酸的C1-C4羥烷基酯,或用2摩爾至50摩爾的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷 或其混合物烷氧基化的這些酯的衍生物,或這些酸與用2摩爾至50摩爾的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧 丙烷、環(huán)氧丁烷或其混合物烷氧基化的C1-C18醇的酯(例如,(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲 基)丙烯酸羥丙酯和甲基聚乙二醇丙烯酸酯);和含有縮水甘油基的單體(例如,甲基丙 烯酸縮水甘油酯)、線性的1-烯烴、支鏈的1-烯烴或環(huán)烯烴(例如,乙烯、丙烯、丁烯、異丁 烯、戊烯、環(huán)戊烯、己烯和環(huán)己烯);在烷基基團中具有1至40個碳原子的乙烯基和烯丙基 烷基醚,其中烷基基團可能帶有其他的取代基,如羥基、氨基或二烷基氨基基團、或一個或 多個烷氧基化的基團(例如,甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、異丁基乙烯基 醚、2-乙基己基乙烯基醚、乙烯基環(huán)己基醚、乙烯基4-羥丁基醚、癸基乙烯基醚、十二烷基 乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚、2-(二乙基氨基)乙基乙烯基醚、2-(二正丁基氨基)乙基乙 烯基醚、甲基二乙二醇乙烯基醚和其相應(yīng)的烯丙基醚);磺基-官能單體(例如,烯丙基磺 酸、甲基烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸酯、乙烯基磺酸、烯丙氧基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基 丙磺酸和它們相應(yīng)的堿金屬鹽或銨鹽,丙烯酸磺基丙基酯和甲基丙烯酸磺酸丙基酯);乙 烯基膦酸、乙烯基膦酸二甲酯和其他的含磷單體(例如,(甲基)丙烯酸膦基乙酯);烷基 氨基烷基(甲基)丙烯酸酯或烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺或其季銨化反應(yīng)的產(chǎn)物(例 如,2-(N,N-二甲氨基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-(N,N-二甲氨基)丙基(甲基)丙烯酸 酯、2-(N,N,N-三甲基銨)乙基(甲基)丙烯酸酯氯化物、2-二甲氨基乙基(甲基)丙烯 酰胺、3-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺和3-三甲基銨丙基(甲基)丙烯酰胺氯化物); C1-C30單羧酸的烯丙基酯;N-乙烯基化合物(例如,N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-N-甲基 甲酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咪唑、1-乙烯基-2-甲基咪唑、1-乙烯基-2-甲基 咪唑啉、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基咔唑、2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶);含有1,3-二 酮基的單體(例如,乙酰乙酰氧基乙基(甲基)丙烯酸酯或雙丙酮丙烯酰胺);含有脲基的 單體(例如,(甲基)丙烯酸脲基乙酯、丙烯酰胺基乙醇酸和甲基丙烯酰胺基乙醇酸酯甲基 醚(methacrylamidoglycolatemethylether));單烷基衣康酸酯;單烷基馬來酸酯;疏水 的支鏈的酯單體;含有甲硅烷基的單體(例如,三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯),在 酸殘基部分具有8至12個碳原子且總共具有10至14個碳原子的支鏈的單羧酸的乙烯基 酯,例如,2-乙基己酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯、新十一酸乙烯酯、新十二酸乙 烯酯及其混合物,以及可共聚的表面活性劑單體(例如,以ADEKAREAS0AP為商標(biāo)被銷售的 那些)。
