专利名称：水可溶胀聚合物材料的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及水可溶胀聚合物颗粒，涉及制备水可溶胀聚合物颗粒的方法，并且涉及包含水可溶胀聚合物颗粒的产品。水可溶胀聚合物颗粒特别适合用于涂料制剂中，并且因此将是方便的是，重点针对该应用来描述本发明。然而，将理解，水可溶胀聚合物颗粒可以用于多种其他应用中。
背景技术：
水可溶胀聚合物颗粒是通常已知的并且具有多种应用。这样的颗粒可以用作水性介质的增稠剂，例如用作水性涂料组合物中的增稠剂。水可溶胀聚合物颗粒还可以用作包含内部空隙的聚合物颗粒的形成中的前体。这 样的颗粒在本领域中经常被称为“蜂窝状聚合物颗粒”，并且这些也可以被采用在各种各样应用中。例如，蜂窝状聚合物颗粒可以用作涂料组合物例如油漆中的遮光剂。遮光剂是油漆的重要的组分，具有散射入射在被施用的油漆膜上的光的主要功能。油漆膜能够在视觉上使在其上方施用油漆膜的表面难以辨认的程度被称为油漆膜的不透明度。二氧化钛颜料传统地被用作油漆制剂中的主要的遮光剂，并且其与制剂的聚合物粘合剂一起是油漆制剂成本的两个主要贡献者。在低光泽的和无光泽油漆的制剂中，矿物增充剂颜料例如方解石、粘土或滑石经常被结合入油漆制剂中以将镜面反射降低至期望的水平。为了降低成本的目的，矿物增充剂可以以使得不具有足够的聚合物粘合剂来结合(空间填充)存在的所有颜料的水平加入油漆制剂中。术语“临界颜料浓度”(CPVC)经常被用于描述其中完全的空间填充不再能够发生的点。超出CPVC的矿物增充剂的加入可以因此导致当干燥发生时在油漆膜中形成空气空隙。这些空隙本身散射光并且有助于油漆膜不透明度，由此允许减小二氧化钛的水平并且仍然实现可接受的不透明度或覆盖率的机会。然而，伴随的制剂成本节约是以其他油漆膜性质例如耐擦洗性和耐锈蚀性为代价。在耐锈蚀性的情况下，问题是穿透入膜中的空隙(膜孔隙)的锈的问题。蜂窝状聚合物颗粒已经用于油漆制剂中以通过提供油漆膜中的空气的空隙而顺利地起作用，而没有膜孔隙的缺点。除了提供减少油漆中所需要的二氧化钛的量的手段之夕卜，蜂窝状聚合物颗粒的使用还可以具有减少形成良好一体化的油漆膜所需要的聚合物粘合剂固体的量的益处。蜂窝状聚合物颗粒经常使用悬浮液和乳液聚合技术以水分散体的形式来制备。当以水分散体的形式时，颗粒的空隙典型地被水填充。当这样的分散体被干燥时，例如作为被作为膜施用的油漆制剂的一部分，颗粒的空隙应当被空气填充并且因此增强颗粒的乳浊性质。一种制备蜂窝状聚合物颗粒的方法涉及首先制备具有水可溶胀聚合物的芯以及水渗透性的并且典型地非可溶胀的聚合物的外壳或外鞘的水可溶胀聚合物颗粒。聚合物颗粒然后被水溶胀，使得芯聚合物在体积上膨胀并且壳通过基本上伸展而容纳这种体积上的膨胀。溶胀的聚合物颗粒可以然后被脱水，使得被溶胀的芯聚合物占据的体积被减小(即退胀)，而没有伸展的壳聚合物的体积的显著的减小，以由此提供在颗粒内的内部空隙。用于以这种方式制备蜂窝状聚合物颗粒的方法经常是复杂的。在制备水可溶胀前体聚合物颗粒中的特定挑战是获得对聚合工艺的足够的控制以一致地提供具有均一的形态的聚合物颗粒。已经试图使用常规自由基聚合过程来形成可以用于制备蜂窝状聚合物颗粒的水可溶胀聚合物颗粒。然而，这样的过程易于形成具有包封芯水可溶胀聚合物的非均一的壳的聚合物颗粒，这在芯聚合物溶胀时，可以进而导致壳的断裂，由此导致有缺陷的蜂窝状聚合物颗粒的形成。为了包含水可溶胀聚合物颗粒或从其形成的蜂窝状聚合物颗粒的产品的效率和可靠性，通常期望的是，以可再现的方式生产具有相对地受控的基本上均一的结构的颗粒。因此，仍然存在改进用于制备适合用于制备蜂窝状聚合物颗粒的水可溶胀聚合物 颗粒的现有技术或至少提供可选择的用于制备这样的颗粒的方法的空间。还将有利的是，提供具有另外的功能性的水可溶胀聚合物颗粒。