[发明专利]具有螯合官能的聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有螯合官能并包含源自于烯键式不饱和氨基羧酸盐单体的单元的新型聚合物。所述烯键式不饱和氨基羧酸盐单体包含源自于乙二胺三乙酸或其盐的单元和源自于烯键式不饱和单体例如可聚合的乙烯基单体的单元。

背景技术

合成洗涤剂通常由分散剂、增效助剂、以及其它多种成分例如增亮剂、香料、抗再沉积剂和酶组成。所述分散剂通常包含表面活性剂并起到从织物和其它基材分离污垢、污物和污渍的功能。聚丙烯酸酯是公知的并且是常用的分散剂化合物。所述增效助剂与金属阳离子例如存在于“硬水”中的钙和镁离子结合并与之形成络合物，否则所述金属阳离子将妨碍分散剂活性。这种结合和络合物形成通常也称为“螯合”，能够与金属离子有这种相互作用的化合物被称为“螯合剂”。

磷酸盐是出色的螯合剂，这是它们在历史上被用作洗涤剂的增效助剂的原因。然而，即使在废水处理之后，也有大量磷被释放到溪流、河流、湖泊和河口。在天然水体中，磷充当肥料，增加藻类和水草的生长，这耗尽了健康的鱼类和水生生物可获得的氧气，于是这些生物的数量减少。因此，大多数司法管辖已经限制或禁止了在洗涤剂中使用磷酸盐。

在寻找磷酸盐代用品中，氨基羧酸盐化合物已经被发现是有效的螯合剂，并因此可用作洗衣和自动洗餐具洗涤剂的增效助剂。例如，美国专利No.3,331,773教导了通过在水溶性聚合物上接枝水溶性螯合单体来制备具有螯合官能的水溶性聚合物。二亚乙基三胺、乙二胺四乙酸、和其它多亚烷基多胺多乙酸被确定为适合于在水溶性聚合物上接枝的螯合单体的例子。

美国专利号5,514,732也描述了由具有螯合官能的水不溶性聚合物制成的隐形眼镜。所述聚合物由具有可聚合烯烃基团的氨基多羧酸、以及亲水单体和一种或多种交联单体制成。

美国专利申请No.2008/00262192描述了具有高螯合性能和粘土分散性的水溶性聚合物，它通过将向烯丙基单体例如烯丙基缩水甘油醚(AGE)中加入胺化合物例如亚氨基二乙酸(IDA)衍生得到的含氨基的烯丙基单体聚合而制成。同样根据美国专利申请No.2008/00262192，所述含氨基的烯丙基单体可以与其它可聚合单体包括但不限于不饱和一元羧酸单体聚合。

美国专利申请No.2009/0082242公开了无磷酸盐的餐具洗涤液，其包含剥离型纳米粘土、粘土分散聚合物、以及其它组分包括已知的螯合剂例如次氮基三乙酸盐(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、丙二胺四乙酸(PDTA)、乙二胺N,N'-二琥珀酸(EDDS)和甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)、或它们的盐。

本发明提供了新的可聚合单体化合物，其是水溶性的并具有螯合官能，以及从其制成的聚合物，所述聚合物应可用于含水体系中以抑制结垢、去污、去茶渍、分散微粒和结合金属离子。

发明内容

本发明是新型聚合物，其具有螯合官能并包含源自于具有以下通式结构的烯键式不饱和氨基羧酸盐单体的单元：

其中X¹、X²和X³各自独立地是氢或者单或多价阳离子，并且所述单体上的总电荷为零；并且R¹和R²中的一个、且只有一个是–OH基团，另一个是包含乙烯基并且源自于一种或多种烯键式不饱和单体的可聚合臂。所述一种或多种烯键式不饱和单体可以包括可聚合的乙烯基单体。

在一些实施方式中，所述烯键式不饱和氨基羧酸盐单体的可聚合臂可以源自于二乙烯基苯单环氧化物(DVBMO)单体并具有以下结构：

其中R³是位于苯环的邻、对或间取代位的可聚合烯键式不饱和基团。例如，R³可以是–CH＝CH₂。

在一些实施方式中，所述烯键式不饱和氨基羧酸盐单体的可聚合臂可以源自于烯丙基缩水甘油醚单体并具有以下结构：

在一些实施方式中，所述烯键式不饱和氨基羧酸盐单体的可聚合臂可以源自于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯单体并具有以下结构：

其中R³是氢或–CH₃。

所述聚合物可以是只包含源自于前述烯键式不饱和氨基羧酸盐单体的单元的均聚物。作为替代方案，所述聚合物还可以包含源自于一种或多种烯键式不饱和单体的单元。