[发明专利]可溶解和/或可分散在水中和有机溶剂中的刚性基体组成梯度共聚物

说明书

本发明涉及可溶解和/或可分散在水中和有机溶剂中且通过受控的自由基聚合得到的刚性基体组成梯度共聚物，所述共聚物呈现两亲性质，即它们呈现亲水部分和疏水部分两者。

本发明还涉及用于制备这样的共聚物的方法和这些共聚物的水溶解的方法。

这些共聚物应用于许多领域，特别是需要这种类型的共聚物的水溶解的领域，如表面处理的领域，特别是涂料或粘合剂，或者还有例如化妆品领域，和颜料分散体。

因此，本发明的一般领域是两亲共聚物。

背景技术

两亲共聚物是在它们的结构中包含至少亲水部分和至少疏水部分的共聚物，所述亲水部分由带有至少一种亲水官能团的单体聚合产生，所述疏水部分由带有至少一种疏水官能团的单体聚合产生。

这些共聚物可通过各种聚合技术如阴离子聚合、常规的自由基聚合或受控的自由基聚合制备。

由常规的自由基聚合产生的两亲共聚物通常是无规共聚物，它们中的一些特别地以ASR(碱溶性树脂)的术语已知。这些共聚物由疏水单体如苯乙烯或α-甲基苯乙烯和亲水单体如丙烯酸或甲基丙烯酸形成。在ASR中可提及来自JohnsonPolymer的Joncryl共聚物(苯乙烯-丙烯酸类树脂)的实例、Neocryl产品(苯乙烯-丙烯酸类共聚物)的实例和Haloflex产品(乙烯基-丙烯酸类共聚物)的实例。

由常规的自由基聚合产生的无规共聚物的缺点是它们呈现出在各聚合物链之间非均匀分布的单元。由此仍然存在以下事实：聚合物链的一些部分可为非常亲水的，因此包括高比例的由亲水单体聚合产生的单元，而另外的部分可为非常疏水的。

克服聚合物链的组成中的非均匀性所固有的问题的一种解决方法是通过受控的自由基聚合进行聚合物的合成。因此这种类型的聚合使得可产生共聚物，所述共聚物的聚合物链的化学组成是均匀的并且链与链之间类似。

由受控的自由基聚合常规产生的两亲共聚物大部分是嵌段共聚物，其各嵌段呈现出特定性质。

然而，制备这样的共聚物的方法经常是长的和昂贵的，并且需要多阶段合成。这是因为为了形成至少两种嵌段，嵌段共聚物的制备涉及至少两个聚合阶段的次序，在它们之间插入将第一阶段结尾存在的残留单体脱挥发分的阶段。

因此，本发明人的目的是提供组成梯度共聚物，其不呈现在相同链中组成非均匀性的问题和嵌段共聚物的合成所固有的问题。

包含两种或更多种不同单体的组成梯度共聚物是已知的，例如由文献US2007/0128127已知，该文献教导了包含2～25重量％的亲水单体、50～90重量％的Tg小于或等于20℃的单体和5～25重量％的另外的单体的组合物通过当以添加有硅酮的水配料的形式使用时防止头发的脱色而适合用于头发处理。其它组成梯度共聚物描述于文献WO 2008/079677、US 2004/180019和WO 2007/140192中。

本发明着手提供新的组成梯度共聚物。

发明内容

因此，根据第一主题，本发明涉及组成梯度共聚物，包含：

-由至少一种第一单体M₁聚合产生的重复单元，所述第一单体M₁的相应均聚物呈现小于20℃的玻璃化转变温度Tg₁，所述重复单元占15～40重量％，有利地20～35重量％，相对于所述共聚物的总重量；

-由至少一种第二单体M₂聚合产生的重复单元，所述第二单体M₂的相应均聚物呈现大于20℃的玻璃化转变温度Tg₂，所述重复单元占45～65重量％，有利地50～62重量％，相对于所述共聚物的总重量；

-由至少一种第三单体M₃聚合产生的亲水重复单元，所述重复单元占10～25重量％，有利地13～21重量％，相对于所述共聚物的总重量。

规定术语“组成梯度共聚物”理解为表示其中单体的局部组成沿着聚合物链连续变化的共聚物，这种组成是已集合的单体的反应性的函数。组成梯度共聚物区别于其中局部组成沿着链不连续变化的嵌段共聚物，并且它们也区别于在组成方面不呈现连续变异的无规共聚物。

Tg₁在-150℃和20℃之间，且优选在-120℃和15℃之间。

玻璃化转变温度是通过差示扫描量热法(DSC)测量的。

本发明的组成梯度共聚物可呈现30000g/mol～70000g/mol，优选40000g/mol～60000g/mol的重均分子量，和小于2的多分散指数。