发明概述本发明提供制备被聚合物包封的颗粒材料的水分散体的方法，所述方法包括提供颗粒材料在连续水相中的分散体，所述分散体包含作为颗粒材料的稳定剂的RAFT剂；以及在RAFT剂的控制下聚合烯键式不饱和单体以在分散的颗粒材料的表面处形成聚合物，由此提供被聚合物包封的颗粒材料的水分散体；其中烯键式不饱和单体的聚合包括(a)聚合包含可电离烯键式不饱和单体的单体组合物以便形成包封颗粒材料的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层；以及(b)聚合包含不可电离烯键式不饱和单体的单体组合物以便形成包封碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层。在一个实施方案中，本发明的方法还包括将所得到的被聚合物包封的颗粒材料暴露于碱性水性环境，使得碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层溶胀并且在体积上膨胀，而同时可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层伸展以将溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的膨胀体积容纳在其界限内。在另一个实施方案中，本发明的方法还包括从被聚合物包封的颗粒材料除去在溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层内的水，该作用使该层的体积被减小，其中可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层保留在伸展状态中以便提供在颗粒材料和伸展的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层之间的一个或多个空隙。本发明有利地提供一种制备被RAFT聚合物层包封的颗粒材料的有效的和高效率的方法，RAFT聚合物层具有共同地使被聚合物包封的颗粒材料能够形成蜂窝状聚合物颗粒的性质，其中颗粒材料位于空隙区域内。特别地，被聚合物包封的颗粒材料包含碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层(“水可溶胀聚合物层”)，并且水可溶胀层被可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层(“可延伸聚合物层”)包封。水可溶胀聚合物层可以被水溶胀以致在体积上膨胀，且可延伸聚合物层伸展以将水可溶胀聚合物层的膨胀体积容纳在其包封界限内。在其溶胀状态中，水可溶胀聚合物层可以被简化地视为相对浓的聚合物/水溶液。RAFT聚合物层将通常作为基本上均一的并且连续的包封覆层呈现，这进而促进可溶胀聚合物层的均一的并且受控的溶胀，并且几乎没有可延伸聚合物层的断裂。从被聚合物包封的颗粒材料除去溶胀的聚合物层内的水使该层的体积收缩或减小。通过保留在伸展状态中的可延伸聚合物层，可溶胀聚合物层的收缩导致在芯颗粒材料和伸展的可延伸聚合物层之间形成一个或多个空隙。溶胀的被聚合物包封的颗粒材料的这样的脱水可以因此导致蜂窝状聚合物颗粒。然而，与常规蜂窝状聚合物颗粒不同，可以根据本发明形成的那些包含在空隙区域内的颗粒材料。将颗粒材料定位在蜂窝状聚合物颗粒的空隙区域内可以有利地导致颗粒的另外的界面，另外的界面可以参与光的散射并且由此增强蜂窝状聚合物颗粒的乳浊性质。已经发现根据本发明的方法提供一种生产可以用于制备这样的具有改进的乳浊性质的蜂窝状聚合物颗粒的被聚合物包封的颗粒材料的特别高效率的和有效的手段。
甚至在颗粒材料和可延伸聚合物层之间没有空隙区域的情况下，被聚合物包封的颗粒材料含有内部化的颗粒材料的纯粹的事实本身也是有利的。与此相关的另外的细节在下文讨论。本发明还提供被聚合物包封的颗粒材料，所述颗粒材料被包含可电离烯键式不饱和单体的聚合残基的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层包封，其中碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层被包含不可电离烯键式不饱和单体的聚合残基的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层包封。