[发明专利]可生物降解聚合物的水基的水解稳定分散体

说明书

水解不稳定聚合物的水基分散体的实施方案包含在水中的所述水解不稳定聚合物的颗粒和稳定剂。所述分散体基本上不含挥发性有机溶剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月29日提交的标题为“可生物降解聚合物的水基的水解稳定分散体及此种分散体的制造方法”的美国临时专利申请序列号62/301,017的优先权，该文献的全部内容通过参考引入本文。

技术领域

实施方案涉及至少一种水解不稳定聚合物的水基分散体，更尤其涉及至少一种水解不稳定聚合物的基本上不含有机溶剂的水基分散体。

背景技术

水基聚合物分散体在各种各样的领域中获得应用，例如粘合剂、粘结剂、施胶剂、密封剂、底漆、油墨、油漆、种子或谷物涂层体系和纸张涂层。此类分散体还可应用于药物工业中以给药、应用于医疗试剂盒或应用于化妆品中作为添加剂。此类分散体的重要应用曾经是在纸张、纸板包装、各种塑料膜和容器上形成薄阻隔涂层。然而，典型地用于形成此类分散体和涂层的合成聚合物典型地来源于石油。这有时可能使得所述聚合物难以再循环并变得在其中要求生物降解性的垃圾掩埋中成问题。

为了解决这些问题，本领域已经转向可生物降解聚合物，例如，聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基己酸酯(PHH)、乙醇酸和乳酸的共聚物(PLGA)和聚己内酯。制造此类可生物降解聚合物的涂层的初始工作包括使此类聚合物熔融，然后将它们挤出成薄膜。然而，这要求在高温下加工所述聚合物，这可能引起所述聚合物的过早降解，并采用挤出和牵伸技术，这些技术是设备和能量密集的。

后期工作包括将可生物降解聚合物溶解在挥发性有机溶剂中，将溶解的材料涂覆到基材上，然后除去溶剂。这些后期工作在此类挥发性化合物的处理和处置方面产生不同组的问题。这些问题包括毒性、可燃性和环境污染。另外，此类膜还可能在涂层中保留一些残留溶剂，这可能不利地影响感官性质。

最近，已经作出努力以提供可生物降解聚合物的不使用挥发性有机溶剂的水性分散体的制造方法。Doi等的US 6,716,911教导通过在挤出机中熔融捏合聚酯和水性乳化剂溶液制造水性可生物降解聚合物分散体。然而，必须将所述分散体的pH值控制在较窄限度内以避免聚酯水解。Tanaka等的US 2015/0005174揭示了据说显示优异水可分散性的新型聚乳酸聚酯树脂以致它可以在无需乳化剂或有机溶剂的情况下配制成水性分散体。然而，所述分散体特定于一类窄的所限定的聚合物结构。Whitehouse，US 9,085,688揭示了使用热双螺杆挤出机制备羟基烷酸酯聚合物或共聚物的水性分散体的方法。将水和表面活性剂添加到热聚合物熔体中以形成分散体。然而，同样，所述分散体限于窄类别的特定聚合物。

因此，本领域仍需要有效提供更宽范围水性分散体的方法，所述水性分散体既基本上不含有机溶剂又在宽的pH值范围内水解稳定。

发明内容

根据一个实施方案，提供了水解不稳定聚合物的水解稳定水基分散体。所述分散体包括分散在水中的水解不稳定聚合物的颗粒和稳定剂。所述分散体在宽的pH值范围内稳定，可以包括一定范围的粒度，并基本上不含挥发性有机溶剂。典型地，所述分散体将具有大约10-大约1000mPa·s的粘度并将具有大约10-大约60wt％的总固体含量。虽然各种实施方案可以包括大约60wt％-大约90wt％的总固体含量，但是认为固体的总量可以通过稀释分散体而降低。

在各种实施方案中，水解不稳定聚合物可以是可生物降解聚合物。所谓的“可生物降解聚合物”是指在履行其预定目的后分解得到天然副产物例如气体(CO₂，N₂)、水、生物质和无机盐的特定类型的聚合物。包括在所述术语范围内的是可生物降解聚合物的共聚物和共混物。