本發(fā)明涉及水性增稠劑的技術(shù)領(lǐng)域。更具體的，涉及一種含高分子化合物pamam的低揮發(fā)性水性增稠劑組合物。

背景技術(shù)：

樹枝狀聚合物和超支化聚合物都是具有三維支化結(jié)構(gòu)的高度支化的納米級大分子。通常認為樹枝狀分子結(jié)構(gòu)非常規(guī)整，具有分子質(zhì)量分布mw/mn接近或等于1的分子結(jié)構(gòu)，但是其合成步驟繁瑣。和樹枝狀聚合物比較，超支化聚合物沒有那么規(guī)整，分子質(zhì)量分布較寬，通常1.2<mw/mn<2.5，因與樹枝型聚合物有類似的結(jié)構(gòu)，所以性能也接近。但其合成方法簡單，一般可采用一步聚合法合成。樹枝狀聚合物和超支化聚合物具有類似球形的緊湊結(jié)構(gòu)，流體力學(xué)回轉(zhuǎn)半徑小，支化度很高，分子鏈纏結(jié)少，因此粘度隨相對分子質(zhì)量的增加變化較小。同時，因為樹枝狀聚合物和超支化聚合物的分子量較小分子單體大的多，揮發(fā)性非常低，幾乎沒有氣味,屬于環(huán)境友好的環(huán)保型材料。

羥乙基纖維素(hec)為通常通過使堿性纖維素與環(huán)氧乙烷(eo)反應(yīng)而制備的纖維素醚。通常，纖維素的eo對脫水葡萄糖單元的摩爾比大于1.5以向纖維素骨架提供足夠的水溶性。hec為一種水溶性/水溶脹性聚合物，其通常用于增加功能體系的含水介質(zhì)的粘度，所述功能體系例如個人護理和家居產(chǎn)品、油漆、建筑材料產(chǎn)品、紙張涂層、油田介質(zhì)、乳液、乳膠組分等。此外，高分子量hec在制藥工業(yè)中用作賦形劑以在可控釋放應(yīng)用中提供可溶脹擴散屏障(swellablediffusionbarrier)。

羥乙基纖維素(hec)在堿性環(huán)境下能夠達到快速的溶解，在作為增稠劑使用的時候，為了達到迅速增稠的目的，必須把所在的水溶液調(diào)成堿性狀態(tài)。早期采用naoh和koh來調(diào)節(jié)ph值，但naoh和koh堿性太強，對產(chǎn)品的穩(wěn)定性及使用性能產(chǎn)生不良的影響，后采用小分子胺類，如氨水來調(diào)節(jié)ph值。氨水是一種容易揮發(fā)的弱堿，對人體有刺激性氣味，而且在存儲過程中也容易發(fā)生ph值漂移，致使產(chǎn)品穩(wěn)定性下降，甚至造成沉降，分水 等不良后果，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種含高分子化合物pamam(聚酰胺-胺)的低揮發(fā)性水性增稠劑組合物，該水性增稠劑組合物揮發(fā)性極低，無刺激性氣味，且可快速增稠，增稠效果好。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種含高分子化合物pamam的低揮發(fā)性水性增稠劑組合物，包括：