在一个实施方案中，被聚合物包封的颗粒材料的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物被水溶胀以提供该层的膨胀体积，并且可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层在伸展状态中以将溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的膨胀体积容纳在其界限内。在另一个实施方案中，在被聚合物包封的颗粒材料的溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层内的水已经被除去并且该层的体积被减小，并且可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层保留在伸展状态中以便提供在颗粒材料和伸展的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层之间的一个或多个空隙。在该实施方案中，被聚合物包封的颗粒材料可以便利地被称为包含在其空隙区域内的颗粒材料的蜂窝状聚合物颗粒。本发明的另外的方面在下文在发明的详细描述中呈现。附图简述现在将参照附图仅以实例的方式图示本发明的优选的实施方案，在附图中图I图示了根据本发明的被聚合物包封的颗粒材料的示意图；以及图2图示了根据本发明的被聚合物包封的颗粒材料的透射电子显微术(TEM)图像。发明的详细描述如上文简要地描述的，根据本发明的被聚合物包封的颗粒材料包含(a)包封颗粒材料的水可溶胀聚合物层以及(b)包封水可溶胀聚合物层的可延伸聚合物层。通过将被聚合物包封的颗粒材料暴露于水性介质中的碱，水可溶胀聚合物层可以被触发以被水溶胀并且使其体积膨胀，且可延伸聚合物层伸展以便将该层的膨胀体积容纳在其界限内。
从溶胀的聚合物层除去水将使该层的体积减小，并且通过保持可延伸聚合物层在伸展状态中，可以有利地在伸展的可延伸聚合物层和颗粒材料之间形成空隙。被聚合物包封的颗粒材料的这些不同形式在图I中示意性地图示。参照
图1，根据本发明的被聚合物包封的颗粒材料的不同形式的简化示意性横截面由部分(a)、(b)和(C)图示。图I中的被聚合物包封的颗粒材料(a)的横截面示出了作为被水可溶胀RAFT聚合物层(20)包封的芯的颗粒材料(10)。水可溶胀RAFT聚合物层自身被可延伸RAFT聚合物层(30)包封。本发明的方法提供具有这样的特征的被聚合物包封的颗粒材料。通过将被聚合物包封的颗粒材料(a)暴露于碱性水性环境，水可溶胀RAFT聚合物层可以被触发以被水溶胀以提供被聚合物包封的颗粒材料(b)。图I中的被聚合物包封的颗粒材料(b)的横截面再次示出了被两个RAFT聚合物 层包封的颗粒材料(10)。然而，在这种情况下，水可溶胀RAFT聚合物层现在被水溶胀并且已经在体积上膨胀以形成溶胀的可溶胀RAFT聚合物层(20a)。可延伸RAFT聚合物层已经进而伸展以将溶胀的聚合物层的膨胀体积容纳在其界限内以形成伸展的可延伸RAFT聚合物层(30a)。从溶胀的RAFT聚合物层除去水提供被聚合物包封的颗粒材料(C)。图I中的被聚合物包封的颗粒材料(C)的横截面示出了已经作为从溶胀的聚合物层除去水以及其体积被相应地减小的结果而形成的一个或多个空隙(40)。不希望被理论束缚，认为已脱水的水可溶胀RAFT聚合物层(20b)可以在伸展的可延伸RAFT聚合物层(30a)的内表面和/或颗粒材料(10)的外表面上形成。还可以是，已脱水的水可溶胀聚合物残基延伸经过在颗粒材料和伸展的可延伸RAFT聚合物层之间的空隙。与已脱水的水可溶胀RAFT聚合物层残基驻留在何处无关，一个或多个空隙有利地在颗粒材料和伸展的可延伸RAFT聚合物层之间形成。这样的被聚合物包封的颗粒材料可以因此被便利地称为蜂窝状聚合物颗粒。如将从图I (c)意识到的，颗粒材料有利地位于蜂窝状聚合物颗粒的空隙区域内。以这种方式定位颗粒材料可以有利地增强蜂窝状聚合物颗粒的乳浊性质。将意识到，为了最大化空隙对光被芯颗粒散射的影响，期望的是，最小化用于实现给定的体积的空隙的水可溶胀聚合物的量。这将最小化保留在空隙中的水可溶胀聚合物做出的对该空隙的折射率的影响并且最大化空隙和芯颗粒之间的折射率差。