Олигомерная затравка для синтеза унимодальных акриловых гранулированных частиц
Изобретение относится к способам получения акриловых гранул. Предложен способ получения акриловых гранулированных частиц, включающий смешивание по меньшей мере одного мономера с олигомерными затравочными частицами и по меньшей мере одним инициатором, при этом указанное смешивание осуществляют в условиях, при которых по меньшей мере один мономер способен образовывать олигомер или полимер или их смесь, при этом указанные олигомерные затравочные частицы получены способом, при осуществлении которого получают частицы для предварительной затравки смешиванием исходных затравочных латексных частиц; мономерной смеси, содержащей по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, по меньшей мере один инициатор; и агента передачи цепи с получением частиц для предварительной затравки, и смешивают указанные частицы для предварительной затравки, мономерную смесь, содержащую по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, и по меньшей мере один инициатор с получением олигомерных затравочных частиц. Технический результат – способ позволяет получить однородные монодисперсные акриловые гранулы, обладающие механической и химической устойчивостью. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 8 табл., 6 пр.
Ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 62/199620, поданной 31 июля 2015 года.
Область техники
Настоящее изобретение относится к акриловым гранулам, полученным из олигомерных затравочных частиц.
Уровень техники
Акриловые гранулы используются в коммерческих целях в пластмассовых добавках, при нанесении покрытий на кожу, стены и упаковку. Гранулы могут быть изготовлены в водной эмульсии с применением полученной в эмульсии олигомерной затравки. Субмикронная олигомерная затравка быстро набухает за счет мономеров за одну стадию сорбции с образованием частиц со средним диаметром в несколько микрон, при этом указанный диаметр находится в пределах трех стандартных отклонений от среднего значения. Олигомерные затравочные частицы имеют преимущество, состоящее в минимизации образования частиц слишком маленького и слишком большого размера в процессе полимеризации. В присутствии инициатора мономер-олигомерные затравочные частицы превращаются в полимерные частицы на первой стадии процесса реакции. Затем выполняют внешнюю стадию полимеризации, предназначенную для прививания полимера, полученного на второй стадии, к полимерным частицам, полученным на первой стадии.
Такой способ иногда позволяет получить значительное количество гелевых частиц, а также широкое распределение размеров частиц, включающее значительное количество частиц с модами, соответствующими большим размерам. Такие проблемы приводят к трудностям при проведении процессов фильтрации и влияют на качество продукции. Поэтому требуется способ, обеспечивающий постоянный контроль качества акриловых гранул, позволяющий получать гранулы с длительным сроком годности, способностью выдерживать многочисленные циклы замораживания и оттаивания, обладающие механической и химической устойчивостью и не содержащие гелевые частицы слишком большого размера.
Краткое описание изобретения
Согласно одному из широких вариантов реализации настоящего изобретения предложен способ получения частиц для предварительной затравки, включающий, состоящий или по существу состоящий из стадий: смешивания исходных затравочных латексных частиц; мономерной смеси, содержащей по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, по меньшей мере один инициатор и агент передачи цепи.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения предложен способ, включающий, состоящий или по существу состоящий из стадий: смешивания частиц для предварительной затравки, мономерной смеси, содержащей по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, и по меньшей мере одного инициатора с получением олигомерных затравочных частиц.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения предложен способ получения акриловых гранулированных частиц, включающий смешивание по меньшей мере одного мономера с описанными выше олигомерными затравочными частицами и по меньшей мере одним инициатором, при этом указанное смешивание осуществляют в условиях, при которых по меньшей мере один мономер способен образовывать олигомер или полимер или их смесь.
Краткое описание чертежей
С целью иллюстрации настоящего изобретения на фигурах показана форма настоящего изобретения, которая является предпочтительной в настоящее время. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено вариантами реализации, показанными на прилагаемых фигурах.
На фигуре 1 показаны кривые распределения частиц по размерам для четырех образцов олигомерного затравочного латекса, полученных без применения сополимеризуемого поверхностно-активного вещества.
На фигуре 2 показаны кривые распределения частиц по размерам для четырех образцов олигомерного затравочного латекса, полученных с применением сополимеризуемого поверхностно-активного вещества.
Подробное описание изобретения
Один из широких аспектов настоящего изобретения включает изготовление частиц для предварительной затравки, включающее стадии: смешивания исходных затравочных латексных частиц, мономерной смеси, содержащей по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, агента передачи цепи и по меньшей мере одного инициатора с получением частиц для предварительной затравки.
Термин «полимер», как используется в настоящем описании и как определен в FW Billmeyer, JR. В Textbook of Polymer Science, второе издание, 1971, представляет собой относительно большую молекулу, состоящую из продуктов реакции более маленьких химических повторяющихся звеньев. Полимеры могут иметь структуры, которые являются линейными, разветвленными, звездообразными, петельчатыми, гиперразветвленными, сшитыми или представляют собой их комбинацию; полимеры могут содержать повторяющееся звено одного типа («гомополимеры») или они могут содержать повторяющееся звено более чем одного типа («сополимеры»). Сополимеры могут содержать повторяющиеся звенья различных типов, расположенные произвольно, последовательно, в блоках, в других конфигурациях или в любой смеси или их комбинации.
В настоящем документе «полимеризация» означает взаимодействие мономеров с образованием олигомера или полимера или их смеси.
Молекулярные массы полимеров и олигомеров можно измерить с помощью стандартных способов, таких как, например, эксклюзионная хроматография, эксклюзионная хроматография на коротких колонках, или с применением характеристической вязкости. В общем случае средневесовая молекулярная масса (Mw) полимеров составляет 10000 или более. Полимеры могут иметь чрезвычайно высокую Mw; некоторые полимеры имеют Mw выше 1000000; типичные полимеры имеют Mw 1000000 или менее. В настоящем документе «низкомолекулярный полимер» означает полимер, Mw которого составляет менее 10000; и «высокомолекулярный полимер» означает полимер, Mw которого составляет 10000 или выше. Некоторые полимеры являются сшитыми, при этом считается, что сшитые полимеры имеют неограниченную молекулярную массу.
В настоящем документе «олигомеры» представляют собой структуры, аналогичные полимерам, за исключением того, что олигомеры содержат меньше повторяющихся звеньев и имеют более низкую молекулярную массу. Как правило, олигомеры содержат 2 или более повторяющихся звеньев. В общем случае Mw олигомеров составляет от 500 до 10000.
В настоящем документе молекулы, которые могут взаимодействовать друг с другом с образованием повторяющихся звеньев олигомера или полимера, называют «мономерами». Типичные мономеры имеют Mw менее 400. Среди мономеров, которые можно использовать в настоящем изобретении, имеются молекулы, которые, например, содержат по меньшей мере одну углерод-углеродную двойную связь.
