專利名稱：含有季銨官能團(tuán)的壓敏粘合劑、其制品和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓敏粘合劑，更具體地，涉及含有季銨官能團(tuán)的壓敏粘合劑，該壓敏粘合劑優(yōu)選地能夠提供抗微生物活性。
背景技術(shù)：
壓敏粘合劑(PSA)制品被用于需要粘合到皮膚上的多種應(yīng)用中，如醫(yī)用膠帶、傷口或外科敷料、運(yùn)動(dòng)帶、外科被單、或用于粘合醫(yī)療設(shè)備如傳感器、電極、造口術(shù)應(yīng)用等的帶或標(biāo)簽。對許多這些粘合劑制品所關(guān)心的是需要在提供足夠高含量粘合劑和提供抗微生物活性的目標(biāo)之間進(jìn)行平衡。
本領(lǐng)域中，提供具有抗微生物活性的壓敏粘合劑制品的方法包括在傷口敷料的粘合劑表面沉積銀鹽的抗微生物有效層，或者在涂覆至合適的傷口敷料背襯前，將抗微生物劑如碘或氯己定鹽混入壓敏粘合劑微球。
對于許多應(yīng)用來說，(甲基)丙烯酸酯壓敏粘合劑是具有吸引力的物質(zhì)。(甲基)丙烯酸酯由于其透光性、抗氧化性和內(nèi)在的粘稠性而有名。內(nèi)在粘稠的(甲基)丙烯酸酯壓敏粘合劑(即不需要添加劑如增粘樹脂的物質(zhì))通常主要由丙烯酸酯單體配制。這些單體的實(shí)例包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異癸酯、和丙烯酸十二烷基酯。當(dāng)這些(甲基)丙烯酸酯單體聚合時(shí)，其均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低于約25℃。對于在室溫下具有粘性的(甲基)丙烯酸酯物質(zhì)來說，這樣低的Tg是必要性能。
增強(qiáng)(甲基)丙烯酸酯聚合物的方法是(甲基)丙烯酸酯單體與酸性共聚單體共聚合，所述共聚單體為例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙酯、衣康酸、丙烯酸磺基乙酯等。加入微量(例如，約1wt％至約15wt％)的這些酸性共聚單體能夠提高PSA的內(nèi)在或粘結(jié)強(qiáng)度。然而，這種提高了的聚合物增強(qiáng)作用可降低含有酸性共聚單體的(甲基)丙烯酸酯共聚物的粘性，這通常是不希望的。此外，希望排除壓敏粘合劑的這種酸性組分，尤其是在皮膚上使用。例如，這些組分使抗微生物劑失活。
因此，仍然需要能夠用于醫(yī)學(xué)用途的壓敏粘合劑，尤其是(甲基)丙烯酸酯粘合劑，例如這種醫(yī)學(xué)用途是內(nèi)在抗微生物性的和/或與加入的抗微生物劑相容。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了壓敏粘合劑組合物，其包括壓敏粘合劑聚合物、任選的非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物和任選的抗微生物劑。壓敏粘合劑組合物的優(yōu)選實(shí)施方案包括與氯己定相容的壓敏粘合劑聚合物。本發(fā)明所用的與氯己定相容的壓敏粘合劑是一種與氯己定和氯己定水溶液相容的粘合劑。還有，本發(fā)明壓敏粘合劑組合物的優(yōu)選實(shí)施方案可粘結(jié)到濕皮膚上。
盡管本發(fā)明所述壓敏粘合劑包括季銨官能團(tuán)，但是除了季銨基團(tuán)之外或者代替季銨基團(tuán)，還可以包括其它胺基。這些基團(tuán)包括例如氧化胺基團(tuán)和質(zhì)子化叔胺基團(tuán)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，壓敏粘合劑聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體，其中當(dāng)該增強(qiáng)單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；其中壓敏粘合劑聚合物包括共價(jià)鍵合的季銨官能團(tuán)。優(yōu)選地，共聚的單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體為季銨單體。
在另一實(shí)施方案中，壓敏粘合劑聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃。
任選地，本發(fā)明的壓敏粘合劑聚合物還包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體。優(yōu)選地，該單體是聚(環(huán)氧烷)(甲基)丙烯酸酯單體。
優(yōu)選地，壓敏粘合劑聚合物的Tg不超過約10℃，更優(yōu)選不超過約-10℃，最優(yōu)選不超過約-20℃。
非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物優(yōu)選地包括選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、氧雜環(huán)丁烷、四氫呋喃、它們對應(yīng)的二醇和它們的混合物的共聚單體。
本發(fā)明的壓敏粘合劑組合物可以是內(nèi)在抗微生物的。另外，本發(fā)明的壓敏粘合劑組合物可包括至少一種抗微生物劑。如果使用，以壓敏粘合劑組合物的總重量計(jì)，抗微生物劑的含量優(yōu)選為至少約0.05wt％?？刮⑸飫﹥?yōu)選地選自碘、絡(luò)合形式的碘、氯己定鹽、對氯代間二甲苯酚、三氯苯氧氯酚、六氯酚、脂肪酸酯、酚、具有C12-C22疏水物和季銨基團(tuán)的表面活性劑、季胺、季硅烷、過氧化氫、銀、銀鹽、氧化銀、磺胺嘧啶銀、和它們的組合。更優(yōu)選地，抗微生物劑是氯己定鹽。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案提供了壓敏粘合劑組合物，其包括至少一種抗微生物劑和壓敏粘合劑聚合物，所述聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；和至少一種共聚的聚(環(huán)氧烷)(甲基)丙烯酸酯單體。
本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案提供了壓敏粘合劑組合物，其包括至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物；和壓敏粘合劑聚合物，所述聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃。
本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案提供了壓敏粘合劑組合物，其包括至少一種抗微生物劑；至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物；和壓敏粘合劑聚合物，所述聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃。
在本發(fā)明的又一實(shí)施方案中，壓敏粘合劑聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體，其中當(dāng)該增強(qiáng)單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；其中壓敏粘合劑聚合物包括共價(jià)鍵合的季銨官能團(tuán)和以壓敏粘合劑聚合物的總重量計(jì)不超過約5wt％的共聚酸性單體。
本發(fā)明還提供了一種制品，其包括背襯和在其至少部分表面上的本文所述壓敏粘合劑組合物。優(yōu)選地，制品是優(yōu)選粘合到濕皮膚上的醫(yī)療制品。更優(yōu)選地，制品的初始濕皮膚粘合力為至少約0.8N/dm，最優(yōu)選至少約1.6N/dm。優(yōu)選地，制品以至少約0.8N/dm的初始干皮膚粘合力粘合到干皮膚上。優(yōu)選地，初始濕皮膚粘合力為初始干皮膚粘合力的至少約65％。
