Способы и материалы для функционализации полимеров и покрытия, включающие функционализированный полимер

Способы и материалы для функционализации полимеров и покрытия, включающие функционализированный полимер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США №61/600430, поданной 17.02.2012, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к области полимеров. Более конкретно настоящее изобретение относится к области полимеров, предназначенных для применения в составах для покрытия, например в составах, используемых для покрытия упаковочных банок и контейнеров.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для покрытия поверхностей банок, предназначенных для упаковки пищевых продуктов и напитков, используется большое количество различных составов. Для покрытия банок часто используют способ рулонного покрытия, который заключается в том, что на плоский лист подходящего металлического субстрата (например, из стали или алюминия) наносят подходящий состав и отверждают, а затем из покрытого составом субстрата формуют крышку или корпус банки. Покрытие предпочтительно должно быть пригодным для высокоскоростного нанесения на субстрат и обеспечивать необходимые свойства после отверждения, соответствующие высоким требованиям этой области применения. Например, покрытие должно быть безопасным при продолжительном контакте с пищевыми продуктами; обладать отличной адгезией к субстрату; легко подвергаться процессу вытяжки на стадии формования корпуса банки; при использовании в качестве покрытия для крышки банки обеспечивать ровные края при вскрытии банки для доступа к упакованному продукту; обеспечивать защиту от коррозии и других дефектов покрытия, таких как растрескивание, помутнение и/или образование пузырей; обеспечивать стойкость к деградации на протяжении длительных периодов времени даже в суровых условиях окружающей среды. Предшествующие покрытия, как правило, обладают одним или несколькими из этих недостатков.

Для защиты внутренних поверхностей банок использовали разнообразные покрытия, включая покрытия на основе эпоксидной смолы и поливинилхлорида (ПВХ). Однако каждый из этих типов покрытий имеет потенциальные недостатки. Например, повторная переработка материалов, содержащих ПВХ или родственные галоген-содержащие виниловые полимеры, может создавать определенные трудности. Желательно также снизить содержание или исключить присутствие определенных эпоксидных соединений, обычно используемых для получения эпоксидных покрытий, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами.

Обращаясь к вышеуказанной проблеме, разработчики лакокрасочной продукции для упаковочных изделий пытались создать покрытия на основе альтернативных связующих систем, таких как полиэфирные смолы. Однако разработка рецептуры покрытий на основе сложных полиэфиров, обладающих требуемым соотношением свойств (например, эластичностью, адгезией, коррозионной стойкостью, стабильностью, стойкостью к растрескиванию и т.п.) представляла собой труднорешаемую задачу. Например, обычно приходилось выбирать между коррозионной стойкостью и технологическими свойствами таких покрытий. Покрытия на основе сложных полиэфиров, подходящие для контакта с пищевыми продуктами, которые демонстрировали хорошие технологические свойства и стойкость к растрескиванию, как правило, были слишком мягкими и отличались недостаточной коррозионной стойкостью. Напротив, покрытия на основе сложных полиэфиров, подходящие для контакта с пищевыми продуктами, которые демонстрировали хорошую коррозионную стойкость, обычно обладали слабой эластичностью и стойкостью к растрескиванию при формовании.

Потребности рынка определили создание улучшенной связующей системы для использования в покрытиях, таких как, например, покрытия для упаковочных изделий. Такие упаковочные изделия, составы для покрытий, а также способы их получения раскрыты и заявлены в настоящем документе.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте настоящего изобретения предлагается функционализированный полимер, содержащий одну или более функциональных групп, предпочтительно расположенных на одном или более «промежуточных» участках полимера (например, на участках, за исключением концевого отрезка основной цепи полимера). Функционализированный полимер предпочтительно включает одну или более боковых групп, содержащих одну или более функциональных групп. Боковая группа может присоединяться к любому подходящему участку, например непосредственно к основной цепи полимера или к другой части полимера (например, к дополнительной боковой группе, которая, в свою очередь, присоединяется к основной цепи полимера). В предпочтительных вариантах осуществления изобретения боковая группа, содержащая функциональную группу, является производной ненасыщенного соединения, содержащего одну или более функциональных групп. Боковая группа, содержащая функциональную группу, предпочтительно включается в полимер и/или в полимер-предшественник посредством реакции, не требующей применения инициатора радикальной полимеризации.

