[發明專利]用于制備單分散聚合物顆粒的方法

有效

• 申請號: 00807047.4
• 申請日: 2000-04-10
• 公開（公告）號: CN1362973A
• 公開（公告）日: 2002-08-07
• 發明（設計）人: A·喬格達爾;E·M·阿克思奈斯;G·弗奴姆;A·E·默特比爾格;R·諾達爾;H·派特爾森;T·塔尼比;S·M·斯塔勒;E·溫格;F·K·漢森;S·S·諾德博;O·A·奧尼;A·T·比爾格;J·O·彼喬谷姆;T·艾林森;J·伍格斯塔德
• 申請（專利權）人: 迪納爾帕蒂克勒斯有限公司
• 主分類號: C08F257/02
• 分類號: C08F257/02;C08F265/04;C08F291/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 陳季壯

本發明涉及在基本上單分散聚合物顆粒的制備方法上的改進。

單分散聚合物顆粒(即，具有低于10％，優選低于5％和更優選低于3％的變異系數的顆粒)早在幾年前就可商購得到，在許多技術領域獲得應用，例如在制藥工業、在分離方法、作為調色劑、作為過濾器、作為間隔劑等。

聚合物珠粒可以通過把單體和聚合引發劑(或催化劑)擴散到在水性分散體中的聚合物種子中來生產。種子溶脹，以及在例如通過加熱以激活引發劑來引發聚合之后，生產了較大的聚合物顆粒。歸因于溶脹和聚合的最大體積增加是大約×5或×5以下。已故教授John?Ugelstad發現，種子溶脹的能力能夠增加到×125的體積增加或者甚至更高，如果在使用大量單體溶脹種子之前把具有相對低分子量和低水溶性的有機化合物分散到種子中的話。效果是基于熵，而不特定在于有機化合物的化學性質。有利的是，聚合引發劑可以用于該目的。有機溶劑例如丙酮或相對小部分的單體可以用于增強有機化合物至種子的擴散。該“Ugelsad聚合方法”(例如描述在EP-B-3905(Sintef)和US-A-4530956(Ugelstad)中)可以用于生產單分散顆粒，如果必需進行幾個溶脹和聚合階段以達到所需粒度。

WO92/16581(Cornell?Research?Foundation)也描述了單分散顆粒，尤其大孔聚合物珠粒的制備方法。所描述的方法使用含可溶性聚合物顆粒、單體相和水的三相乳液。三相乳液還包括乳化劑和懸浮穩定劑。聚合物顆粒經歷溶脹，吸收隨后聚合的單體。在該方法中，可溶性聚合物種子顆粒用作形狀/尺寸調節劑和用作開孔劑。初始(即在溶脹前)顆粒具有大約0.5-10μm的直徑，2-5μm是最優選的，且可通過普通工藝如乳液或分散體聚合來生產。

在Ugelstad方法的簡化變型中，提高溶脹的能力可以簡單通過使用低聚種子顆粒來獲得，例如其中低聚物重均分子量對應于至多50單體單元或至多5000道爾頓。

描述在EP-B-3905和US-A-4530956中的方法(它的公開內容在這里引入供參考)和簡化Ugelstad方法是相對復雜的和無效率的。描述在WO92/16581中的方法比在EP-B-3905和US-A-4530956中公開的那些沒有特別改進。WO?92/15681的實質似乎是基本均勻尺寸的大孔聚合物珠粒的生產，大孔徑通過從所得不溶性膨脹珠粒中萃取(初始)可溶性聚合物來獲得。在本領域中，眾所周知的是，將位阻穩定劑添加到聚合物種子的分散體聚合反應中能夠用于控制珠粒的尺寸；因此，WO?92/16581的該特征似乎表示不過是將明顯和公知有利的工藝特征任意引入到該發明的方法中。

對所有這些方法的改進，尤其使得更容易生產具有不同化學或物理特性的單分散聚合物顆粒的改進存在著需求。

重要的是，在水相中使用聚合位阻穩定劑以便避免在聚合階段中所需粒度顆粒的聚結和尺寸過小的顆粒的形成。令人驚奇的是，已經發現，在其中溶脹產生尺寸在25μm以下的顆粒的情況下，粒度過小顆粒的形成通過使用聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作為位阻穩定劑來基本上避免，而在溶脹產生尺寸在5μm以上的顆粒的情況下，纖維素醚可有效用作位阻穩定劑。雖然PVP能夠用于穩定16μm以上的顆粒，但尤其優選用于至多16μm的顆粒。

因此，從一個方面來看，本發明提供了用于制備單分散聚合物顆粒的方法，該方法包括：

1)或者

(a)形成包括以下組分的水性分散體：(i)單分散可溶脹的種子聚合物(或低聚物)顆粒，(ii)包含分子量在5000道爾頓以下和在25℃下水溶性低于10^-2g/L的有機化合物(例如聚合引發劑)的液滴，(iii)陰離子表面活性劑，和任選的(iv)有機溶劑，其中所述有機化合物是可溶的，

和(b)讓所述有機化合物擴散到所述種子顆粒中

或者

(a)形成包括單分散可溶脹的種子低聚物顆粒和優選陰離子表面活性劑的水性分散體；

2)使種子顆粒的水性分散體與單體(在所述有機化合物存在的情況下，該單體的水溶性比所述有機化合物高至少10倍)，以及假如需要時的水溶性位阻穩定劑，假如需要時的開孔劑(porogen)，和假如需要時的聚合引發劑接觸，以及讓所述單體擴散到所述種子顆粒中以形成溶脹種子顆粒的水性分散體；和

3)在溶脹種子顆粒的水性分散體中引發所述單體聚合，特征在于

在所述溶脹顆粒的眾數直徑(mode?diameter)大于5μm的情況下，那么在聚合過程中所述溶脹種子顆粒的水性分散體的水相進一步含有作為位阻穩定劑的水溶性纖維素醚。