亲水/疏水含水聚合物乳液和与其相关的产品和方法_3

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继续反应器内容物的搅拌,而短期(如10分钟)没有添 加另外的内容物。然后,在合适的时间推移后,可以将单体进料和预乳液进料送入到反应器 中。在各自的添加速率下可以添加这些进料,使得在预定时间的末端它们的内容物被完全 添加到反应器。例如,在一些实施方案中,在约4.5小时的期间内可以不变地添加这些进料 的内容物。如上所指出,活化剂进料也以一定的速率进料使得与单体和预乳液进料被耗尽 的同时被耗尽。
[0064]在单体进料和预乳液进料的内容物已经被完全添加到反应器后,反应器可以被维 持在以上所讨论的期望的温度。反应器环境可以被维持约30分钟,然后可以将后添加进料 添加到反应器。后添加进料可以包括引发剂,如过氧化氢叔丁基或生物杀伤剂,如Acticide GA,可获自康涅狄格州特朗布尔市的Thor Specialties,Inc.(其是氯化和非氯化的异噻 唑啉酮和2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的含水共混物)。在已经引入后添加进料后,可以保持反 应环境达约1小时。
[0065]举例来说并且无意图限制范围,通过进行以下步骤,其在一些实施方案中可以以 所述顺序进行,使用表1中所述的组分,可以形成一种乳液的实例: 1. 将首批料添加到反应器并且设定搅拌为80RPM; 2. 加热并将反应器内容物保持在55°C; 3. 制备单体、催化剂和活化剂进料; 4. 当存在的反应器内容物达到55°C时,将下列内容物添加到反应器: 单体进料:13.7镑 预乳液进料:4.7镑; 5. 开始活化剂进料(t=0); 6. 10分钟后(t=10),在270分钟内开始引入预乳液、单体和催化剂进料; 7. 将反应器内容物保持在55°C; 8. 在由进料耗尽预乳液给料后,用冲洗去离子水将罐和管路冲洗; 9. 在已经完全添加活化剂进料后(约t=300);在搅拌的情况下将环境保持30分钟;和 10. 在上述的30分钟时段后(约t=330),添加后添加进料并且将反应器内容物保持在 约55°C达1小时(直到约t=390). 弄1

[0066]~基于使用表1中的组分的上述程序,进料速率信息可以总结如下:

[0067]作为第二个实例,使用以下表2中所示的组分通过进行以下步骤也制备了一种乳 液: 1. 将反应器装料添加到反应器;搅拌并使用55°C浴加热反应器内容物至53-55°C ; 2. 将35.2克单体进料和11. lg预乳液进料添加到反应器; 3. 以在300分钟内耗尽的速率,即0.17克/分钟(51.0克),开始活化剂进料; 4. 保持该系统10分钟并随后分别地(以)在270分钟内耗尽(的速率),即1.90克/分钟 (512.8克)和0.57克/分钟(154.7克)开始单体进料和预乳液进料; 5. 保持系统中的反应环境30分钟; 6. 在活化剂进料的内容物已经被完全添加后,添加后添加进料;和 7. 保持反应环境约1小时并随后冷却. 表2

[0068] 如由上述说明书和实例所证明的,可以提供用包括超过50%水溶性单体和至少10% 水不溶性单体的总单体数量制备含水乳液。在一些实施方案中,水溶性单体可以占该方法 中所使用的总单体的约50%至约90%,包括其中的每一间断值。在其它实施方案中,水溶性单 体可以占总单体内容物的约75%。另外,可以使用约10%或更多的水不溶性单体形成乳液。在 一些实施方案中,一种或多种水溶性单体可以占该方法中所使用的总单体的约10%至约 50%,包括其中的每一间断值。在一些实施方案中,多种不同的可溶性和/或不溶性单体可以 用作单体内容物的一部分。在其中乳液用作涂料的实施方案中,(一种或多种)水溶性单体 可以赋予涂料水凝胶性质,这可以提供令人期望的穿戴特性,(一种或多种)水不溶性单体 可以向涂料提供其它令人期望的性能和性能特征。因此,可以改变水溶性和水不溶性单体 比例来获得用于特别应用的期望的特性。
[0069] 对于水溶性共聚物涂料、溶剂基共聚物涂料和共聚物乳液涂料的样品进行了测 试,其中聚合物乳液是根据本文中公开的程序制备的。使用所指出的单体比例,制备样品。 除如以下指出的对于每一个样品如通过样品所改变的以外,使用对于表2组分如上所述的 程序,制备乳液样品. 表 3_ι_ι_ι