Основная цепь функционализированного полимера обычно включает один или более гетероатомов. В отдельных предпочтительных вариантах осуществления изобретения основная цепь представляет собой цепь сложного полиэфирного полимера.

В некоторых вариантах осуществления изобретения функционализированный полимер представляет собой вододиспергируемый полимер, такой как, например, вододиспергируемый сложный полиэфирный полимер. Вододиспергируемый полимер предпочтительно включает одну или более боковых групп, содержащих одну или более функциональных групп в виде солевой группы, такой как, например, нейтрализованная кислотная или основная группа.

В другом аспекте настоящего изобретения предлагается полимер, имеющий одно или более структурных звеньев, содержащих функциональные группы (например, боковые группы), которые являются продуктом перициклической реакции (например, перициклической еновой реакции или реакции циклоприсоединения, такой как реакция Дильса-Альдера) или неперициклической еновой реакции. Структурное звено может быть расположено на любом подходящем участке, включая, например, дополнительные боковые группы или концевые отрезки основной цепи. В некоторых вариантах осуществления изобретения структурное звено, содержащее функциональную группу, является продуктом перициклической реакции, более предпочтительно продуктом реакции Дильса-Альдера или еновой реакции ненасыщенного соединения, содержащего одну или более функциональных групп, более предпочтительно, одну или более описанных здесь функциональных групп (например, солевую или солеобразующую группу). В одном из вариантов осуществления изобретения ненасыщенное соединение, образующееся структурное звено полимера, содержащее функциональную группу, или более предпочтительно оба из вышеуказанных соединений, имеют атомный вес менее чем приблизительно 200.

Еще в одном аспекте настоящего изобретения предлагается способ получения функционализированного полимера. Способ включает создание ненасыщенного полимера или преполимера, имеющего одну или более двойных или тройных связей, как правило, одну или более двойных или тройных связей углерод-углерод. В некоторых вариантах осуществления изобретения предлагается ненасыщенный полимер, который представляет собой линейный или в основном линейный конденсационный и/или поликонденсационный полимер, предпочтительно имеющий среднечисленный молекулярный вес более чем 2000 и более предпочтительно более чем 4000. Ненасыщенное соединение, имеющее одну или более необходимых функциональных групп, затем взаимодействует с ненасыщенным полимером или преполимером с целью присоединения одной или более боковых групп, содержащих функциональные группы. Боковая группа предпочтительно присоединяется путем реакции, использующей одну или более двойных или тройных связей полимера или преполимера и одну или более двойных или тройных связей ненасыщенного соединения. В некоторых вариантах осуществления изобретения боковая группа присоединяется к основной цепи или другой части полимера с помощью одной или более связей углерод-углерод. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения одна или более ковалентных связей между ненасыщенным соединением и ненасыщенным полимером или преполимером образуются с помощью реакции Дильса-Альдера, ен-реакции или обеих этих реакций.

Еще в одном аспекте настоящего изобретения предлагается состав для покрытия, включающий функционализированный полимер, раскрываемый в настоящем документе. Состав для покрытия предпочтительно включает по меньшей мере пленкообразующий полимер. В некоторых вариантах осуществления изобретения состав для покрытия представляет собой состав на водной основе, который может применяться, например, в качестве адгезионного покрытия для изделий, таких как, например, упаковочные изделия (например, легкие металлические упаковочные изделия, такие как контейнеры для пищевых продуктов или напитков, контейнеры для косметических и фармацевтических продуктов, их отдельные элементы и т.п.).