本發(fā)明還提供了制備壓敏粘合劑組合物的方法。該方法包括在有效發(fā)生聚合的條件下混合組分，所述組分包括至少一種單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，當(dāng)該單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；至少一種季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；和任選的至少一種單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體。該方法優(yōu)選地包括在加入至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物前和/或在加入至少一種抗微生物劑前，使單體共聚合。
本發(fā)明還提供了使用粘合劑制品的方法。該方法包括提供本發(fā)明所述粘合劑制品和將該粘合劑制品粘結(jié)至皮膚上。
本文所用的“壓敏粘合劑”或“PSA”是指表現(xiàn)出粘性并且在僅僅施加小的壓力(例如指壓)后，極好地粘結(jié)至多種基質(zhì)上的粘彈性物質(zhì)。鑒定壓敏粘合劑的一種公知方法是Dahlquist標(biāo)準(zhǔn)。如Handbook of Pressuresensitive Adhesive Technology，Donatas Satas(Ed.)，2ndEdition，p.172，Van Nostrand Reinhold，New York，NY，1989所述，該標(biāo)準(zhǔn)將壓敏粘合劑定義為1秒蠕變?nèi)崃扛哂?×10-6cm2/dyn的粘合劑；“(甲基)丙烯酸酯單體”是優(yōu)選具有約4至14個(gè)碳原子的醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；“季銨單體”是可共聚合的單烯鍵不飽和有機(jī)銨鹽；“聚(環(huán)氧烷)單體”是單烯鍵不飽和聚“環(huán)氧烷”；“非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物”是不含有自由基反應(yīng)性烯鍵式不飽和基團(tuán)的聚合物，其中所述基團(tuán)能夠與(甲基)丙烯酸酯單體、季銨單體、或聚(環(huán)氧烷)單體反應(yīng)，并且沒有明顯抑制這些單體的聚合；“聚合物”包括均聚物和共聚物；“共聚物”包括兩類或多類可聚合單體的任意長度的聚合物(包括低聚物)，因此包括三元共聚物、四元共聚物等，這些共聚物可以包括無規(guī)共聚物、嵌段共聚物或序列共聚物；和“非反應(yīng)性”是指不含有自由基反應(yīng)的烯鍵式不飽和基團(tuán)的組分，所述基團(tuán)能夠與其它組分(如單體)或其上的官能團(tuán)反應(yīng)，并明顯抑制聚合或不利地影響壓敏粘合劑的功能。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述通常，本發(fā)明的壓敏粘合劑組合物包括壓敏粘合劑聚合物，該聚合物包括共價(jià)鍵合的季銨官能團(tuán)、至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體、和至少一種共聚的增強(qiáng)單體(優(yōu)選季銨單體)。當(dāng)(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃，當(dāng)增強(qiáng)單體(優(yōu)選季銨單體)均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃。
在某一實(shí)施方案中，壓敏粘合劑聚合物還包括共聚的單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體。可選地或附加地，將壓敏粘合劑聚合物可以與非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物混合。
優(yōu)選地，壓敏粘合劑聚合物本身是抗微生物的(即它是內(nèi)在抗微生物的)?？蛇x地且更優(yōu)選地，將一種或多種其它的抗微生物劑與壓敏粘合劑聚合物混合來提高其抗微生物活性。
在壓敏粘合劑聚合物中，可以選擇各種單體的比例以最優(yōu)化粘合劑的功效特性。例如，更高含量的增強(qiáng)單體(優(yōu)選季銨單體)能夠提高壓敏粘合劑的總Tg和剛性。然而，增加的Tg(和模量)需要更高含量的任選共聚單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體和/或任選的非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物。根據(jù)所需的最終用途，更高或更低含量的任選的共聚單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體和/或任選的非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物是有利的。例如，如果需要高的粘結(jié)強(qiáng)度，通常使用更低含量的聚(環(huán)氧烷)單體和/或聚(環(huán)氧烷)聚合物。
優(yōu)選地，壓敏粘合劑聚合物的Tg不超過約10℃，更優(yōu)選不超過約-10℃，最優(yōu)選不超過-20℃。測定聚合物Tg的一種方法涉及在-100℃至+100℃范圍內(nèi)以20℃/min的速率使用差示掃描量熱計(jì)(DSC，例如PYRIS7-系列熱分析儀，Perkin-Elmer，Shelton，CN)。
優(yōu)選地，壓敏粘合劑聚合物包括極少或不包括共聚的酸性單體如烯鍵式不飽和羧酸、烯鍵式不飽和磺酸、烯鍵式不飽和膦酸、和它們的混合物。更優(yōu)選地，以壓敏粘合劑聚合物的總重量計(jì)，壓敏粘合劑聚合物包括不超過約5wt％、甚至更優(yōu)選不超過約1wt％、最優(yōu)選不超過約0.1wt％的共聚酸性單體。這種化合物的實(shí)例包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸、巴豆酸、檸康酸、馬來酸、丙烯酸β-羧基乙酯、甲基丙烯酸2-磺基乙酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基膦酸等。
本發(fā)明還提供了制品，該制品包括在其上沉積有連續(xù)或不連續(xù)粘合劑層(即至少部分表面上沉積有本發(fā)明的壓敏粘合劑組合物)的背襯(即基質(zhì))。優(yōu)選地，利用實(shí)施例部分所述方法，這種制品與玻璃的剝離值為至少約16N/dm，與不銹鋼的剪切值為至少約60分鐘。
優(yōu)選地，這種制品的初始濕皮膚粘合力為至少約20g/2.5cm(0.8N/dm)，更優(yōu)選地，為至少約40g/2.5cm(1.6N/dm)。優(yōu)選地，初始干皮膚粘合力為至少約20g/2.5cm(0.8N/dm)，更優(yōu)選地，為至少約40g/2.5cm(1.6N/dm)。優(yōu)選地，粘合劑制品(即其上沉積有連續(xù)或不連續(xù)粘合劑層的基質(zhì))的初始濕皮膚粘合力為初始干皮膚粘合劑的至少約65％，更優(yōu)選至少約75％，最優(yōu)選至少約100％。干與濕皮膚粘合力的比較可以利用實(shí)施例部分所述測試方案進(jìn)行。在本發(fā)明中，濕皮膚的上面肉眼可看到水。
(甲基)丙烯酸酯單體本發(fā)明的壓敏粘合劑聚合物包含至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯(即丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯)，其中烷基通常具有至少約4個(gè)碳原子(平均)。另外說明的是，這些(甲基)丙烯酸酯單體是烷基醇(優(yōu)選非叔烷基醇)的(甲基)丙烯酸酯，所述烷基優(yōu)選包括約4至約14個(gè)，更優(yōu)選約4至約8個(gè)碳原子(平均)。烷基可以任選地含有雜原子并且可以是直鏈或支鏈的。當(dāng)這些單體均聚時(shí)，它們生成內(nèi)在粘稠的聚合物，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般低于約25℃。優(yōu)選的(甲基)丙烯酸酯單體具有下面通式(I) 其中，R1是H或CH3，后者對應(yīng)于其中(甲基)丙烯酸酯是甲基丙烯酸酯，R2廣泛地選自直鏈或支鏈有機(jī)基團(tuán)，并且任選地包括一個(gè)或多個(gè)雜原子。在有機(jī)基團(tuán)中碳原子的數(shù)目優(yōu)選地為約4至約14個(gè)，更優(yōu)選約4至約8個(gè)。
