[发明专利]超支化聚合物

说明书

本发明涉及具有改善性质的超支化聚酯酰胺领域，其优选地适合用于本文中所描述的某些最终用途或应用中的一种或多种。

在许多类型的工业和/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的聚酯酰胺，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有利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没有描述或制备具有不同官能团的聚酯酰胺的组合，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，提供了浊点为本文中所描述的数值中的至少一个(例如至少50℃)的超支化聚酯酰胺，其中聚酯酰胺在其上包含至少一个端基，该端基选自如下类型(i)至(iv)任意端基中的两个或更多个、优选地三个或更多个、最优选地四个或更多个：

i)叔胺官能端基(本文中也表示为t-胺或A基团)

ii)季铵官能端基(本文中也表示为季铵(Q)或季铵阳离子(QAC)基团)，优选地包括质子化的叔胺基团；

iii)聚亚烷基二醇官能端基(本文中也表示为E基团)，优选地聚丙二醇和/或聚乙二醇，更优选地聚乙二醇基团(本文中也表示为EO基团)；和

iv)中性端基，其包含带正电的阳离子片段、优选地鎓离子(更优选地季铵或季鏻阳离子)，该阳离子片段不含与带负电的片段诸如羧酸盐基团共价连接的氢原子，该带负电的片段可以不与阳离子位点相邻；

v)其他极性(阴离子)端基，例如磷酸盐基；和/或

类型(i)至(iv)的任意混合物和/或组合，无论端基在相同的还是在不同的包括聚酯酰胺的大分子上。

方便地，本发明的超支化聚酯酰胺包含来自类型(ii)至(iv)的至少一个端基、更方便地包含来自类型(iii)至(iv)的至少一个端基。

有用的是，本发明的超支化的聚酯酰胺(尤其是当其还包含阳离子基团时)还可以包含由和/或可由至少一种有机(一元或多元)羧酸(包括其酸式盐和/或氢盐)获得的一个或多个阴离子羧酸盐基(carboxylate)抗衡离子。