[发明专利]乙酸乙烯酯和环状烯酮缩醛单体的共聚物粒子的水性分散体的制备

说明书

本发明涉及一种包含以下步骤的方法：a)在乳液聚合条件下使乙酸乙烯酯；环状烯酮缩醛单体；和单烯键式不饱和酸单体或其盐接触；以形成共聚物粒子的水性分散体，所述共聚物粒子包含乙酸乙烯酯、所述环状烯酮缩醛和所述单烯键式不饱和酸单体或其盐的结构单元；其中所述环状烯酮缩醛单体的特征在于以下结构：其中n和R基团如本文所定义。本发明的所述方法提供一种基本上不含挥发性有机溶剂的水性分散体，并且提供一种适用于例如制造可生物降解包装产品的易于降解的聚合物。

背景技术

本发明涉及聚合物粒子的水性分散体的制备，所述聚合物粒子包含乙酸乙烯酯和环状烯酮缩醛单体的结构单元。

乙酸乙烯酯(VA)和环状烯酮缩醛(CKA)单体(如2-亚甲基-1,3-二氧杂环庚烷(MDO))的共聚物特别适用于需要聚合物主链降解的应用，如可降解包装，或需要对基于聚合物的薄膜和表面涂层进行物理腐蚀的应用。这些共聚物被描述为在有机溶剂存在下制备，如(例如)在《聚合物杂志(Polym.J.)》2009,41,650-660；《聚合物化学(Polym.Chem.)》2012,3,1260-1266；《聚合物化学(Polym.Chem.)》2015,6,7447-7454；和US 1996/5541275中所公开的。

有机溶剂用于制备含CKA的聚合物，因为已知CKA为水解不稳定的。举例来说，MDO在水中水解形成乙酸4-羟丁酯，从而降低MDO的结构单元掺入到共聚物主链中的效率。因此，MDO的水解不稳定性要求使用不起反应的有机溶剂；不利的是，这些溶剂由于其高成本、与其去除、回收和再循环相关联的成本以及其对最终分离产物中的残余挥发性有机溶剂的贡献而为不期望的。

因此，找到一种以显著减少不想要的水解副产物形成的方式来制备水基VA-CKA共聚物的方式将为有利的。

发明内容

本发明通过提供一种包含以下步骤的方法来满足本领域的需要：a)在乳液聚合条件下在30℃至55℃范围内的温度下并且在6.0至9.0范围内的pH下使：1)75至98.5重量份的乙酸乙烯酯；2)1至20重量份的环状烯酮缩醛单体；和3)0.05至5重量份的单烯键式不饱和酸单体或其盐接触；以形成共聚物粒子的水性分散体，所述共聚物粒子包含乙酸乙烯酯、环状烯酮缩醛和单烯键式不饱和酸单体或其盐的结构单元；其中环状烯酮缩醛单体的特征在于以下结构：

其中n为0、1或2；

R为H或C₁-C₆烷基；

R¹和R²各自独立地为H、C₁-C₁₂烷基、苯基或乙烯基；或R¹和R²与其所连接的碳原子一起形成稠合苯环或稠合C₃-C₇环脂族环；和

R^1'和R^2'各自独立地为H或C₁-C₁₂烷基；或R¹和R^1'和/或R²和R^2'形成环外双键；

其条件是当n为1时：

R³和R^3'各自独立地为H、C₁-C₁₂烷基、苯基，或R³和R^3'形成环外双键或螺环脂族基团或螺-2-亚甲基-1,3-二氧杂环庚烷基团；

其另一条件是当n为2时：

每个R³为H、C₁-C₁₂烷基，或与其所连接的碳原子一起形成双键、稠合苯环或稠合C₃-C₇环脂族环。