用于本發(fā)明的合適的(甲基)丙烯酸酯單體的實(shí)例包括，但不限于，丙烯酸正丁酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸己酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-甲基丁酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯等。如果需要，可以使用這些單體的各種組合。特別優(yōu)選的是丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、和它們的混合物。在本發(fā)明的壓敏粘合劑中，可以使用單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體的各種組合。
優(yōu)選地，以可共聚單體的總重量計(jì)，本發(fā)明的可共聚單體混合物包括至少約40wt％，更優(yōu)選至少約50wt％，最優(yōu)選至少約60wt％的(甲基)丙烯酸酯單體。優(yōu)選地，以可共聚單體的總重量計(jì)，本發(fā)明的可共聚單體混合物包括不超過約95wt％，更優(yōu)選不超過約90wt％，最優(yōu)選不超過約85wt％的(甲基)丙烯酸酯單體。
增強(qiáng)單體本發(fā)明的壓敏粘合劑聚合物含有至少一種共聚的單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體，當(dāng)該單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃。增強(qiáng)單體可以是(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺等。
優(yōu)選地，增強(qiáng)單體是季銨單體，它是含有有機(jī)胺基和單烯鍵不飽和基團(tuán)的一種鹽。優(yōu)選地，季銨單體具有下面通式(II) 其中，n是約2至約10、優(yōu)選約2至約3；R3是H或CH3；R4、R5和R6分別獨(dú)立地為直鏈或支鏈有機(jī)基團(tuán)，優(yōu)選具有約1至約16個(gè)碳原子(平均)；X是O或NH；Y-是對季銨基團(tuán)的N+可接受的陰性抗衡離子(例如，對加入的抗微生物劑的抗微生物活性或單體的聚合不產(chǎn)生副作用的一種抗衡離子)。
優(yōu)選地，R4、R5和R6分別獨(dú)立地為烷基、芳基、烷芳基、或芳烷基。烷基優(yōu)選為具有約1至約16個(gè)碳原子(平均)的低級(jí)烷基，特別優(yōu)選甲基和乙基。芳基優(yōu)選苯基，但是可以是任何合適的芳族部分，如那些選自苯基、苯硫基、萘基、聯(lián)苯基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、噠嗪基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、喹啉基、聯(lián)吡啶基等。芳烷基的代表是芐基，烷芳基的代表是甲苯基。X優(yōu)選O。代表性的抗衡離子(Y-)是Cl-、Br-、HSO4-、CH3CH2OSO3-和CH3OSO3-，特別優(yōu)選硫酸鹽。在某些實(shí)施方案中，氯抗衡離子可能影響加入的抗微生物劑的抗微生物活性。烷基可以是直鏈或支鏈，烷基和芳基可以被不干擾取代基取代，所述不干擾取代基不妨礙聚合物的官能團(tuán)。
有用的可共聚季銨單體包括，但不限于，那些選自2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三烷基鹵化銨和硫酸銨，和它們的混合物的物質(zhì)。這種化合物的實(shí)例包括，但不限于，2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨CH2＝C(H或CH3)CO2CH2CH2N(CH3)3Cl，2-(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲基甲基硫酸銨CH2＝C(H或CH3)CO2CH2CH2N(CH3)3OSO2OCH3，2-(甲基)丙烯酰氧基乙基甲基二乙基甲基硫酸銨CH2＝C(H或CH3)CO2CH2CH2N(CH3)(C2H5)2OSO2OCH3，2-(甲基)丙烯酰氧基乙基二甲基芐基氯化銨CH2＝C(H或CH3)CO2CH2CH2N(CH3)2(C6H5CH2)Cl(所有上述單體都可購自Ciba Specialty Chemicals，Woodbridge，NJ)，2-(甲基)丙烯酰氧基乙基二甲基十六烷基溴化銨CH2＝C(H或CH3)CO2CH2CH2N(CH3)2(C16H33)Br(描述于美國專利5,437,932(Ali等人)的實(shí)施例1中)等。如果需要，可以使用這些單體的各種組合。鑒于它們的易得性、在增強(qiáng)(甲基)丙烯酸酯壓敏粘合劑中的效率、和它們的抗微生物活性，特別優(yōu)選的季銨單體是2-丙烯酰氧基乙基三甲基甲基硫酸銨和2-丙烯酰氧基乙基甲基二乙基甲基硫酸銨。這些單體通常是親水的。在本發(fā)明的壓敏粘合劑聚合物中，可以使用單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體的各種組合。
優(yōu)選地，以可共聚單體的總重量計(jì)，本發(fā)明的可共聚單體混合物包括至少約5wt％、更優(yōu)選至少約10wt％、最優(yōu)選至少約15wt％的增強(qiáng)單體(優(yōu)選季銨單體)。優(yōu)選地，以可共聚單體的總重量計(jì)，本發(fā)明的可共聚單體混合物包括不超過約60wt％、更優(yōu)選不超過約50wt％、最優(yōu)選不超過約40wt％的增強(qiáng)單體(優(yōu)選季銨單體)。
作為制備含有季銨官能團(tuán)單元的本發(fā)明壓敏粘合劑共聚物的另一種替代方法，可以用胺單體開始，在聚合后形成季銨單元。優(yōu)選地，胺單體具有下面的通式(III) 其中n、R3、R4、R5和X同通式(II)中定義的相同。
在一種或多種這種胺單體與一種或多種通式(I)的單體和任選的一種或多種任選的聚(環(huán)氧烷)單體(下面描述)聚合后，所得共聚物與具有結(jié)構(gòu)R6Z的有機(jī)化合物反應(yīng)，引入共價(jià)鍵合的季銨官能團(tuán)，其中R6與通式(II)中定義的相同，Z是能夠形成通式(II)中所述的抗衡離子Y的官能團(tuán)。
盡管本發(fā)明所述的壓敏粘合劑包括季銨官能團(tuán)，但是除了季銨基團(tuán)之外或者代替季銨基團(tuán)，還可以包括其它胺基。這些基團(tuán)包括例如氧化胺基團(tuán)和質(zhì)子化叔胺基團(tuán)。這些聚合物可以由含有單烯鍵不飽和胺基的單體如單烯鍵不飽和季胺、氧化胺、和/或含有質(zhì)子化叔胺基團(tuán)的單體制成。更優(yōu)選的含側(cè)鏈胺基單體是單烯鍵不飽和季銨、氧化胺、叔胺、或含質(zhì)子化叔胺基團(tuán)的(甲基)丙烯酸單體。最優(yōu)選的含單烯鍵不飽和胺基的單體(由它形成壓敏粘合劑)是含有季銨和叔胺基團(tuán)的單體。如果需要，通過合適的化學(xué)反應(yīng)，叔胺基團(tuán)可以容易地轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子化叔胺基團(tuán)、氧化胺基團(tuán)、或季銨基團(tuán)，所述化學(xué)反應(yīng)公開在與本發(fā)明同一天提交的申請人的受讓人的未決美國專利申請10/052158中，標(biāo)題為FILM-FORMING COMPOSITIONS AND METHODS(代理檔案號(hào)57339US002)。
任選的聚(環(huán)氧烷)單體一種或多種單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體可以與(甲基)丙烯酸酯和增強(qiáng)(優(yōu)選季銨)單體共聚。選擇用于壓敏粘合劑中的單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體，為了特殊目的而使共聚合的(甲基)丙烯酸酯和增強(qiáng)單體的壓敏粘合劑性能(如增加粘性)最佳。
