Анионный латекс в качестве носителя для биоактивных ингредиентов и способы его изготовления и применения

Анионный латекс в качестве носителя для биоактивных ингредиентов и способы его изготовления и применения

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области полимерных материалов, которые можно использовать в сочетании с широким кругом подложек, таких как текстильные материалы, металл, целлюлозные материалы, пластмассы и т.п., и к области биоактивных/антимикробных средств, таких как антибактериальные и противогрибковые материалы.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нанесение латексных полимерных покрытий на твердые подложки давно используют для придания определенных полезных свойств подложкам, таких как гидрофобность, прочность, адгезивные свойства, совместимость и т.п. В зависимости от выбора исходных мономеров, поверхностно-активных веществ, условий эмульсионной полимеризации и других параметров можно создать нанесенные полимеры, несущие анионный, катионный или амфотерный заряд, т.е. особенность, которая непосредственно влияет на эффективность покрытия. Кроме того, полученный латексный полимер можно смешивать с рядом других функциональных материалов для придания дополнительных или повышенных качеств конечному кроющему материалу.

В ряде применений латексные полимеры можно смешивать с композициями, содержащими биоактивные соединения, проявляющими антимикробную активность, для создания латексной композиции, которую можно применять в жестких внешних условиях, где особенно необходимы антимикробные свойства. Эти антимикробные компоненты обычно применяют в относительно малых количествах в качестве ингредиентов рецептур, которые добавляют после получения полимера. Хотя такие смеси являются полезными, остаются многие практические аспекты, заключающиеся в попытках повысить или регулировать степень противомикробной защиты, которую могут создавать эти композиции. Например, такие композиции и способы часто не способны предоставить длительную защиту подложек или материалов, в которых их применяют, особенно в их противогрибковых свойствах. Необходимы также способы повышения или более тонкого регулирования антимикробных свойств. Проблемы регулирования, связанные с внедрением нового антимикробного материала, а именно полимера, могут быть значительными. Более того, попытки продления или расширения эффективности антимикробных свойств остаются безуспешными.

Поэтому для придания антимикробной активности латексным полимерам и для ее повышения у них, а также у покрытий и изделий, изготовленных из них, требуются новые способы и подходы. Кроме того, необходимы способы более тонкого регулирования антимикробной активности таких материалов, включая подходы, расширяющие эффективность их биологической активности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к новым способам и подходам, применяемым для включения в латекс биоактивных или антимикробных ингредиентов, таких как антибактериальные и противогрибковые средства, для того чтобы антимикробные свойства латекса можно было повышать и регулировать. Настоящее изобретение также относится к новым типам биологически активных анионных полимерных латексных материалов. В одном аспекте, настоящее изобретение предоставляет способ для включения антимикробных ингредиентов в латекс в процессе эмульсионной полимеризации. Прежде антимикробные средства добавляли к латексу после процесса полимеризации и в относительно малых количествах в качестве консервантов для латексного продукта или при конечном применении, например, в качестве красок. Настоящее изобретение позволяет применять более высокие концентрации широкого круга биоактивных ингредиентов, включая высокогидрофобные биоактивные ингредиенты, которые могут быть легко включены в латексы, так что получаемые в результате этого латексные частицы функционируют в качестве носителей для активных ингредиентов. Адекватное включение активного ингредиента, проведенное таким образом, может обеспечить существенно гомогенное распределение этих добавок и привести к повышению качества и стабильности по сравнению с дисперсиями, приготовленными заранее.

В одном аспекте настоящего изобретения эмульсионную полимеризацию проводят так, чтобы биоактивные вещества включались в полимер в процессе полимеризации, обычно посредством растворения биоактивного компонента в потоке мономера. При этом биоактивные вещества могут быть хотя бы частично инкапсулированными внутри полимерной матрицы латекса. Одним из преимуществ, предоставляемых настоящим способом, является возможность включения или инкапсулирования больших количеств биоактивных ингредиентов, включая гидрофобные компоненты, без значительного разрушения биоактивного вещества. В другом аспекте, настоящее изобретение также предоставляет регулируемую антимикробную систему, основанную на анионном латексе, которая функционирует как некоторый тип носителя по меньшей мере для одного биоактивного ингредиента и, необязательно, дополнительно включает другую биоактивную добавку, которая может быть смешана с латексами, раскрытыми в настоящем описании. Таким образом, эти латексы могут иметь многофункциональное назначение, такое как предоставление способности связывания, упрочнения и диспергирования, в дополнение к роли носителя для активного функционального ингредиента и, необязательно, к роли одного из компонентов смешанной антимикробной композиции.