[0024] 本發(fā)明公開的聚合物還可衍生自交聯(lián)劑。示例性的交聯(lián)劑包括,但不限于,具有3 至10個碳原子的α,β-單烯鍵式不飽和羧酸的N-羥烷基酰胺及其與具有1至4個碳原子 的醇的酯(例如,Ν-輕甲基丙烯酰胺和Ν-輕甲基甲基丙烯酰胺);乙二醛系交聯(lián)劑;含有兩 個乙烯基基團的單體;含有兩個亞乙烯基基團的單體;和含有兩個烯基基團的單體。示例 性的交聯(lián)劑可以包括,例如,二元醇與α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸的二酯,其中同樣可 以使用丙烯酸和甲基丙烯酸。這種含有兩個非共輒烯鍵式不飽和雙鍵的單體的實例可以包 括亞烷基二醇二丙烯酸酯和亞烷基二醇二甲基丙烯酸酯,例如乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁 二醇二丙烯酸酯、1,4- 丁二醇二丙烯酸酯和丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸乙 烯酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯 和亞甲基二丙烯酰胺。在一些實施方案中,交聯(lián)劑可以包括亞烷基二醇二丙烯酸酯和亞烷 基二醇二甲基丙烯酸酯,和/或二乙烯基苯。
[0025] 在一些實施方案中,固體級低聚物(SG0)包括改性的丙烯酸共聚物的銨鹽、改 性的丙烯酸共聚物的胺鹽或其組合。在一些實施方案中,固體級低聚物衍生自苯乙烯和 α-甲基苯乙烯并且包含羧基。在一些實施方案中,固體級低聚物衍生自苯乙烯、α-甲基 苯乙烯和提供羧基的單體(例如,丙烯酸)。在一些實施方案中,固體級低聚物包括約33% 的苯乙烯、約33%的α-甲基苯乙烯和約33%的丙烯酸。示例性的市售可得的固體級低聚 物包括,但不限于,SGOResinB-98(BASFCorp.)、SG0ResinE-08(BASFCorp.)、SG0Resin E-26(BASFCorp·)、SGOResinB-38(BASFCorp·)、SGOResinB-39(BASFCorp.)和SGO ResinB-57(BASFCorp.)〇
[0026] 在一些實施方案中,固體級低聚物與聚合物(在其形成之后)進行反應(yīng)。例如,固 體級低聚物可以被接枝、封端和/或鏈耦合在聚合物上或用聚合物進行接枝、封端和/或鏈 耦合?;诠腆w級低聚物和聚合物的總重量計,固體級低聚物以8至25重量% (例如,10 至25重量%、13至24. 5重量%、16至24重量%或17至23重量% )的量與聚合物進行反 應(yīng)。
[0027] 在一些實施方案中,本發(fā)明公開的聚合物,除可以衍生自例如疏水單體和/或氣 相單體以外,還可以衍生自固體級低聚物,從而產(chǎn)生共聚物。換言之,在聚合期間固體級低 聚物可以進行反應(yīng)并且成為聚合物的一部分。在一些實施方案中,所述共聚物衍生自8至 25重量%的固體級低聚物(例如,10至25重量%、13至24. 5重量%、16至24重量%或17 至23重量% )。
[0028] 不受理論的束縛,認為固體級低聚物可以通過兩種機制影響疏水單體和/或氣相 單體的聚合反應(yīng):(1)通過增加疏水單體和/或氣相單體的溶解度,從而促進疏水單體和/ 或氣相單體從水相到顆粒的轉(zhuǎn)移;(2)通過產(chǎn)生新的顆粒(即,增加粒子成核,使其超過由 膠束成核和/或種子膠乳所實現(xiàn)的粒子成核)。這兩種因素都可以解釋所觀察到的聚合過 程的反應(yīng)速率的增加。因此,固體級低聚物可以從可增加疏水單體和/或氣相單體的溶解 度、可在聚合期間產(chǎn)生新的顆粒或其組合的任何固體級低聚物中選擇。固體級低聚物可以 從允許在聚合疏水單體和/或氣相單體時降低聚合壓力且不會增加反應(yīng)時間或反應(yīng)溫度 的任何固體級低聚物中選擇。
[0029] 在一些實施方案中,聚合物僅衍生自一種疏水單體和/或氣相單體(S卩,由一種疏 水單體組成或由一種氣相單體組成)。例如,所述聚合物可以是均聚物,或者可以通過將固 體級低聚物與選自苯乙稀、丁二稀、乙稀、丙稀、異丁稀、氯乙稀或偏二氯乙稀的疏水單體和 /或氣相單體聚合而形成。在一些實施方案中,聚合物是衍生自兩種或更多種疏水單體、氣 相單體或其混合物以及任選的固體級低聚物的共聚物。如上所提到的,聚合物也可以任選 地衍生自一種或多種親水單體。當(dāng)聚合物是共聚物時,其可以是無規(guī)共聚物、交替共聚物或 嵌段共聚物,這取決于用于產(chǎn)生共聚物的疏水單體和/或氣相單體,以及任選的SG0或親水 單體。
[0030] 在一些實施方案中,疏水單體包括苯乙烯和丁二烯。在一些實施方案中,聚合物是 一種共聚物,所述共聚物衍生自4至80重量%的苯乙烯(例如,10至70重量%、15至65 重量%、20至62重量%、25至59重量%、28至48重量%或32至42重量%)、4至80重 量%的丁二烯(例如,10至70重量%、15至65重量%、25至62重量%、25至62重量%、 42至59重量%或44至55重量% )和8至25重量%的固體級低聚物(例如,12至25重 量%、16至24重量%或17至23重量% )。在一些實施方案中,所述聚合物,除衍生自苯乙 烯和丁二烯以外,還可以衍生自一種或多種單體,如(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺和 /或羧酸單體(例如,(甲基)丙烯酸)。在一些實施方案中,聚合物是羧化的苯乙烯-丁 二烯膠乳共聚物、非羧化的苯乙烯-丁二烯膠乳共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙 烯-丁二烯無規(guī)共聚物或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