單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體優(yōu)選具有下面的通式(IV)
其中m為約1至約50；p為0至約50；R7是H或CH3，R8是氫或直鏈或支鏈有機(jī)基團(tuán)，優(yōu)選具有約1至約4個(gè)碳原子(平均)。在該表示中，環(huán)氧異丙烷基團(tuán)(“p”基團(tuán))和環(huán)氧乙烷基團(tuán)(“m”基團(tuán))可以以相反、交替、無規(guī)或嵌段構(gòu)型排列。在任何一種單體中，m優(yōu)選為至少約4，并且不超過約25。優(yōu)選地，p是0。優(yōu)選地，R8是甲基。
優(yōu)選地，單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體是聚(環(huán)氧乙烷)單體、聚(環(huán)氧丙烷)單體、或聚(環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷)單體。特別優(yōu)選的這種單體是由聚(環(huán)氧乙烷)和聚(環(huán)氧丙烷)單體組成的。它們可以是無規(guī)、序列或嵌段的。
有用的單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體的實(shí)例包括，但不限于丙烯酸酯封端的聚(環(huán)氧乙烷)、甲基丙烯酸酯封端的聚(環(huán)氧乙烷)、甲氧基聚(環(huán)氧乙烷)甲基丙烯酸酯、丁氧基聚(環(huán)氧乙烷)甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯封端的聚(乙二醇)、甲基丙烯酸酯封端的聚(乙二醇)、甲氧基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、丁氧基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、和它們的組合。特別優(yōu)選的聚(環(huán)氧烷)單體包括由單羥基封端的聚(低級(jí)環(huán)氧烷)制成的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，所述聚(低級(jí)環(huán)氧烷)如不同分子量的聚乙二醇和聚丙二醇，購自Union Carbide Corp.，商品名為CARBOWAX(如CARBOWAX 350，CARBOWAX 550，CARBOWAX 750，CARBOWAX2000和CARBOWAX 5000)；和它們對應(yīng)的烷氧基封端的衍生物。優(yōu)選的聚(環(huán)氧烷)單體的實(shí)例包括以商品名SR 256(2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯)，CD 550(甲氧基聚乙二醇(350)單甲基丙烯酸酯)，和CD552(甲氧基聚乙二醇(550)單甲基丙烯酸酯)市售的那些物質(zhì)，所有這些都得自Sartomer Chemicals，Exton，PA；和以商品名M90G(甲氧基聚乙二醇(約9個(gè)乙烯氧單元)單甲基丙烯酸酯)和M230G(甲氧基聚乙二醇(約23個(gè)乙烯氧單元)單甲基丙烯酸酯)市售的那些物質(zhì)，所有這些都得自Shin-Nakaura Chemicals，Wakayama City，Japan。更優(yōu)選的聚(環(huán)氧烷)單體的實(shí)例是甲氧基聚乙二醇(約9個(gè)乙烯氧單元，MW為約450)單丙烯酸酯，以商品名AM90G購自Shin-Nakaura Chemicals。單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體的各種組合可以用于本發(fā)明的壓敏粘合劑聚合物中。
優(yōu)選地，以壓敏粘合劑聚合物的總重量計(jì)，單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體的用量為至少約2wt％。更優(yōu)選地，以壓敏粘合劑聚合物的總重量計(jì)，單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體的用量為至少約5wt％。優(yōu)選地，以壓敏粘合劑聚合物的總重量計(jì)，單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體的用量不超過約30wt％、更優(yōu)選不超過約25wt％、最優(yōu)選不超過約20wt％。
非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物一種或多種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物可以與反應(yīng)性單體(如(甲基)丙烯酸酯和增強(qiáng)單體)或由反應(yīng)性單體形成的共聚物混合。選擇用于壓敏粘合劑組合物中的非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物，以使它提高共聚單體的壓敏粘合劑特征并與共聚單體相容。本發(fā)明中所用的相容組分(例如非反應(yīng)性聚合物或抗微生物劑如氯己定和其水溶液)是一種不影響單體的聚合并且不從粘合劑組合物中相分離或引起粘合劑組合物中的任何組分發(fā)生相分離的組分。
為了保證粘合性能，仍然保留非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物，并且它不從粘合劑組合物中大量蒸發(fā)。另外，非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物不影響(甲基)丙烯酸酯單體、增強(qiáng)單體、或任選的單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體的聚合，形成本發(fā)明的壓敏粘合劑。然而，如果在反應(yīng)性單體聚合過程中加入非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物，那么由于鏈轉(zhuǎn)移，將有少量(通常，小于約1wt％)非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物與反應(yīng)性單體共聚。因?yàn)樵摿坎皇谴罅康?，因此?環(huán)氧烷)聚合物被認(rèn)為是“非反應(yīng)性的”。
因此，非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物是不含有自由基反應(yīng)性的烯鍵式不飽和基團(tuán)并且不明顯抑制這些單體聚合的一種聚合物，上述烯鍵式不飽和基團(tuán)能夠與(甲基)丙烯酸酯單體、季銨單體、或聚(環(huán)氧烷)單體反應(yīng)。聚(環(huán)氧烷)聚合物優(yōu)選為聚(環(huán)氧乙烷)聚合物、聚(環(huán)氧丙烷)聚合物、或聚(環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷)聚合物。優(yōu)選地，聚合物是由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷形成的聚(環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷)聚合物，它可以是無規(guī)的、序列的或嵌段的形式。特別有用的聚(環(huán)氧烷)聚合物的重均分子量為約1000至約15,000，優(yōu)選約3000至約12,000。
優(yōu)選的非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物具有可測量的水溶性，優(yōu)選為至少約10份/100份水，表現(xiàn)出表面活性劑特性，優(yōu)選地具有約3至約15的HLB(親水親油平衡)，更優(yōu)選約5至約12。用于制備聚(環(huán)氧烷)聚合物的單體包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、氧雜環(huán)丁烷、四氫呋喃等，和它們對應(yīng)的二醇。聚(環(huán)氧烷)聚合物可以用低級(jí)烷基、氨基、羥基、羧酸基、芳基、或其它非反應(yīng)性基團(tuán)封端。