В одном аспекте, вследствие того, что биоактивные ингредиенты обычно включают в латексы в процессе эмульсионной полимеризации, эти биоактивные компоненты могут быть по меньшей мере частично инкапсулированными внутри полимерной матрицы латекса. В другом аспекте биоактивные компоненты могут быть существенно инкапсулированными в полимерную матрицу латекса. Без связи с какой-либо теорией, полагают, что, доставляя активный ингредиент к желаемой цели конечного применения, латексный полимер с инкапсулированными биоактивными ингредиентами может предоставить устойчивое и контролируемое воздействие биоактивных ингредиентов на среду, в которой их применяют, тем самым предоставляя более длительную и более эффективную защиту продукта или способа применения. Кроме того, вследствие того, что биоактивные анионные латексы можно получать существующими способами эмульсионной полимеризации, эти способы полимеризации преимущественно позволяют получать полимеры с высокой молекулярной массой.

В следующем аспекте способы, раскрытые в настоящем описании, также предоставляют возможность регулировать антимикробные свойства, используя сочетание различных способов применения антимикробного средства. Например, продукту могут быть приданы узкоспециализированные антимикробные свойства как посредством включения биоактивного ингредиента в латекс в процессе эмульсионной полимеризации, так и посредством комбинирования полученного латексного продукта с тем же самым или по меньшей мере одним другим биоактивным компонентом в смеси. Этот подход позволяет проводить отбор и регулирование антимикробных свойств, применяя полимер, добавку, или и то и другое, соответственно обстоятельствам и требуемой эффективности.

В еще одном аспекте технические способы, раскрытые в настоящем описании, могут предоставить возможность инкапсулировать большие количества активного ингредиента в латексную композицию, чем это достигалось стандартными способами. Например, антимикробные компоненты обычно применяют в относительно малых количествах как ингредиенты рецептуры уже после получения латексного полимера, и такие биологически активные вещества обычно применяют в концентрациях, достигающих примерно 1000-2000 частей на миллион. В отличие от этого, антимикробный компонент латексной композиции согласно настоящему изобретению можно применять в концентрациях, составляющих примерно 40% по массе, в расчете на общую массу мономера. В этом аспекте настоящее изобретение может предоставить стабильные концентрированные дисперсии, которые можно применять непосредственно или в качестве добавки, или может предоставить концентрированные дисперсии, которые можно разбавлять и добавлять к другим системам, которым требуется антимикробная защита. Высокие концентрации антимикробного компонента обеспечивают гибкость системы и гарантируют применимость этих латексных композиций в качестве концентратов, а также в неконцентрированной форме.

Хотя способы, раскрытые в настоящем описании, можно применять к любому биоактивному агенту, требуемому конкретным способом конечного применения, настоящее раскрытие прежде всего предназначено для обеспечения или повышения антимикробных свойств латекса, подложки или конкретного конечного продукта. Соответствующая антимикробная активность может включать антибактериальную активность, противогрибковую активность, противовирусную активность, противопаразитную активности или их любое сочетание, в зависимости от конкретного выбора биоактивных средств. Используемый в настоящем документе термин «биоактивный» компонент, агент или ингредиент применяется взаимозаменяемо с термином «антимикробный» компонент, агент или ингредиент.

В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет биоактивный анионный полимерный латекс, включающий в себя:

a) латексный полимер, содержащий продукт полимеризации i) по меньшей мере одного этиленового ненасыщенного первого мономера; и ii) необязательно, по меньшей мере одного этиленового ненасыщенного второго мономера, который является анионным или предшественником аниона;

b) по меньшей мере один биоактивный компонент, по меньшей мере частично инкапсулированный в латексном полимере; и

c) необязательно, по меньшей мере один стерически объемный компонент, включенный в латексный полимер.

