[發(fā)明專利]冷水溶性聚乙烯醇/丙烯酸烷基酯共聚物及其膜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180068093.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN103403043A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·維卡里;B·汗恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 積水精細(xì)化工美國(guó)有限公司
• 主分類號(hào): C08F218/08
• 分類號(hào): C08F218/08;C08F220/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 徐國(guó)棟;林柏楠

優(yōu)先權(quán)要求

該非臨時(shí)申請(qǐng)要求保護(hù)2010年12月22日提交的標(biāo)題為“形成具有改善水溶解度的聚乙烯醇的方法”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/459,979的提交日期的益處。由此要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.61/459,979的優(yōu)先權(quán)并通過引用將其公開內(nèi)容并入該申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般性地涉及水溶性聚乙烯醇(PVOH)聚合物和制品，尤其是用于包裝和包封顆粒產(chǎn)物的膜。本發(fā)明冷水溶性PVOH/丙烯酸烷基酯共聚物具有單體的基本無規(guī)分布，這反應(yīng)在其冷水溶解度和GPEC色譜圖中。

背景

聚乙烯醇(PVOH)為通常通過將聚乙酸乙烯酯醇解，通常稱為水解或皂化而制備的合成樹脂。其中基本所有乙酸酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化成醇基團(tuán)的完全水解PVOH為強(qiáng)氫鍵合的高度結(jié)晶聚合物，其僅溶于大于約140°F(60℃)的熱水中。如果在聚乙酸乙烯酯水解以后容許保留足夠數(shù)目的乙酸酯基團(tuán)，則PVOH聚合物稱為部分水解的，它是更弱氫鍵合且更少結(jié)晶的，且可溶于小于約50°F.(10℃)的冷水中。完全和部分水解PVOH類型通常稱為PVOH均聚物，盡管部分水解類型在技術(shù)上為乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物。

術(shù)語PVOH共聚物通常用于描述聚合物，所述聚合物通過乙酸酯，通常乙酸乙烯酯，和另一單體如烯屬不飽和單體如2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸的共聚物水解而得到；參見Vicari的美國(guó)專利Nos.：7,932,328；7,790,815；7,786,229和6,818,709。可通過改變共聚單體的種類和量來調(diào)整PVOH共聚物至所需膜特征。

本領(lǐng)域中已知許多PVOH共聚物由于其結(jié)構(gòu)而可以比部分水解類型的PVOH均聚物快得多地溶于冷水中。因此，這類共聚物發(fā)現(xiàn)在制造用于各種液體和粉化產(chǎn)品，包括農(nóng)用化學(xué)品、家用和工業(yè)清潔化學(xué)品、洗衣店洗滌劑、水處理化學(xué)品等的單位劑量呈現(xiàn)的包裝膜中的相當(dāng)用途。然而，不是所有PVOH共聚物都具有理想和最佳的水溶解度以用于制造用于各種液體和非液體(例如粉化)產(chǎn)品的單位劑量呈現(xiàn)或者包封這些產(chǎn)品，包括肥料、農(nóng)用化學(xué)品、家用和工業(yè)清潔化學(xué)品、洗衣店洗滌劑、水處理化學(xué)品等的包裝膜。

發(fā)明概述

申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過控制連續(xù)聚合方法中相對(duì)于乙酸乙烯酯單體進(jìn)料的丙烯酸烷基酯(AA)單體進(jìn)料，制備為冷水溶性且基本不含組成偏移的聚合物。共聚合方法優(yōu)選包括將AA的量分成兩部分，使第一部分AA與所有所需乙酸乙烯酯單體(VAM)在第一反應(yīng)器中共聚合，并將僅其余AA加入第二反應(yīng)器中，并與來自第一反應(yīng)器的共聚物聚合。當(dāng)皂化時(shí)，具有共聚單體組成的基本無規(guī)分布的PVOH具有在冷水中非常改善的溶解度。產(chǎn)物特別用于膜以包裝和包封顆粒或液體產(chǎn)品。可提供的包囊產(chǎn)品包括肥料或其它農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、藥物產(chǎn)品、生物醫(yī)藥產(chǎn)品和化妝產(chǎn)品。

本發(fā)明聚合物顯示出小于3分鐘，通常小于2分鐘的特征冷水溶解時(shí)間，且優(yōu)選顯示出1分鐘或更少的特征冷水溶解時(shí)間。類似地，冷水膜崩解時(shí)間通常為小于2分鐘，通常小于1分鐘，優(yōu)選45秒或更少。

特征冷水溶解時(shí)間和特征冷水膜崩解時(shí)間在76μm膜上測(cè)量；然而，應(yīng)當(dāng)理解這些參數(shù)是制備膜的聚合物的性能。本發(fā)明聚合物可制成任何合適的厚度以用作具有通常10-400μm的厚度，通常具有20-200μm的厚度，優(yōu)選具有25-100μm的厚度的包裝膜。本發(fā)明聚合物還通過溶液涂覆、乳液涂覆、熔體應(yīng)用、噴涂、浸涂、流化床涂覆或用超臨界CO₂應(yīng)用而用于包封核產(chǎn)物如顆粒固體、液體和/或凝膠。合適的技術(shù)記錄于標(biāo)題為COMPOSITIONS?COMPRISING?ENCAPSULATED?MATERIAL的美國(guó)專利Nos.7,799,752，和標(biāo)題為ENCAPSULATED?COSMETIC?COMPOSITION的7,622,132，以及Yue等人，“Particle?Encapsulation?With?Polymers?Via?In?Situ-Polymerzation?in?Supercritical?CO₂”，PowderTechnology146(2004)，第32-45頁中，通過引用將其公開內(nèi)容并入本文中。當(dāng)用作包封材料時(shí)，本發(fā)明聚合物通常以0.01-30μm，更通常0.05-25μm，仍更通常0.1-20μm，例如0.25-5μm的膜厚度引用。1-3μm的膜厚度適用于包封許多產(chǎn)品。