Когда при практической реализации настоящего изобретения предполагается использовать частицы, иногда полезно оценить размер указанных частиц. Когда частицы являются сферическими или почти сферическими, целесообразно оценить размер частиц путем определения их диаметра.
После определения диаметра совокупности частиц часто становится очевидным, что указанная совокупность характеризуется распределением диаметров. Одна из характеристик таких распределений представляет собой средний диаметр частиц. Другой характеристикой таких распределений является постоянство диаметров частиц.
Предполагается, что для оценки диаметров исследуемых частиц будет выбран подходящий метод в зависимости от типа и формы частиц, подвергаемых измерению. Например, если исследуемые частицы диспергированы в прозрачной среде, для оценки диаметра можно использовать рассеяние света, или (если частицы являются достаточно крупными) можно использовать оптическую микроскопию. В качестве другого примера, если частицы являются сухими, такие частицы можно охарактеризовать путем пропускания их через серию сит разных размеров или путем исследования указанных частиц с помощью электронного микроскопа или с помощью оптического микроскопа. Также предполагается, что исследуемые частицы, которые являются диспергированными, можно охарактеризовать путем сушки образца из таких частиц и затем исследования такого высушенного образца с применением метода, подходящего для исследования сухих частиц.
Когда частицы диспергированы в жидкости, такая жидкость может представлять собой водную жидкость или неводную жидкость. Жидкость, в которой диспергированы частицы, называют «дисперсионной средой». В настоящем документе водные жидкости определяют как жидкости, содержащие от 50% до 100% воды по массе в расчете на массу жидкости. Некоторые водные жидкости содержат воду в количестве от 75% до 100% или от 90% до 100% по массе в расчете на массу жидкости. Неводные жидкости представляют собой жидкости, которые не являются водными жидкостями. Когда частицы диспергированы в жидкости, дисперсия (т.е. комбинация диспергированных частиц и жидкости, в которой они диспергированы) может представлять собой, например, суспензию, эмульсию, миниэмульсию, микроэмульсию, латекс или их комбинацию. В настоящем документе дисперсию частиц, диспергированных в водной жидкости, называют «водной дисперсией».
В настоящем документе, частица является «способной к набуханию», если может быть обнаружено соединение, которое легко абсорбируется частицей, так что после абсорбирования такого соединения частица становится более крупной. При исследовании набухаемости частиц предполагается, что размер набухшей частицы можно измерить с помощью любого гранулометрического исследования, подходящего для такого типа набухшей частицы.
Настоящее изобретение включает способ получения частиц для предварительной затравки, при этом указанный способ включает смешивание частиц (называемых в настоящем документе «исходными затравочными латексными частицами») или частиц для предварительной затравки со смесью мономеров, содержащей по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, и по меньшей мере одним инициатором и агентом передачи цепи.
Исходные затравочные латексные частицы могут представлять собой любой материал, который находится в форме частиц. Согласно некоторым вариантам реализации исходные затравочные латексные частицы диспергированы в жидкости. Согласно некоторым вариантам реализации исходные затравочные латексные частицы диспергированы в водной жидкости.
Исходные затравочные латексные частицы могут иметь любой состав. Согласно некоторым вариантам реализации исходные затравочные латексные частицы представляют собой органические соединения. Согласно некоторым вариантам реализации исходные затравочные латексные частицы содержат полимер, который может быть получен любым способом, включая, например, полимеризацию в массе, в растворе, в эмульсии, в дисперсии или в суспензии, или с применением вариантов или комбинаций указанных способов. Согласно некоторым вариантам реализации исходные затравочные латексные частицы получают способом полимеризации (таким как, например, полимеризация в суспензии или эмульсии или их вариант или комбинация), позволяющим получать частицы, содержащие полимер; в некоторых случаях такие частицы подходят для применения в качестве исходных затравочных латексных частиц согласно настоящему изобретению.
Среди вариантов реализации, в которых исходные затравочные латексные частицы находятся в форме водной дисперсии, указанная дисперсия может представлять собой, например, суспензию, эмульсию, миниэмульсию, микроэмульсию, латекс или их комбинацию.
Исходные затравочные латексные частицы могут быть получены с применением любого из самых разнообразных способов. Если способы получения исходных затравочных латексных частиц включают полимеризацию, то полимеризация может представлять собой относительно простую одностадийную операцию, или полимеризация может представлять собой более сложный процесс, возможно включающий несколько типов полимеризации. При применении нескольких типов полимеризации в каждом из различных типов полимеризации можно использовать один тот же мономер или мономеры, что и в любом другом типе полимеризации; или можно использовать другой мономер или мономеры из любых других типов полимеризации; или можно использовать комбинацию одного и того же мономера или мономеров, который применяют в любых других типах полимеризации, и другого мономера или мономеров из любых других типов полимеризации. При применении нескольких типов полимеризации указанные типы могут представлять собой один и тот же тип (например, эмульсионную полимеризацию или суспензионную полимеризацию или дисперсионную полимеризацию); они могут представлять собой разные типы (например, эмульсионная полимеризация одного или более типов предшествует или следует за суспензионной полимеризацией одного или более типов); или можно использовать комбинацию полимеризации одного и того же типа и разного типа.
Согласно некоторым вариантам реализации некоторые или все исходные затравочные латексные частицы содержат полимер, который был получен посредством суспензионной полимеризации. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации некоторые или все исходные затравочные латексные частицы содержат полимер, который был получен посредством дисперсионной полимеризации. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации некоторые или все исходные затравочные латексные частицы содержат высокомолекулярный полимер.
Согласно некоторым вариантам реализации некоторые или все исходные затравочные латексные частицы содержат полимер или олигомер или их смесь, которые были получены способом, включающем эмульсионную полимеризацию. Согласно некоторым из таких вариантов реализации некоторые или все полимеры в исходных затравочных латексных частицах представляют собой низкомолекулярный полимер. Независимо, согласно некоторым из таких вариантов реализации эмульсионная полимеризация включает применение одного или более агентов передачи цепи.
Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения применяют исходные затравочные латексные частицы со средним диаметром 0,1 мкм или более; или 0,2 мкм или более; или 0,5 мкм или более. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения применяют исходные затравочные латексные частицы со средним диаметром 50 мкм или менее; или 25 мкм или менее; или 12 мкм или менее.