根据本发明的方法包括提供颗粒材料在连续水相中的分散体。分散体可以因此被简化地描述为具有被分散在其中的颗粒材料的水相。关于这一点，术语“相”用于表达作为颗粒材料基本上不溶于水性介质中的结果而在水性介质和颗粒材料之间存在界面。将意识到，在分离中，水相将典型地是水性液体介质。换句话说，当被以分散体的形式提供时，术语“相”简单地辅助描述水性介质。然而，为了方便，用于制备分散体的水性介质可以在下文简单地被称为水相。根据本发明使用的“颗粒材料”将典型地是以至少在各温度用于制备被聚合物包封的颗粒材料的组成的固体。如果蜂窝状聚合物颗粒将由被聚合物包封的颗粒材料制备，那么颗粒材料还将典型地是以在其位于蜂窝状聚合物颗粒的空隙区域内时必须提供界面的意义上的组成的固体。只要颗粒材料可以被分散在连续水相中，就没有关于其形状、大小或组成的特别的限制。然而，本领域的技术人员将意识到，具有高长宽比的颗粒材料，例如具有平坦的薄片状的或针形状的那些，可以证明比具有相对低的长宽比的颗粒材料更难以均一地被聚合物包封。颗粒材料可以以初级颗粒的形式，或以初级颗粒的聚集体的形式。本发明的方法在制备被聚合物包封的初级颗粒材料上是特别有效的。通常，颗粒材料(作为初级颗粒或初级颗粒的聚集体)的最大尺寸将是不大于约10微米或不大于约5微米或不大于约I微米。本发明的方法在制备被聚合物包封的亚微米颗粒材料上是特别有效的，例如当颗粒材料的最大尺寸是不大于约0. 5微米，不大于约0. 25微米，不大于约0. I微米，不大于约0. 01微米或不大于约0. 001微米时。除非另有说明，否则本文对颗粒或颗粒材料的大小的指代意图是对颗粒或颗粒材料的平均最大尺寸的指代，如对于高于约I微米的大小通过光学显微术测量的以及对于低于约I微米的大小通过TEM测量的。颗粒材料可以是颜料、磁性材料、富勒烯或其组合。颜料可以是选自氧化钛、氧化锌、碳酸钙、氧化铁、二氧化硅、硫酸钡、炭黑和其组合的无机材料。颜料可以是有机颜料，例如酞菁蓝、酞菁绿、喹吖啶酮、二溴蒽酮和其组合。富勒烯可以选自碳纳米管、巴基球和其组合。在一个实施方案中，颗粒材料是非聚合的颗粒材料。在另外的实施方案中，颗粒材料在特征上是亲水性的(即可以被亲水液体润湿)。这样的材料的实例包括但不限于二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、氧化铁、二氧化硅、硫酸钡和磁性材料例如Y-氧化铁。颗粒材料被分散在连续水相中。该相将当然由水组成，但是还可以包含一种或多种水溶性的极性溶剂，例如乙二醇和丙二醇以及低分子量醇(例如C1-C3醇)。 如将在下文更详细地讨论的，为了形成包封聚合物层，连续水相还将包含一种或多种烯键式不饱和单体。这些单体可以在水相中作为分离的液相(即分离的不可溶混的液相)存在，或单体可以可溶于水相中。连续水相还可以包含一种或多种添加剂，例如用于调节或调整pH的那些。本发明的方法的一个重要的特征是分散体包含作为颗粒材料的稳定剂的RAFT齐U。通过起到“稳定剂”作用，RAFT剂用来防止或至少最小化分散的颗粒材料的聚结或聚集。作为稳定剂，RAFT剂可以防止或至少最小化颗粒材料经过熟知的路径例如空间排斥和/或静电排斥的聚结或聚集。为了提供起到稳定剂作用的能力，RAFT剂包含可以提供必需的空间排斥和/或静电排斥的部分。通过以上文描述的方式起到稳定剂作用，根据本发明使用的RAFT剂还可以有利地稳定根据本发明形成的被聚合物包封的颗粒材料，并且还由此防止或至少最小化这些颗粒的聚结或聚集。本领域的技术人员将意识到，RAFT剂因此以与在乳液聚合技术中普遍地用于制备分散体的常规表面活性剂相似的方式起作用。通过提供稳定剂的功能，根据本发明使用的RAFT剂可以有利地用于代替常规稳定剂或表面活性剂。换句话说，根据本发明的方法可以有利地在没有常规表面活性剂的情况下进行。根据以上描述的，方法可以使用共稳定剂例如常规稳定剂来进行。然而，在该情况下，优选的是，这样的共稳定剂以低于稳定剂临界胶束浓度(CMC)的量被使用。如将在下文更详细地讨论的，在不与稳定聚合物颗粒相关联的连续水相中存在稳定剂可以导致在不含有颗粒材料的连续水相中形成聚合物颗粒。