В настоящем изобретении также предлагаются упаковочные изделия, поверхность которых (как правило, металлическая) покрыта составом, раскрываемым в настоящем документе. В одном из вариантов осуществления изобретения упаковочное изделие представляет собой контейнер, такой как контейнер для пищевых продуктов или напитков, или его часть (например, винтовая крышка «твист-офф», крышки банок для пищевых продуктов и напитков и т.п.), в котором по меньшей мере часть внутренней поверхности контейнера (например, сторона контейнера, контактирующая с пищевыми продуктами или напитками), покрыта описанным здесь составом, пригодным для продолжительного контакта с пищевыми продуктами, напитками или другим упакованным продуктом.

В одном варианте осуществления изобретения предлагается способ изготовления контейнера, который включает внутреннее, контактирующее с пищевыми продуктами покрытие, раскрываемое в настоящем документе. Способ включает: получение описанного в настоящем документе состава для покрытия и нанесение этого состава на по меньшей мере часть поверхности субстрата до или после процесса формования субстрата в контейнер или его часть, таким образом, чтобы состав покрывал внутреннюю и/или наружную поверхность контейнера. Как правило, субстрат является металлическим, хотя, при необходимости, состав можно использовать для покрытия субстратов, изготовленных из других материалов.

В другом варианте осуществления изобретения предлагается способ формования крышки банки для пищевых продуктов или напитков (например, крышки банки с открывающим ушком, как у банок для пива, газированной воды или сока), который включает: нанесение состава для покрытия на водной основе, включающего вододиспергируемый сложный полиэфирный полимер, раскрываемый в настоящем документе, на металлический субстрат (например, изготовленный из алюминия или стали), который имеет форму развернутого рулона или листа, отверждение состава и формование из развернутого рулона или листа крышки банки для пищевых продуктов или напитков.

Изложенная выше сущность настоящего изобретения не предполагает описание каждого раскрываемого варианта осуществления изобретения или каждой области его возможного применения. Последующее описание более подробно иллюстрирует варианты осуществления настоящего изобретения. В тексте заявки предусмотрен перечень примеров, которые могут быть использованы в различных комбинациях. В каждом случае приведенный перечень представляет собой только типичную группу и не может рассматриваться как исключительный.

Более подробная информация, касающаяся одного или более вариантов осуществления изобретения, представлена в прилагаемых ниже чертежах и описании. Другие отличительные признаки, объекты и преимущества изобретения станут очевидными из описания и патентной формулы изобретения.

ВЫБРАННЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Если не оговорено иначе, то следующие термины, используемые в данном описании, имеют указанные ниже значения.

В данном контексте термин «органическая группа» означает углеводородную группу (с необязательными элементами, такими как кислород, азот, сера и кремний, за исключением углерода и водорода), которая классифицируется как алифатическая группа, циклическая группа или комбинация алифатической и циклической групп (например, алкарильная и аралкильная группы). Термин «алифатическая группа» означает группу насыщенного или ненасыщенного углеводорода линейной или разветвленной структуры. Этот термин используется также для обозначения, например, алкильных, алкенильных и алкинильных групп. Термин «алкильная группа» означает группу насыщенного углеводорода линейной или разветвленной структуры, включающую, например, метил, этил, изопропил, t-бутил, гептил, додецил, октадецил, амил, 2-этилгексил и т.п. Термин «алкенильная группа» означает группу ненасыщенного углеводорода линейной или разветвленной структуры с одной или несколькими двойными связями углерод-углерод, такую как винильная группа. Термин «алкинильная группа» означает группу ненасыщенного углеводорода линейной или разветвленной структуры с одной или несколькими тройными связями углерод-углерод. Термин «циклическая группа» означает группу углеводорода циклической структуры, которая классифицируется как алициклическая группа или ароматическая группа, обе из которых могут содержать гетероатомы. Термин «циклоалифатическая группа» означает органическую группу, содержащую кольцо, которое не является ароматической группой.

