脂肪酰胺的水性分散液的制作方法
【專利說明】脂肪酰胺的水性分散液
【背景技術(shù)】
[0001] 脂肪酰胺適用于多種目的，包括例如作為聚烯烴的助滑添加劑。所希望的是提供 脂肪酰胺作為水性介質(zhì)中的穩(wěn)定分散液。脂肪酰胺不可溶于水，并且因此其不能被包括在 水性組合物中。在水中提供此類分散液的能力將使脂肪酰胺能夠包括在水性組合物中。為 了使分散粒子攜帶有用量的脂肪酰胺，分散粒子應(yīng)含有按粒子的重量計(jì)大于10重量％的 脂肪酰胺。然而，在過去還不知道如何制成此類具有穩(wěn)定存放期的分散液。
[0002] WO 2011/053904提供制造醇酸樹脂的水性分散液的方法。所希望的是找到一種制 造其中分散粒子含有脂肪酰胺的分散液的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 以下為本發(fā)明的陳述。
[0004] 本發(fā)明的第一方面是一種在水性介質(zhì)中包含分散粒子的組合物，其中所述分散粒 子包含脂肪酰胺和一或多種脂肪酸，其中50摩爾％或更多的所述脂肪酸呈羧酸鹽形式，并 且其中所述脂肪酰胺與所述脂肪酸的重量比是0.12 : 1到2.3 : 1。
[0005] 本發(fā)明的第二方面是一種制造所述組合物的方法，其包含以下步驟：將剪應(yīng)力施 加到包含所述脂肪酰胺、所述脂肪酸以及水的混合物，其中所述施加剪應(yīng)力是在高于59°C 的溫度下進(jìn)行，并且其中所述混合物中的水量按所述混合物的重量計(jì)是70重量％或更少。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 以下是本發(fā)明的詳細(xì)描述。
[0007] 如本文所用，除非上下文另作明確指示，否則以下術(shù)語具有所指定的定義。
[0008] 如本文所用，分散液是一種含有分布在整個(gè)連續(xù)液體介質(zhì)中的離散粒子的組合 物。據(jù)稱分布的粒子是分散的。每一離散粒子可以是固體、液體或其組合。連續(xù)液體介質(zhì) 是在包括l〇°C到40°C的溫度范圍內(nèi)的液體。如果連續(xù)液體介質(zhì)的組成含有按連續(xù)液體介 質(zhì)的重量計(jì)60重量％或更多的量的水，那么連續(xù)液體介質(zhì)是水性介質(zhì)。
[0009] 如果組成在粒子中實(shí)質(zhì)上不變化，那么粒子集合的組成在本文中被視為均勻的。
[0010] 如本文所用，脂肪酸具有化學(xué)式R1-COOH,其中R1是被取代或未被取代的含有8個(gè) 或更多個(gè)碳原子的烴基。如本文所用，術(shù)語脂肪酸意指包括羧基形式R 1-COOH和羧酸鹽形 式Ri-Cooe。羧酸鹽形式可以呈溶液或鹽形式。
[0011] 如本文所用，脂肪酰胺具有化學(xué)式R2-C(O)NHR3,其中R 2是被取代或未被取代的含 有8個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴基，并且其中R3選自以下各者：
[0012] (I)R3是氫（"I型"脂肪酰胺）
[0013] (II)R3是脂肪族未被取代的烴基（"II型"脂肪酰胺），或
[0014] (III) R3具有結(jié)構(gòu)-CH2CH2-NHC(O)-R4,其中R 4是被取代或未被取代的含有8個(gè)或 更多個(gè)碳原子的烴基（"III型"脂肪酰胺）。
[0015] 芥酸酰胺具有化學(xué)式CH3- (CH2) 7-CH = CH- (CH2) n-C (0) -NH2。芥酸具有化學(xué)式 CH3- (CH2) 7-CH = CH- (CH2) n-C (O) -OH。
[0016] 如本文所用，施加剪應(yīng)力到液體組合物意味著將液體的連續(xù)樣品放置在機(jī)械配置 中，其中液體樣品的一部分相對(duì)于液體樣品的另一部分移動(dòng)。
[0017] 如本文所用，中和劑是對(duì)于將本發(fā)明的組合物中所用的脂肪酸轉(zhuǎn)化成羧酸鹽形式 具有足夠強(qiáng)度的堿。
