一種含高分子化合物PAMAM的低揮發性水性增稠劑組合物的制作方法

本發明涉及水性增稠劑的技術領域。更具體的，涉及一種含高分子化合物pamam的低揮發性水性增稠劑組合物。

背景技術：

樹枝狀聚合物和超支化聚合物都是具有三維支化結構的高度支化的納米級大分子。通常認為樹枝狀分子結構非常規整，具有分子質量分布mw/mn接近或等于1的分子結構，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整，分子質量分布較寬，通常1.2<mw/mn<2.5，因與樹枝型聚合物有類似的結構，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構，流體力學回轉半徑小，支化度很高，分子鏈纏結少，因此粘度隨相對分子質量的增加變化較小。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，揮發性非常低，幾乎沒有氣味,屬于環境友好的環保型材料。

羥乙基纖維素(hec)為通常通過使堿性纖維素與環氧乙烷(eo)反應而制備的纖維素醚。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的粘度，所述功能體系例如個人護理和家居產品、油漆、建筑材料產品、紙張涂層、油田介質、乳液、乳膠組分等。此外，高分子量hec在制藥工業中用作賦形劑以在可控釋放應用中提供可溶脹擴散屏障(swellablediffusionbarrier)。

羥乙基纖維素(hec)在堿性環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成堿性狀態。早期采用naoh和koh來調節ph值，但naoh和koh堿性太強，對產品的穩定性及使用性能產生不良的影響，后采用小分子胺類，如氨水來調節ph值。氨水是一種容易揮發的弱堿，對人體有刺激性氣味，而且在存儲過程中也容易發生ph值漂移，致使產品穩定性下降，甚至造成沉降，分水 等不良后果，嚴重影響產品的使用。

技術實現要素：

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

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種含高分子化合物pamam的低揮發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調節劑，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，按質量份計，水溶性聚合物增稠劑為1～5份，ph調節劑為0.05～2份。

進一步地，所述水性增稠劑組合物中，按質量份計，水溶性聚合物增稠劑為1～4份，ph調節劑為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氧乙烷經醚化反應得到；其中，纖維素的纖維素鏈中每個葡萄糖單體羥基被環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的官能團數目和分子尺寸如下表1所示，第一代樹枝狀pamam的結構示意圖如圖1所示。

表1.樹枝狀pamam的官能團數目和分子尺寸

由于pamam分子量比傳統有機胺類的ph調節劑大的多，除了能調節ph值外，更能有效的和水以及水溶性的增稠劑形成氫鍵網絡，從而達到更有效的增稠。

本發明的有益效果如下：

本發明采用樹枝狀的或超支化的pamam作為ph調節劑用于增稠劑中，得到一種含高分子化合物pamam的低揮發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值等性能穩定。

附圖說明

下面結合附圖對本發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的結構示意圖。

圖2示出羥乙基纖維素natrosol^tmhbr250的結構示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員 應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。

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，其結構示意圖如圖2所示。

表2.pamam樣品的基本參數

實施例1

根據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小時后的揮發性，結果如表3所示。

表3.各類ph調節劑在110℃下的失重百分比

進一步，根據astmd2369-10的方法，測定各ph調節劑分別在25℃室溫和55℃加熱條件下的揮發性，測試時間為3天，測試結果如表4所示。

表4.各類ph調節劑在25℃和55℃下的失重百分比

從表3中可以看出，傳統常用的小分子類ph調節劑：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％，即完全揮發了。而樹枝狀或超支化的ph調節劑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％，具有優異的熱穩定性。

從表4中可以看出，無論在室溫25℃還是在55℃加熱的情況下，傳統常用的小分子類ph調節劑：氨水、dmea和tea在3天內下熱失重率都接近為100％，即幾乎完全揮發了，且amp-95在55℃下保持3天也揮發了99.8％。而樹枝狀或超支化的ph調節劑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，繼續攪拌30秒鐘，調整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果為第四次測量。

實施例3

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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

重復實施例2，區別在于，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調節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調節劑，可以達到比傳統小分子有機胺類ph調節劑，如dmea和tea相當或更快速和更優異的增稠效果。這是由于pamam分子量比傳統有機胺類的ph調節劑大的多，除了能調節ph值外，更能有效的和水以及水溶性的增稠劑形成氫鍵網絡，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，測定黏度的穩定性及ph值的穩定性。

對比例6

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

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

表6.不同增稠劑組合物種類50℃熱存儲黏度的穩定性及ph值穩定性的影響

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定，綜合性能更好。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎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，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。