作为胶凝添加剂的基于己内酰胺的脂肪酰胺的制作方法
【专利说明】作为胶凝添加剂的基于己内酿胺的脂肪酿胺
[0001] 本发明涉及具有胺或成盐的胺末端的脂肪酰胺添加剂，其用作用于有机或水性 (含水）介质的凝胶因子（胶凝剂，gelator)，特别地用作用于水性介质的水凝胶因子 (hydrogelator)，如涂料（涂层）或粘结剂或处理纤维或织物或用于去垢剂（清洁剂）、汽 提剂（脱模剂，剥色剂）、去污染剂或絮凝剂。
[0002] 可在水中或在有机溶剂中用水凝胶因子和有机凝胶因子（organogelator)添加 剂分别胶凝的多种体系是已知的并且用于多种应用中。
[0003] FR 2976948描述了硼的酸（例如硼酸）、与N-烷基醛糖酰胺 (N-alkylaldonamide)、特别地N-十二烷基-D-葡糖酰胺（glucoanamide)、和单价盐（例如 NaCl)的三元组合，用于获得在（盐）水性介质中的凝胶，其用于多种应用且特别地用在去 垢中。
[0004] 已知的水凝胶因子包括基于赖氨酸衍生物的那些，如M. Suzuki等在Chem. Soc. Rev.，2009, 38, 967-975中所描述的，其中还描述了用作有机凝胶因子的衍生物。在这些衍 生物中给出了由赖氨酸起始的二脲-酯、酰胺-酯或酰胺-脲-酯。
[0005] L. A. Estroff 等在 Chemical Reviews, 2004, 104, 3, 1201-1217 中对水凝胶因子进 行了综述，具有对已知的表征方法和结构的盘点。特别挑出了具有亲水性头部和一个或两 个疏水性链的常规两亲性衍生物、具有通过疏水性链键合的两个亲水性头部的双头基两亲 分子（bolaamphiphiles)、具有由具有两个柔性端链的刚性间隔体分隔的双离子头的表面 活性剂、衍生自糖的体系。认识到，不存在使得可在分子的亲水性和疏水性之间发现令人满 意的折衷的可适用的一般规则，且因此不存在在水性介质中形成凝胶的能力和防止纤维沉 淀的趋势之间的一般规则。
[0006] 这些水凝胶因子或有机凝胶因子的缺点是以下事实：它们基于氨基酸，根据用于 制备所述凝胶因子的条件，其可经历副反应且特别是不受控的链延长，且可由此影响它们 的精细结构和因此的它们的凝胶因子的性能。此外，引用的文件都没有描述或教导如何得 到通过己内酰胺改性的且具备改进的性能的酰胺添加剂（这是本发明的主题）来克服现有 技术的缺点。
[0007] 具体而言，本发明努力开发新型的酰胺添加剂，其通过己内酰胺结构（等价于C6 氨基酸）改性，而不求助于氨基酸或酸和氨，它们通过缩聚且在需要酰氯的若干阶段中进 行反应。
[0008] 这些新型的酰胺必须使得可使用实施简单且实用的制备方法，其中己内酰胺的环 的受控打开以防止使用等价的氨基酸或通过酸/氨缩合难以避免的副反应并且无需分离 和/或纯化最终产物的阶段。所述新型的酰胺必须展现出在有机或水性介质中且特别在水 性介质中令人满意的凝胶因子流变性能，而不影响可与它们联合使用的粘结剂（特别地水 性的）的特定（具体）性能。
[0009] 本发明的第一主题是基于脂肪酰胺的凝胶因子添加剂，其是具有特定组成的以受 控的特定比例的脂肪胺与己内酰胺的加成反应（没有消除副产物）的产物。
[0010] 因此，本发明的第一主题是基于脂肪酰胺的凝胶因子添加剂，其是脂肪胺R1MV^ 己内酰胺的加成反应的产物，具有末端胺官能团，所述胺官能团为胺形式或成盐的铵盐形 式（通过中和剂中和所述胺官能团），且其（所述添加剂）由以下组成或包括以下：来自所 述反应（缩合）且以引入的己内酰胺单元的数量η为特征的3种不同酰胺化合物的混合物， 所述数量η分别为1、2和3,且单元的平均数量η (每分子的平均）为0. 8-3、优选0. 9-2. 75 和更优选〇. 9-2. 5。更具体地，所述3种酰胺化合物可根据式（I)限定并且分别对应于η = 1、η = 2 和 η = 3
[0011] RfNH- [-C ( = 0) (CH2) 5NH] n「C ( = 0) (CH2) 5-Y (I)
[0012] 其中Y为_順2或-NH3+Χ，如果胺为成盐的形式且X是与所用的酸中和剂X-H相 关的有机或无机抗衡阴离子。
[0013] 优选地，所述脂肪胺R1NH2含有10-24的碳原子数，这意味着R渴C 1Q-C24烷基，且 札优选是直链的。
[0014] 作为R1NH2的合适例子，可提及脂肪单胺如癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺（或月桂 胺）、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺（或硬脂 胺）、二十烷基胺，二十二烷基胺或二十四烷基胺、或它们的异构体和它们的混合物。更具体 地，所述胺官能团可为成盐的形式，特别地对于用作水凝胶因子，并且使用的所述中和剂选 自有机或无机酸。
