脂肪酰胺的水性分散液的制作方法

文档序号:8908672阅读:608来源:国知局
脂肪酰胺的水性分散液的制作方法
【专利说明】脂肪酰胺的水性分散液
【背景技术】
[0001] 脂肪酰胺适用于多种目的,包括例如作为聚烯烃的助滑添加剂。所希望的是提供 脂肪酰胺作为水性介质中的稳定分散液。脂肪酰胺不可溶于水,并且因此其不能被包括在 水性组合物中。在水中提供此类分散液的能力将使脂肪酰胺能够包括在水性组合物中。为 了使分散粒子携带有用量的脂肪酰胺,分散粒子应含有按粒子的重量计大于10重量%的 脂肪酰胺。然而,在过去还不知道如何制成此类具有稳定存放期的分散液。
[0002] WO 2011/053904提供制造醇酸树脂的水性分散液的方法。所希望的是找到一种制 造其中分散粒子含有脂肪酰胺的分散液的方法。

【发明内容】

[0003] 以下为本发明的陈述。
[0004] 本发明的第一方面是一种在水性介质中包含分散粒子的组合物,其中所述分散粒 子包含脂肪酰胺和一或多种脂肪酸,其中50摩尔%或更多的所述脂肪酸呈羧酸盐形式,并 且其中所述脂肪酰胺与所述脂肪酸的重量比是0.12 : 1到2.3 : 1。
[0005] 本发明的第二方面是一种制造所述组合物的方法,其包含以下步骤:将剪应力施 加到包含所述脂肪酰胺、所述脂肪酸以及水的混合物,其中所述施加剪应力是在高于59°C 的温度下进行,并且其中所述混合物中的水量按所述混合物的重量计是70重量%或更少。
【具体实施方式】
[0006] 以下是本发明的详细描述。
[0007] 如本文所用,除非上下文另作明确指示,否则以下术语具有所指定的定义。
[0008] 如本文所用,分散液是一种含有分布在整个连续液体介质中的离散粒子的组合 物。据称分布的粒子是分散的。每一离散粒子可以是固体、液体或其组合。连续液体介质 是在包括l〇°C到40°C的温度范围内的液体。如果连续液体介质的组成含有按连续液体介 质的重量计60重量%或更多的量的水,那么连续液体介质是水性介质。
[0009] 如果组成在粒子中实质上不变化,那么粒子集合的组成在本文中被视为均匀的。
[0010] 如本文所用,脂肪酸具有化学式R1-COOH,其中R1是被取代或未被取代的含有8个 或更多个碳原子的烃基。如本文所用,术语脂肪酸意指包括羧基形式R 1-COOH和羧酸盐形 式Ri-Cooe。羧酸盐形式可以呈溶液或盐形式。
[0011] 如本文所用,脂肪酰胺具有化学式R2-C(O)NHR3,其中R 2是被取代或未被取代的含 有8个或更多个碳原子的烃基,并且其中R3选自以下各者:
[0012] (I)R3是氢("I型"脂肪酰胺)
[0013] (II)R3是脂肪族未被取代的烃基("II型"脂肪酰胺),或
[0014] (III) R3具有结构-CH2CH2-NHC(O)-R4,其中R 4是被取代或未被取代的含有8个或 更多个碳原子的烃基("III型"脂肪酰胺)。
[0015] 芥酸酰胺具有化学式CH3- (CH2) 7-CH = CH- (CH2) n-C (0) -NH2。芥酸具有化学式 CH3- (CH2) 7-CH = CH- (CH2) n-C (O) -OH。
[0016] 如本文所用,施加剪应力到液体组合物意味着将液体的连续样品放置在机械配置 中,其中液体样品的一部分相对于液体样品的另一部分移动。
[0017] 如本文所用,中和剂是对于将本发明的组合物中所用的脂肪酸转化成羧酸盐形式 具有足够强度的碱。
[0018] 如本文所用,表述比率是"X : 1或更高"意指所述比率是Y : 1,其中Y等于或高 于X。举例来说,据称为"3 : 1或更高"的比率可以是3 : 1或4 : 1或100 : 1,但不能 是2.9 : 1。类似地,表述比率是"W : 1或更低"意指所述比率是Z : 1,其中Z等于或低 于W。举例来说,据称是"20 : 1或更低"的比率可以是20 : 1或19 : 1或0.15 : 1,但 不能是21 : 1。
[0019] 如本文所用,"室温"是大致25°C。
[0020] 本发明包括一种连续液体介质,其是水性介质。优选地,水性介质中的水量按水性 介质的重量计是70重量%或更多;更优选地是80重量%或更多;更优选地是90重量%或 更多。
[0021] 在本发明中,将分散相分散在水性介质中。优选地,分散粒子在体积基础上的中值 直径是50微米或更小;更优选地是20微米或更小;更优选地是10微米或更小;更优选地 是5微米或更小。优选地,分散粒子在体积基础上的中值直径是0. 01微米或更大;更优选 地是0. 02微米或更大;更优选地是0. 05微米或更大;更优选地是0. 1微米或更大。
[0022] 在优选的脂肪酰胺中,R2是未被取代的烃基,其具有12个或更多碳原子;更优选 的是16个或更多碳原子;更优选的是18个或更多碳原子。在优选的脂肪酰胺中,R 2是未 被取代的烃基,其具有30个或更少碳原子,更优选地25个或更少。
