[发明专利]使用有机磷酸酯对缔合型增稠剂进行粘度抑制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.119(e)要求2012年3月8日提交的美国临时专利申请序列号61/608,240的权益，所述申请的全部内含据此明确以引用的方式并入本文中。

发明背景

1.公开和要保护的发明概念的领域

本发明公开和要保护的发明概念涉及一种缔合型增稠剂组合物，所述缔合型增稠剂组合物用以控制水性介质中的缔合型增稠剂的溶液粘度和其他流变学性质。更具体来说，所述缔合型增稠剂组合物包含用第一疏水性基团改性的水分散性聚合物和低VOC有机磷酸酯，并且用以控制非离子合成缔合型增稠剂的高固体溶液的粘度。

2.本发明公开和保护的发明概念的背景和适用方面

缔合型增稠剂(AT)已经成为了所选流变学改性剂以控制各种水性系统的流变学。值得注意地，其用以控制含水涂层的流变学的用途持续在增长。它们可以被添加以在其制造期间以及在涂覆期间控制涂层的粘度。它们具体来说可以用以实现几种合乎需要的涂覆性质，包括飞溅控制、抗流挂性和良好流动和调平。另外，在涂层干燥之后的良好薄膜建立和全光泽出现可能性分别对于实现干膜的良好遮盖和外观非常合乎需要。AT是用少量疏水性基团改性的水溶性聚合物。它们可以在自身之中通过其接枝疏水物相联以及与含水涂层调配物中存在的其他疏水性组分相联，导致出现三维网路。

当前，存在三类在市场中有效的商业AT。它们是：(a)疏水改性的羟乙基纤维素(HM-HEC)，(b)疏水改性的非离子合成聚合物，和(c)疏水改性的聚丙烯酸酯。在许多含水系统中，疏水改性的非离子合成聚合物与HM-HEC或疏水改性的聚丙烯酸酯相比是优选的，因为它们可以提供几种后者无法提供的合乎需要的性质。

在最近三十年中，疏水改性的非离子合成聚合物已经获得了显著商业重要性。它们在市场中被俗称为非离子合成缔合型增稠剂(NSAT)。

使固体形式的NSAT快速并入到含水系统中是极其困难的。当前，NSAT通过将聚合物溶解于水中以含有10-40％聚合物的液体形式销售。因为某些NSAT即使在>2重量％浓度下也积聚显著粘度(>1000cp)，所以NSAT的高固体(>2重量％)溶液(所述溶液可容易倾注、可在重力下排出或可泵送)的传递是有挑战性的。为了缓和此问题，添加剂可用以降低NSAT的高固体(>10重量％)溶液的溶液粘度。因为它们抑制NSAT的溶液粘度，它们通常被称为“粘度抑制剂”。

虽然有机溶剂(例如丁基Carbitol？、乙二醇和丙二醇)和共溶剂可以有效地抑制NSAT的溶液粘度，但其使用近来已经由于它们是挥发性的而受到阻碍。在制造涂层期间以及在干燥涂层期间，涂层中存在的挥发性有机化合物(VOC)释放到环境。因此，它们在制造期间以及在它们被涂覆之后会造成可能严重的环境危害和人类健康风险。它们还可能会负面地影响预期应用中的NSAT的流变学性能。由于用以控制VOC排放的严格政府规程的实施，涂层产业对于符合政府关于VOC的规程面临着压力。其目标在于消除或显著减少涂层中VOC的量并且符合当地规程。因此，有动力清除用以调配含水涂层的原材料和调配物成分中的VOC。

为抑制NSAT的溶液粘度，另一种方法描述于美国专利第5,137,571号和第5,376,709号中，所述美国专利公开环糊精或其衍生物的用途，它们用以抑制疏水改性的乙氧基化聚氨基甲酸酯、疏水改性的碱溶性乳液、疏水改性的羟乙基纤维素或疏水改性的聚丙烯酰胺的溶液粘度。环糊精用以抑制疏水改性的聚(缩醛-聚醚)和其他非氨基甲酸酯NSAT的溶液粘度的用途分别描述于美国专利第6,809,132号和美国专利第6,900,255号中。虽然环糊精并不挥发，但它们是昂贵的并且可能不会有效地抑制含有某些类型的“复杂”疏水物的NSAT的溶液粘度。

美国专利第5,916,935号和第6,057,398号描述了通过形成非氨基甲酸酯缔合型增稠剂化合物和表面活性剂结合水和有机溶剂的混合物并且随后共沸馏出有机溶剂来制备增稠剂的浓缩溶液。由此获得的缔合型增稠剂溶液通常基本上不含VOC。

表面活性剂用以抑制NSAT的溶液粘度的用途描述于美国专利第5,425,806号、第6,020,407号和美国专利第6,150,445号中。然而，如果用于对NSAT进行粘度抑制的非离子界面活性剂具有低分子量，那么它可以有助于VOC。此类表面活性剂的实例可以包括(但不限于)具有较少(<4个)环氧烷单元的低碳链脂肪醇(<C10碳醇)的环氧乙烷加合物。