При практической реализации настоящего изобретения способ получения частиц для предварительной затравки включает смешивание исходных затравочных латексных частиц со смесью, содержащей по меньшей мере один мономер. Согласно некоторым вариантам реализации используют по меньшей мере один мономер, способный к радикальной полимеризации. Согласно некоторым вариантам реализации используют по меньшей мере один виниловый мономер. Согласно различным другим вариантам реализации используют по меньшей мере один мономер, имеющий низкую растворимость в воде. Согласно некоторым вариантам реализации используют по меньшей мере один мономер, параметр Ганча которого больше 1; или больше 2; или больше 2,5, согласно расчетам с применением программного обеспечения KowwinTM Управления по охране окружающей среды США. Согласно некоторым вариантам реализации все мономеры, применяемые при изготовлении частиц для предварительной затравки, имеют низкую растворимость в воде.
Некоторые мономеры, применимые в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими, виниловые ароматические мономеры (в том числе, например, стирол и замещенные стиролы), алкил(мет)акрилаты, замещенные алкил(мет)акрилаты и их смеси. Некоторые подходящие мономеры представляют собой алкил(мет)акрилаты с алкильными группами, содержащими 2 или более углеродных атомов, или 3 или более углеродных атомов, или 4 или более углеродных атомов. Независимо, некоторые подходящие мономеры представляют собой алкил(мет)акрилаты с алкильными группами, содержащими 25 или меньше углеродных атомов, или 12 или меньше углеродных атомов, или 8 или меньше углеродных атомов. Согласно некоторым вариантам реализации применяемые мономеры включают виниловые ароматические мономеры, алкилакрилаты и их смеси. Согласно некоторым вариантам реализации применяемые мономеры включают по меньшей мере один алкилакрилат, алкильная группа которого содержит от 4 до 8 углеродных атомов. Согласно некоторым вариантам реализации применяемые мономеры включают бутилакрилат. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации применяемые мономеры включают стирол, по меньшей мере один замещенный стирол или их смесь. Согласно некоторым вариантам реализации применяемые мономеры включают стирол. Согласно некоторым вариантам реализации применяемые мономеры включают смесь стирола и бутилакрилата.
Мономер смешивают с сополимеризуемым поверхностно-активным веществом с получением мономерной смеси, применимой в настоящем изобретении. Сополимеризуемые поверхностно-активные вещества представляют собой ионные или неионные эмульгаторы, содержащие реакционноспособную функциональную группу, такую как аллиловая концевая группа или виниловая функционализованная группа. Один из примеров сополимеризуемого поверхностно-активного вещества представляет собой 36% водный додецил аллил сульфосукцинат натрия (TREM LF-40), α-сульфо-ω-[1-[нонилфенокси)метил]-2-(2-пропенилокси) этокси]-поли(окси-1,2-этандиил) и α-сульфо-ω-[1-[нонилфенокси)метил]-2-(2-пропенилокси)этокси]-поли(окси-1,2-этандиил), раствор аммониевой соли.
Кроме того, применимыми являются амфотерные поверхностно-активные вещества общей формулы:
CH2 =C(CH3)-C(O)2-(CH2)i-N+R'-R''-(CH2)J-X,
где R' и R'' независимо представляют собой алкильные группы с одним или двумя углеродными атомами на молекулу, X представляет собой SO3- или CO2-, i составляет 2 или 3 и j составляет от 1 до 6.
Согласно некоторым вариантам реализации количество применяемого поверхностно-активного вещества составляет 0,05% или более; или 0,1% или более по массе поверхностно-активного вещества в расчете на общую массу ингредиента или ингредиентов в смеси. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации количество применяемого поверхностно-активного вещества составляет 10% или менее; или 5% или менее по массе поверхностно-активного вещества в расчете на общую массу ингредиента или ингредиентов в эмульсии.
При практической реализации настоящего изобретения способ получения частиц для предварительной затравки включает применение по меньшей мере одного инициатора. Инициатор представляет собой соединение, способное продуцировать по меньшей мере один свободный радикал в условиях, при которых указанный свободный радикал может взаимодействовать с мономером. Условия, вынуждающие некоторые инициаторы продуцировать по меньшей мере один свободный радикал, включают, например, повышенную температуру, воздействие фотонов, воздействие ионизирующего излучения, реакции некоторых соединений (таких как, например, окислительно-восстановительные пары соединений) и их комбинации.
Некоторые инициаторы, подходящие для применения в предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки, являются водорастворимыми. В настоящем документе инициатор является «водорастворимым», если его растворимость в воде составляет больше 1% по массе в расчете на массу воды. Некоторые подходящие водорастворимые инициаторы представляют собой, например, персульфаты, в том числе, например, персульфат натрия и персульфат аммония. Некоторые персульфатные инициаторы генерируют радикалы либо при нагревании, либо при взаимодействии с восстановителем, таким как, например, изоаскорбиновая кислота, формальдегид-сульфоксилат натрия или гидрогенсульфит натрия.
Другие инициаторы, подходящие для применения в предложенном согласно настоящему изобретению способе получения частиц для предварительной затравки, растворимы в масле. В настоящем документе, инициатор является «растворимым в масле», если он имеет низкую растворимость в воде. Некоторые подходящие растворимые в масле инициаторы, например, имеют растворимость в воде, составляющую 1% или менее; или 0,1% или менее; или 0,01% или менее по массе в расчете на массу воды.
Некоторые инициаторы, подходящие для применения в предложенном согласно настоящему изобретению способе получения частиц для предварительной затравки представляют собой, например, растворимые в масле пероксиды и растворимые в масле азосоединения. Подходящие растворимые в масле пероксиды включают, например, растворимые в масле сложные пероксидные эфиры (также иногда называемые сложными эфирами перкарбоновых кислот или сложными эфирами пероксикарбоновых кислот), растворимые в масле пероксидикарбонаты, растворимые в масле пероксиды (такие как, например, растворимые в масле диалкилпероксиды, растворимые в масле диацилпероксиды и растворимые в масле гидропероксиды), растворимые в масле пероксикетали и растворимые в масле пероксиды кетонов. Сложные пероксидные эфиры имеют химическую структуру
где R1 и R2 представляют собой органические группы, которые могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга. R1 и R2 могут независимо друг от друга представлять собой прямые, разветвленные, циклические группы или их комбинацию. Согласно некоторым вариантам реализации R1 и R2 могут независимо друг от друга представлять собой алкильные группы, алкенильные группы, арильные группы, их замещенные варианты или их комбинации. Согласно некоторым вариантам реализации R1 представляет собой алкильную группу с 4 или более углеродными атомами или алкильную группу с 6 или более углеродными атомами. Согласно некоторым вариантам реализации R1 представляет собой алкильную группу с 20 или менее углеродными атомами или алкильную группу с 10 или менее углеродными атомами. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации R2 представляет собой алкильную группу с 1 или более углеродными атомами или алкильную группу с 3 или более углеродными атомами. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации R2 представляет собой алкильную группу с 10 или менее углеродными атомами или алкильную группу с 6 или менее углеродными атомами. Подходящие инициаторы включают, например, трет-бутилпероктоат. Среди подходящих растворимых в масле диацилпероксидов имеются, например, ароматические диацилпероксиды (такие как, например, пероксид бензоила) и алифатические диацилпероксиды (такие как, например пероксид лауроила).