[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。舉例來說，據(jù)稱為"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。類似地，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。舉例來說，據(jù)稱是"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，"室溫"是大致25°C。
[0020] 本發(fā)明包括一種連續(xù)液體介質(zhì)，其是水性介質(zhì)。優(yōu)選地，水性介質(zhì)中的水量按水性 介質(zhì)的重量計(jì)是70重量％或更多；更優(yōu)選地是80重量％或更多；更優(yōu)選地是90重量％或 更多。
[0021] 在本發(fā)明中，將分散相分散在水性介質(zhì)中。優(yōu)選地，分散粒子在體積基礎(chǔ)上的中值 直徑是50微米或更??；更優(yōu)選地是20微米或更??；更優(yōu)選地是10微米或更??；更優(yōu)選地 是5微米或更小。優(yōu)選地，分散粒子在體積基礎(chǔ)上的中值直徑是0. 01微米或更大；更優(yōu)選 地是0. 02微米或更大；更優(yōu)選地是0. 05微米或更大；更優(yōu)選地是0. 1微米或更大。
[0022] 在優(yōu)選的脂肪酰胺中，R2是未被取代的烴基，其具有12個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選 的是16個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選的是18個(gè)或更多碳原子。在優(yōu)選的脂肪酰胺中，R 2是未 被取代的烴基，其具有30個(gè)或更少碳原子，更優(yōu)選地25個(gè)或更少。
[0023] 在III型脂肪酰胺中，優(yōu)選地，R4是未被取代的烴基，其具有12個(gè)或更多碳原子； 更優(yōu)選的是16個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選的是18個(gè)或更多碳原子。在III型脂肪酰胺中，優(yōu) 選地，R 4是未被取代的烴基，其具有30個(gè)或更少碳原子，更優(yōu)選地25個(gè)或更少。在II型脂 肪酰胺中，優(yōu)選地，R3具有12個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選的是16個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選的 是18個(gè)或更多碳原子。在II型脂肪酰胺中，優(yōu)選地，R 3具有30個(gè)或更少碳原子，更優(yōu)選地 25個(gè)或更少。
[0024] I型脂肪酰胺是優(yōu)選的。優(yōu)選的脂肪酰胺是芥酸酰胺和油酸酰胺；最優(yōu)選的是芥 酸酰胺。
[0025] 優(yōu)選地，分散粒子的組成是均勻的。
[0026] 優(yōu)選地，粒子中的脂肪酰胺的量按粒子的重量計(jì)是60重量％或更?。桓鼉?yōu)選地55 重量％或更小。優(yōu)選地，粒子中的脂肪酰胺的量按粒子的重量計(jì)大于10重量％ ;更優(yōu)選地 是15重量％或更大。
[0027] 優(yōu)選地，粒子中的脂肪酸的量按粒子的重量計(jì)是40重量％或更大；更優(yōu)選地45重 量％或更大。優(yōu)選地，粒子中的脂肪酸的量按粒子的重量計(jì)是95重量％或更??；更優(yōu)選地 小于90重量％ ;更優(yōu)選地85重量％或更小。
[0028] 在粒子中，脂肪酰胺與脂肪酸的重量比是0. 12 : 1或更高；優(yōu)選地0. 18 : 1或更 高。在粒子中，脂肪酰胺與脂肪酸的重量比是2. 3 : 1或更低；優(yōu)選地1. 5 : 1或更低；更 優(yōu)選地1.2 : 1或更低。
[0029] 優(yōu)選地，脂肪酸的R1基團(tuán)（如上文所定義）是未被取代的烴基，其具有8個(gè)或更 多碳原子；更優(yōu)選地14個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選地18個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選地20個(gè)或 更多碳原子。優(yōu)選地，脂肪酸的R 1基團(tuán)是具有30個(gè)或更少碳原子；更優(yōu)選地25個(gè)或更少 碳原子的烴基。優(yōu)選地，脂肪酸的R1基團(tuán)是具有一個(gè)或兩個(gè)碳-碳雙鍵的烴基。優(yōu)選地， 脂肪酸是芥酸。