然而，当聚合物颗粒的分散体或从其制备的产品被例如施用于基材表面并且干燥以形成膜时，如同油漆一样，分散体中的常规稳定剂可以趋于迁移至该表面并且定位在袋中，由此不利地影响膜的表面性质，特别是在水灵敏性的区域中。因此，在一个实施方案中，本发明的方法在不使用除了 RAFT剂之外的稳定剂的情况下进行。根据本发明的被聚合物包封的颗粒材料可以因此也不包含除了 RAFT剂之外的稳定剂。如将在下文更详细地讨论的，常规RAFT剂通常不具有起到稳定剂作用的性质。这样的性质大部分来源于给定的RAFT剂的分子结构，并且该分子结构典型地需要被特别地设计以便提供起到稳定剂作用的能力。
除了起到稳定剂作用的RAFT剂之外，根据本发明的方法，烯键式不饱和单体在RAFT剂的控制下聚合。对于单体“在RAFT剂的控制下”聚合，其意指单体经由可逆加成_断裂链转移(RAFT)机理聚合以形成聚合物。通过这种机理形成的聚合物在本文中被称为“RAFT聚合物”。烯键式不饱和单体的RAFT聚合在WO 98/01478中描述，并且实际上是一种能够制备具有明确的分子构造和低的多分散性的聚合物的自由基聚合技术。本领域的技术人员熟知RAFT剂以及它们在烯键式不饱和单体聚合以形成RAFT聚合物中的用途。与常规RAFT剂不同，根据本发明的方法使用的RAFT剂起到控制烯键式不饱和单体的聚合的作用并且还起到颗粒材料的稳定剂的作用。由于该双重功能，单体可以有利地被聚合以在分散的颗粒材料的表面处形成聚合物。如此形成的聚合物产生水可溶胀的并且可延伸的聚合物层。对于聚合物在分散的颗粒材料的“表面处”形成，其意指聚合物至少初始地在颗粒材料的最外表面上或紧邻于颗粒材料的最外表面形成。换句话说，聚合物在颗粒材料和连续水相之间的界面处形成(即不在颗粒材料内)，使得其可以包覆和包封颗粒材料。通过起到稳定剂作用，根据本发明使用的RAFT剂将能够以某种方式与颗粒材料的最外表面物理地相关联。例如，RAFT剂和颗粒材料之间的物理关联可以是以RAFT剂被吸附至颗粒材料的最外表面上的方式。通过具有被吸附至颗粒材料的最外表面上的能力，将意识到，RAFT剂将展示表面活性，或换句话说其将是表面活性的。通过被吸附于而非被锚固于颗粒材料的最外表面，RAFT剂可以展示一定程度的不稳定性并且因此更少地倾向于被在颗粒的表面处形成的聚合物包封。换句话说，被吸附的RAFT剂当其正在被形成时可以具有远离具有聚合物的颗粒材料的表面运动的能力。根据本发明使用的RAFT剂将典型地具有使它们能够(a)被优先地吸附至颗粒材料的最外表面上而非被连续水相溶剂化并且在连续水相中存在，(b)在聚合的条件下起到颗粒材料的稳定剂作用，并且(C)控制烯键式不饱和单体的聚合的结构。适合于根据本发明使用的RAFT剂包括通式(I)的那些
权利要求
1.一种制备被聚合物包封的颗粒材料的水分散体的方法，所述方法包括 提供所述颗粒材料在连续水相中的分散体，所述分散体包含作为所述颗粒材料的稳定剂的RAFT剂；以及 在所述RAFT剂的控制下聚合烯键式不饱和单体以在分散的颗粒材料的表面处形成聚合物，由此提供所述被聚合物包封的颗粒材料的水分散体； 其中所述烯键式不饱和单体的聚合包括 (a)聚合包含可电离烯键式不饱和单体的单体组合物以便形成包封所述颗粒材料的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层；以及 (b)聚合包含不可电离烯键式不饱和单体的单体组合物以便形成包封所述碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括将所得到的被聚合物包封的颗粒材料暴露于碱性水性环境，使得所述碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层溶胀并且在体积上膨胀，而同时所述可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层伸展以将溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的膨胀体积容纳在其界限内。