Некоторые азосоединения, подходящие в качестве растворимых в масле инициаторов, представляют собой соединения, например, со структурой R3-N=N-R4, где R3 и R4 независимо представляют собой незамещенные или замещенные органические группы, по меньшей мере одна из которых содержит нитрильную группу. Некоторые примеры таких азосоединений представляют собой соединения со структурой
где R5, R6, R7 и R8 каждый независимо друг от друга представляют собой водород или органическую группу, такую как, например, метильная группа, этильная группа, алкильная группа с 3 или более углеродными атомами или их замещенный вариант. Согласно некоторым вариантам реализации R5, R6, R7 и R8 каждый независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из алкильных групп с от 1 до 3 углеродными атомами. Некоторые подходящие инициаторы включают, например, 2,2'-азо-бис(2-метилбутаннитрил) и 2,2'-азо-бис(2,4-диметилпентаннитрил).
Можно также использовать смеси подходящих инициаторов.
Согласно некоторым вариантам реализации количество инициатора будет составлять 0,1% или более, или 0,2% или более, или 0,5% или более по массе в расчете на общую массу мономера, применяемого в предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки. Согласно некоторым вариантам реализации количество инициатора будет составлять 8% или менее, или 4% или менее, или 2% или менее по массе в расчете на общую массу мономера, применяемого в предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки.
При практической реализации настоящего изобретения предложенный способ получения частиц для предварительной затравки также включает применение по меньшей мере одного агента передачи цепи (также называемого ускорителем). Агенты передачи цепи представляют собой соединения, способные участвовать в реакции передачи цепи при радикальной полимеризации мономера. Некоторые подходящие агенты передачи цепи представляют собой, например, галоидные производные метана, дисульфиды, тиолы (также называемые меркаптанами) и комплексы металлов. Кроме того, подходящими в качестве агентов передачи цепи являются различные другие соединения, содержащие по меньшей мере один легко отщепляемый атом водорода. Также подходят для применения смеси подходящих агентов передачи цепи. Подходящие тиолы включают, например, арилтиолы, алкилтиолы, алкилдитиолы, меркаптоалканолы и сложные алкиловые эфиры тиоалкилкарбонововых кислот. Некоторыми подходящими тиолами являются, например, бензолтиол, додецилмеркаптаны, гексантиол, бутантиол, бутил-3-меркаптопропионат, этил-3-меркаптопропионат, бутилмеркаптоацетат, 1,6-гександитиол, 4-меркапто-2-бутанол, 4-меркапто-1-бутанол и 2-меркапто-этанол. Подходящие галоидные производные метана включают, например, хлороформ, тетрабромметан, тетрахлорметан и бромтрихлорметан. Некоторые подходящие дисульфиды включают, например, диалкилдисульфиды (такие как, например диэтилдисульфид), диалкиларилдисульфиды (такие как, например, дибензилдисульфид) и диарилдисульфиды (такие как, например, дифенилдисульфид).
Кроме того, подходят для применения смеси подходящих агентов передачи цепи.
При практической реализации предложенного в настоящем изобретении способа получения частиц для предварительной затравки согласно некоторым вариантам реализации количество агента передачи цепи будет составлять 2% или более; или 5% или более; или 10% или более по массе в расчете на общую массу мономера, применяемого в предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки. Согласно некоторым вариантам реализации количество агента передачи цепи будет составлять 30% или менее; или 25% или менее по массе в расчете на массу мономера.
Согласно некоторым вариантам реализации смесь для получения частиц для предварительной затравки согласно настоящему изобретению необязательно дополнительно содержит один или более стабилизаторов. Стабилизаторы представляют собой водорастворимые полимеры, такие как, например, поли(виниловый спирт), простые эфиры целлюлозы и их смеси. Подходящие простые эфиры целлюлозы включают, например, целлюлозу, которая была подвергнута этерификации, при которой некоторые или все H атомы в гидроксильных группах были заменены на алкильные группы, гидроксиалкильные группы, алкилэфирные группы или их смесь. Согласно некоторым из вариантов реализации, в которых один или более стабилизаторов применяют в предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки, количество стабилизатора составляет 1% или более; или 2% или более по массе стабилизатора в расчете на сухую массу исходных затравочных латексных частиц. Независимо, согласно некоторым из вариантов реализации, в которых один или более стабилизаторов применяют в предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки, количество стабилизатора составляет 15% или менее; или 7% или менее по массе стабилизатора в расчете на сухую массу исходных затравочных латексных частиц. Согласно некоторым вариантам реализации в предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки стабилизатор не используется.
Согласно некоторым вариантам реализации некоторые или все исходные затравочные латексные частицы находятся в форме водной дисперсии; указанные исходные затравочные латексные частицы помещают в сосуд; и затем в указанный сосуд добавляют «остальные ингредиенты» (т.е. все ингредиенты смеси для получения способных к набуханию частиц для предварительной затравки, отличные от исходных затравочных латексных частиц). Согласно различным вариантам реализации остальные ингредиенты можно по отдельности добавлять в сосуд, содержащий исходные затравочные латексные частицы; или некоторые или все остальные ингредиенты можно смешивать вместе перед добавление указанной смеси в сосуд, содержащий исходные затравочные латексные частицы; или определенную комбинацию отдельных остальных ингредиентов и смеси остальных ингредиентов можно добавлять в сосуд, содержащий исходные затравочные латексные частицы. Независимо от вышеизложенного, перед добавлением к другим ингредиентам сополимеризуемое поверхностно-активное вещество смешивают с по меньшей мере одним мономером.
Независимо, согласно некоторым вариантам реализации перед добавлением в сосуд, содержащий исходные затравочные латексные частицы, один или более из остальных ингредиентов находятся в форме водной дисперсии. Когда образуется такая водная дисперсия, может быть использован любой способ формирования дисперсии. Например, один или более остальных ингредиентов можно смешивать с водой и одним или более поверхностно-активными веществами с получением эмульсии. Согласно некоторым вариантам реализации эмульсия образуется при смешивании одного или более остальных ингредиентов при наличии механического перемешивания. Согласно некоторым вариантам реализации механическое перемешивание обеспечивает «высокий сдвиг» (т.е. оно придает ингредиентам высокую скорость сдвига).