[0031] 在一些實施方案中,疏水單體包括苯乙烯和(甲基)丙烯酸系單體。例如,(甲基) 丙烯酸系單體可以是(甲基)丙烯酸系疏水單體,如丙烯酸丁酯或丙烯酸2-乙基己酯。在 一些實施方案中,(甲基)丙烯酸系單體可以是(甲基)丙烯酸系親水單體,如丙烯酸乙酯、 丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。在一些實施方案中,聚合物是一種共聚物,所述共聚物衍生 自4至80重量%的苯乙烯(例如,10至75重量%、15%至70重量%、20至65重量%、25 至60重量%、30%至55重量%、35至50重量%或37至47重量% )、4至80重量%的(甲 基)丙烯酸系疏水單體(例如,10至75重量%、15 %至70重量%、20至65重量%、25至60 重量%、30%至55重量%、35至50重量%或37至47重量% )和8至25重量%的固體級 低聚物(例如12至25重量%、16至24重量%或17至23重量% )。在一些實施方案中, 所述聚合物,除衍生自苯乙烯和(甲基)丙烯酸系疏水單體以外,還可衍生自一種或多種單 體,如(甲基)丙烯酰胺、羧酸單體(例如,(甲基)丙烯酸)、磷酸酯系單體(例如,PEM)、 乙酰乙酰氧基單體(例如,AAEM)或其他的官能單體。
[0032] 在一些實施方案中,聚合物衍生自氣相單體。示例性的氣相單體包括,但不限于, 乙稀、氯乙稀、偏二氯乙稀、丙稀、異丁稀或其混合物。在一些實施方案中,氣相單體是乙稀 且聚合物是進一步衍生自乙酸乙烯酯的共聚物。在一些實施方案中,共聚物衍生自大于〇 重量%的乙烯(例如,大于5重量%、大于10重量%、大于15重量%、大于20重量%、大于 25重量%、大于30重量%、大于35重量%、大于40重量% )。在一些實施方案中,共聚物 衍生自16至41重量%的乙烯(例如,20至35重量%或25至30重量% )。在一些實施方 案中,共聚物衍生自81重量%或更少的乙酸乙烯酯(例如,80重量%或更少、75重量%或 更少、70重量%或更少、65重量%或更少、60重量%或更少、55重量%或更少、50重量%或 更少、45重量%或更少或者40重量%或更少)。在一些實施方案中,共聚物衍生自41至67 重量%的乙酸乙烯酯(例如,45至65重量%或50至60重量% )。在一些實施方案中,共 聚物衍生自16至41重量%的乙烯(例如,20至35重量%或25至30重量% )、41至67重 量%的乙酸乙烯酯(例如,45至65重量%或50至60重量% )和8至25重量%的固體級 低聚物(例如,12至25重量%、16至24重量%或17至23重量% )。在一些實施方案中, 聚合物衍生自乙烯和一種或多種選自苯乙烯、丁二烯和羧酸系疏水單體的單體。
[0033] 存在于組合物中的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可以為-80°C至100°C(例 如,-70°C至 90°C、-60°C至 80°C、-50°C至 70°C、-40°C至 60°C、-30°C至 50°C、-20°C至 40°C 或-10°C至30°C)。Tg可以利用差示掃描量熱儀(DSC)測量。
[0034] 本發(fā)明公開的組合物可以通過本領(lǐng)域中已知的任何聚合方法來制備。在一些實施 方案中,本發(fā)明公開的組合物通過分散聚合、微乳液聚合或乳液聚合而制得。本發(fā)明公開的 組合物可以通過例如任選在固體級低聚物的存在下利用自由基水性乳液聚合反應(yīng)將疏水 單體和/或氣相單體進行聚合而制得。乳液聚合可以是一種水性乳液,其含有水、疏水單體 和/或氣相單體、任選的固體級低聚物、陽離子乳化劑、芳族再循環(huán)劑或其組合。在一些實 施方案中,聚合介質(zhì)是一種水性介質(zhì)。除水以外的溶劑可以在乳液中使用。乳液聚合可以 以分批法、半分批法或連續(xù)法進行。在一些實施方案中,一部分單體可被加熱至聚合溫度 且部分聚合,聚合批料的剩余部分隨后逐步地或以濃度梯度的疊加方式連續(xù)添加至聚合區(qū) 域中。所述方法可以使用單一反應(yīng)器或一系列反應(yīng)器,其將被本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易地理 解。例如,多相聚合技術(shù)的綜述在M.AntonelliandK.Tauer,Macromol.Chem.Phys.2003, 第204卷,第207-19頁中被提供。
[0035] 聚合物分散體可