Хотя представленные латексы согласно настоящему раскрытию являются анионными по природе, это не означает, что анионный заряд этих латексов обязательно придан им мономером, который является анионным или предшественником аниона, т.е. анионным мономером. Например, анионный инициатор или анионное поверхностно-активное вещество, которые могут быть полимеризуемыми или неполимеризуемыми, могут быть использованы для введения анионного заряда в латексы согласно настоящему изобретению. Соответственно, в данном аспекте этот по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный второй мономер, который является анионным или предшественником аниона, описан в качестве необязательной особенности биоактивного анионного полимерного латекса.

Когда в качестве первого мономерного компонента применяют более одного этиленового ненасыщенного первого мономера, тогда каждый из этих первых мономеров выбирают независимо. Аналогичным образом, когда в качестве второго мономерного компонента применяют более одного этиленового ненасыщенного второго мономера, который является анионным или предшественником аниона, называемого в настоящем документе «анионным» мономером, тогда каждый из этих вторых мономеров выбирают независимо. В настоящем изобретении можно применять широкий диапазон массовых процентных концентраций по меньшей мере одного первого мономера и по меньшей мере одного второго мономера. Например, латекс может содержать от примерно 0,01% до 100% по массе этиленового ненасыщенного первого мономера, в расчете на общую массу мономера, и латекс может содержать от 0% до примерно 99,99% по массе этиленового ненасыщенного второго мономера, который является анионным или предшественником аниона, в расчете на общую массу мономера.

Кроме того, латексы согласно настоящему изобретению могут также содержать стерически объемный компонент, который включен в анионный полимерный латекс для стерической стабилизации этого латекса. Эти стерически объемные компоненты могут включать, без ограничения на них, мономеры, полимеры и их смеси, как описано ниже. Таким образом, мономер может быть включенным в качестве сомономера, который может быть присоединенным к главной цепи анионного полимера или составлять ее часть, примеры чего включают алкоксилированный этиленовый ненасыщенный третий мономер. Полимер может быть включенным посредством адсорбции или может быть привитым на поверхность латекса, примеры чего включают поливиниловый спирт.

Хотя этот по меньшей мере один стерически объемный компонент, включенный в латексный полимер, является необязательным компонентом, настоящее изобретение также предоставляет для применения широкий диапазон количеств и концентраций этого компонента. Так, как будет понятно квалифицированному специалисту, в биоактивных анионных полимерных латексах, которые не включают в себя по меньшей мере один стерически объемный компонент, стабильность латекса может быть повышена посредством увеличения относительной доли анионного второго мономера, изменения количества и типа применяемого инициатора, добавления поверхностно-активных веществ, таких как неионные или анионные поверхностно-активные вещества и т.п., или сочетания таких способов. В присутствии по меньшей мере одного стерически объемного компонента можно снизить относительную долю анионного второго мономера и/или исключить поверхностно-активные вещества.

В еще одном другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения биоактивного анионного полимерного латекса, включающий проведение эмульсионной полимеризации водной композиции, содержащей, в любое время в течение этой эмульсионной полимеризации,

а) по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный первый мономер;

b) необязательно, по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный второй мономер, который является анионным или предшественником аниона;

c) по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество;

d) по меньшей мере один биоактивный компонент;

e) по меньшей мере один свободно-радикальный инициатор;

f) необязательно, по меньшей мере один стерически объемный этиленовый ненасыщенный третий мономер;

г) необязательно, по меньшей мере один стерически объемный полимер; и

h) необязательно, по меньшей мере одно неионное поверхностно-активное вещество.

В этом аспекте, вследствие того, что анионные латексы согласно настоящему изобретению несут суммарный отрицательный заряд, в тех случаях, когда анионный латекс получают в отсутствие необязательного второго анионного мономера, общий отрицательный заряд латекса может быть придан этому латексу свободно-радикальным инициатором, анионным поверхностно-активным веществом, анионным стерически объемным компонентом или любой их комбинацией.