При получении водной дисперсии с применением механического перемешивания указанное механическое перемешивание можно осуществлять любым способом, приводящим к образованию водной дисперсии. Некоторые подходящие способы механического перемешивания включают, например, встряхивание смеси, перемешивание смеси или пропускание смеси через статичный перемешивающий элемент. Подходящие способы перемешивания включают, например, приведение смеси в контакт с вращающимся устройством, таким как, например, магнитный стержень или мешалка. Одной из подходящих конфигураций вращающегося устройства является, например, закрепление указанного вращающегося устройства в трубе или другом канале и непрерывное пропускание смеси через трубу или другой канал мимо вращающегося устройства. Другой подходящей конфигурацией вращающегося устройства является, например, размещение фиксированного объема смеси и вращающегося устройства в контейнере и вращение вращающегося устройства в фиксированном объеме смеси до образования дисперсии.
Некоторые подходящие мешалки включают, например, аксиально-поточные мешалки (в том числе, например, пропеллерные мешалки и турбины с наклонными лопастями), радиально-поточные мешалки (в том числе, например, мешалки открытого типа с плоскими лопастями, дискообразные мешалки, стреловидные мешалки открытого типа и стреловидные дисковые мешалки), мешалки с гидрокрыльями, мешалки с высоким сдвигом (в том числе, например, прутковые токарные станки, зубчатые мешалки и ротор/статоры) и мешалки с небольшими зазорами (в том числе, например, якорные мешалки, спиральные ленты и скребки для стен). Иногда способ получения дисперсии с помощью мешалки с высоким сдвигом называют «гомогенизацией».
В предложенном в настоящем изобретении способе получения частиц для предварительной затравки ингредиенты смешивают в условиях, при которых мономер способен к полимеризации. Согласно некоторым вариантам реализации такие условия возникают при наличии условий, необходимых инициатору для образования свободных радикалов. Например, согласно таким вариантам реализации при применении инициатора, продуцирующего свободные радикалы, когда температура является достаточно высокой, предполагается, что указанные ингредиенты будут смешивать при температуре, достаточно высокой для того, чтобы инициатор генерировал достаточное количество свободных радикалов, чтобы мономер в смеси был способен к полимеризации. Дополнительно предполагается, что условия, при которых происходит смешивание, также будут обеспечивать другие аспекты, которые могут быть необходимы для протекания полимеризации, такие как, например, перемешивание в достаточной степени для обеспечения смешивания, и, в качестве другого примера, условия транспортировки, обеспечивающие взаимодействие свободных радикалов и мономерных молекул.
Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения средний диаметр частиц для предварительной затравки больше среднего диаметра исходных затравочных латексных частиц. Согласно некоторым вариантам реализации средний диаметр частиц для предварительной затравки согласно настоящему изобретению больше среднего диаметра исходных затравочных латексных частиц в 1,5 раза или больше; или в 2 раза или больше; или в 4 раза или больше. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации средний диаметр частиц для предварительной затравки составляет 0,25 мкм или более; или 0,5 мкм или более; или 1 мкм или более; или 2 мкм.
Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения частицы для предварительной затравки могут иметь средний диаметр от 50 до 300 нанометров. Все значения от 50 до 300 нанометров включены в настоящий документ и раскрыты в настоящем документе; например, частицы для предварительной затравки могут иметь средний диаметр от 70 до 300 нанометров или от 100 до 200 нанометров.
Далее частицы для предварительной затравки можно смешивать со смесью мономеров, содержащей по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, и по меньшей мере одним инициатором с получением олигомерных затравочных частиц. Согласно некоторым вариантам реализации предполагается, что любые или все из по меньшей мере одной смеси мономера/сополимеризуемого поверхностно-активного вещества и по меньшей мере одного инициатора, применяемых при получении олигомерных затравочных частиц, могут представлять одну и ту же смесь и один и тот же инициатор, что и любые или все из по меньшей мере одной смеси мономера/сополимеризуемого поверхностно-активного вещества и по меньшей мере одного инициатора, применяемых при изготовлении частиц для предварительной затравки, могут отличаться от них или представлять собой их смесь. Дополнительно предполагается, что согласно некоторым вариантам реализации указанный процесс (т.е. применение частиц для предварительной затравки для получения олигомерных затравочных частиц) можно повторять столько раз, сколько потребуется.
Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения средний диаметр олигомерных затравочных частиц больше среднего диаметра частиц, способных к набуханию. Согласно некоторым вариантам реализации средний диаметр олигомерных затравочных частиц согласно настоящему изобретению больше среднего диаметра частиц для предварительной затравки в 1,5; или 2; или 3; или 4; или 5 раза. Независимо, согласно некоторым вариантам реализации средний диаметр олигомерных затравочных частиц составляет от 0,1 до 1 мкм; или от 0,5 до 0,75 мкм.
Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения олигомерные затравочные частицы имеют средневесовую молекулярную массу (Mw) от 500 до 10000. Все значения средневесовой молекулярной массы в диапазоне от 500 до 10000 включены в настоящий документ и раскрыты в настоящем документе; например, олигомерные затравочные частицы могут иметь Mw от 500 до 7000, от 600 до 5000 или от 1000 до 3000.
Олигомерные затравочные частицы согласно настоящему изобретению можно использовать для получения акриловых гранулированных частиц, при этом способ получения таких акриловых гранулированных частиц включает, наряду с другими стадиями, смешивание по меньшей мере одного мономера с олигомерными затравочными частицами, при этом указанное смешивание осуществляют в условиях, при которых мономер способен образовывать олигомер или полимер или их смесь. Мономер(ы), применяемые в способе получения акриловых гранул, могут независимо представлять собой одни и те же мономеры или отличаться от любого или всех мономеров, применяемых в смеси мономера/поверхностно-активного вещества, используемой для получения частиц для предварительной затравки и олигомерных затравочных частиц.
В настоящем документе «условия, при которых мономер способен образовывать олигомер или полимер или их смесь» означают условия, при которых полимеризация может протекать эффективно. Чтобы оценить, является ли конкретный набор условий «условиями, при которых мономер способен образовывать олигомер или полимер или их смесь», указанные условия можно поддерживать постоянными, не добавляя или не удаляя каких-либо ингредиентов, при этом можно измерять количество присутствующего мономера. После того, как условия сохранялись постоянными в течение одного часа, в «условиях, при которых мономер способен образовывать олигомер или полимер или их смесь» 5% или более мономера (по массе в расчете на массу мономера, присутствующего в начале одночасового периода) будут взаимодействовать с образованием олигомера или полимера или их смеси. В некоторых случаях с образованием олигомера или полимера или их смеси будут взаимодействовать 10% или более, или 20% или более, или 50% или более мономера.
