[发明专利]超支化聚合物

说明书

本发明涉及具有端基的某些超支化聚酯酰胺，所述端基选自甜菜碱型端基的酯或酰胺，可用于各种最终用途诸如絮凝剂。

本发明涉及具有改善性质的聚酯酰胺领域，其优选地适合用于本文中所描述的某种最终用途和/或应用的一种或多种。在本发明的一个特别优选的实施方式中，聚酯酰胺是超支化的。

在许多类型工业过程或应用和/或家用(dometic)方法或应用中，所使用的聚合材料必须在高温下和/或在盐的存在下保持溶液形式。这种材料的实例包括造纸中所使用的絮凝剂以及洗碗的洗涤剂。

在这些应用中通常使用的水溶性聚合物是聚乙二醇和聚丙二醇的嵌段共聚物、聚乙氧基化烷基酚、乙氧基化烷基酚-甲醛树脂、聚乙烯醇衍生物以及阳离子或阴离子聚电解质。

然而，这些水溶性聚合物具有某些缺点。它们会是不可生物降解的，这妨碍了它们在某些方面诸如废水处理中的应用。一些酚类聚合物的一个缺点是它们疑似干扰人体内分泌系统。其他水溶性聚合物对水生物是有毒的。因此，需要在高温和/或高盐浓度下保持可溶性且不具有本文所描述的一些或所有缺点的水溶性聚合物。

超支化聚酯酰胺可以从DSM在注册商标下以包含不同官能基团的各种不同类型来商业购得。尽管存在许多通用类型的这种超支化聚合物，但它们均不适合用于所有应用。人们希望找到尤其适合用于本文中所描述的一些或所有应用的超支化聚合物。

目前使用的超支化聚合物具有低的浊点，并且已经发现，当遇到高温时，这种材料当被添加到液体介质(例如水性分散体)中时会在高于它们的浊点时表现出相分离，导致粘性沉积物和较低的浓度，因此在它们的最终用途中不太有效，即使在冷却后能够将它们重新完全溶解。因此，期望的是，提供浊点比目前可得到的那些超支化聚合物更高的超支化聚合物。已经令人惊奇地发现，在混合物中某些盐的存在也对降低浊点具有较大的影响，其中硫酸根离子和碳酸根离子具有显著的影响。

Malcolm A.Kelland(J.App.Poly.Sci.2011年8月15日，第2282-2290页)报道了由二异丙醇胺和环状二羧酸酐制备某些超支化聚酯酰胺，来研究超支化聚酯酰胺在水中的低临界溶解温度(LCST)(测定为光学浊点)。Kelland的结论是“具有低LCST的聚酯酰胺具有生物学应用和医学应用的潜力，而具有高LCST值的聚酯酰胺可用于...高盐度生产的流体”。

除了这种一般性的陈述，Kelland的文章并没有提供关于哪种特定浊点值在实际中可用于聚酯酰胺的哪种最终用途中的具体细节，仅描述了几个类型的聚酯酰胺的合成，并且仅测试了它们有限数目的最终用途。因此，Kelland的结论被看作是试探性的，并且太过模糊，因而在研发或优化用于新的最终应用和现有的最终用途的聚酯酰胺产品时没有太大实际帮助。Kelland没有描述或制备包含甜菜碱(或类似)官能基团的任何聚酯酰胺，如本文中所述的那些。

本发明的一个优选的目的是解决本文中所描述的一些或所有问题，并提供为不同应用而优化过的改进的聚酯酰胺及其改进的制备方法。

令人惊奇地，本申请人已经发现，浊点值大于最小值(在本文中所限定的条件下测试)的某些超支化的聚酯酰胺尤其可用于本文中所描述的一种或多种最终用途(本文中也统称为最终用途(END USES))，例如用作絮凝剂。

因此，广义地说，根据本发明，提供超支化聚酯酰胺(任选地具有本文中所描述的至少一个浊点值(例如至少50℃))，其中聚酯酰胺包含至少一个任选地中性的端基的酯和/或酰胺，其包含带正电的阳离子片段、优选地鎓离子(更优选地季铵或鏻阳离子)，阳离子片段不含与带负电的片段(诸如羧酸盐基团)任选地共价连接的氢原子，带负电的片段可以不与阳离子位点相邻。

本发明的超支化聚酯酰胺包含在其上的至少一个端基，该端基选自由式1表示的端基(本文中也被表示为“甜菜碱型酯”基团和/或甜菜碱酯衍生物)：

其中箭头表示由式1基团向聚酯酰胺连接的点，例如由氮阳离子向聚酯酰胺连接的点；并且