[发明专利]交联剂及双基固化聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及交联剂及采用该交联剂提供聚合物组合物的用途。该聚合物组合物包含具有两种或多种单体和两种或多种交联剂的单体单元。该聚合物可用作用于眼科用透镜的光学聚合材料。

背景技术

用N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)制备的水凝胶接触镜材料预期具有比较高的含水量，以及由此可接受水平的氧渗透性。例如，经常将NVP与丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯如甲基丙烯酸甲酯共聚，以提供通常具有50wt％到80wt％含水量的透镜材料。然而，由于NVP的N-乙烯基基团和烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的丙烯酰或甲基丙烯酰基团之间可聚合性的差异，这样的共聚物难以以受控方式合成。通常会观察到聚合物透镜材料的相分离和相应的透明度下降，或者透镜材料的机械性能随透镜吸水而恶化。

在克服NVP和烷基丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯之间差异的努力中，US4,547,543描述了使用N-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮(NMMP)。据记载NMMP具有与其它丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯单体的优越的可聚合性，且仍然提供了NVP要求的必要的亲水特性。因此，该’543专利描述了一种基本上由以下物质组成的共聚物：(a)占总单体单元50-95重量份的NMMP和NVP，其中25-100份是NMMP，0-75份是NVP；和(b)占总单体单元约5-50重量份的增强单体单元，其主要由至少一种选自以下组中的单体构成：丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，苯乙烯，烷基苯乙烯类，丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸苄基酯。

US 3,949,021描述了一种解决上述问题的稍有不同的方法。该专利’021描述了在聚(NVP)中捕获或者包封一种已经形成的不溶于水的聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚苯乙烯，或者聚(醋酸乙烯酯))。另外，McCable等的美国专利(US 6,822,016和US 7,052,131)描述了一种由高分子量亲水性聚合物和硅酮单体来制备聚合物的眼科透镜材料的方法。McCable方法在已经形成的亲水性聚合物，例如分子量不小于约100,000道尔顿的聚(NVP)存在下聚合硅酮单体。

包括两种或多种具有两种非常不同的反应竞聚率的自由基单体和单一交联剂的常规聚合物配方可提供两种单体主要以两种均聚物共存的聚合物。在聚合反应的起始阶段，一种单体优先与交联剂反应，只有在那种单体基本上消耗完之后，第二种单体才开始与交联剂反应。在一些情况下，交联剂与第二种单体反应竞聚率的较大差异可能导致相对大量的未反应第二单体或低聚物，这些必须在后来从聚合物中除去。这在生产成本(产率)方面是非常低效的，并且对材料的性能有害。另外，通常很难一批一批地制备在各种反应条件下都保持在设计规格内的聚合物。

由两种不同的单体(其中一种是交联剂)的反应形成的聚合物的理论组成由下式确定：

dn₁/dn₂＝(N₁/N₂)(r₁N₁+N₂)/(r₂N₂+N₁)

其中n₁是在共聚物中单体1的摩尔数，n₂是共聚物中单体2的摩尔数，N₁和N₂分别是单体1和2在单体混合物中的摩尔数，r₁和r₂是单体反应竞聚率。所述反应竞聚率是根据下面的聚合反应、通过增长速率常数k₁₁、k₁₂、k₂₂和k₂₁来定义。

M₁*+M₁→M₁M₁*k₁₁

M₁*+M₂→M₁M₂*k₁₂

M₂*+M₂→M₂M₂*k₂₂

M₂*+M₁→M₂M₁*k₂₁，