Группа, которая может быть идентичной или может отличаться, рассматривается как нечто «независимое». На органических группах соединений настоящего изобретения предполагается замещение. Для упрощения обсуждения и изложения конкретной терминологии, используемой в настоящем документе, термины «группа» и «функциональная группа» используются для установления различия между теми химическими соединениями, которые предусматривают замещение или могут быть замещены, и теми, которые не предусматривают замещения или не могут быть замещены. Таким образом, использование термина «группа» при описании химического заместителя подразумевает, что описанный химический материал содержит в цепи незамещенную группу и, например, группу с атомами кислорода, азота, кремния или серы (как в алкоксильной группе), а также карбонильные группы или другие традиционные заместители. Если для описания химического соединения или заместителя используется термин «функциональная группа», подразумевается только незамещенный химический материал. Например, фраза «алкильная группа» подразумевает не только чистые алкильные заместители открытой цепи насыщенного углеводорода, такие как метил, этил, пропил, t-бутил и т.п., но также алкильные заместители, содержащие дополнительные заместители, известные в данной области техники, такие как гидроксильные, алкоксильные, алкилсульфонильные группы, атомы галогена, циано-, нитро-, амино-, карбоксильные группы и т.п. Таким образом, «алкильная группа» включает простые эфирные, галогеноалкильные, нитроалкильные, карбоксиалкильные, гидроксиалкильные, сульфоалкильные группы и т.п. С другой стороны, фраза «алкильная функциональная группа» ограничивается присутствием только чистых алкильных заместителей в открытой цепи насыщенного углеводорода, таких как метил, этил, пропил, t-бутил и т.п. Используемый здесь термин «группа» подразумевает присутствие как конкретной функциональной группы, так и более широкого класса замещенных или незамещенных структур, которые охватывают эту функциональную группу.

Термин «двойная связь» относится к любому типу двойной связи между любыми подходящими атомами (например, атомами углерода, кислорода, азота и т.п.), за исключением ароматических двойных связей.

Термин «тройная связь» является неограничивающим и относится к любому типу тройной связи между любыми подходящими атомами.

Термины «ненасыщенный» или «ненасыщенность», используемые применительно к материалу или группе, относятся к материалу или группе, которые включают по меньшей мере одну неароматическую двойную или тройную связь, обычно неароматическую двойную связь углерод-углерод.

Термин «в основном не содержит», используемый применительно к конкретному подвижному соединению, означает, что составы настоящего изобретения содержат менее чем 100 частей на миллион (м.д.) упомянутого подвижного соединения. Термин «по существу не содержит», используемый применительно к конкретному подвижному соединению, означает, что составы настоящего изобретения содержат менее чем 10 м.д. упомянутого подвижного соединения. Термин «по существу совершенно не содержит», используемый применительно к конкретному подвижному соединению, означает, что составы настоящего изобретения содержат менее чем 1 м.д. упомянутого подвижного соединения. Термин «совершенно не содержит», используемый применительно к конкретному подвижному соединению, означает, что составы настоящего изобретения содержат менее чем 20 частей на миллиард (млрд^-1) упомянутого подвижного соединения.

Термин «подвижный» означает, что соединение может быть извлечено из отвержденного покрытия, когда покрытие (обычно толщиной 1 мг/см² (6,5 мг/дюйм²)) подвергают воздействию контрольной среды с определенным набором условий, в зависимости от конечного применения. Примером таких условий испытания является воздействие на отвержденное покрытие ацетонитрила, применяемого для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), в течение 24 часов при температуре 25°С. Если вышеупомянутые фразы используют без термина «подвижный» (например, «в основном не содержащий соединения XYZ»), это означает, что составы настоящего изобретения содержат это соединение в количестве, меньшем, чем было упомянуто выше, независимо от того, является соединение подвижным в покрытии или связано с компонентом покрытия.