В одном аспекте настоящего изобретения по меньшей мере один биоактивный компонент может быть растворенным во вводимом мономере в любое время в процессе эмульсионной полимеризации. Кроме того, в другом аспекте, компоненты водной композиции и по меньшей мере один биоактивный компонент могут быть предоставлены в виде дисперсии до инициации эмульсионной полимеризации. Таким образом, настоящее изобретение предусматривает периодические процессы, в которых по меньшей мере один биоактивный компонент присутствует на стадии затравки. В этом аспекте, эмульсионную полимеризацию инициируют тогда, когда все компоненты композиции, включая по меньшей мере один биоактивный компонент, присутствуют со времени инициации. Кроме того, настоящее изобретение также предусматривает полунепрерывные процессы, в которых эмульсионную полимеризацию инициируют в то время, когда все компоненты композиции не присутствуют со времени инициации, но некоторые из них добавляют в различные моменты времени после инициации полимеризации. В этом аспекте, например, по меньшей мере один биоактивный компонент может быть добавлен в любое время после стадии затравки. В другом аспекте, например, любой другой компонент или комбинация компонентов, указанных выше, могут быть добавлены в любое время после стадии затравки, за исключением той части общего количества любого компонента, которая требуется для инициации и развития эмульсионной полимеризации. Таким образом, биоактивный анионный латекс, предоставленный в настоящем изобретении, можно получать, применяя любые варианты периодических или полунепрерывных процессов.

В одном аспекте, биоактивные латексы согласно настоящему изобретению можно предоставлять или применять в виде покрытий, которые могут быть использованы для медицинских имплантов, включая искусственные шаровые шарнирные суставы, штифты, стенты, зубные импланты, мандрены, винты, катетеры и т.п. Такие покрытия можно также предоставлять на неспециализированных поверхностях, таких как змеевики в устройствах для кондиционирования воздуха, воздушные фильтры, трубы, кровельные материалы, объекты ванных комнат, кухонные объекты и т.п. Такие покрытия могут предотвращать заражение микробами, такими как бактерии или плесень, в транспортных средствах и жилых помещениях, больницах и других зданиях. Другими примерами применения получаемых продуктов является их применение в качестве водных дисперсий или непосредственно в порошковой форме, например, для стерилизации контуров охлаждающей воды, или для непрямого применения, например, в качестве добавок в краски и другие поверхностные покрытия.

Эти и другие особенности, аспекты, варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после рассмотрения нижеследующего подробного описания изобретения. Следует, однако, понимать, что эти аспекты, варианты осуществления и примеры представлены только для иллюстрации и их ни в коем случае не следует понимать как устанавливающие ограничения на его объем.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предоставляет новые латексные полимерные материалы, которые можно применять в сочетании с широким кругом подложек, таких как текстильные материалы, металл, целлюлозные материалы, пластмассы и т.п., в которых полимерные материалы включают биоактивные компоненты, включенные в латексный полимер. Настоящее изобретение также предоставляет новые способы и процессы, которые позволяют включать высокие концентрации активного ингредиента, такого как противогрибковые средства, во время эмульсионной полимеризации. В одном аспекте, например, описанный процесс можно применять для включения от примерно 0,01% до примерно 40%, в расчете на общую массу мономера («чнс», или частей на сто частей мономера), существенно гидрофобного биоактивного ингредиента в течение эмульсионной полимеризации. Хотя биоактивный ингредиент можно вводить на любой стадии в течение процесса полимеризации, включая очень ранние, относящиеся к стадии формирования затравки, в одном аспекте биоактивный компонент или добавку (биодобавку) можно добавлять в течение более поздних стадий процесса полимеризации, например, когда в реактор полимеризации введено от примерно 30% до примерно 90% мономера.