有用的非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物的實(shí)例包括，但不限于，以商品名TETRONIC(四官能嵌段共聚物，通過將環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷序列加成至具有親水端基封端的乙二胺上得到)和TETRONIC R(四官能嵌段共聚物，通過將環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷序列加成至具有疏水端基封端的乙二胺上得到)市售的那些共聚物，這兩者都可購自BASF，Mt.Olive，NJ；以商品名PLURONIC(具有聚(環(huán)氧乙烷)末端嵌段和聚(環(huán)氧丙烷)中間嵌段的三嵌段共聚物)和PLURONIC R(具有聚(環(huán)氧丙烷)末端嵌段和聚(環(huán)氧乙烷)中間嵌段的三嵌段共聚物)市售的那些共聚物，這兩者都可購自BASF；購自Union Carbide，Danbury，CT的UCON流體(環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的無規(guī)共聚物)；以及購自Huntsman ChemicalCorp.Houston，TX的JEFFAMINE聚環(huán)氧烷共聚物。特別優(yōu)選的聚(環(huán)氧烷)聚合物是購自BASF的商品名為PLURONIC 25R4(聚(環(huán)氧乙烷)和聚(環(huán)氧丙烷)的嵌段共聚物)的那種。本發(fā)明的壓敏粘合劑中可以使用聚環(huán)氧烷共聚物的各種組合。
優(yōu)選地，以壓敏粘合劑組合物的總重量計(jì)，聚(環(huán)氧烷)聚合物的用量為至少約9wt％。更優(yōu)選地，以壓敏粘合劑組合物的總重量計(jì)，聚(環(huán)氧烷)聚合物的用量為至少約13wt％，最優(yōu)選至少約20wt％。優(yōu)選地，以壓敏粘合劑組合物的總重量計(jì)，聚(環(huán)氧烷)聚合物的用量不超過約30wt％。所用的聚(環(huán)氧烷)聚合物的量取決于在可聚合混合物中所用的(甲基)丙烯酸酯單體、增強(qiáng)單體和聚(環(huán)氧烷)單體的類型和比例，以及在壓敏粘合劑組合物中所用的聚(環(huán)氧烷)聚合物的類型和分子量。
抗微生物劑和其它添加劑盡管在不加入任何附加抗微生物劑的情況下，本發(fā)明的壓敏粘合劑組合物可以具有抗微生物活性，但是如果需要，可以向粘合劑組合物中加入附加的抗微生物劑。合適的附加抗微生物劑包括碘和它的絡(luò)合形式如聚乙烯吡咯烷酮/碘，氯己定鹽如氯己定二葡糖酸鹽(CHG)，對氯間二甲酚(PCMX)，三氯苯氧氯酚，六氯酚，脂肪酸酯如甘油單月桂酸酯，酚類，具有C12-C22疏水基和季銨基團(tuán)的表面活性劑，季胺，季硅烷，過氧化氫，酚類，銀，銀鹽如氯化銀、氧化銀、磺胺嘧啶銀等。為了減少刺激，還要保持功效，抗微生物劑應(yīng)當(dāng)調(diào)整至最小量，即在施用后優(yōu)選6小時(shí)、更優(yōu)選12小時(shí)內(nèi)保持低細(xì)菌數(shù)目。
最優(yōu)選的抗微生物劑是氯己定鹽，這是由于它能夠長期保持抗微生物功效。如果在本發(fā)明中加入氯己定鹽，那么優(yōu)選其為可溶性鹽。二乙酸鹽和二葡糖酸鹽是優(yōu)選的。最優(yōu)選的抗微生物劑是氯己定二葡糖酸鹽(CHG)。在本發(fā)明的壓敏粘合劑組合物中可以使用抗微生物劑的各種組合。
優(yōu)選地，以壓敏粘合劑組合物的總重量計(jì)，抗微生物劑的用量為至少約0.05wt％，更優(yōu)選至少約0.25wt％。優(yōu)選地，以壓敏粘合劑組合物的總重量計(jì)，抗微生物劑的用量不超過約15wt％。
其它添加劑可以包括在可聚合混合物中，或者在合成或涂層的時(shí)候加入來改變粘合劑的性能。這些添加劑包括，但不限于，顏料、玻璃或聚合物泡或珠(它可以膨脹或者不膨脹)、纖維、增強(qiáng)劑、疏水或親水二氧化硅、增韌劑、阻燃劑、抗氧化劑、交聯(lián)劑、磨細(xì)的聚合物顆粒如聚酯、尼龍和聚丙烯、和穩(wěn)定劑。添加劑的加入量要足以得到所需的最終應(yīng)用的性能。
聚合引發(fā)劑優(yōu)選地加入自由基引發(fā)劑來輔助(甲基)丙烯酸酯和其它單體的共聚。所用引發(fā)劑的類型取決于聚合方法。合適的引發(fā)劑包括光引發(fā)劑、熱引發(fā)劑、氧化還原引發(fā)劑等。對聚合可聚合單體混合物有用的光引發(fā)劑包括苯偶姻醚如苯偶姻甲醚或苯偶姻異丙醚，取代的苯偶姻醚如2-甲基-2-羥基苯乙基甲酮，芳基磺酰氯如2-萘基磺酰氯，和光活性氧化物如1-苯基-1，1-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟。市售光引發(fā)劑的實(shí)例是IRGACURE 651(2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮，購自Ciba-GeigyCorp.)。合適的熱引發(fā)劑的實(shí)例包括VAZO-64(2，2’-偶氮二(異丁腈))和VAZO-67(2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈))，這兩者都購自DuPont Co.，過氧化氫如叔丁基過氧化氫，和過氧化物如過氧化苯甲酰和過氧化環(huán)己烷。合適的氧化還原引發(fā)劑的實(shí)例包括氧化劑如叔丁基過氧化氫和還原劑(如叔胺，硫酸亞鐵，甲醛合次硫酸鈉和亞硫酸氫鈉)。通常，以100份總單體計(jì)，引發(fā)劑的含量為約0.005份至約1份。
聚合鏈轉(zhuǎn)移劑任選地，組合物還包括鏈轉(zhuǎn)移劑，來控制聚合的組合物的分子量。鏈轉(zhuǎn)移劑是調(diào)節(jié)自由基聚合的物質(zhì)，通常在本領(lǐng)域是已知的。合適的鏈轉(zhuǎn)移劑包括鹵代烴如四溴化碳，硫化物如月桂硫醇、丁硫醇、乙硫醇、硫基乙醇酸異辛酯(IOTG)、硫基乙醇酸2-乙基己酯、巰基丙酸2-乙基己酯、2-巰基咪唑、和2-巰基乙醚，和它們的混合物。有用的鏈轉(zhuǎn)移劑的量取決于所需的分子量和鏈轉(zhuǎn)移劑的種類。鏈轉(zhuǎn)移劑的典型用量為約0.001重量份至約10重量份每100份總單體。另外，溶劑(如乙醇、異丙醇)可以用作鏈轉(zhuǎn)移劑。
粘合劑組合物的制備方法本發(fā)明的壓敏粘合劑可以通過多種常規(guī)的自由基聚合方法來制備，所述方法包括溶液和乳液聚合。本發(fā)明所用的具體聚合方法在實(shí)施例部分進(jìn)行描述。
在一種溶液聚合方法中，在玻璃容器中加入(甲基)丙烯酸烷基酯單體、增強(qiáng)單體(優(yōu)選季銨單體)、任選的聚(環(huán)氧烷)單體、和任選的非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物以及合適的熱聚合引發(fā)劑、任選的鏈轉(zhuǎn)移劑和溶劑。然后將反應(yīng)容器用氮?dú)獯祾?，形成惰性氣氛。一旦吹掃后，加熱容器?nèi)的溶液來分解加入的熱引發(fā)劑，在反應(yīng)過程中攪拌混合物。在約20小時(shí)內(nèi)，通常達(dá)到約98％至約99％的轉(zhuǎn)化率。如果需要，可以除去溶劑得到熱熔融的可涂層粘合劑。如果需要，合適的有機(jī)溶劑可以是與反應(yīng)物和產(chǎn)物溶混且對它們呈惰性，并且不會(huì)不利地影響反應(yīng)的任何有機(jī)液體。這種溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮、甲乙酮、和它們的混合物。以反應(yīng)物和溶劑的總重量計(jì)，溶劑的量通常為約30wt％至約80wt％。
通過多種涂覆方法，它們包括刷涂、輥涂、噴涂、展涂、線涂、凹版印刷、轉(zhuǎn)移輥、空氣刮漿刀或刮刀涂敷，將本發(fā)明的粘合劑組合物涂覆至背襯上。粘合劑組合物也可以涂覆至剝離襯里上并層壓到合適的背襯上。