Термин «сшивающий агент» относится к молекуле, способной образовывать ковалентную связь между полимерами или между двумя различными участками одного и того же полимера.

Термин «вододиспергируемый» применительно к диспергируемым в воде полимерам означает, что полимер может смешиваться с водой (или с водным носителем), образуя стабильную смесь. Например, жидкость, которая расслаивается после хранения в течение 12 часов при температуре 21°С при нормальных условиях хранения, не является стабильной. Термин «вододиспергируемый» подразумевает включение термина «водорастворимый». Другими словами, под определением водорастворимый полимер следует также понимать вододиспергируемый полимер.

Термин «дисперсия» применительно к диспергируемому полимеру относится к смеси диспергируемого полимера и носителя. Термин «дисперсия» подразумевает включение термина «раствор».

Если не оговорено иначе, термин «(мет)акрилат» (где частица «мет» взята в скобки) подразумевает как акрилатные, так и метакрилатные соединения.

Термин «на» применительно к покрытию, наносимому на поверхность или субстрат, означает покрытия, наносимые на поверхность или субстрат как непосредственно, так и опосредованно. Так, например, покрытие, наносимое на грунтовочный слой, покрывающий субстрат, представляет собой покрытие, нанесенное на субстрат.

Если не оговорено иначе, термин «полимер» включает понятие как гомополимеров, так и сополимеров (т.е. полимеров, состоящих из двух или более мономеров). Так, например, термин «сложный полиэфирный полимер» означает сложные сополиэфиры.

Термин «включает» и его варианты не имеют ограничивающего значения, если эти термины появляются в описании и формуле изобретения.

Термины «предпочтительный» или «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления изобретения, которые в определенных условиях могут обеспечить определенные преимущества. Однако другие варианты осуществления изобретения в аналогичных или других условиях также могут оказаться преимущественными. Кроме того, изложение одного или более предпочтительных вариантов осуществления изобретения не означает, что другие варианты осуществления изобретения неприемлемы, и не подразумевает их исключения из объема изобретения.

Используемые здесь определенные и неопределенные артикли «а», «an», «the» и фразы «по меньшей мере один» и «один или более» являются взаимозаменяемыми. Так, например, фраза «состав для покрытия, который включает добавку» может означать, что состав включает «одну или более» добавок.

Указанный здесь диапазон числовых значений, вплоть до предельных значений, включает все числа, входящие в этот диапазон (например, числовой диапазон от 1 до 5 включает числа 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т.п.). Кроме того, указанный диапазон подразумевает включение всех поддиапазонов, входящих в этот более широкий диапазон (например, числовой диапазон от 1 до 5 включает поддиапазоны от 1 до 4, от 1,5 до 4,5, от 1 до 2 и т.п.).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте настоящего изобретения предлагаются материалы и способы функционализирования полимера, предусматривающие включение в полимер одной или более функциональных групп. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения проводят функционализирование предварительно полученного ненасыщенного полимера. В процессе функционализирования, как правило, используется по меньшей мере одна двойная или тройная связь ненасыщенного полимера. После функционализирования молекулярный вес функционализированного полимера может быть, необязательно, увеличен, если необходимо. В альтернативном варианте можно функционализировать ненасыщенный преполимер (например, олигомер или низкомолекулярный полимер) и после функционализации увеличить его молекулярный вес до необходимого конечного значения. Готовый функционализированный полимер, как правило, является ненасыщенным, но может быть необязательно модифицирован (например, путем гидрогенизации) для получения насыщенного полимера.

