[发明专利]改进含水系统的增稠剂的方法

说明书

本发明涉及通过消除必需的有机助溶剂而改进含水系统的增稠剂的方法。更具体地说，本发明涉及使用甲基-β-环糊精可逆地配合疏水改性的增稠剂分子上的疏水残基以抑制含有这类增稠剂的水溶液的粘度的方法。

含水系统如含有乳化聚合物粘合剂的涂料，通常使用增稠剂以获得对适当调配和涂敷该含水系统所需的粘度。用于含水系统的一种典型的增稠剂在本领域称作“缔合”(associative)增稠剂。之所以被称为缔合增稠剂是因为它们的增稠机理，它是增稠剂分子内疏水残基之间和/或与其它疏水表面发生疏水缔合。大量不同类型的缔合增稠剂是公知的，包括但不限于疏水改性的聚亚胺酯，疏水改性的碱溶性乳浊液、疏水改性的羟乙基纤维素或其它疏水改性的天然产品，和疏水改性的聚丙烯酰胺。

一些这类缔合增稠剂如疏水改性的聚亚胺酯以含有机助溶剂的水溶液出售，有机助溶剂如丙二醇和丁基卡必醇的作用是抑制含缔合增稠剂水溶液的粘度以使其在用作增稠剂前易于处理。虽然这些有机助溶剂能发挥其可能的作用，但它们也有潜在的环境、安全和健康危害。粘度抑制也可使用表面活性剂完成。虽然这种方法没有具体的健康/环境危害，但它却降低了涂料的性能。

授予Eisenhart等人的美国专利5,137,571公开了一种方法，它使疏水改性的增稠剂可逆配合环糊精化合物以抑制含该增稠剂水溶液的粘度从而使这类溶液易于处理，然后将该环糊精化合物与增稠剂脱配合以使增稠剂发挥其应有的作用。Eisenhart等人认为α，β和γ环糊精能有效地抑制疏水改性的增稠剂水溶液的粘度。他们也公开了羟乙基-和羟丙基-环糊精是优选的未改性环糊精变体。

本申请人出乎意料地发现甲基-β-环糊精(一种直到约1992年5月才能商购的改性的环糊精变体)，与优选的可商购的羟乙基环糊精甚至与最优选的可商购的羟丙基环糊精相比具有更好的粘度抑制作用。

本发明涉及可逆地抑制含疏水改性的增稠剂水溶液的粘度的一种改进方法，该方法首先用甲基-β-环糊精配合增稠剂的疏水残基，一旦含增稠剂的水溶液加到意欲被增稠的含水系统中，甲-β-环糊精即与增稠剂脱配合。

环糊精化合物是闭环低聚糖，每个大环具有6，7，或8个α-D-葡萄糖。6个葡萄糖环的环糊精化合物称作α-环糊精；7个葡萄糖环的环糊精化合物称作β-环糊精，8个葡萄糖环的环糊精化合物称作γ-环糊精。环糊精由任选植物如玉米，土豆，蜡质玉蜀黍等的淀粉制得。淀粉可以是改性或未改性的，由谷物或块茎和其直链淀粉或支链淀粉部分制得。以水桨形式，浓度高达约35％(重量固体)所选淀粉通常借凝胶作用或用液化酶如菌类α-液化酶处理来液化，然后用转葡糖基酶处理生成环糊精。α，β和γ环糊精的量将随所选淀粉类型，转葡糖基酶和加工条件而变化。各种环糊精的沉淀和分离描述在文献中，它使用包括包合物如三氯乙烯的溶剂系统，和使用选择性离子交换树脂的非溶剂系统。β-环糊精是最常用的形式且众所周知用在药品和食品的制备中。

众所周知环糊精能与有机化合物形成包合配合物，借此提高了有机化合物的水溶性。在由W.Saenger and A Muller-Fahrnow所著的“Cyclodertrins Increase Sufarce Tension and Critical Mi-ceue Concentrations of Dgtergent Solutions”Agnw.Chem.Int.Ed.Egl 27(1988)No.3,393-394页不中，作者计论了环糊精化合物中心疏水空腔能容纳直径约5的洗涤剂分子的疏水脂肪烃部分。对这类洗涤剂的研究表明环糊精能增加洗涤剂分子的表面张力并提高洗涤剂的临界胶束浓度，从而使洗涤剂更易溶于水。这对为避免成泡而破坏胶来或增加表面张力是有益的。

标题为“Producing Modified Cyclodextrins”(制备改性的环糊精)，公开在1987年10月21日，并转让给American Maize Pro-ducfs Company的U.K.专利申请2,2189,245A公开了一种增加环糊精水溶性的方法。该方法用碳酸亚烃酯且优选碳酸亚乙基酯改性以在环结构上形成羟乙基醚。

因为环糊精化合物吸附疏水物或与其形成配合物，所以它们能被吸附于缔合增稠剂的疏水残基上。环糊精化合物吸附于缔合增稠剂疏水残基上抑制了含缔合增稠剂水溶液的粘度。通过加入另一种亲环糊精物质，环糊精化合物很容易从缔合增稠剂中脱吸或脱配合。