Полимеризацию при практической реализации предложенного в настоящем изобретении способа получения частиц для предварительной затравки проводят путем обеспечения условий, при которых мономеры могут и действительно взаимодействуют с образованием по меньшей мере одного олигомера или полимера или их смеси. Согласно некоторым вариантам реализации количество мономера, потребляемого при образовании полимера, составляет 90% или более; или 95% или более; или 99% или более по массе потребляемого мономера в расчете на общую массу мономера, используемого в способе получения частиц для предварительной затравки.
Полимеризацию осуществляют путем обеспечения условий, при которых последующие мономеры могут и действительно взаимодействуют с образованием по меньшей мере одного олигомера или полимера или их смеси. Согласно некоторым вариантам реализации количество мономера, потребляемого при образовании полимера, составляет 90% или более; или 95% или более; или 99% или более по массе потребляемого мономера в расчете на общую массу мономера, используемого в способе получения акриловых гранулированных частиц. Мономер(s) можно смешивать с олигомерными затравочными частицами до начала полимеризации, во время полимеризации или осуществлять их комбинацию. Согласно некоторым вариантам реализации будут проведены точно одна стадия смешивания олигомерных затравочных частиц с мономером и точно одна стадия полимеризации последующего мономера. Согласно некоторым вариантам реализации можно осуществить более одной такой стадии смешивания и, независимо, согласно некоторым вариантам реализации можно осуществить более одной стадии полимеризации. Согласно некоторым вариантам реализации после смешивания первой части мономера с олигомерными затравочными частицами и ее полимеризации образовавшуюся композицию можно смешать с одной или более дополнительными частями мономера (каждая из которых может независимо представлять собой одни и те же мономеры или отличаться от мономеров, содержащихся в предыдущих частях, участвующих в процессе), которые затем будут подвергаться полимеризации.
Согласно некоторым вариантам реализации акриловые гранулированные частицы содержат высокомолекулярный полимер или сшитый полимер или их смесь. Согласно некоторым вариантам реализации полимер, полученный путем полимеризации мономера(ов), содержит высокомолекулярный полимер или сшитый полимер или их смесь. Одним из применимых способов определения присутствия сшитого полимера является испытание на растворимость исследуемого полимера; сшитые полимеры обычно не растворимы в любом растворителе. Во многих образцах акриловых гранулированных частиц количество сшитого полимера характеризуется долей акриловых гранулированных частиц, которая не является растворимой. Согласно некоторым вариантам реализации частицы полимерной смолы, полученные путем полимеризации мономера(ов), содержат определенное количество материала, который не является растворимым, составляющее 50% или более; или 75% или более; или 90% или более по сухой массе в расчете на сухую массу акриловых гранулированных частиц. Акриловый гранулированный латекс также не содержит гелевых частиц слишком большого размера.
При нанесении многих промышленных покрытий применяют гранулы. Решетки из гранул можно использовать в составе водных матовых покрытий. Монодисперсные гранулы можно использовать в качестве калибровочных стандартов в биохимических и биомедицинских анализах. Монодисперсные гранулы можно также использовать в качестве общих стандартов для счетчиков форменных элементов крови. Кроме того, гранулированные частицы могут иметь значительное преимущество в разных иммунологических анализах. Однородные монодисперсные гранулы могут функционировать в качестве линз с плавно изменяющимся коэффициентом преломления для оптических дисплеев.
ПРИМЕРЫ
Сравнительный пример 1 (способ 1, полимер для предварительной затравки)
Настоящий пример иллюстрирует получение сшитой полимерной предварительной затравки диаметром 0,25 мкм для получения крупных затравочных частиц в водной дисперсии. Следующие смеси A-C, показанные в таблице 1, были получены с применением деионизированной воды.
Таблица 1
| Смесь | Компонент | Массовые доли |
| A1 | Вода | 180 |
| Карбонат натрия | 0,40 | |
| B1 | н-Бутилакрилат | 98,0 |
| Аллилметакрилат | 1,75 | |
| 1,4-Бутандиол диакрилат | 0,25 | |
| 22,5% водный додецилбензолсульфонат натрия | 2,22 | |
| Вода | 40,8 | |
| C1 | Персульфат натрия | 0,06 |
| Вода | 11,9 |
Реактор, оборудованный мешалкой и конденсатором и заполненный азотом, загружали смесью A1 и нагревали до 83°C. Затем в реактор добавляли 10% эмульгированной смеси B1 и 25% смеси C1. Температуру поддерживали при 83°C и смесь перемешивали в течение 60 минут, после чего в реактор добавляли оставшиеся смесь B1 и смесь C1 при перемешивании в течение 120 минут. Перемешивание продолжали при 83°C в течение 90 минут, после чего содержимое реактора охлаждали до комнатной температуры. Размер частиц полученных предварительных затравок составлял 0,25 мкм согласно измерениям с применением анализатора размеров частиц BI-90a от компании Brookhaven Instruments.
Сравнительный пример 2 (олигомерная затравка)
В этом примере частицы для предварительной затравки в эмульсии, полученной в сравнительном примере 1, выращивали до диаметра 0,56 мкм с помощью н-бутилакрилата, стирола и н-DDM (н-додецилмеркаптана). Следующие смеси A2-G2, показанные в таблице 2, были получены с применением деионизированной воды:
Таблица 2
| Смесь | Компонент | Массовые доли |
| A2 | Карбонат натрия | 0,08 |
| 9,76% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,01 | |
| Вода | 156,00 | |
| B2 | 30,10% водная эмульсия из сравнительного примера 1 | 29,80 |
| C2 | н-Бутилакрилат | 81,80 |
| Стирол | 18,20 | |
| 9,76% водный додецилбензолсульфонат натрия | 4,53 | |
| Вода | 57,50 | |
| D2 | 1-Додекантиол (н-додецилмеркаптан) | 18,80 |
| 9,76% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,58 | |
| Вода | 47,40 | |
| E2 | Персульфат натрия | 0,11 |
| Вода | 47,40 | |
| F2 | трет-Бутилгидропероксид 70% | 0,30 |
| Вода | 15,00 | |
| G2 | Формальдегид-сульфоксилат натрия | 0,20 |
| Вода | 6,67 |
Смесь A2 добавляли в реактор, описанный в сравнительном примере 1, и нагревали до 88°C при перемешивании. Воздух в реакторе заменяли азотом. Когда температура реактора стабилизировалась при 88°C, в реактор загружали смесь B2. Затем при перемешивании в течение 300 минут в реактор добавляли эмульгированные смеси C2 и D2 и смесь E2. Перемешивание продолжали при 88°C в течение 90 минут. Содержимое реактора охлаждали до 65°C. Затем добавляли смеси F2 и G2 и содержимое реактора поддерживали при 65°C при перемешивании в течение 1 часа, после чего содержимое реактора охлаждали до комнатной температуры. Полученные частицы эмульсии имели средний диаметр 0,48 мкм согласно измерениям с применением анализатора размеров частиц № MAL500864 от компании Malvern Instruments.
