[发明专利]基于腰果酚的缔合聚氨酯、相应的缔合增稠剂及其用途

说明书

本发明属于缔合增稠剂的领域，更具体而言，属于含水配剂中使用的HEUR(疏水性改性的环氧乙烷尿烷)缔合增稠剂。这些产品的目的是用于含水配剂如涂料中。

此处描述的本发明的主要目的是新的HEUR增稠剂，其使用一种基于腰果酚的单体，即一种生物来源的原料。这导致开发了一个新的流变添加剂系列，从而使得可以在大的剪切梯度范围内使水基涂料有效增稠，而不改变其颜料相容性。

包含矿物填料的水基涂料的配剂由水相、作为粘合剂的液相中的乳液形式的一种或更多种聚合物、填料和/或颜料、分散剂和掺合物如表面活性剂、凝结剂、杀菌剂、防泡剂以及最后的增稠剂组成。

这种增稠剂使得可以控制添加它的含水配剂(特别是水基涂料)在其制造阶段期间以及其运输、储存或实施期间的流变学。这些步骤的每个步骤中的实际制约条件的多样性是由不同的流变学行为引起的。

然而，本领域的技术人员的需要可以概述为，为了随时间的稳定性和可能将涂料在垂直表面上应用，以及在实施时没有飞溅等，实现使含水配剂增稠的效果。这是将促进这种流变行为调节的添加剂指定为增稠剂的原因。

在这些产品中，所称的“缔合”增稠剂是截然不同的，其是带有不溶性疏水基团的水溶性聚合物。这种大分子具有缔合性质：一旦添加到水中，疏水基团可以聚集成胶束凝集体。这些凝集体通过聚合物的亲水部分彼此键合：由此形成三维网路，这导致介质的粘度增加。

缔合增稠剂的工作机理和特性是目前公知的，并且描述于例如文件“Rheology modifiers for water-borne paints”(Surface Coatings Australia，1985，pp.6-10)和“Rheological modifiers for water-based paints：the most flexible tools for your formulations”(Eurocoat 97，UATCM，vol.1，pp423-442)中。

在这些缔合增稠剂中，存在一类HEUR(疏水性改性的环氧乙烷尿烷)缔合增稠剂。它们是由聚亚烷基二醇化合物、多异氰酸酯和所称的“缔合”烷基或芳基或芳烷基单体(由疏水性端基组成)之间的合成所产生的共聚物。

这些结构对于开发具有低剪切梯度的高布氏粘度而言是公知的(J.of Applied Polymer Science，vol.58，p 209-230，1995；Polymeric Mat.Sci.and Engineering，vol.59，p 1033，1988；Polymeric Mat.Sci.and Engineering，vol.61，p 533，1989；Polymeric Paint Colour Journal，vol.176，n°4169，p 459，June 1986)。其多个例子见于其中讨论疏水性端基的选择的文献，所述疏水性端基的选择对终末聚合物的流变学性质具有主要作用。

在化妆品组合物的情况下，文件EP1,584,331公开了一种具有6-34个碳原子的疏水端基。文件EP 0,905,157描述了具有2-14个碳原子的支链，目的是改善在这类增稠剂的存在下产生的涂料膜的透明度。文件WO02/102868描述了聚苯乙烯基苯酚的使用，其使得可以改善颜料相容性。为了特别增加Brookfield^TM粘度，文件EP 0,639,595公开了具有4-36个碳原子的线性疏水基团。

目前已知，在疏水性端基的链中存在的碳原子越多，则粘度越大，特别是具有低剪切梯度的布氏粘度越大(见文件WO02/102868第5页)。实际上，疏水基团的尺寸将影响它们在溶液中所引起的胶束凝集体的尺寸，这与粘度的增加直接相关，如在文件“Rheology modifiers for water-borne paints”(Surface Coatings Australia，1985，pp.6-10)中描述的。

关于现有技术，为实现“有效”增稠行为而由疏水性基团携带的碳原子的数目可以为“至少16”，并且优选“至少20”。除了这种数年来的技术要求之外，近来更多地增加了环境限制：这是对具有生物来源的产品(即不是源自化石燃料的产品)的要求。这种途径符合绿色化学和可持续发展的理念。

在该领域中，令人遗憾的是，科学进展得不远，因此目前对生物来源的、带有具有至少20个碳原子的末端疏水基团的HEUR缔合增稠剂存在高的需求。

通过在本领域中的研究，本申请人已经成功开发了该类型的新结构。它们是由以下物质的缩合产生的水溶性聚氨酯：