[0070]如上和本文中所使用的,术语HEMA是指甲基丙烯酸2-羟基乙基酯,EHA是指丙烯酸 2-乙基己基酯,HBA是指丙烯酸4-羟基丁基酯,MAA是指甲基丙烯酸,EHMA是指甲基丙烯酸2-乙基己基酯,LM是指甲基丙烯酸月桂酯,和MMA是指甲基丙烯酸甲酯。另外,如上所述的交联 剂是2% XC113 (可获自中国上海的Shanghai Zealchen Co.Ltd·),其是多官能氮丙啶, 0.5% Tyzor AA (可获自特拉华州威尔明顿的DuPont),其是乙酰丙酮络钛,2% Polycup 172 (可获自俄亥俄州哥伦布的Ashland),其是水溶性聚酰胺-表氯醇型树脂,和2% Carbodilite E-02 (可获自日本千叶的Nissinbo Chemical Inc.),其是碳二亚胺 (carbodimide)化合物。交联剂的量基于交联剂的干重/共聚物的干重。
[0071]根据以下一般程序并且使用以下指出的类似的参数,制备所评估的对比样品: 表4 样品1和2
桎序
1. 在N2吹扫的情况下,添加反应器装料并且加热至约74-75°C。等待大约15至30分钟. 2. 将初始引发剂添加到被加热的反应器装料. 3. 在10分钟后,以3.33克/分钟启动(start)单体进料(3小时). 4. 在单体进料后,等待30分钟并随后以0.84克/分钟启动Cook-off #1(1小时). 5. 在添加 Cook-off #1后的大约30分钟后,以0.84克/分钟启动Cook-off #2(1小时). 6. 添加稀释水,根据需要. 7. 在完全添加 Cook-off #2后,等待约30分钟并随后稀释至4%,启动冷却和卸料. 表5 样品3和4_^^
程序
1. 在N2吹扫的情况下,添加反应器装料并且加热至74-75°C。等待大约15至30分钟. 2. 将初始引发剂添加到被加热的反应器装料. 3. 在10分钟后,以5.27克/分钟启动单体进料(3小时). 4. 在单体进料后,等待30分钟并随后添加 Cook-off #1. 5. 在1小时后,添加 Cook-off #2. 6. 在1小时后,稀释至4%并且启动冷却和卸料. 表6 样品5
程序 1. 在N2吹扫的情况下,添加反应器装料并且加热至74-75°C。等待大约15至30分钟. 2. 将初始引发剂添加到被加热的反应器(装料). 3. 在添加初始引发剂后等待10分钟并随后以3.29克/分钟启动单体进料(592克)(3小 时)且关掉N2. 4. 在添加单体进料后,等待1小时并随后添加 Cook-off #1. 5. 在添加 Cook-off #1后,等待1小时并随后添加 Cook-off #2. 6. 在添加 Cook-off #2后1小时,稀释至4%,启动冷却和卸料. 表7 样品8
程序 1. 在他吹扫的情况下,添加反应器装料并且加热至74-75Γ。(对于样品8,反应温度从 约70 °C至约76 °C波动,但主要保持在所指出的74-75 °C范围内)。等待大约15至30分钟. 2. 将初始引发剂添加到被加热的反应器装料。在添加后除去N2. 3. 在"切断(kick off)"后,等待10分钟并且以3.33克/分钟启动单体进料(599克)(3 小时)。对于样品8,在添加初始引发剂后约30分钟,启动单体进料. 4. 启动溶剂进料,根据需要:(2小时)=2.28克/分钟(273克)。对于样品8,在启动单体 进料后约2.5小时启动溶剂进料并且持续约45分钟,然后在约15分钟后重新启动. 5. 在单体进料后,等待约15-30分钟并随后以0.34克/分钟启动Cook-off进料(41克)。 等待1小时,然后稀释至4%,启动冷却和卸料. 如本文中使用的,〃切断(kick off)"指出何时反应或聚合开始并且随着反应温度的增 加或者反应器中的气泡而注意到,因为反应开始沸腾或者粘度增加以及捕集空气. 注:Vazo 64是2,2 偶氮二(2-甲基丙腈),可获自特拉华州威尔明顿的DuPont. 表8 样品9
桎斤
1. 在N2吹扫的情况下,添加反应器装料并且加热至74-75°C。等待大约15至30分钟. 2. 将初始引发剂添加到被加热的反应器装料. 3. 在注意到切断(kick off)鼓泡后,等待10分钟并且以2.50克/分钟启动单体进料 (450.2克)(3小时)。对于样品9,在添加初始引发剂后约30分钟,启动单体进料. 4. 启动溶剂进料,根据需要,以2.28克/分钟(273克)(2小时)。对于样品9,在单体进料 启动后约2.5小时,启动溶剂进料,并且进行约1.5小时,随后在约1.5小时重新启动而在 Cook-off启动后添加其余的溶剂进料. 5. 在单体进料后,等待30分钟(对于样品9,等待约1小时)并随后以0.34克/分钟启动 Cook-off进料(41克)(2小时)。在添加 Cook-off进料后等待1小时(对于样品9,约30分钟), 然后稀释至4%,启动冷却和卸料. 表9 样品10
程序 1. 在N2吹扫的情况下,添加反应器装料并且加热至68-70°C。等待大约15至30分钟. 2. 将初始引发剂添加到被加热的反应器装料. 3. 在"切断(kick off)"后,等待10分钟并随后以3.96克/分钟启动单体进料[w/N2] (713.2克)(3小时). 4. 在添加单体进料后,等待30分钟并随后以0.34克/分钟启动Cook-off进料(41g) (2 小时). 5. 在添加 Cook-off进料后保持1小时,然后稀释至4%,启动冷却和卸料. 表10 样品11
程序 1. 在N2吹扫的情况下,添加反应器装料并且加热至68-70°C。等待大约15至30分钟. 2. 将初始引发剂添加到被加热的反应器装料. 3. 在"切断(kick off)"后,等待10分钟并随后以3.96克/分钟启动单体进料(w/N2) (713.2克)(3小时). 4. 在添加单体进料后,等待30分钟并随后以0.34克/分钟启动Cook-off进料(41克)(2 小时). 5.稀释至4%,启动冷却和卸料. 表11 样品12、13和14
程序 1. 在55°C浴的情况下,添加反应器装料并且加热至53-55°C。等待大约15至30分钟. 2. 添加35.2克单体进料和11. lg预乳液。等待大约15至30分钟. 3. 启动活化剂进料。以0.17克/分钟(51.0克)(300分钟). 4. 在15分钟后,启动单体进料和预乳液。单体进料以1.90克/分钟(512.89克)(270分 钟)和预乳液以ο. 57克/分钟(154.7克)(270分钟). 5.在添加活化进料后等待30分钟,然后添加后添加料。然后,稀释至4%,启动冷却和卸 料· 表12 样品15和16 程序
1.在55°C浴的情况下,添加反应器装料并且加热至53-55°C。等待大约15至30分钟. 2. 添加35.2克单体进料和11. lg预乳液. 3. 以0.17克/分钟启动活化剂进料(51.0克)(300分钟). 4. 10分钟后,启动单体进料和预乳液。单体进料以2.93克/分钟(792.4克)(270分钟) 和预乳液以〇. 57克/分钟(154.7克)(270分钟).在添加单体进料和预乳液后,添加10g的去 离子水(来自稀释物). 5. 在添加活化进料后等待30分钟,然后添加后添加料。在添加后添加料后等待1小时, 然后稀释至4%,启动冷却和卸料. 表13 样品17和18