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括从所述被聚合物包封的颗粒材料除去在所述溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层内的水，其作用使该层的体积被减小，其中所述可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层保留在伸展状态中以便提供在所述颗粒材料和伸展的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层之间的一个或多个空隙。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，其中被聚合以形成碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的所述单体组合物包含至少约3wt%的具有可电离酸官能团的可电离烯键式不饱和单体。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其中被聚合以形成可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层的所述单体组合物包含至少约50wt%的不可电离疏水性烯键式不饱和单体。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中被聚合以形成可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层的所述单体组合物包含不多于约亲水性烯键式不饱和单体。
7.根据权利要求2所述的方法，还包括交联如此形成的伸展的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的方法，其中起到所述颗粒材料的稳定剂作用的所述RAFT剂具有通式(I):
9.根据权利要求8所述的方法，其中R1是选自烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、碳环基、杂环基、杂芳基、烧氧基、稀氧基、块氧基、芳氧基、酸氧基、碳环氧基、杂环氧基、杂芳氧基、烧基硫代、稀基硫代、块基硫代、芳基硫代、酸基硫代、碳环基硫代、杂环基硫代、杂芳基硫代、烷基烯基、烷基炔基、烷基芳基、烷基酰基、烷基碳环基、烷基杂环基、烷基杂芳基、烷氧基烷基、烯氧基烷基、炔氧基烷基、芳氧基烷基、烷基酰氧基、烷基碳环氧基、烷基杂环氧基、烷基杂芳氧基、烧基硫代烧基、稀基硫代烧基、块基硫代烧基、芳基硫代烧基、烧基酸基硫代、烧基碳环基硫代、烧基杂环基硫代、烧基杂芳基硫代、烧基稀基烧基、烧基块基烧基、烧基芳基烷基、烷基酰基烷基、芳基烷基芳基、芳基烯基芳基、芳基炔基芳基、芳基酰基芳基、芳基酰基、芳基碳环基、芳基杂环基、芳基杂芳基、烯氧基芳基、炔氧基芳基、芳氧基芳基、芳基酰氧基、芳基碳环氧基、芳基杂环氧基、芳基杂芳氧基、烷基硫代芳基、烯基硫代芳基、炔基硫代芳基、芳基硫代芳基、芳基酰基硫代、芳基碳环基硫代、芳基杂环 基硫代和芳基杂芳基硫代的可选择地被取代的有机基团。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中Z是选自烷氧基、芳氧基、烷基、芳基、杂环基、芳基烷基、烷基硫代、芳基烷基硫代、二烷氧基-氧膦基[-P( = o)or22]或二芳氧基-氧膦基[-P ( = 0) OR22]、二烷基-氧膦基[-P ( = 0) R22]或二芳基-氧膦基[-P ( = 0) R22]、酰基氨基、酰基亚氨基、氨基、R1-(X)n-S-和聚合物链的可选择地被取代的有机基团，其中R\X和n是如在权利要求8或9中所定义的，并且R2选自烷基、烯基、芳基、杂环基和烷基芳基。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的方法，其中起到所述颗粒材料的稳定剂作用的所述RAFT剂可溶于连续水相中。
