[发明专利]聚合物产品以及使用RAFT剂的界面聚合反应法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物包封的固体颗粒材料，涉及在固体颗粒材料的表面聚合 单体形成聚合物的方法，并涉及包含聚合物包封的固体颗粒材料的产品。聚合 物包封的固体颗粒材料特别适合用于涂料配方，因此着重于该应用来方便地描 述本发明。但是，应当理解所述聚合物包封的固体颗粒材料可以用于各种其他 应用。

背景技术

在固体颗粒材料表面沉积聚合物可以提供聚合物/颗粒材料复合物，这些 复合物可以用于各种应用。例如，可以沉积聚合物来涂布和包封颗粒材料。这 时，可以用聚合物涂层来保护颗粒材料以免受到外界环境的影响，从而实现颗 粒材料向外界环境的受控释放，并且/或者改变出现在外界环境中的颗粒材料 的表面特性。作为恰当的例子，可以用聚合物包封的杀虫剂、除草剂或药用颗 粒材料来提供控释的产品。或者，可以用聚合物包封的颜料颗粒材料来提高漆 类配方的某些特性。

对于包含这些聚合物/颗粒材料复合物的产物的效用和可靠性，一般希望 所述聚合物以相对受控、均匀和可重现的方式沉积在颗粒材料表面上。颗粒材 料被包封并且分散在主体聚合物基质中时，一般还希望所述颗粒材料均匀分散 在所述基质中。

到目前为止，用聚合物包封固体颗粒材料的常用途径包括将颗粒材料分散 在包含预先形成的聚合物的液体介质中。通过将聚合物溶解在溶剂中，或者通 过简单地熔融聚合物，可以形成所述液体介质。或者，可以将颗粒材料分散在 随后聚合形成聚合物的单体中。但是，成功应用这些方法的能力常常高度依赖 于所述聚合物和/或颗粒材料。而且，常常需要使用分散剂(即具有表面活性的 试剂，例如表面活性剂)来促进颗粒材料在涂布介质中的分散。以这种方式使 用常规分散剂会对使用聚合物/颗粒材料复合物的最终产物造成不利影响。尤 其是常规分散剂倾向于发生迁移和局部化，从而不利地改变产物的润湿特性。

使用常规技术来沉积聚合物来涂布和包封颗粒材料的另一个问题是，这些 常规技术通常几乎不能控制用各种厚度的相对均匀的聚合物层来可重现地涂 布颗粒材料。

作为用预先制备的聚合物涂布颗粒的替代方法，已经尝试使用常规的自由 基聚合方法在颗粒材料表面形成聚合物。但是，这些尝试通常是不成功的。具 体地说，使用常规的自由基聚合技术使单体在颗粒材料表面聚合的方法一般不 太好控制，倾向于在颗粒表面上形成小突起或不均匀的聚合物，而不是形成均 匀的聚合物涂层。

已经报道了许多其它在固体颗粒材料表面上沉积聚合物的方法。但是，这 些方法一般几乎不能加强对聚合物沉积的控制，并且/或者在工业上是不可行 的。

因此，仍然需要以可控方式在固体颗粒材料表面沉积聚合物的工业可行方 法。这种方法优选是增强而高效的，能够应用于各种聚合物以及颗粒种类和尺 寸。

发明内容

本发明提供使单体聚合从而在固体颗粒材料表面上形成聚合物的方法，所 述方法包括：

提供所述固体颗粒材料在连续的亲水性液相中的分散体，所述分散体包含 亲水性RAFT剂作为所述固体颗粒材料的稳定剂，所述连续的亲水性液相包含 一种或多种烯键式不饱和单体；和

在所述亲水性FAFT试剂的控制下使所述一种或多种烯键式不饱和单体聚 合，从而在所述固体颗粒材料表面上形成聚合物。

假设在RAFT剂和连续液相之间为类似的极性(即，都是亲水性)，预期在 这些条件下聚合物更容易在独立于分散的颗粒材料的主体液相中形成。惊奇的 是，目前发现在亲水性液相中的亲水性RAFT剂能够控制单体在分散的固体颗 粒材料表面上的聚合优先于促进单体在主体亲水性液相中的聚合。

从本质上说，本发明的方法提供独特的界面聚合技术，使聚合物能以基本 上可控和可重现的方式在固体颗粒材料表面上形成。前提条件是所述固体颗粒 材料能够分散在连续的亲水性液相中，所述颗粒可以是任何形状或尺寸。

通过该方法提供的控制，能够以基本均匀的方式在固体颗粒材料表面上形 成聚合物，并且可以提供特定的厚度。这种控制有利地使得颗粒材料能够被所 需厚度的聚合物包封，从而提供聚合物包封的颗粒材料在亲水性液体中的分散 体。或者，使这种聚合反应继续进行并且形成足够的聚合物团块时，包封颗粒 材料的聚合物会发生聚结，从而提供颗粒材料基本均匀地分散在其中的聚合物 团块。