Применимые биоактивные добавки могут быть твердыми веществами, жидкостями или их комбинациями. Многие из биоактивных добавок, применимых в настоящем изобретении, являются существенно нерастворимыми в воде или имеют ограниченную растворимость в воде. В этом аспекте, типичное нерастворимое в воде гидрофобное биоактивное вещество может быть растворимым по меньшей мере в одном из мономеров, применяемых в эмульсионной полимеризации. Так, типичный гидрофобный биоактивный ингредиент можно вводить в реактор полимеризации посредством его существенного или частичного растворения в мономере, вводимом в соответствующее время. Поэтому типичные ингредиенты, выбираемые для придания антимикробных свойств, будут растворимыми в мономерах, которые применяют для получения полимерного латекса. В другом аспекте, биоактивные добавки, применимые в настоящем изобретении, могут быть также существенно водорастворимыми, примеры чего включают о-фенилфенат (депротонированный о-фенилфенол) и аналогичные вещества. В этом аспекте нет необходимости в том, чтобы гидрофильная биоактивная добавка была растворимой в любом мономере, подлежащем полимеризации.

В другом аспекте нет необходимости в том, чтобы антимикробные ингредиенты были растворимыми по меньшей мере в одном из применяемых мономеров, поскольку эти ингредиенты можно также добавлять в виде предварительно полученной дисперсии в воде. В этом аспекте, дисперсии можно приготовить, наряду с другими способами, используя относительно концентрированное количество добавки и проводя диспергирование с использованием поверхностно-активных веществ, дисперсантов и т.п., и обычно применяя смешивающее устройство, такое как высокоскоростной смеситель, гомогенизатор, смеситель Эппенбаха и аналогичные устройства. В таком случае для доставки соответствующего количества активного ингредиента в латекс эту дисперсию можно вводить в реактор.

В одном аспекте настоящее изобретение охватывает биоактивный анионный полимерный латекс, содержащий:

a) латексный полимер, содержащий продукт полимеризации: i) по меньшей мере одного этиленового ненасыщенного первого мономера; ii) необязательно, по меньшей мере одного этиленового ненасыщенного второго мономера, который является анионным или предшественником аниона;

b) по меньшей мере один биоактивный компонент, по меньшей мере частично инкапсулированный в латексном полимере; и

c) необязательно, по меньшей мере один стерически объемный компонент, включенный в латексный полимер.

Как указано в настоящем документе, этот по меньшей мере один стерически объемный компонент, включенный в латексный полимер, может быть независимо выбранным из по меньшей мере одного стерически объемного этиленового ненасыщенного третьего мономера, по меньшей мере одного стерически объемного полимера или их любой комбинации. Каждый из этих компонентов, как и необязательные или дополнительные компоненты, учтен в настоящем документе.

В другом аспекте настоящее изобретение также охватывает способ получения биоактивного анионного полимерного латекса, включающий проведение эмульсионной полимеризации водной композиции, содержащей, в любое время в течение этой эмульсионной полимеризации:

a) по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный первый мономер;

b) необязательно, по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный второй мономер, который является анионным или предшественником аниона;

c) по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество;

d) по меньшей мере один биоактивный компонент;

e) по меньшей мере один свободно-радикальный инициатор;

f) не обязательно, по меньшей мере один стерически объемный этиленовый ненасыщенный третий мономер;

г) не обязательно, по меньшей мере один стерически объемный полимер;

h) не обязательно, по меньшей мере одно неионное поверхностно-активное вещество.

В еще одном другом аспекте, настоящее изобретение предоставляет способ получения биоактивного анионного полимерного латекса, включающий в себя:

a) предоставление водной композиции, содержащей:

i) по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный первый мономер;

ii) необязательно, по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный второй мономер, который является анионным или предшественником аниона;

iii) по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество;

iv) необязательно, по меньшей мере один стерически объемный этиленовый ненасыщенный третий мономер;

v) по меньшей мере один свободно-радикальный инициатор; и

vi) необязательно, по меньшей мере одно неионное поверхностно-активное вещество;

b) инициацию эмульсионной полимеризации этой композиции; и

c) добавление по меньшей мере одного биоактивного компонента в процессе эмульсионной полимеризации.

