[發明專利]交聯且疏水改性的水溶性丙烯酸類共聚物作為含鹽水性制劑增稠劑的用途

有效

• 申請號: 200980125633.2
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN102083937A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 伊夫·肯西歇爾;讓-馬克·蘇奧
• 申請（專利權）人: 可泰克斯有限合伙公司
• 主分類號: C09K8/12
• 分類號: C09K8/12;C09K8/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;蔡勝有

一般而言，通過引入天然或者合成來源的水溶性聚合物來增稠水性介質是眾所皆知的技術，例如，在天然來源的水溶性聚合物的情況下，為瓜爾膠或黃原膠、纖維素、多糖，在合成來源的水溶性聚合物的情況下，為聚丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物、聚丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸與其他單體的共聚物。由此據稱這些聚合物用作增稠劑。

但是，存在某些應用，其中電解質例如鈉鹽、鈣鹽或鎂鹽的存在會削弱這類增稠劑的功效：例如石油鉆井液的情形。此外，這些液體承受非常高的剪切應力：這些應力特別是通過破壞長的高分子鏈，構成有損介質中存在的聚合物的增稠作用的第二個因素。最后，增稠劑在這些流體中應用的溫度可能超過100℃，經常達到150℃，這可能導致所述增稠劑的熱降解。

為了克服這些局限性，本領域技術人員青睞兩種解決方案：使用黃原膠基料的方案和依賴于丙烯酰胺基均聚物和共聚物的方案。黃原膠具有三大優點：其具有高的耐鹽性，在高達接近100℃的溫度下穩定，以及在高剪切應力下不趨于降解(這特別是文件EP?0?226?097的初始教導)。相反地，其高成本和當溫度達到接近150℃(常見于典型的鉆井液應用中)時的熱敏感性，成為其在這些領域應用的嚴重缺陷。

另一種方法是基于使用聚丙烯酰胺和丙烯酰胺與其他單體的共聚物。現有技術在該領域的豐富性說明這是本領域技術人員青睞的技術選擇。在這方面，關于聚丙烯酰胺的使用，可以引用文件FR?2?322?197、FR2?498?200和GB?2?077?750，關于(甲基)丙烯酸、丙烯酰胺和任選的另一單體的共聚物的使用，可以引用文件US?4?268?400、US?4?423?199、US4?782?120、US?4?566?978、US?4?677?152、US?4?600?515和US?4?740?318，最后關于丙烯酰胺與一種表面活性單體的共聚物，可以引用文件US4?463?152、US?3?551?479、US?4?432?881和US?4?728?696。但是，即使它們能夠使得富鹽的水性介質令人滿意地增稠，但是這些聚合物在抗剪切性方面不能具有與黃原膠同樣的保證。

因此，對于既熱穩定(特別是在接近150℃的溫度下)、抗高剪切應力，又能夠在存在鹽類的水性介質中顯著增稠的增稠劑存在切實的需求。繼續這方面的研究，本申請人已經開發了由4種特定單體構成的水溶性共聚物作為水性制劑的增稠劑的用途，其中調整單體的比例導致了在增稠效果、耐溫性和抗剪切性方面的完全未預料到的技術效果。

該共聚物屬于先前已知的疏水改性且堿溶性的乳液類，以英文首字母縮寫HASE表示。這些乳液一般指(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸酯和疏水單體的共聚物。在水性介質中，疏水單體可以發揮有助于介質增稠的締合相互作用。

這些結構已經在文獻中有詳細的描述，例如Shay等人的出版物：JCT?Research(2005)，2(6)，第423-433頁；Handbook?of?Coatings?Additives(第2版)(2004)，第405-467頁；PMSE?Preprints(2002)，87，第27-29頁；Polymeric?Materials?Science?and?Engineering(2001)，85，第213-214頁；Proceedings?of?the?International?Waterborne，High-Solids，and?Powder?Coatings?Symposium(2002)，第29屆，第343-355頁。此外，這些聚合物的合成方法也是公知的，如文件EP?0?013?836、US?4?268?641、US?4?421?902和US?4?138?381中所述。

反之，在現有技術中沒有記載或者啟示本發明的非常特別的組合物。相反，長期以來甚至已知的是，含有至少一種羧基單體的共聚物有可能在，如特別是由見之于鉆井液的溶液中的電解質所貢獻的二價陽離子的存在下沉淀(Water?Soluble?Resins，第2版，R.L.Davidson和M.Sitting，Rheinold，NY，第168頁)。這對于本領域技術人員希望在這類應用中開發丙烯酸類性質的增稠劑構成實質性偏見。