Добавляемая функциональная группа может придать полимеру одно или более полезных свойств, таких как, например, обеспечение мест для сшивания, повышение диспергируемости полимера в водной среде, улучшение совместимости полимера с одним или более другими материалами, повышение адгезии отвержденного покрытия к субстрату и т.п. Одна или более добавляемых функциональных групп могут располагаться в любом подходящем месте, включая, например, концевой отрезок основной цепи, дополнительные боковые группы (например, функциональные группы могут присутствовать в боковой группе, непосредственно присоединяемой к основной цепи полимера, или в боковой группе, которая отделена от основной цепи полимера с помощью одного или более узлов разветвления) и их комбинации.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения функционализированный полимер включает основную цепь, содержащую один или более гетероатомов. Предпочтительными основными цепями являются основные цепи, образующиеся при конденсации и/или ступенчатой поликонденсации. Такие основные цепи могут включать любую комбинацию образующихся при конденсации и/или ступенчатой поликонденсации связей, таких как амидные, карбонатные, простые и сложноэфирные, имидные, мочевинные, уретановые связи или их комбинации. В отдельных предпочтительных вариантах осуществления изобретения полимер имеет сложную полиэфирную цепь, которая необязательно может включать любые другие подходящие связи. Так, например, в некоторых вариантах осуществления изобретения сложный полиэфирный полимер может представлять собой сложный полиэфир-уретановый полимер.

Функционализированный полимер предпочтительно включает по меньшей мере одну функциональную группу, присутствующую в боковой группе, которая присоединяется к основной цепи или к другой части полимера (например, к другой части, присоединяемой к основной цепи полимера). В некоторых вариантах осуществления изобретения боковая группа представляет собой самостоятельную дополнительную боковую группу, присоединяемую непосредственно с основной цепи, тогда как в других вариантах осуществления изобретения боковая группа представляет собой часть дополнительной боковой группы и самостоятельно не присоединяется к основной цепи полимера. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения боковая группа, содержащая функциональную группу, присоединяется к другой части полимера с помощью одной или более связей углерод-углерод, как правило, с помощью одной или более одинарных связей углерод-углерод.

В некоторых вариантах осуществления изобретения боковая группа располагается на одном или обоих концевых отрезках цепи. Например, один или оба концевых отрезка цепи предварительно полученного полимера могут быть модифицированы с целью включения двойной связи углерод-углерод, которая впоследствии взаимодействует путем раскрываемой здесь реакции с ненасыщенным соединением для присоединения боковой группы, содержащей функциональную группу, к одному или обоим концевым отрезкам основной цепи полимера.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения боковые группы, содержащие одну или более функциональных групп, являются производными ненасыщенного соединения, которое, как правило, включает одну или более двойных или тройных связей углерод-углерод, чаще всего, одну или более двойных связей углерод-углерод. Включение ненасыщенного соединения в полимер или его предшественник предпочтительно осуществляется с помощью перициклической реакции. Подходящие перициклические реакции включают еновые реакции и реакции циклоприсоединения. Предпочтительной реакцией циклоприсоединения является реакция Дильса-Альдера. Образующаяся боковая группа, как правило, является ненасыщенной, хотя может быть необязательно насыщенной.

Несмотря на предположение о том, что полимеры настоящего изобретения могут включать боковые группы, которые представляют собой виниловые и/или акриловые группы, полимеризуемые по механизму радикальной полимеризации, предпочтительными в настоящее время являются боковые группы, представляющие собой производные ненасыщенного соединения, которые не подвержены радикальной полимеризации. Это означает, что предпочтительные боковые группы, содержащие функциональные группы, включаются в полимер путем реакции, в которой не используется инициатор радикальной полимеризации. Примерами групп, полимеризуемых по механизму радикальной полимеризации, являются виниловые группы (также иногда именуемые «акриловыми» группами, когда используются (мет)акрилаты и/или (мет)акриловые кислоты), полученные путем инициирования реакции радикальной полимеризации этиленненасыщенных мономеров, таких как алкилакрилаты (например, этилакрилат, пропилакрилат, бутилакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксибутилакрилат, глицидилакрилат и т.п.), алкилметакрилаты (например, этилметакрилат, метилметакрилат, пропилметакрилат, бутилметакрилат, гидроксипропилметакрилат, гидроксибутилметакрилат, глицидилметакрилат и т.п.), акриловая кислота, метакриловая кислота, виниловые ароматические соединения (например, стирол, винилтолуол и т.п.), винилхлорид, акриламиды, метакриламиды, акрилонитрилы, винилацетат и т.п. и их комбинации. Примерами инициаторов радикальной полимеризации являются термические, фотохимические инициаторы радикальной полимеризации и т.п. Примеры термических инициаторов радикальной полимеризации включают перекисные инициаторы, инициирующие редокс-системы, персульфатные инициаторы, азоалкановые инициаторы и т.п.