12.根据权利要求I至11中任一项所述的方法，其中起到所述颗粒材料的稳定剂作用的所述RAFT剂是存在的唯一稳定剂。
13.根据权利要求I至12中任一项所述的方法，其中所述碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层通过聚合包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸和/或丙烯酸的单体组合物来形成。
14.根据权利要求I至13中任一项所述的方法，其中所述可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层通过聚合包含苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的单体组合物来形成。
15.根据权利要求I至14中任一项所述的方法，其中所述颗粒材料选自颜料、磁性材料、富勒烯和其组合。
16.根据权利要求2所述的方法，其中所述碱性水性环境由包含碱金属碱、氢氧化铵、碱土金属碱、C1-C4脂族胺或其组合的水溶液提供。
17.被聚合物包封的颗粒材料，所述颗粒材料被包含可电离烯键式不饱和单体的聚合残基的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层包封，其中所述碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层被包含不可电离烯键式不饱和单体的聚合残基的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层包封。
18.根据权利要求17所述的被聚合物包封的颗粒材料，其中所述碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层被水溶胀以提供该层的膨胀体积，并且所述可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层在伸展状态中以将溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的所述膨胀体积容纳在其界限内。
19.根据权利要求18所述的被聚合物包封的颗粒材料，其中在所述被聚合物包封的颗粒材料的所述溶胀的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层内的水已经被除去并且该层的体积被减小，并且其中所述可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层保留在伸展状态中以便提供在所述颗粒材料和所述伸展的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层之间的一个或多个空隙。
20.一种油漆、填料、粘合剂、底漆或密封剂产品，包含根据权利要求17至19中任一项所述的被聚合物包封的颗粒材料。
全文摘要
本发明提供制备被聚合物包封的颗粒材料的水分散体的方法，所述方法包括提供颗粒材料在连续水相中的分散体，所述分散体包含作为颗粒材料的稳定剂的RAFT剂；以及在RAFT剂的控制下聚合烯键式不饱和单体以在分散的颗粒材料的表面处形成聚合物，由此提供被聚合物包封的颗粒材料的水分散体；其中烯键式不饱和单体的聚合包括(a)聚合包含可电离烯键式不饱和单体的单体组合物以便形成包封颗粒材料的碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层；以及(b)聚合包含不可电离烯键式不饱和单体的单体组合物以便形成包封碱响应性水可溶胀RAFT聚合物层的可延伸的、水和碱可渗透的RAFT聚合物层。
文档编号C09B69/10GK102741363SQ201080062686
公开日2012年10月17日 申请日期2010年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者B·S·哈瓦科特, C·H·苏克, D·N·恩古耶, 凯特琳·克莱尔·奥布赖恩, 蒂莫西·沃伦·戴维, 马太·保罗·贝克 申请人:悉尼大学