[0015] 作为无机酸的合适例子，尤其可提及盐酸、硫酸、磷酸、硼酸或硝酸。
[0016] 作为有机酸的合适例子，可提及羧酸、磺酸、膦酸和次膦酸。
[0017] 本发明的所述添加剂可特别地以在水中的凝胶形式或者以在有机溶剂中的凝胶 形式使用，优选地以低于5 %的重量含量且更优选以不超过1 %重量的含量，该百分比是相 对于水+添加剂的重量限定的，和仍更优选地，所述添加剂以在水中的凝胶形式或者换句 话说以水凝胶形式用作水凝胶因子。
[0018] 所述添加剂可为微粉化的粉末的形式，所述粉末优选具有低于50 μ m、优选地低于 25 μπι的体均尺寸。该颗粒尺寸分布可通过激光衍射直接地对干粉末测定。该技术基于以 下原理：通过激光束的颗粒作为它们的尺寸的函数沿着不同的角度衍射光：具有小尺寸的 颗粒在大角度衍射，而具有大尺寸的颗粒在小角度衍射。
[0019] 所述有机溶剂优选地是极性有机溶剂或作为不存在相分离的均质混合物且包括 极性有机溶剂的有机溶剂，所述极性有机溶剂例如C 1-Cdf、二甲亚砜（DMSO)或二甲基甲酰 胺（DMF)、N-甲基吡咯烷酮（NMP)、N-乙基吡咯烷酮（NEP)或极性有机增塑剂。
[0020] 本发明的第二主题是根据本发明的凝胶因子添加剂的制备方法，该方法包括脂 肪胺和己内酰胺之间进行加成反应的阶段，其中所述己内酰胺相对于所述脂肪胺的摩尔 比为0. 8-3,优选0. 9-2. 75,且更优选0. 9-2. 5,所述方法不包括任何分离或纯化阶段。该 反应为恪融状态的本体加成反应（bulk addition reaction)，其可在惰性氛围下和在 200°C-300°C的温度下发生。冷却后，得到的产物通过机械研磨或空气喷射进行微粉化。筛 分使得可使获得精细且受控的颗粒尺寸分布，其具有低于50 μm、优选低于25 μπι的体均尺 寸，所述颗粒尺寸分布通过激光衍射测量，例如在来自Malvern的]V丨astersizefK一上。催 化剂可用于该反应，例如路易斯酸或路易斯碱。
[0021] 本发明的另一主题是水性组合物或在有机溶剂介质中的组合物，优选水性组合 物，其含有至少一种根据本发明如上所限定的或通过如上所限定的方法得到的添加剂，所 述添加剂用作凝胶因子且特别地用于水性组合物作为水凝胶因子且更特别地作为流变添 加剂。优选地，所述组合物是水性的，且具有酸性PH，优选低于5,更优选低于4。
[0022] 该pH对于以在水中的凝胶形式（水凝胶）存在的添加剂也是有效的。
[0023] 该pH可通过过量地添加所述有机或无机酸来调节。
[0024] 根据更具体的选择，所述组合物是水性有机粘合剂组合物，且特别地涂料（涂层） 组合物，更特别地关于来自清漆（varnish)、油漆或墨的涂料组合物或粘结剂或化妆品组合 物或用于处理纤维或织物的水性组合物，且所述水凝胶因子添加剂是流变添加剂。在该组 合物选择中，所述水性组合物是有机粘合剂组合物，且因此除所述添加剂之外，还包括至少 一种与目标应用相关的有机粘合剂。根据另一水性组合物选择，该组合物可不含有有机粘 合剂且可为以凝胶形式的所述添加剂在水中的组合物或者它可为表面活性剂、特别地去垢 剂、或汽提剂或去污染剂或絮凝剂组合物。
[0025] 在其中所述添加剂在有机溶剂介质（或有机介质）、优选极性介质中用作有机凝 胶因子的情形中，由此得到的所述在有机介质中的组合物可为以有机凝胶形式的所述添加 剂在所述溶剂中的组合物或者它可为涂料组合物，特别地来自氢气、油漆、墨或凝胶涂料 (涂层），或粘结剂组合物或胶粘剂或密封剂或汽提剂组合物或模塑组合物。
[0026] 更优选含有所述添加剂作为水凝胶因子的水性组合物。
[0027] 本发明还涉及根据本发明如上限定的脂肪酰胺添加剂作为用于在有机溶剂介质 中的组合物的凝胶因子添加剂、作为有机凝胶因子、或用于水性组合物作为水凝胶因子的 用途。更特别地，所述添加剂在水中用作水凝胶因子以得到水凝胶，或用在水性去垢剂、去 污染剂、汽提剂或絮凝剂组合物中或用在水性涂料或粘结剂或化妆品组合物或用于处理纤 维或织物的水性组合物中。水性涂料组合物是特别地优选的，其中所述水凝胶因子添加剂 用作流变添加剂。
[0028] 所述添加剂还可（特别地以非成盐的形式）在有机溶剂、优选极性溶剂中用作有 机凝胶因子以得到有机凝胶，或者用在有机溶剂介质中的组合物中，特别地用在来自油漆、 清漆、墨或凝胶涂料的涂料组合物中、或用在粘结剂组合物中或用在化妆品组合物或模塑 组合物或胶粘剂或密封剂或汽提剂组合物中。
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