[0030] 優(yōu)選地，一些或全部脂肪酸呈羧酸鹽形式。優(yōu)選地，呈羧酸鹽形式的脂肪酸的摩 爾％是 50% -100% ;更優(yōu)選地 75% -100%。
[0031] 在一些實(shí)施例中，一或多種表面活性劑也存在于分散液中。優(yōu)選的是陰離子和非 離子表面活性劑。更優(yōu)選的是非離子表面活性劑。優(yōu)選的非離子表面活性劑為嵌段共聚物 表面活性劑和乙氧基化脂肪化合物表面活性劑。乙氧基化脂肪化合物表面活性劑為具有含 有結(jié)構(gòu)-(OCH 2CH2)n-并且含有未被取代的烴基的分子的表面活性劑；優(yōu)選地，η為3或更大； 更優(yōu)選地η為5或更大；優(yōu)選地，烴基具有8個(gè)或更多碳原子；更優(yōu)選地12個(gè)或更多碳原 子；更優(yōu)選地16個(gè)或更多碳原子。
[0032] 當(dāng)一或多種表面活性劑存在于組合物中時(shí)，表面活性劑的優(yōu)選量按組合物的總重 量計(jì)為5重量％或更少；更優(yōu)選地4重量％或更少；更優(yōu)選地3重量％或更少。當(dāng)一或多種 表面活性劑存在于組合物中時(shí)，表面活性劑的優(yōu)選量按組合物的總重量計(jì)為0. 1重量％或 更多；更優(yōu)選地〇. 2重量％或更多。
[0033] 本發(fā)明也包括一種制造本文所述的組合物的方法。本發(fā)明的方法包括將剪應(yīng)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驟，其中所述施加剪應(yīng)力是在高 于59°C的溫度下進(jìn)行，并且其中所述混合物中的水量按所述混合物的重量計(jì)是30重量％ 或更少。
[0034] 本發(fā)明的方法優(yōu)選地包括制造高內(nèi)相乳液（HIP乳液），其在本文中定義為其中分 散相構(gòu)成按乳液的重量計(jì)30重量％或更多的乳液的乳液。在優(yōu)選的HIP乳液中，分散相的 量按乳液的重量計(jì)是50重量％或更多；更優(yōu)選地70重量％或更多。為了產(chǎn)生HIP乳液， 制成含有水、脂肪酰胺、脂肪酸、中和劑、任選的表面活性劑以及任選的額外成分的混合物 ⑴。
[0035] 優(yōu)選地，在混合物（I)中，脂肪酰胺與脂肪酸的重量比是2. 3 : 1或更低；更優(yōu)選 地1.5 : 1或更低；更優(yōu)選地1.2 : 1或更低。優(yōu)選地，在混合物（I)中，脂肪酰胺與脂肪 酸的重量比是0. 12 : 1或更高；更優(yōu)選地0. 18 : 1或更高。
[0036] 在混合物⑴中，水的量以混合物⑴的重量計(jì)優(yōu)選地70重量％或更低；更優(yōu)選 地50重量％或更低；更優(yōu)選地30重量％或更低；更優(yōu)選地20重量％或更低；更優(yōu)選地15 重量％或更低。優(yōu)選地，在混合物（I)中，水的量以混合物（I)的重量計(jì)是1重量％或更多； 更優(yōu)選地2重量％或更多。
[0037] 在混合物（I)中，優(yōu)選的中和劑是無機(jī)堿和有機(jī)堿。在有機(jī)堿中，有機(jī)胺是優(yōu)選 的。無機(jī)堿是優(yōu)選的。優(yōu)選的無機(jī)堿是氫氧化物化合物；更優(yōu)選的是氫氧化鈉、氫氧化鉀以 及氫氧化銨；更優(yōu)選的是氫氧化鉀和氫氧化銨。
[0038] 在混合物（I)中，中和劑的量通過當(dāng)量比來表征，所述當(dāng)量比在本文中定義為中 和劑當(dāng)量與脂肪酸當(dāng)量的比率。優(yōu)選地，在混合物（I)中的當(dāng)量比是1.2 : 1或更低；更 優(yōu)選地1.01 : 1或更低。優(yōu)選地，在混合物（I)中的當(dāng)量比是0.5 : 1或更高；更優(yōu)選地 0.6 : 1或更高；更優(yōu)選地0.7 : 1或更高。
[0039] 優(yōu)選地，混合物（I)中包括一或多種表面活性劑?；旌衔铮↖)的優(yōu)選表面活性劑 和優(yōu)選量與關(guān)于本發(fā)明的組合物在上文中所述的那