В этом аспекте для получения биоактивного анионного полимерного латекса обычно применяют по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество. Это применяемое по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество может быть в форме анионного поверхностно-активного вещества, которое не входит в состав этиленового ненасыщенного второго мономера, или это по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество может быть этиленовым ненасыщенным вторым мономером, который является анионным или предшественником аниона. В последнем случае, этот второй мономер, который является анионным или предшественником аниона, функционирует одновременно как этиленовый ненасыщенный второй мономер и как анионное поверхностно-активное вещество. В любом случае, когда анионный латекс получают в отсутствие необязательного второго анионного мономера, общий негативный заряд латекса может быть придан этому латексу свободно-радикальным инициатором, анионным поверхностно-активным веществом, анионным стерически объемным компонентом или их любой комбинацией.

Многие соединения и виды, которые можно применять в качестве этиленовых ненасыщенных первых мономеров и стерически объемных компонентов раскрыты в европейском патенте под номером EP 1109845 и в соответствующей опубликованной патентной заявке PCT WO 00/8008077, каждое раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки во всей полноте.

Этиленовые ненасыщенные первые мономеры

В латексе согласно настоящему изобретению можно применять различные этиленовые ненасыщенные первые мономеры. Примеры подходящих первых мономеров можно найти хотя бы в патенте США № 5830934, публикациях патентных заявок США №№ 2005/0065284 и 2005/0003163, европейском патенте EP 1109845, все относятся к группе Krishnan et al., причем раскрытие каждого из этих документов во всей полноте включено в настоящее описание в качестве ссылки. В этом аспекте примеры таких мономеров включают, но не ограничиваются ими, виниловые ароматические мономеры, галогенированные или негалогенированные олефиновые мономеры, алифатические сопряженные диеновые мономеры, неароматические ненасыщенные моно- и дикарбоксильные сложноэфирные мономеры, ненасыщенные алкоксилированные сложные моно- и диэфирные мономеры, ненасыщенные сложные диэфиры кислотно-ангидридного мономера, азот-содержащие мономеры, нитрил-содержащие мономеры, циклические и ациклические аминосодержащие мономеры, разветвленные или неразветвленные алкилвиниловые сложноэфирные мономеры, арилвиниловые сложноэфирные мономеры, галогенированные или негалогенированные алкил-(мет)акрилатные мономеры, галогенированные или негалогенированные арил-(мет)акрилатные мономеры, виниловые сложные эфиры карбоновых кислот, алкениловые сложные эфиры уксусной кислоты, алкениловые сложные эфиры карбоновых кислот, винилгалид, винилиденгалид или их любую комбинацию, любой из которых имеет до 20 атомов углерода. Так, этиленовый ненасыщенный первый мономер выбирают из мономера, не являющегося анионным и предшественником аниона в условиях реакционных и рабочих процедур. Авторы настоящего изобретения намерены раскрыть акрилатные и метакрилатные фрагменты, когда каждый фрагмент раскрыт в подходящем мономере. Таким образом, раскрытие того, что акрилатный мономер является подходящим этиленовым ненасыщенным первым мономером, также охватывает раскрытие того, что соответствующий метакрилатный мономер также является подходящим первым мономером. Аббревиатуру «(мет)акрилат» можно использовать для представления такого раскрытия.