1. 在55°C浴的情况下,添加反应器装料并且加热至53-55°C。等待大约15至30分钟. 2. 添加35.2克单体进料和11. lg预乳液. 3. 以0.17克/分钟启动活化剂进料(51.0克)(300分钟). 4. 10分钟后,启动单体进料和预乳液。单体进料以2.93克/分钟(792.4克)(270分钟) 和预乳液以0.57克/分钟(154.7克)(270分钟). 5. 在添加活化进料后等待30分钟,然后添加后添加料。在添加后添加料后等待1小时, 然后稀释至4%,启动冷却和卸料. 表14 样品19

程序 1. 在55°C浴的情况下,添加反应器装料并且加热至53-55°C。等待大约15至30分钟. 2. 添加35.2克单体进料和11. lg预乳液. 3. 以0.17克/分钟启动活化剂进料(51.0克)(300分钟). 4. 10分钟后,启动单体进料和预乳液,其中单体进料以2.90克/分钟(792.4克)(270分 钟),预乳液以〇. 57克/分钟(154.7克)(270分钟). 5. 在添加活化剂进料后等待30分钟并随后添加后添加料。等待1小时,然后稀释至4%, 启动冷却和卸料。
[0072]根据以下一般程序并且使用以下表15中所指出的类似的参数,制备所评估的乳液 样品20、21和22. 1. 添加反应器首批料并且加热批料至55 °C ; 2. 将1.1克的预乳液和68.8克的单体进料添加至反应器; 3. 保持该批料以使批料温度平衡至55
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