如果組合物包括有機(jī)溶劑或水，那么將它在一定溫度(例如，約65℃至約120℃)下干燥一定時(shí)間(例如，幾分鐘至約1小時(shí))，以得到例如膠粘帶或粘合敷料。粘合劑層的厚度可以在約10微米至幾百微米(例如，約200微米)的寬范圍內(nèi)變化。
粘合劑組合物一經(jīng)涂覆并任選交聯(lián)后，制品的粘合劑表面就可以任選地用臨時(shí)的可除去的剝離襯里(即保護(hù)性襯里)如聚烯烴(例如，聚乙烯或聚丙烯)或聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二酯)膜、或塑料膜保護(hù)起來。這種膜可以用剝離物如硅氧烷、石蠟、氟碳等處理。
背襯和制品粘結(jié)到皮膚和類似表面上的本發(fā)明壓敏粘合劑可以用于許多醫(yī)學(xué)用途。例如，這些壓敏粘合劑用于醫(yī)學(xué)用途，如膠帶、繃帶、敷料、和被單(例如切口被單)，來粘結(jié)至濕皮膚表面上。
粘合劑組合物可以包括在本領(lǐng)域已知的多種敷料結(jié)構(gòu)中。典型地，在背襯的至少一個(gè)主表面上，組合物為連續(xù)的或不連續(xù)的涂層形式。背襯可以包括一層或多層并且是多種形式(例如泡沫或膜)。合適的背襯的實(shí)例包括具有較低含量親水組分的材料，如聚酯(例如，以商品名HYTREL如HYTREL 4056購自DuPont Co.)，聚氨酯(例如，以商品名ESTANE如ESTANE 58309和ESTANE 58237購自B.F.Goodrich Co.)，聚醚嵌段酰胺(例如，以商品名PEBAX如PEBAX 2533和3533購自Atofina Chemicals，Inc.，Philadelphia，PA)和多孔聚乙烯樹脂。還合適的是具有較高濕蒸氣傳輸性能的物質(zhì)。其實(shí)例包括某些聚醚酰胺如以商品名PEBAX 4011RN00購自Atofina Chemicals，Inc.的物質(zhì)，和如美國專利4,598,004(Heinecke)中所述的聚氨酯。這兩類物質(zhì)還可以彼此組合使用(例如夾層排列)來定制敷料的濕蒸汽透過性能。組合物適合的具體敷料構(gòu)型的實(shí)例描述在美國專利4,952,618(Olsen)中。
實(shí)施例下面的實(shí)施例說明了本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，這些實(shí)施例包括了具體的物質(zhì)和含量，不應(yīng)理解為對本發(fā)明的過度限制。除非另作說明或顯而易見，所有的材料都是市售的。除非另作說明，實(shí)施例中所有的份數(shù)、百分比、比例等都是以重量為基礎(chǔ)。
術(shù)語EHA 丙烯酸2-乙基己酯 BASF，Mt.Olive，NJAA 丙烯酸 BASF，Mt.Olive，NJBA 丙烯酸丁酯 Hoechst Celanese，Dallas，TXAM90G甲氧基(聚環(huán)氧乙烷)丙烯酸酯(Mw Shin-Nakamurea Chemicals，為約450) Wakayama City，JapanDMAEAMC 二甲基氨基乙基丙烯酸酯甲基氯 Ciba Specialty Chemicals，季鹽(Ageflex FA1Q80MC)；80％ Woodbridge，NJ水溶液DMAEAMS 二甲基氨基乙基丙烯酸酯二甲基 Ciba Specialty Chemicals，硫酸酯季鹽(Ageflex Woodbridge，NJFAlQ80DMS)；80％水溶液C16-MA 甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯十 根據(jù)美國專利5,437,932(Ali六烷基溴季鹽 等人)的實(shí)施例1中所述方法制備PLURONIC 25R4聚(環(huán)氧乙烷)和聚(環(huán)氧丙烷)的嵌 BASF，Mt.Olive，NJ段共聚物CHG 氯己定葡糖酸鹽(20％水溶液) Xttrium Labs Chicago，ILTBA 叔丁醇 Sigma-Aldrich Fine Chemicals，St.Louis，MOVAZO-67 2，2’-偶氮二(2-甲基丁腈) DuPont，Wilmington，DE測試方案特性粘度(IV)聚合物的特性粘度是根據(jù)Fred Bilmeyer，Jr.在標(biāo)題為Textbook ofPolymer Science的教科書，第二版，由Wiley-Interscience(1971)出版，第84-85頁所述方法測定的。簡單地說，溶液粘度是通過比較指定體積的聚合物溶液流過毛細(xì)管所需要的流出時(shí)間(t)與對應(yīng)的溶劑流出時(shí)間(t0)測定的。然后，利用測試的變量t、t0和溶質(zhì)濃度(c)，根據(jù)等式η＝(lnt/to)/c計(jì)算特性粘度(也稱作比濃對數(shù)粘度)。
對于本發(fā)明的實(shí)施例，測定的是0.15wt％至0.50wt％的壓敏粘合劑聚合物的四氫呋喃(THF)溶液的IV。
濕蒸汽透過率(MVTR)
按照與ASTM E 96-80中所述的類似方法，在40℃和80％相對濕度(RH)下評(píng)估MVTR，用克透過蒸汽每平方米每天(g/m2/24hr)表示。膠粘帶樣品應(yīng)當(dāng)具有不低于500g/m2/24hr的MVTR值，這才被認(rèn)為是可以透過水蒸氣的。
對玻璃的剝離力剝離方法用于測定以指定角度和除去速率從測試基質(zhì)表面上除去膠粘帶所需要的力。在21℃和50％RH下，針對清潔的玻璃板測定室溫剝離力。用2.1kg橡膠面輥通過一次玻璃板，將膠粘帶樣品(1.27cm寬×20cm長)粘在玻璃板上，并利用Model 3M90 Slip/Peel測試儀(IMASS，Inc.，Accord，MA)在180°角度和229cm/min速率下進(jìn)行測試。重復(fù)兩次，以盎司/英寸(oz/in)作單位記錄平均結(jié)果，并轉(zhuǎn)化為牛頓每分米(N/dm)。
對不銹鋼板的剪切用保持時(shí)間確定的剪切強(qiáng)度是粘合劑樣品針對清潔的不銹鋼基質(zhì)測試的。在約21℃和50％RH下調(diào)理膠粘帶樣品(1.27cm寬×20cm長)24小時(shí)以上，并用2.1kg橡膠面輥通過四次，將膠帶樣品粘合到不銹鋼基質(zhì)表面上。將基質(zhì)放置在垂直的支持架上，在180°角度上，將靜止的500g載荷連接到樣品末端，以分鐘為單位測試載荷掉下去的時(shí)間。對于10,000分鐘后仍然粘結(jié)在基質(zhì)上的那些樣品，停止試驗(yàn)。重復(fù)兩次，并以分鐘為單位記錄平均結(jié)果。
干皮膚和濕皮膚上的粘合力組合物對人皮膚的粘性評(píng)估是內(nèi)在不穩(wěn)定性能的確定。人皮膚在組成、局部解剖上具有許多變化，并且存在/不存在各種體液。然而，利用本發(fā)明所述的幾個(gè)個(gè)體的測試結(jié)果，可以得到膠粘帶或敷料粘合力的相對平均值。
根據(jù)被廣泛認(rèn)可的PSTC-1 Peel Adhesion Test(引入本文以供參考)，測定對干皮膚或濕皮膚的初始皮膚粘合力(T0)與24小時(shí)(T24)和48小時(shí)(T48)皮膚粘合力，上述測試方案是位于5700 Old Orchard Road，Skokie，IL的壓敏膠帶委員會(huì)(Pressure-Sensitive Tape Council)的規(guī)范和技術(shù)委員會(huì)(Specifications and Technical Committee)指定的一種測試方案。為了本發(fā)明的目的，通過將敷料樣品施用至活人皮膚上將該測試方法進(jìn)行了改變。
將三個(gè)樣品(一個(gè)用于T0濕皮膚測試，一個(gè)用于T0干皮膚測試，一個(gè)用于T24或T48干皮膚測試)，每個(gè)都是2.5cm寬，7.5cn長，分別施用至一個(gè)到兩個(gè)人受試者的背部。這些受試者為伏臥位，胳膊放在側(cè)面，頭轉(zhuǎn)向一側(cè)。不用壓力地施用樣品，或者拉緊皮膚至脊柱兩側(cè)，使每個(gè)樣品的長度與脊柱垂直。
用于測試濕皮膚粘合力的那些樣品被施用至用水飽和的布弄濕的皮膚上，所述皮膚剛好在施用樣品之前剩下肉眼可觀察到的靜止水滴。
用2kg輥在約2.5cm/sec速率下經(jīng)一次前后滾動(dòng)將樣品粘上。施用時(shí)不施加手壓力。