Ниже в таблице 3 приведены данные по распределению частиц по размерам, фигура 1, для сравнительного примера 2.
Таблица 3
| Положение | Диаметр (нм) | Интенсивность (%) | Ширина (нм) |
| Пик-1 | 475,4 | 93,6 | 291,3 |
| Пик-2 | 1730,0 | 6,4 | 206,5 |
Сравнительный пример 3
Частицы в эмульсии, полученной в сравнительном примере 2, были увеличены в объеме для создания отрицательной линзы диаметром 5 мкм путем применения n-бутилакрилата и аллилметакрилата на стадии I, после которой следовала стадия II сополимеризации метилметакрилата и этилакрилата. Следующие смеси A3-G3, показанные в таблице 4, были получены с применением деионизированной воды:
Таблица 4
| Смесь | Компонент | Массовые доли |
| Стадия I | ||
| A3 | Вода | 138,50 |
| B3 | ||
| Водная эмульсия из примера 2 при 29,88% содержании твердых веществ | 0,105 | |
| C3 | н-Бутилакрилат | 76,80 |
| Аллилметакрилат | 3,20 | |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,28 | |
| Вода | 33,12 | |
| D3 | трет-Бутилпероктоат | 0,427 |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,003 | |
| Вода | 2,96 | |
| Стадия II | ||
| E3 | Метилметакрилат | 19,20 |
| Этилакрилат | 0,80 | |
| F3 | Формальдегид-сульфоксилат натрия | 0,062 |
| Вода | 6,67 | |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,017 | |
| G3 | трет-Бутилгидропероксид 70% | 0,089 |
| Вода | 10,05 | |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,037 |
В реактор, описанный в примере 1, добавляли смесь A3, которую нагревали до 90°C при перемешивании. Воздух в реакторе заменяли азотом. Когда температура реактора стабилизировалась при 90°C, в реактор загружали смесь B3. Содержимое реактора перемешивали при 60°C в течение 1 часа. Смесь D3 эмульгировали с помощью гомогенизатора и загружали в реактор. После 1 часа перемешивания при 60°C реактор постепенно нагревали до 65-70°C при одновременном протекании экзотермической полимеризации. После достижения максимальной температуры перемешивание продолжали при одновременном охлаждении реактора до 73°C в течение 30 минут. Затем половину смеси F3 загружали в реактор. Далее смеси E3, оставшуюся часть F3 и G3 по отдельности добавляли в реактор в течение 2 часов. Температуру поддерживали в диапазоне от 73 до 75°C и продолжали перемешивание в течение 1 часа до охлаждения реактора до комнатной температуры. Полученные частицы эмульсии имели средний диаметр 4,71 мкм, при этом 0,1% частиц слишком большого размера имели размер в диапазоне от 19,71 до 27,78 мкм согласно измерениям с применением анализатора размеров частиц с дисковой центрифугой от компании CPS.
Пример 4 – Синтез 250 нм затравки с применением поверхностно-активного вещества Trem Lf-40
Смеси, применяемые для такого синтеза, показаны в таблице 5. Исходную смесь A4 (затравочные частицы и деионизированную воду) загружали в стеклянные бутылки. Указанную смесь барботировали азотом в течение 5 минут для удаления всего кислорода. Бутылку герметизировали и помещали в водяную баню Thermo Scientific (устанавливали температуру на уровне 85°C и скорость на уровне 60 об/мин). Мономерную смесь барботировали азотом в течение 5 минут. Затем мономерную эмульсию B4 гомогенизировали, используя Cat X-250 при 2K об/мин в течение 5 минут. Далее с помощью шприца гомогенизированную мономерную эмульсию переносили в бутылку. В реактор загружали смесь C4. Реакция достигала экзотермического пика через 2 часа. Температуру водяной бани поддерживали при 85°C в течение всей реакции. Далее в бутылку загружали смеси D4, E4 и F4. Через 1 час бутылку охлаждали до комнатной температуры. Полученные частицы эмульсии отфильтровывали через ситовую ткань. Средний диаметр частиц составлял 0,25 мкм.
Таблица 5
| Смесь | Компонент | Массовые доли |
| A4 | E-2086 (затравка) | 4 |
| Деионизированная вода | 170 | |
| B4 | Бутилакрилат | 117,61 |
| Аллилметакрилат | 2,1 | |
| 1,4-Бутандиол диметакрилат | 0,3 | |
| Trem LF-40 (36%) | 0,67 | |
| Деионизированная вода/жидкость для промывки | 40/1 | |
| C4 - Инициатор | Персульфат калия | 0,65 |
| Деионизированная вода/жидкость для промывки | 5/3 | |
| D4 -ускоритель окисления-восстановления | Железо (0,1%) | 0,008 |
| E4 | Бисульфат натрия | 0,0298 |
| Деионизированная вода/жидкость для промывки | 5/3 | |
| F4 | трет-Бутилгидропероксид | 0,0205 |
| Деионизированная вода/жидкость для промывки | 5/3 |
Пример 5
Полученные в примере 4 частицы для предварительной затравки в эмульсии, полученной на начальной стадии, выращивали до диаметра 0,56 мкм, используя н-бутилакрилат, стирол и н-DDM. Следующие смеси A5-G5 были получены с применением деионизированной воды. Используемые смеси показаны в таблице 6.