至少一種水溶性聚合物增稠劑；

ph調(diào)節(jié)劑，選自樹枝狀的或超支化的pamam；

水。

進一步地，所述水性增稠劑組合物中，按質(zhì)量份計，水溶性聚合物增稠劑為1～5份，ph調(diào)節(jié)劑為0.05～2份。

進一步地，所述水性增稠劑組合物中，按質(zhì)量份計，水溶性聚合物增稠劑為1～4份，ph調(diào)節(jié)劑為0.05～0.5份。

進一步地，所述水溶性聚合物增稠劑是在堿性條件下增稠的水性增稠劑。

進一步地，所述水溶性聚合物增稠劑選自羥乙基纖維素。

優(yōu)選地，所述水溶性聚合物增稠劑是由纖維素衍生出的非離子型水溶性羥乙基纖維素。

進一步地，所述樹枝狀的或超支化的pamam的重均分子量大于500；

進一步地，所述樹枝狀的或超支化的pamam在110℃加熱1h的熱失重率在6wt％以下。

進一步地，所述樹枝狀的或超支化的pamam在55℃加熱3天的熱失重率在1wt％以下。

進一步地，所述樹枝狀的或超支化的pamam在25℃加熱3天的熱失重率為0。

進一步地，所述樹枝狀的或超支化的pamam的分子中至少含有4個-nh2官能團。

進一步地，所述羥乙基纖維素是纖維素與氫氧化鈉和環(huán)氧乙烷經(jīng)醚化反應(yīng)得到；其中，纖維素的纖維素鏈中每個葡萄糖單體羥基被環(huán)氧乙烷取代的取代度為2.3～2.6。

進一步地，所述增稠劑組合物的ph值為7.5～11；

優(yōu)選地，所述增稠劑組合物的ph值為8～10。

由jeanm.j.frechet和donalda.tomaliz編輯的《dendrimersandotherdendriticpolymer》2001johnwiley&sonsltd一書第25章對樹枝狀的pamam有詳細介紹，樹枝狀pamam的官能團數(shù)目和分子尺寸如下表1所示，第一代樹枝狀pamam的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

表1.樹枝狀pamam的官能團數(shù)目和分子尺寸

由于pamam分子量比傳統(tǒng)有機胺類的ph調(diào)節(jié)劑大的多，除了能調(diào)節(jié)ph值外，更能有效的和水以及水溶性的增稠劑形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)，從而達到更有效的增稠。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明采用樹枝狀的或超支化的pamam作為ph調(diào)節(jié)劑用于增稠劑中，得到一種含高分子化合物pamam的低揮發(fā)性水性增稠劑組合物，該增稠劑組合物在使用時可快速達到增稠的目的，且使用時無刺激性氣味，同時其ph值等性能穩(wěn)定。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出第一代樹枝狀pamam的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出羥乙基纖維素natrosol^tmhbr250的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。

所用原料：

1.95％2-amino-2-methyl-1-propanol(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)溶液(amp-95)：由anguschemiegmbh提供。

2.pamam(聚酰胺-胺)：由威海晨源分子新材料有限公司提供，pamam樣品的基本參數(shù)如表2所示。

3.dimethylethanolamine(dmea)(二甲基乙醇胺)，ammonia(氨水，30％nh3)和triethanolamine(tea)(三乙胺)：從sigma-aldrich購買。

4.natrosol^tmhbr250(羥乙基纖維素)：由亞跨龍功能性材料公司提供，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

表2.pamam樣品的基本參數(shù)

實施例1

根據(jù)astmd2369-10的方法測定，分別測定不同牌號的pamam：cyd-100a、cyd-110a、cyd-120a、wu438以及氨水、dmea和tea在110℃烘烤1小時后的揮發(fā)性，結(jié)果如表3所示。

表3.各類ph調(diào)節(jié)劑在110℃下的失重百分比

進一步，根據(jù)astmd2369-10的方法，測定各ph調(diào)節(jié)劑分別在25℃室溫和55℃加熱條件下的揮發(fā)性，測試時間為3天，測試結(jié)果如表4所示。

表4.各類ph調(diào)節(jié)劑在25℃和55℃下的失重百分比

從表3中可以看出，傳統(tǒng)常用的小分子類ph調(diào)節(jié)劑：氨水，dmea和tea以及amp-95在110℃下保溫1h的條件下熱失重率為100％，即完全揮發(fā)了。而樹枝狀或超支化的ph調(diào)節(jié)劑pamam的失重率均小于等于6wt％，其中，cyd-100a的熱失重率更小至1.21wt％，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。

從表4中可以看出，無論在室溫25℃還是在55℃加熱的情況下，傳統(tǒng)常用的小分子類ph調(diào)節(jié)劑：氨水、dmea和tea在3天內(nèi)下熱失重率都接近為100％，即幾乎完全揮發(fā)了，且amp-95在55℃下保持3天也揮發(fā)了99.8％。而樹枝狀或超支化的ph調(diào)節(jié)劑pamam在室溫和55℃加熱條件下的失重率均都為0或小于1wt％，具有極低的揮發(fā)性。