然后，利用安裝有連接到2.5cm夾子上的11.3kg試線的常規(guī)粘合力測試儀，在180°移動(dòng)角度和15cm/min移動(dòng)速率下，施用后立即除去樣品(T0)。通過用手從皮膚上提起約1cm的樣品并將夾子連接到翹起的邊緣上，將夾子連接到與脊柱最遠(yuǎn)的樣品邊緣。粘合力測試儀是安裝在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的小車上的應(yīng)變儀。以克/英寸為單位記錄移動(dòng)每個(gè)敷料樣品所需要的測試力(6-16次樣品重復(fù)測定的平均值)，并轉(zhuǎn)化為牛頓/分米(N/dm)。優(yōu)選地，為了粘合到濕皮膚上，濕皮膚值(T0)為至少約0.8N/dm，理想地，濕皮膚值(T0)大約與干皮膚值(T0)相同。
抗微生物活性在指定溫度下，將本發(fā)明的測試粘合劑敷料(測試樣品)或?qū)Ρ?空白粘合劑敷料(空白樣品，按照美國專利5,614,310(Delgado等人)的實(shí)施例1中所述方法，不加入抗微生物劑的情況下，在透明的聚氨酯背襯上涂覆PSA微球來制備的)與已知的微生物種群接觸指定時(shí)間。在指定時(shí)間結(jié)束時(shí)，抵消測試樣品或空白樣品的活性，并通過平板計(jì)數(shù)方法計(jì)算存活的微生物數(shù)目。log10的減少是通過從空白樣品log10CFU/ml回收率中減去從測試樣品回收的有機(jī)物的log10CFU/ml計(jì)算出來的。
接種物的制備 在濃度為約5×108CFU/ml的無菌Butterfield’s磷酸鹽緩沖水(Hardy Diagnostics，Santa Maria，CA)中制備表皮葡萄糖菌(Staphylococcus epidermidis)(ATTC# 12228)的接種物懸浮液。
測試樣品和空白樣品的制備 在測試的同一天制備兩份測試樣品和空白樣品。將樣品在無菌條件下沖切成直徑2.5cm的圓，并在無菌條件下轉(zhuǎn)移到單獨(dú)的無菌陪替氏表面皿上。在無菌條件下將背襯從樣品上除去，暴露粘合劑面。
測試方案 將測試樣品(或空白樣品)的粘合劑側(cè)用50μl細(xì)菌接種物懸浮液接種。將懸浮液以微滴(不少于15滴)施用至整個(gè)粘合劑面上。將樣品在35±2℃下培養(yǎng)30分鐘(從與總接種物懸浮液體積接觸起開始計(jì)時(shí))。在培養(yǎng)后，將每個(gè)樣品轉(zhuǎn)移至裝有25毫升(ml)含有中和劑的緩沖液的離心管中，渦旋2分鐘(min)，超聲處理5分鐘，然后再渦旋2分鐘。將樣品連續(xù)地在Butterfield’s磷酸鹽緩沖水中無菌稀釋，并用Trypticase Soy Agar(Difco，Detroit，MI)澆注成平板狀。將平板在35±2℃下培養(yǎng)48小時(shí)(hr)，計(jì)算菌落數(shù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閘og10CFU/ml。log的減少是通過從空白樣品的log10細(xì)菌回收率中減去測試樣品的log10細(xì)菌回收率計(jì)算的。以兩個(gè)樣品的平均值記錄結(jié)果。
實(shí)施例1-5
聚合物制備通過下面的方法制備PSA聚合物溶液在玻璃瓶中，將丙烯酸丁酯(112.5g)、DMAEAMC(37.5g)、AM90G(7.5g)(重量比分別為75/20/5)、95％乙醇(105g)和VAZO 67自由基引發(fā)劑(0.75g)混合在一起。將瓶子用氮?dú)饷摎?，密封并在水浴中?7℃下加熱24小時(shí)。在冷卻至室溫后，所得聚合物溶液的外觀是澄清的。取出少量樣品測定分子量、單體轉(zhuǎn)化率和其它與聚合物或聚合有關(guān)的性能。如果需要，可以在該階段通過直接混合加入添加劑如CHG溶液。然后將這些溶液涂覆至后面實(shí)施例中所述的合適基質(zhì)上。
除了利用三種單體不同的重量比之外，按照類似方法制備另外的聚合物溶液。在所有的情況(實(shí)施例1-5)下，在24小時(shí)時(shí)基本上完成了單體的轉(zhuǎn)化(在105℃下干燥3小時(shí)后，通過測定固體損失的百分比來確定)，并且聚合物溶液含有57％固體。利用聚合物溶液的樣品測定特性粘度(IV)，測量值表示在表1中。
實(shí)施例6-22聚合物的制備除了用EHA代替BA之外，按照實(shí)施例1-5所述方法制備PSA聚合物溶液。所用單體的比例、反應(yīng)溫度和固體百分含量表示在表2中。在實(shí)施例22中，用2/1(重量比)的丙酮/甲醇代替95％乙醇溶液。在冷卻至室溫后，所有的聚合物溶液的外觀都是澄清的。
實(shí)施例23-26聚合物的制備除了使用了如表3所示不同單體之外，按照實(shí)施例1-5所述方法制備PSA聚合物溶液。該表中還表示了單體轉(zhuǎn)化百分率和IV值。在冷卻至室溫后，所有的聚合物溶液外觀都是澄清的。
實(shí)施例27-49聚合物的制備除了DMAEAMC被DMAEAMS代替并使用了各種溶劑之外，按照實(shí)施例1-5所述方法制備PSA聚合物溶液。反應(yīng)溫度為60℃(實(shí)施例27-46)或58℃(實(shí)施例47-49)。所用單體的比例、溶劑、固體百分含量、單體轉(zhuǎn)化百分率和IV值示于表4中。在冷卻至室溫后，除了實(shí)施例38、39和41-45稍微渾濁之外，其它所有的聚合物溶液外觀都是澄清的。
1ND＝?jīng)]有測定實(shí)施例50-51聚合物的制備除了BA被EHA代替，DMAEAMC被DMAEAMS代替，AM90G被嵌段共聚物PLURONIC 25R4代替，95％乙醇溶劑被3.9/1丙酮/甲醇代替之外，按照實(shí)施例1-5所述方法制備PSA聚合物溶液。反應(yīng)溫度為60℃，固體百分含量(加入溶劑之前)為40％。所用的單體/25R4的比例、溶劑、固體百分含量(加入溶劑之后)表示在表5中。在聚合后，這兩個(gè)實(shí)施例出現(xiàn)相分離，需要加入溶劑來得到澄清的聚合物溶液。
實(shí)施例52-59聚合物加CHG的制備利用2.5/1丙酮/乙醇作溶劑，按照實(shí)施例27-49所述方法制備PSA聚合物溶液。反應(yīng)溫度為60℃，固體百分含量為45％。在冷卻至室溫后，聚合物溶液外觀澄清。在聚合反應(yīng)后，將CHG抗微生物劑(20％水溶液)加入到冷卻的聚合物溶液中，使所得聚合物由98％聚合物固體和2％CHG(以100％為基準(zhǔn))組成(實(shí)施例53和56)，或者由95％聚合物固體和5％CHG(以100％為基準(zhǔn))組成(實(shí)施例54和57)。按照類似方法，向聚合物溶液(實(shí)施例35)中加入2％CHG(20％溶液)(實(shí)施例58)和5％CHG(20％溶液)(實(shí)施例59)。最終溶液通常澄清，無色，穩(wěn)定。所用單體的比例、加入的CHG、單體轉(zhuǎn)化百分率、和IV值表示在表6中。
1ND＝?jīng)]有測定實(shí)施例60-97具有PSA聚合物層的背襯的制備層壓材料。通過下述方法制備背襯/PSA層壓材料。利用棒襯刮刀輥涂機(jī)在硅氧烷涂層的襯里(POLYSILK S-8004，Rexam Release，Inc.，Bedford Park，IL)上涂覆PSA聚合物溶液，并在100℃空氣循環(huán)的烘箱中干燥10分鐘，得到1密耳(0.025mm)干粘合劑膜。然后將該粘合劑膜層層壓在1密耳(0.025mm)厚的ESTANE 58309或ESTANE 58237聚氨酯膜(B.F.Goodrich，Cleveland，OH)上。然后將所得層壓材料(實(shí)施例60-93)切成圓形(直徑3.5cm)用于評(píng)價(jià)MVTR；切成條形(12.7cm×20cm)用于評(píng)價(jià)剝離力和剪切強(qiáng)度；切成條形(2.5cm×7.5cm)用于評(píng)價(jià)皮膚粘合力。用于評(píng)價(jià)皮膚粘合力的條形用γ射線在32-36kGy下消毒。評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表7和8中。