Таблица 6
| Смесь | Компонент | Массовые доли |
| A5 | Карбонат натрия | 0,08 |
| 9,76% водный TREM LF 40 | 0,01 | |
| Вода | 156,00 | |
| B5 | 30,10% водная эмульсия из примера 4 | 29,80 |
| C5 | н-Бутилакрилат | 81,80 |
| Стирол | 18,20 | |
| 9,76% водный TREM LF 40 | 4,53 | |
| Вода | 57,50 | |
| D5 | н-DDM | 18,80 |
| 9,76 водный TREM LF 40 | 0,58 | |
| Вода | 15,00 | |
| E5 | Персульфат натрия | 0,11 |
| Вода | 47,40 | |
| F5 | трет-Бутилгидропероксид 70% | 0,30 |
| Вода | 15,00 | |
| G5 | Формальдегид-сульфоксилат натрия | 0,20 |
| Вода | 6,67 |
Смесь A5 добавляли в реактор, используемый на первой стадии, и нагревали до 88°C при перемешивании. Воздух в реакторе заменяли азотом. Когда температура реактора стабилизировалась при 88°C, в реактор загружали смесь B5. Затем в реактор при перемешивании в течение 300 минут добавляли эмульгированные смеси C5 и D5 и смесь E5. Продолжали перемешивание при 88°C в течение 90 минут. Содержимое реактора охлаждали до 65°C. Добавляли смеси F5 и G5 и поддерживали содержимое реактора при 65°C при перемешивании в течение 1 часа, после чего содержимое реактора охлаждали до комнатной температуры. Диаметр полученных частиц эмульсии составлял 0,58 мкм согласно измерениям с применением анализатора размеров частиц № MAL500864 от компании Malvern Instruments.
Кривые распределения частиц по размерам, показанные на фигуре 2, свидетельствуют о наличии двух мод, ниже в таблице 7 приведены соответствующие статистические данные.
Таблица 7: Данные по распределению частиц по размерам для примера 4, олигомерная затравка, полученная с применением TREM LF-40.
| Положение | Диаметр (нм) | Интенсивность (%) | Ширина (нм) |
| Пик- 1 | 577,4 | 92,9 | 212,2 |
| Пик-2 | 69,37 | 7,1 | 9,0 |
Следует отметить, что было обнаружено заметное различие между двумя олигомерными затравками (сравнительный пример 2 и пример 5), связанное с наличием широкого распределения с основной модой и наличием второй моды, соответствующей значительно большему диаметру (размеру) частиц по сравнению с распределением частиц по размерам, полученным для олигомерной затравки (пример 5), полученной с применением сополимеризуемого поверхностно-активного вещества. Последняя кривая распределения частиц по размерам показывает наличие двух мод: основная и второстепенная моды обе находятся в пределах ожидаемого среднего диаметра (размера) частиц ≤ 0,6 мкм. Наличие небольшой моды не влияет негативно на конечное распределение частиц по размерам олигомерной затрави. Это связано с тем, что разрастание затравки не выйдет за пределы заранее заданного значения (5 мкм) ожидаемого размера частиц при применении олигомера в качестве затравки в постсинтезе гранулированных частиц.
Пример 6
Частицы в эмульсии, полученные в примере 5, были увеличены в объеме для создания отрицательной линзы диаметром 5 мкм путем применения н-бутилакрилата и аллилметакрилата на стадии I, после которой следовала стадия II сополимеризации метилметакрилата и этилакрилата. Следующие смеси A6-G6, показанные в таблице 8, были получены с применением деионизированной воды:
Таблица 8
| Смесь | Компонент | Массовые доли |
| Стадия I | ||
| A6 | Вода | 138,50 |
| B6 | ||
| Водная эмульсия из примера 5 при 29,88% содержании твердых веществ | 0,105 | |
| C6 | н-Бутилакрилат | 76,80 |
| Аллилметакрилат | 3,20 | |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,28 | |
| Вода | 33,12 | |
| D6 | трет-Бутилпероктоат | 0,427 |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,003 | |
| Вода | 2,96 | |
| Стадия II | ||
| E6 | Метилметакрилат | 19,20 |
| Этилакрилат | 0,80 | |
| F6 | Формальдегид-сульфоксилат натрия | 0,062 |
| Вода | 6,67 | |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,017 | |
| G6 | трет-Бутилгидропероксид 70% | 0,089 |
| Вода | 10,05 | |
| 10% водный додецилбензолсульфонат натрия | 0,037 |
A6 добавляли реактор, используемый на первой стадии, и нагревали до 90ºC при перемешивании. Воздух в реакторе заменяли азотом. Когда температура реактора стабилизировалась при 90ºC, в реактор загружали смесь B6. Смесь C6 эмульгировали с помощью гомогенизатора и загружали в реактор. Содержимое реактора перемешивали при 60ºC в течение 1 часа. Смесь D6 эмульгировали с помощью гомогенизатора и загружали в реактор. После 1 часа перемешивания при 60ºC реактор постепенно нагревали до 65-70ºC при одновременном протекании экзотермической полимеризации. После достижения максимальной температуры продолжали перемешивание при одновременном охлаждении реактора до 73ºC в течение 30 минут. Затем в реактор загружали половину смеси F6. Далее в реактор в течение 2 часов по отдельности добавляли смеси E6, оставшуюся часть F6 и G6. Температуру поддерживали в диапазоне от 73 до 75ºC и продолжали перемешивание в течение 1 часа до охлаждения реактора до комнатной температуры. Диаметр полученных частиц эмульсии составлял 4,32 мкм, при этом 0,0% частиц слишком большого размера имели размер в диапазоне от 19,95 до 28,32 мкм согласно измерениям с применением анализатора размеров частиц с дисковой центрифугой от компании CPS.
1. Способ получения акриловых гранулированных частиц, включающий смешивание по меньшей мере одного мономера с олигомерными затравочными частицами и по меньшей мере одним инициатором, при этом указанное смешивание осуществляют в условиях, при которых по меньшей мере один мономер способен образовывать олигомер или полимер или их смесь,
при этом указанные олигомерные затравочные частицы получены способом, при осуществлении которого:
получают частицы для предварительной затравки смешиванием исходных затравочных латексных частиц; мономерной смеси, содержащей по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, по меньшей мере один инициатор; и агента передачи цепи с получением частиц для предварительной затравки, и
смешивают указанные частицы для предварительной затравки, мономерную смесь, содержащую по меньшей мере один мономер и по меньшей мере одно сополимеризуемое поверхностно-активное вещество, и по меньшей мере один инициатор с получением олигомерных затравочных частиц.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сополимеризуемое поверхностно-активное вещество выбрано из группы, состоящей из неионных поверхностно-активных веществ, ионных поверхностно-активных веществ, амфотерных поверхностно-активных веществ и их комбинаций.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что средний диаметр частиц для предварительной затравки составляет от 50 до 300 нм.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что средний диаметр олигомерных затравочных частиц составляет от 0,1 до 1 мкм.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что средневесовая молекулярная масса олигомерных затравочных частиц составляет от 500 до 10000.
