[发明专利]通过离子交换制备聚合物的方法

说明书

本发明涉及制备基于丙烯酰氨基烷基磺酸或其衍生物的水溶性或水溶胀性聚合物，例如丙烯酰氨基烷基磺酸的交联均聚物，或除了衍生自丙烯酰氨基烷基磺酸的结构单元之外还含有衍生自环状和/或直链N-乙烯基羧酰胺或衍生自(甲基)丙烯酸与脂肪醇聚乙二醇醚形成的酯的结构单元的共聚物的碱金属盐、碱土金属盐或Zn盐的方法。所述聚合物的碱金属盐、碱土金属盐或Zn盐通过较易于获得的铵盐与相应金属的碱进行离子交换来制备。本发明还涉及根据本发明方法获得的聚合物，该聚合物作为增稠剂或稳定剂以及自晒黑剂的用途，所述制剂含有一种或多种所述聚合物和二羟基丙酮。

由于经济上或者应用技术上的原因或稳定性的原因，通常将含水或含溶剂的多组分体系如溶液、乳剂或悬浮液调节或增稠至更高粘度。

这可以例如通过提高乳液或悬浮液的外相或内相的粘度而如此实现，使得能够明显延长直到这样的体系的组分脱混的时间，这使得贮存时间能够明显得到延长。在许多产品方面，通过提高粘度还可以改善它们的均匀分布性，尤其是在不平整的表面上。对于涂在皮肤上的皮肤护理剂和药膏来说尤其是这样。在许多工业产品，如墙纸剥离剂、酸洗剂或飞机除冰剂方面，升高的粘度防止过早地从待处理表面流走。因此，通过更均匀的分布和延长的作用时间因此可以提高效果。除了所提到的应用技术上的优点外，这样的制剂的高粘度还提供在制备、包装、灌装和贮存以及在运输方面的其它优点。

在制备和/或配制化妆品制剂、药物制剂或工业制剂时，流变性通常是在实践中使用这些产品的决定性标准。在此，所使用的增稠剂应当在尽可能低的用量下就已经造成足够的增稠效果。

为了调节水性或含溶剂的体系、乳液或悬浮液的流变性，在专业文献中给出了许多不同的体系。已知的是，例如纤维素醚和其它纤维素衍生物(例如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素)、明胶、淀粉和淀粉衍生物、藻酸钠、脂肪酸聚乙二醇酯、琼脂、黄蓍胶或糊精。作为合成聚合物使用不同的材料，例如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和聚丙烯酸的各种不同的盐，聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基甲基醚、聚环氧乙烷、由马来酸酐和乙烯基甲基醚形成的共聚物，以及由上述化合物形成的各种混合物和共聚物。

但上述化合物在应用中有各种各样的缺点。例如纤维素衍生物或通常基于天然原材料的材料和由此获得的制剂非常易于受到细菌的攻击。在应用技术方面，它们大多通过形成令人不快的“拉丝”凝胶而引人注目。脂肪酸聚乙二醇酯在水存在下倾向于水解，在该过程中产生的不溶性脂肪酸导致生成不期望的混浊。天然来源的增稠剂(例如琼脂或黄蓍胶)视来源而定在组成上差别很大。

EP 1 116 733中描述了共聚物的高增稠能力，该聚合物通过选自以下单体的聚合而获得：丙烯酰氨基丙基甲二磺酸、丙烯酰氨基丙基甲二磺酸的盐、丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺以及甲代烯丙基磺酸钠。

EP 1 069 142中公开了共聚物，该共聚物通过一种或多种选自以下组的大单体的自由基共聚而获得：(甲基)丙烯酸与烷基乙氧基化物的酯，其包括5-80个氧化乙烯单元和(C₁₀-C₂₂)-烷基，和一种或多种选自以下组的烯属不饱和共聚单体：丙烯酰氨基丙基甲二磺酸、丙烯酰氨基丙基甲二磺酸的钠盐和铵盐、丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺以及甲代烯丙基磺酸钠。

在EP 1 116 733和EP 1 069 142中所述共聚物的代表作为铵盐在商标AristoflexAVC和AristoflexHMB(Clariant)下是商购可得的。此外，交联的丙烯酰氨基丙基甲二磺酸的铵盐也是商购可得的。

这些聚合物的铵盐具有这样的缺点，该铵盐在pH值＞8.5的碱性组合物中是不稳定的并释放出氨。

上述商购可得的聚合物(如在EP 1 116 733和EP 1 069 142中所述)在水含量小于10重量％的叔丁醇中在沉淀聚合反应中制得。对于这种方法，不能将丙烯酰氨基丙基甲二磺酸的碱金属盐或碱土金属盐作为单体使用，因为它们仅能以约50重量％的水溶液的形式提供。然而，在50重量％的水性丙烯酰氨基丙基甲二磺酸盐溶液中的水在现有的方法中会导致形成凝胶，因为所形成的聚合物使水性体系严重增稠。而100％的单体Na盐是不稳定的。

因此，根据此方法的在上述公开文献中所公开的聚合物的碱金属盐、碱土金属盐或锌盐是不易获得的。

因此，本发明的目的在于提供一种方法，根据该方法，可以在大规模工业过程中以简单的方式制备基于丙烯酰氨基烷基磺酸或其衍生物的聚合物的碱金属盐、碱土金属盐或Zn盐。