涂覆了的背襯。通過下述方法制備PSA涂敷的背襯。利用棒襯刮刀輥涂機(jī)在2密耳(0.05mm)聚酯(PET)膜(3M，SCOTCHPAR PET膜，1.97mil P0870197，3M Company，St.Paul，MN)上涂覆PSA聚合物溶液，并在100℃空氣循環(huán)的烘箱中干燥10分鐘，得到1密耳(0.025mm)干粘合劑膜。然后將所得PSA涂層的膜(實(shí)施例94-97)切成圓形(直徑2.5cm)用于評(píng)價(jià)抗微生物活性。評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表9中。
評(píng)價(jià)和結(jié)果MVTR根據(jù)本發(fā)明提供的測試方法評(píng)價(jià)實(shí)施例60-64(實(shí)施例1-5的PSA層壓到聚氨酯膜背襯上)的MVTR，結(jié)果表示在表7中。從這些數(shù)據(jù)中可推斷出，由聚氨酯膜和PSA構(gòu)成的層壓材料具有良好的水蒸氣透過率，所述PSA是由BA/DMAEAMC/AM90G共聚物組成的。
剝離力和剪切數(shù)據(jù)根據(jù)本發(fā)明提供的測試方法評(píng)價(jià)實(shí)施例65-69(實(shí)施例22-26的PSA層壓到聚氨酯膜背襯上)在玻璃上的剝離力和在不銹鋼上的剪切強(qiáng)度，結(jié)果示出在表7中。從這些數(shù)據(jù)可推斷出，在與EHA的共聚物中，DMAEAMC是比C16-MA更有效的增強(qiáng)單體，它可以與或不與其它增強(qiáng)單體(如AA)一起使用以制成具有良好粘合性能的PSA。

抗微生物活性根據(jù)本發(fā)明所提供的測試方法評(píng)價(jià)實(shí)施例94-97(實(shí)施例34-35和58-59的PSA涂布在聚酯膜背襯上)的抗微生物活性，結(jié)果表示在表9中。從表9中的結(jié)果可推斷出，與空白樣品相比，沒有添加CHG的背襯加PSA的兩個(gè)實(shí)施例表現(xiàn)出對表皮葡萄糖菌(Staphylococcusepidermidis)的抗微生物活性(log10降低量分別為1.06和3.55)。數(shù)據(jù)還說明，含有2％和5％CHG(實(shí)施例96和97)的測試粘合劑敷料增加了抗微生物活性，觀察到的log10降低量分別為4.64和6.04。
本發(fā)明所引用的專利、專利文獻(xiàn)和出版物的全部公開內(nèi)容都全文引入本文以供參考，就如同它們被分別引入一樣。在不偏離本發(fā)明精神和范圍的前提下，對本發(fā)明的各種改進(jìn)和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)受本發(fā)明給出的說明性實(shí)施方案和實(shí)施例的過度限制，并且這些實(shí)施例和實(shí)施方案僅僅是作為舉例給出的，本發(fā)明的范圍僅僅通過后面給出的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種包括壓敏粘合劑聚合物的壓敏粘合劑組合物，該聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體，其中當(dāng)該增強(qiáng)單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；其中壓敏粘合劑聚合物包括共價(jià)鍵合的季銨官能團(tuán)。
2.如權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，其中壓敏粘合劑聚合物還包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體和/或至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物。
3.如權(quán)利要求2所述的壓敏粘合劑組合物，其中非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物包括選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、氧雜環(huán)丁烷、四氫呋喃、它們對應(yīng)的二醇和它們的混合物的共聚單體，其中單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體是季銨單體。
4.如權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，其中壓敏粘合劑聚合物的Tg不超過約10℃。
5.如權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物，該組合物還包括至少一種抗微生物劑。
6.一種包括壓敏粘合劑聚合物的壓敏粘合劑組合物，該聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃。
7.如權(quán)利要求6所述的壓敏粘合劑組合物，該組合物還包括至少一種共聚的聚(環(huán)氧烷)(甲基)丙烯酸酯單體。
8.如權(quán)利要求6所述的壓敏粘合劑組合物，該組合物還包括至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物。
9.一種壓敏粘合劑組合物，該組合物包括至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物；和一種壓敏粘合劑聚合物，該聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃。
10.如權(quán)利要求9所述的壓敏粘合劑組合物，其中壓敏粘合劑聚合物還包括至少一種共聚的聚(環(huán)氧烷)(甲基)丙烯酸酯單體。
11.一種包括與氯己定相容的壓敏粘合劑聚合物的壓敏粘合劑組合物，該聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；和至少一種共聚的單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體，其中當(dāng)該增強(qiáng)單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；其中壓敏粘合劑聚合物包括共價(jià)鍵合的季銨官能團(tuán)。
12.一種制品，該制品包括背襯和在其至少部分表面上的如權(quán)利要求1所述的壓敏粘合劑組合物。
13.如權(quán)利要求12所述的制品，其中該制品的初始濕皮膚粘合力為至少約0.8N/dm。
14.如權(quán)利要求12所述的制品，其中該制品的初始濕皮膚粘合力為初始干皮膚粘合力的至少約65％。
15.一種制備壓敏粘合劑組合物的方法，該方法包括在有效進(jìn)行聚合的條件下混合下述組分至少一種單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，當(dāng)其均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；至少一種季銨單體，其中當(dāng)該季銨單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；和任選的至少一種單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在加入至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物和/或至少一種抗微生物劑前，共聚合單體。
全文摘要
本發(fā)明提供了包括一種包括壓敏粘合劑聚合物的壓敏粘合劑組合物。該聚合物包括至少一種共聚的單烯鍵不飽和(甲基)丙烯酸酯單體，其中當(dāng)該(甲基)丙烯酸酯單體均聚時(shí)，其Tg低于約25℃；至少一種共聚的單烯鍵不飽和增強(qiáng)單體，其中當(dāng)該增強(qiáng)單體均聚時(shí)，其Tg為至少約25℃；共價(jià)鍵合的季銨官能團(tuán)；和任選的至少一種共聚的單烯鍵不飽和聚(環(huán)氧烷)單體。該組合物任選地還包括至少一種非反應(yīng)性聚(環(huán)氧烷)聚合物和/或至少一種抗微生物劑。
文檔編號(hào)A61L15/58GK1615350SQ02827153
公開日2005年5月11日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月16日
發(fā)明者唐納德·H·盧卡斯特, 朱東偉 申請人:3M創(chuàng)新有限公司