Много различных этиленовых ненасыщенных первых мономеров можно применять в получении биоактивных латексов согласно настоящему изобретению. В одном аспекте подходящие примеры этиленовых ненасыщенных первых мономеров включают, но не ограничиваются ими, стирол, пара-метилстирол, хлорметилстирол, винилтолуол, этилен, бутадиен, метил-(мет)акрилат, этил-(мет)акрилат, пропил-(мет)акрилат, бутил-(мет)акрилат, пентил-(мет)акрилат, глицидил-(мет)акрилат, изодецил-(мет)акрилат, лаурил-(мет)акрилат, (мет)акрилонитрил, (мет)акриламид, N-метилол-(мет)акриламид, N-(изобутоксиметил)(мет)акриламид, винилнеодеканоат, винилверсатат, винилацетат, C₃-C₈-алкилвиниловые простые эфиры, C₃-C₈-алкоксивиниловые простые эфиры, винилхлорид, винилиденхлорид, винилфторид, винилиденфторид, трифторэтилен, тетрафторэтилен, хлортрифторэтилен, гексафторпропилен, хлортрифторэтилен, перфторбутилэтилен, перфторированные C₃-C₈-альфа-олефины, фторированные C₃-C₈-алкилвиниловые простые эфиры, перфторированные C₃-C₈-алкилвиниловые простые эфиры, перфторированные C₃-C₈-алкоксивиниловые простые эфиры и т.п. или их любую комбинацию. Таким образом, галогенированные аналоги подходящих этиленовых незамещенных первых мономеров охвачены этим раскрытием, и авторы настоящего изобретения намерены раскрыть любые и все подходящие галоген-замещенные аналоги и производные этих мономеров, включая фтор-замещенные аналоги, хлор-замещенные аналоги, бром-замещенные аналоги и йод-замещенные аналоги. Термин «галоген-замещенный» означает включение частично галоген-замещенных и пергалоген-замещенных, в которых любые галогеновые заместители могут быть теми же или могут быть различными. Также и в этом аспекте авторы настоящего изобретения намерены раскрыть акрилатные и метакрилатные фрагменты, когда каждый фрагмент раскрыт в подходящем мономере.

В другом аспекте этиленовый ненасыщенный первый мономер может быть галогенированным или негалогенированным. Аналогичным образом, этиленовый ненасыщенный первый мономер может быть фторированным или нефторированным. Например, можно применять фторированные аналоги алкилакрилатов или метакрилатов, а также нефторированные соединения. Этиленовый ненасыщенный первый мономер может также быть хлорированным или нехлорированным. Этиленовый ненасыщенный первый мономер может также быть бромированным или небромированным. Этиленовый ненасыщенный первый мономер может также быть йодированным или нейодированным. Например, можно применять фторированные аналоги алкилакрилатов или метакрилатов, а также нефторированные соединения.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения латексы, предоставленные в настоящем изобретении, могут содержать от примерно 0,01% до 100% по массе этиленового ненасыщенного первого мономера, в расчете на общую массу мономера. В этом аспекте латекс согласно настоящему изобретению может также содержать от примерно 0,1% до примерно 99,9%, от примерно 1% до примерно 99%, от примерно 5% до примерно 98%, от примерно 10% до примерно 95%, от примерно 25% до примерно 92%, от примерно 35% до примерно 90%, от примерно 50% до примерно 87% или от примерно 65% до примерно 85% по массе этиленового ненасыщенного первого мономера, в расчете на общую массу мономера. В этом аспекте авторы настоящего изобретения намерены раскрыть индивидуально каждое возможное число, которое могло бы быть разумно охваченным такими диапазонами, а также поддиапазонами и комбинациями поддиапазонов, охваченными ими. Подходящие диапазоны массы этого по меньшей мере одного этиленового ненасыщенного первого мономера являются функцией конструктивных свойств и предназначенной области применения материала, как должно быть понятно квалифицированному специалисту.

Необязательные этиленовые ненасыщенные анионные вторые мономеры

В еще одном другом аспекте латексный полимер согласно настоящему изобретению также содержит продукт полимеризации по меньшей мере одного этиленового ненасыщенного второго мономера, который является анионным или предшественником аниона. Как предоставлено в настоящем изобретении, этот по меньшей мере один этиленовый ненасыщенный второй мономер может быть коллективно обозначен термином «анионный мономер», т.е. любым мономером, который обладает или может быть сделан обладающим отрицательным зарядом. В одном аспекте этот отрицательный заряд может быть придан в результате гидролиза и образования кислотной функциональной группы, которая легко депротонируется, или посредством другой реакции, известной специалисту с обычной квалификацией, в результате которой образуется отрицательно заряженный фрагмент. Такая реакция, например реакция гидролиза, может иметь место на любой стадии в процессе эмульсионной полимеризации, как, например, в мономерном компоненте, в олигомере, в конечном полимере или в их любой комбинации. В другом аспекте отрицательный заряд может происходить из предварительно образованной кислотной или солевой функциональной группы в мономерном компоненте, применяемом для получения латексного полимера. Анионный мономер обычно включается в латексный полимер благодаря наличию его этиленовой ненасыщенности.

