[发明专利]聚合物颗粒

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及聚合物颗粒，特别是涉及在聚合物颗粒的表面上形成聚合物的方法。本发明还涉及独特的聚合物颗粒、涉及含有聚合物颗粒的产品，以及涉及使用聚合物颗粒来制备聚合物颗粒的分散体。

背景技术

聚合物颗粒广泛地用于各种各样的应用。例如，它们可以用于涂料(例如漆)、粘合剂、填料、底漆、密封剂、药物、化妆品和诊断应用中。

近年来，对于开发和使用微米或亚微米非均相聚合物颗粒(即，含有至少两种聚合物部分或区域的聚合物颗粒，每个部分或区域具有不同的分子组成)存在不断增加的兴趣。非均相聚合物颗粒包括具有核-壳结构和非核-壳结构的那些。

非均相核-壳聚合物结构在本领域中已知为包括由壳聚合物区域包封的基本球形的核聚合物区域，其中核聚合物区域和壳聚合物区域具有不同的分子组成。这类结构通常仅提供一种暴露的聚合物组合物，亦即壳聚合物组合物，并且核聚合物组合物通过包封的壳聚合物而内在化。

如本文所用的，“暴露”的聚合物组合物旨在表示与聚合物颗粒外部的环境相邻或接触的聚合物组合物。例如，当将聚合物颗粒分散在液体中时，暴露的聚合物组合物将是与该液体直接相邻或接触的那种。

具有与内部(即，核)聚合物组合物不同的外部(即，壳)聚合物组合物的非均相核-壳聚合物颗粒能够表现出与各聚合物组分相关的性质，但内在化的核组合物可以有利地通过壳组合物与外部环境隔开。例如，颗粒可具有相对较硬的耐磨聚合物核和相对较软的成膜聚合物壳，类似物可用来制备独特的涂料组合物。

已经开发出用于制备核-壳聚合物结构的多种技术。但在实践当中，迄今为止，还难以制备具有包封聚合物核的基本上均匀和/或连续的聚合物壳的颗粒。

非均相非核-壳聚合物结构在本领域中已知为包括至少两种具有不同分子组成的聚合物区域或部分，所述聚合物区域或部分相关联但并不处于核-壳结构中。非均相非核-壳聚合物结构因此必定具有至少两种不同分子组成的暴露的聚合物区域或部分并且可呈现多种物理形式。

由于存在至少两种不同分子组成的暴露的聚合物区域或部分，所以非均相非核-壳聚合物结构常常被称作各向异性聚合物颗粒。这类颗粒的各向异性性质可以引起不对称的相互作用，这可以有利地赋予独特的性质。

也已经开发出用于制备非均相非核-壳聚合物结构的多种技术。但在实践当中，迄今为止，还难以控制这类颗粒的形貌、尺寸和组成。

引起关注的一类特定的非均相非核-壳聚合物结构包括提供两种不同组成或结构的表面或面的那些(在本领域中称作Janus颗粒)。Janus特性因而是颗粒的表面性质而不是本体性质。因而，各向异性的聚合物颗粒未必显示出Janus特性。在这种情况下，尽管各向异性的聚合物颗粒具有至少两种具有不同分子组成的暴露的聚合物区域或部分，但与外部环境接触的各个区域或部分的表面可能相对地不能区分。例如，可以使用改变颗粒的整个表面特性的表面活性剂使颗粒稳定在液体中。在这一实例中，所述至少两种具有不同分子组成的暴露的聚合物区域或部分“邻近”液体，并且表面活性剂与液体“接触”。

用于制备微米或亚微米Janus颗粒的常规技术常常遇到产率极低的问题，从而限制了它们的实际应用。已经开发了用于制备较大量的Janus颗粒的技术，但这些技术通常提供相对较大的颗粒(例如，直径为几微米)。

因此，仍然需要解决或改进与已有的聚合物颗粒和用于制备这类颗粒的技术相关的一个或多个不足或缺点，或者至少提供可用的替代的聚合物颗粒和它们的制备技术。

发明内容

因此，本发明提供一种在聚合物颗粒的表面上形成聚合物的方法，所述方法包括：

(i)提供包括连续水相、含有一种或更多种烯键式不饱和单体的分散有机相，和作为所述有机相的稳定剂的RAFT剂的分散体；

(ii)使所述一种或更多种烯键式不饱和单体在RAFT剂的控制下聚合以形成种子聚合物颗粒的水分散体；

(iii)使所述种子聚合物颗粒交联；

(iv)用一种或更多种烯键式不饱和单体使交联种子颗粒溶胀以形成经单体溶胀的交联种子聚合物颗粒的水分散体；

(v)升高所述经单体溶胀的交联种子聚合物颗粒的温度以使其内的至少一些所述单体排出到所述颗粒的表面上；以及

(vi)至少使所排出的单体聚合以在所述颗粒的表面上形成聚合物。