[0023] 在III型脂肪酰胺中,优选地,R4是未被取代的烃基,其具有12个或更多碳原子; 更优选的是16个或更多碳原子;更优选的是18个或更多碳原子。在III型脂肪酰胺中,优 选地,R 4是未被取代的烃基,其具有30个或更少碳原子,更优选地25个或更少。在II型脂 肪酰胺中,优选地,R3具有12个或更多碳原子;更优选的是16个或更多碳原子;更优选的 是18个或更多碳原子。在II型脂肪酰胺中,优选地,R 3具有30个或更少碳原子,更优选地 25个或更少。
[0024] I型脂肪酰胺是优选的。优选的脂肪酰胺是芥酸酰胺和油酸酰胺;最优选的是芥 酸酰胺。
[0025] 优选地,分散粒子的组成是均匀的。
[0026] 优选地,粒子中的脂肪酰胺的量按粒子的重量计是60重量%或更小;更优选地55 重量%或更小。优选地,粒子中的脂肪酰胺的量按粒子的重量计大于10重量% ;更优选地 是15重量%或更大。
[0027] 优选地,粒子中的脂肪酸的量按粒子的重量计是40重量%或更大;更优选地45重 量%或更大。优选地,粒子中的脂肪酸的量按粒子的重量计是95重量%或更小;更优选地 小于90重量% ;更优选地85重量%或更小。
[0028] 在粒子中,脂肪酰胺与脂肪酸的重量比是0. 12 : 1或更高;优选地0. 18 : 1或更 高。在粒子中,脂肪酰胺与脂肪酸的重量比是2. 3 : 1或更低;优选地1. 5 : 1或更低;更 优选地1.2 : 1或更低。
[0029] 优选地,脂肪酸的R1基团(如上文所定义)是未被取代的烃基,其具有8个或更 多碳原子;更优选地14个或更多碳原子;更优选地18个或更多碳原子;更优选地20个或 更多碳原子。优选地,脂肪酸的R 1基团是具有30个或更少碳原子;更优选地25个或更少 碳原子的烃基。优选地,脂肪酸的R1基团是具有一个或两个碳-碳双键的烃基。优选地, 脂肪酸是芥酸。
[0030] 优选地,一些或全部脂肪酸呈羧酸盐形式。优选地,呈羧酸盐形式的脂肪酸的摩 尔%是 50% -100% ;更优选地 75% -100%。
[0031] 在一些实施例中,一或多种表面活性剂也存在于分散液中。优选的是阴离子和非 离子表面活性剂。更优选的是非离子表面活性剂。优选的非离子表面活性剂为嵌段共聚物 表面活性剂和乙氧基化脂肪化合物表面活性剂。乙氧基化脂肪化合物表面活性剂为具有含 有结构-(OCH 2CH2)n-并且含有未被取代的烃基的分子的表面活性剂;优选地,η为3或更大; 更优选地η为5或更大;优选地,烃基具有8个或更多碳原子;更优选地12个或更多碳原 子;更优选地16个或更多碳原子。
[0032] 当一或多种表面活性剂存在于组合物中时,表面活性剂的优选量按组合物的总重 量计为5重量%或更少;更优选地4重量%或更少;更优选地3重量%或更少。当一或多种 表面活性剂存在于组合物中时,表面活性剂的优选量按组合物的总重量计为0. 1重量%或 更多;更优选地〇. 2重量%或更多。
[0033] 本发明也包括一种制造本文所述的组合物的方法。本发明的方法包括将剪应力施 加到包含所述脂肪酰胺、所述脂肪酸以及水的混合物的步骤,其中所述施加剪应力是在高 于59°C的温度下进行,并且其中所述混合物中的水量按所述混合物的重量计是30重量% 或更少。
[0034] 本发明的方法优选地包括制造高内相乳液(HIP乳液),其在本文中定义为其中分 散相构成按乳液的重量计30重量%或更多的乳液的乳液。在优选的HIP乳液中,分散相的 量按乳液的重量计是50重量%或更多;更优选地70重量%或更多。为了产生HIP乳液, 制成含有水、脂肪酰胺、脂肪酸、中和剂、任选的表面活性剂以及任选的额外成分的混合物 ⑴。
[0035] 优选地,在混合物(I)中,脂肪酰胺与脂肪酸的重量比是2. 3 : 1或更低;更优选 地1.5 : 1或更低;更优选地1.2 : 1或更低。优选地,在混合物(I)中,脂肪酰胺与脂肪 酸的重量比是0. 12 : 1或更高;更优选地0. 18 : 1或更高。
[0036] 在混合物⑴中,水的量以混合物⑴的重量计优选地70重量%或更低;更优选 地50重量%或更低;更优选地30重量%或更低;更优选地20重量%或更低;更优选地15 重量%或更低。优选地,在混合物(I)中,水的量以混合物(I)的重量计是1重量%或更多; 更优选地2重量%或更多。
[0037] 在混合物(I)中,优选的中和剂是无机碱和有机碱。在有机碱中,有机胺是优选 的。无机碱是优选的。优选的无机碱是氢氧化物化合物;更优选的是氢氧化钠、氢氧化钾以 及氢氧化铵;更优选的是氢氧化钾和氢氧化铵。
[0038] 在混合物(I)中,中和剂的量通过当量比来表征,所述当量比在本文中定义为中 和剂当量与脂肪酸当量的比率。优选地,在混合物(I)中的当量比是1.2 : 1或更低;更 优选地1.01 : 1或更低。优选地,在混合物(I)中的当量比是0.5 : 1或更高;更优选地 0.6 : 1或更高;更优选地0.7 : 1或更高。
[0039] 优选地,混合物(I)中包括一或多种表面活性剂。混合物(I)的优选表面活性剂 和优选量与关于本发明的组合物在上文中所述的那
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