Примеры подходящих анионных мономеров можно найти хотя бы в публикациях патентных заявок США №№ 2005/0065284 и 2005/0003163 группы Krishnan et al. В этом аспекте примеры подходящих анионных мономеров включают, но не ограничиваются ими, мономер, основанный на сложном полуэфире ненасыщенной мономерной дикарбоновой кислоты, мономерную ненасыщенную моно- или дикарбоновую кислоту, сульфат-содержащий мономер, сульфонат-содержащий мономер, фосфат-содержащий мономер, ненасыщенный ангидрид, сложный моноэфир ангидрида кислоты или их любые комбинации, каждый из которых имеет до 20 атомов углерода. Когда в качестве анионного мономерного компонента применяют более одного этиленового ненасыщенного второго мономера, каждый анионный мономер выбирают независимо.

Кроме того, подходящие примеры этиленовых ненасыщенных анионных мономеров, которые можно применять в латексе согласно настоящему изобретению, включают, но не ограничиваются ими, (мет)акриловую кислоту, малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, 2-сульфоэтил-(мет)акрилат, стиролсульфонат, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоту, монометилмалеат, итаконовую кислоту, итаконовый ангидрид, фумаровую кислоту или их любую комбинацию.

Как описано для первых мономеров, галогенированные аналоги подходящих этиленовых незамещенных вторых мономеров также охвачены этим раскрытием, и авторы настоящего изобретения намерены раскрыть любые и все подходящие галоген-замещенные аналоги или производные этих мономеров, включая фтор-замещенные аналоги, хлор-замещенные аналоги, бром-замещенные аналоги и йод-замещенные аналоги. Термин «галоген-замещенный» означает включение частично галоген-замещенных и пергалоген-замещенных, в которых любые галогенные заместители могут быть одними и теми же или различными. Также и в этом аспекте авторы настоящего изобретения намерены раскрыть акрилатные и метакрилатные фрагменты, когда каждый фрагмент раскрыт в подходящем мономере.

В следующем аспекте латексный полимер согласно настоящему изобретению может содержать от 0 до примерно 99,99% по массе этиленового ненасыщенного второго мономера, который является анионным или предшественником аниона, в расчете на общую массу мономера. В этом аспекте латекс согласно настоящему изобретению может также содержать от примерно 0,01 до примерно 99%, от примерно 0,1 до примерно 98%, от примерно 0,5 до примерно 95%, от примерно 1 до примерно 90%, от примерно 2 до примерно 80%, от примерно 3 до примерно 70%, от примерно 4 до примерно 60%, от примерно 5 до примерно 50%, от примерно 7 до примерно 40%, от примерно 10 до примерно 30% или от примерно 15 до примерно 25% по массе анионного второго мономера, в расчете на общую массу мономера. В этом аспекте авторы настоящего изобретения намерены раскрыть индивидуально каждое возможное число, которое могло бы быть разумно охваченным такими диапазонами, а также любыми охваченными ими поддиапазонами и комбинациями поддиапазонов.

Стерически объемные компоненты

Как раскрыто в настоящем документе, один аспект настоящего изобретения охватывает анионный полимерный латекс, содержащий: а) латексный полимер как раскрыто в настоящем документе; b) по меньшей мере один биоактивный компонент, хотя бы частично инкапсулированный в латексном полимере; и с) необязательно, по меньшей мере один стерически объемный компонент, включенный в латексный полимер. Этот по меньшей мере один стерически объемный компонент, включенный в латексный полимер, может быть выбранным независимо от по меньшей мере одного стерически объемного этиленового ненасыщенного третьего мономера, по меньшей мере одного стерически объемного полимера или их любой комбинации. В этом аспекте и без связи с какой-либо теорией этот стерически объемный ком