40个原子的多苯乙烯基苯酹(plurystyrylphenol)增加了粘度;以及最后地EP 1425325A1,其披露由二苯乙烯基苯酚和三苯乙烯基苯酚组成的缔合单体使得在低剪切梯度和中剪切梯度下获得良好的颜料相容性和高粘度。HASE化学品、产品也是如此,特别地,关于此,可提及由C0ATEX 登记的下列专利申请EP 0577526A1,其描述了具有26至30个碳原子的具有烷基和/或芳基型线性或支化单元的脂肪链在低剪切梯度下产生高粘度;以及EP 1778797A1,其描述了包含10至24个碳原子的支化端链提高了颜料相容性并使总体粘度增加。在漆流变学领域,虽然具有一族在广泛范围的剪切梯度下使粘度增加的新产品是有利的,但是根据本申请人或配方设计师的说明书的方案,具有将导致特定流变学特性的增稠剂也是非常有用的。因此,常常观察到光泽漆(gloss paint)和缎面漆(satin paint)有利地适于“牛顿”特性,后者使得在其施用过程中其铺展性(spreading)提高并且凸出物(projection)减少。 “牛顿”特性理论上是指粘度保持独立于剪切梯度实际上是达不到这种特性的。在实践中,本领域技术人员将该特性与粘度随剪切速率的低程度的改变联系在一起(流变图较平地成比例),这与以粘度随该梯度显著下降为特征的假塑性特性(流变图以更大的斜度成比例)形成对比。实际上,10转/分钟下的Brookfield粘度(以mPa. s表示)与称为"ICI"(其对应于约10,OOOs-I的速度梯度)的锥-板粘度(cone-plan viscosity)的比例越低,就约接近牛顿特性。话虽如此,如果降低上述比例,则有利的是在高剪切速率下不失去增稠效力这构成了第二需要,其可通过以伴随的方式寻找越高越好的ICI粘度来反映。目前,HEUR技术和HASE技术使得能够配制缔合增稠剂,所述缔合增稠剂在其被引入水性制剂中时产生牛顿特性。其特别地描述于文献"Disperse phase-thickenersinteractions and their influence on Newtonian to non-Newtonian flowbehavior" (Polymeric Materials, 1995), 73,195-6)中。对于HEUR,可参见文献US 5500475,该文献描述了此类中的一种增稠剂,该增稠剂一旦被用于水性漆中,就产生牛顿特性同时形成具有高亮度水平的干膜,该干膜抗水并且抗磨,还抗微生物污染。然而,HEUR是并不非常易溶于水的化学物质,而且如果其活性材料百分数超过约25%、并且其产生牛顿特性,则必须在溶剂或表面活性剂的存在下将其放入溶液中。该问题解释于文献EP 0682094A1中,所提出的解决方案无意义地基于表面活性剂的使用。此外,应指出,在该申请的优先权日之前,COATEX公司已经以名称C0APUR 5035和C0APUR 6050出售了高浓缩并且包含表面活性剂的HEUR型增稠剂,并且这些HEUR型增稠剂的第一批从1993年开始出售。而且使用溶剂和表面活性剂来配制HEUR型增稠剂造成了一些问题。首先,应注意溶剂受旨在限制甚至禁止其在漆中的使用的日益严厉的立法约束。就增稠制剂的表面活性剂而言,其性质是这样的,其通过与包含于这些漆中的另一些表面活性剂反应来破坏漆的稳定性。因此,只有在使这些增稠剂失活的聚氨酯的浓度受到极大限制(为按重量计约20% )的条件下,才可能在水中配制牛顿型HEUR制剂。在HASE中,证实对于产生牛顿特性真正有效的仅有的一些是其缔合单体包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:让马克·苏奥丹尼斯·鲁尔曼
申请(专利权)人:可泰克斯有限合伙公司
类型:发明
国别省市:

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