Например, акриловые группы, содержащие кислотные функциональные группы, иногда вводят в полимеры, такие как сложные полиэфирные полимеры, для того, чтобы обеспечить способность полимера диспергироваться в воде (например, см. заявку США №2005/0196629, в которой рассматриваются такие вододиспергируемые сложные полиэфир-акриловые привитые сополимеры). Акриловые группы, содержащие кислотные функциональные группы, как правило, включаются в полимер путем взаимодействия с двойной связью углерод-углерод полимера с помощью реакции радикальной полимеризации с использованием инициатора.

Поскольку отдельные еновые реакции могут включать радикальные реакции, следует отметить, что такие реакции не используют инициаторы радикальной полимеризации, применяемые для виниловых групп, полимеризуемых по механизму радикальной полимеризации.

В некоторых вариантах осуществления изобретения боковая группа включает функциональную группу, расположенную на концевом отрезке боковой группы, вдали от той части боковой группы, которая присоединяется к основной цепи или другой части полимера. Функциональная группа боковой группы может присоединяться к основной цепи или другой части полимера с помощью разветвленной или неразветвленной, насыщенной или ненасыщенной углеродной цепи, которая не содержит гетероатомов.

Примером такой углеродной цепи является структура -(C(R¹)_m)_n-, где каждый R¹, независимо друг от друга, представляет собой любой подходящий атом или группу (например, атом водорода, галогена, органическую группу и т.п.); каждый m, независимо друг от друга, представляет собой число 0, 1 или 2; n представляет собой целое число, предпочтительно от 1 до 20, более предпочтительно от 1 до 10; и один или более R¹ могут необязательно соединяться с одним или более другими R¹ и/или с другой частью или частями полимера.

В некоторых вариантах осуществления изобретения боковая группа не включает повторяющиеся звенья. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения боковая группа присоединяется непосредственно к основной цепи или к дополнительной боковой группе, которая присоединяется к основной цепи, и является производной одиночной молекулы ненасыщенного соединения (например, одиночной молекулы сорбиновой кислоты или т.п.). Такой подход может привести к образованию боковой группы, содержащей функциональную группу (например, когда сорбиновую кислоту или подобное соединение используют как ненасыщенное соединение), которая не образует сшивку с двойными или тройными связями, присутствующими в других звеньях полимера или в свободном мономере. Это отчетливо видно на примере акрилатных групп сложных полиэфир-акрилатных сополимеров.

Функционализированный полимер может находить широкое применение в различных областях, включая его применение в качестве компонента состава для покрытия. Функционализированный полимер особенно пригоден в качестве связующего полимера адгезивного состава для покрытия. Составы для покрытия согласно настоящему изобретению могут необязательно включать один или более дополнительных компонентов, таких как, например, жидкость-носитель, сшивающий агент, пигмент, смазку, катализатор и т.п. В отдельных вариантах осуществления изобретения состав для покрытия может представлять собой состав для порошкового покрытия или состав для экструзионного покрытия. Однако, как правило, состав наносят на подложку при помощи жидкости-носителя.