實施例2

在室溫下，將2g非離子型水溶性羥乙基纖維素(hec)natrosol^tmhbr250 加入98g水中，在500rpm/min下攪拌5-10分鐘，再加入0.5gcyd-100a，繼續(xù)攪拌30秒鐘，調(diào)整ph到堿性，得到水性增稠劑組合物。

用brookfield黏度儀器測量黏度并記錄測量結(jié)果為第一次測量。測完后，在500rpm/min下攪拌30秒鐘，用brookfield黏度儀器測量黏度并記錄測量結(jié)果為第二次測量。測完后，在500rpm/min下攪拌30秒鐘，再次用brookfield黏度儀器測量黏度并記錄測量結(jié)果為第三次測量。然后，在500rpm/min下攪拌30秒鐘，再次用brookfield黏度儀器測量黏度并記錄測量結(jié)果為第四次測量。

實施例3

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.5gcyd-110a”，其余條件不變，得到水性增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

實施例4

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.5gcyd-120a”，其余條件不變，得到水性增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

實施例5

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.5gwu438”，其余條件不變，得到水性增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

實施例6

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“1gcyd-120a”，其余條件不變，得到水性增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

實施例7

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.15gcyd-100a”，其余條件不變，得到水性增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

實施例8

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.075gcyd-100a”，其余條件不變，得到水性增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

對比例1

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“1.67g氨水”，其余條件不變，得到增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

對比例2

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.5gtea”，其余條件不變，得到增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

對比例3

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.5gdmea”，其余條件不變，得到增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

對比例4

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.075gtea”，其余條件不變，得到增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

對比例5

重復(fù)實施例2，區(qū)別在于，將“0.5gcyd-100a”改為“0.075gdmea”，其余條件不變，得到增稠劑組合物，并如實施例2所述方法測量其粘度。

實施例2-8及對比例1-5所得增稠劑組合物的粘度如下表5所示。

表5.ph調(diào)節(jié)劑的種類和用量對在natrosol^tmhbr250增黏的影響

從表5中可以看出，在使用0.5％wt的濃度下，氨水幾乎不能起到增稠效果，而使用樹枝狀或超支化的高分子聚酰胺-胺pamam作為ph調(diào)節(jié)劑，可以達到比傳統(tǒng)小分子有機胺類ph調(diào)節(jié)劑，如dmea和tea相當(dāng)或更快速和更優(yōu)異的增稠效果。這是由于pamam分子量比傳統(tǒng)有機胺類的ph調(diào)節(jié)劑大的多，除了能調(diào)節(jié)ph值外，更能有效的和水以及水溶性的增稠劑形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)，從而達到更有效的增稠效果。

實施例9

將本申請實施例2-5和7-8制備得到的水性增稠劑組合物在50℃熱儲存，測定黏度的穩(wěn)定性及ph值的穩(wěn)定性。

對比例6

將對比例2-5制得的水性增稠劑組合物在50℃熱儲存的黏度的穩(wěn)定性及ph值的穩(wěn)定性。

實施例9及對比例6所得水性增稠劑組合物在50℃熱儲存的黏度的穩(wěn)定性及ph值的穩(wěn)定性如下表6所示。

表6.不同增稠劑組合物種類50℃熱存儲黏度的穩(wěn)定性及ph值穩(wěn)定性的影響

從表6可以看出，使用超支化的pamam所得水性增稠劑組合物在50℃熱儲存的黏度變化范圍為1100-2750cps，其ph值變化范圍為0-0.56。而使用傳統(tǒng)小分子有機胺所得水性增稠劑組合物在50℃熱儲存的黏度變化范圍為1150-4000cps，其ph值變化范圍為0.54-0.86。使用超支化的pamam所得水性增稠劑組合物更加穩(wěn)定，綜合性能更好。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。