Преимущество способа, раскрываемого в настоящем документе, заключается в том, что он создает возможность для присоединения одной или более функциональных групп к одному или более «промежуточным» участкам цепи полимера (например, к таким, как дополнительные боковые группы, за исключением концевых отрезков основной цепи полимера) после того, как полимер образован или, в основном, образован, что устраняет необходимость использования определенных трехфункциональных или высших реагентов для получения таких функциональных групп. Использование определенных трехфункциональных или высших реагентов, таких как, например, реагенты, содержащие три из нескольких групп активного водорода одного типа (например, триолы или трикарбоновые кислоты), может привести к нежелательно высоким уровням разветвления и даже желатинизации до того, как будет достигнут необходимый молекулярный вес и/или степень функционализирования. Несмотря на то, что такие трехфункциональные и высшие реагенты можно использовать при относительно низких концентрациях, чтобы не допустить желатинирования образца, при таких концентрациях можно не достигнуть необходимого молекулярного веса и/или степени функционализации. Так, например, в некоторых вариантах осуществления изобретения способ, раскрываемый в настоящем документе, дает возможность получать в основном линейный полимер, имеющий молекулярный вес и/или степень функционализации, которые, как правило, не могут быть достигнуты при использовании традиционного метода конденсационной полимеризации, в частности, когда необходимые функциональные группы способны реагировать с другими функциональными группами, присутствующими в полимеризационной смеси. Примеры в основном линейных полимеров включают полимеры, в которых в основном все мономеры (например, >95 вес. %, >98 вес. %, >99 вес. %, >99,5 вес. % и т.п.), используемые для получения полимера, являются бифункциональными или монофункциональными. Соответственно, в основном линейные полимеры, как правило, включают менее чем 5 весовых процентов (вес. %), менее чем 2 вес. %, менее чем 1 вес. % или менее чем 0,5 вес. % трехфункциональных или высших мономеров.

Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предлагаемый способ может использоваться для получения в основном линейного функционализированного конденсационного и/или поликонденсационного полимера, такого как, например, в основном линейный функционализированный сложный полиэфирный полимер, имеющий функциональные группы (например, группы активного водорода) на одном или более промежуточных участках цепи и обладающий среднечисленным молекулярным весом более 4000 («Mn»).

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предлагаемый способ включает получение ненасыщенного полимера-предшественника или преполимера, имеющего одну или более двойных или тройных связей. Несмотря на то, что могут использоваться разветвленные соединения, ненасыщенный полимер или преполимер, как правило, является линейным или в основном линейным (Для удобства пользования незамещенный полимер или его преполимер в дальнейшем будут совместно именоваться «незамещенный полимер-предшественник», а при использовании в контексте со сложным полиэфирным полимером - «незамещенный сложный полиэфирный полимер-предшественник»). Несмотря на то, что одна или более двойных или тройных связей ненасыщенного полимера-предшественника, как правило, расположены в основной цепи полимера, двойные и тройные связи могут также располагаться в одной или более дополнительных боковых группах.

Ненасыщенный полимер-предшественник предпочтительно взаимодействует с ненасыщенным соединением, имеющим необходимую функциональную группу. Как правило, реакция происходит по механизму термического присоединения ненасыщенного соединения к ненасыщенному полимеру-предшественнику, но предполагается, что могут использоваться и другие подходящие механизмы реакции. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения реакция осуществляется при повышенной температуре, такой как, например, от приблизительно 140°С до приблизительно 220°С, более предпочтительно от приблизительно 160°С до приблизительно 200°С и еще более предпочтительно от приблизительно 170°С до приблизительно 190°С.

Ненасыщенное соединение предпочтительно включает как а) одну или более двойных связей, как правило, одну или более двойных связей углерод-углерод, так и б) одну или более необходимых функциональных групп (как правило, групп, отличающихся от двойных или тройных связей). Примерами подходящих функциональных групп являются группы активного водорода, содержащие атом водорода, присоединяемый, например, к атому кислорода (О), серы (S) и/или азота (N), такие как, например, аминные (например, =NH или -NH₂), альдегидные, ангидридные, карбоксильные (-СООН), гидроксильные (-ОН), и тиоловые группы (-SH); изоцианатные (-NCO) или блокированные изоц