CN111629820B - 可硬化的多部分的丙烯酸组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可硬化的多部分的丙烯酸组合物。该组合物具有至少两部分，该至少两部分混合在一起时彼此反应而逐渐硬化形成固体水泥，例如骨水泥。第一部分中的珠粒包括通过悬浮聚合制备而成且Tg＞70℃的丙烯酸珠状聚合物核和乳液聚合的丙烯酸微粒，该微粒至少部分地覆盖丙烯酸珠状聚合物核的表面。微粒可以形成多孔的聚结网络。骨水泥组合物包括第一部分和液体的第二部分以及可选的其他部分。这些部分可操作以形成水泥，该水泥在将各组分混合在一起时固化成固体团块。组合物还包括在第二部分中的丙烯酸单体组分，和引发剂组分。还描述了一种制备用于可固化的多部分的组合物的被覆盖的珠粒的方法和制备固体水泥的方法。

Description

可硬化的多部分的丙烯酸组合物

技术领域

本发明涉及一种可硬化的多部分的丙烯酸组合物，特别地但非排他性地，涉及一种具有至少两部分的丙烯酸组合物，该至少两部分混合在一起后相互反应而逐渐硬化，以形成固体水泥，例如骨水泥。

背景技术

通过将丙烯酸类聚合物和单体混合在一起形成的可硬化的组合物可用于范围广泛的应用中。在牙科应用、医学应用、粘合剂应用和建筑应用中具有特定的效用，在这些应用中这种材料已经使用了40年以上。

牙科应用包括义齿基托、义齿基板、义齿衬垫、义齿修复、定制牙托、用于牙冠和牙桥的贴面、人造牙、用于天然牙的贴面和修复以及补牙填料。医学应用包括用于骨腔的骨水泥，例如假体水泥、颅骨水泥以及椎体成形术和椎体后凸成形术中的椎体水泥。其他应用包括成形制品的生产，该成形制品在体外硬化并且随后可以被引入体内。

典型的可硬化的丙烯酸组合物通常由两种组分组成。第一种组分(通常为固体)包括聚合物颗粒，并且在适当情况下包括其他添加剂，例如聚合反应引发剂和催化剂、填充剂和染料。第二种组分包括一种或多种液体单体和其他添加剂，例如促进剂/活化剂和稳定剂。当准备进行使用时，将两种组分混合在一起以形成液体或半固体糊剂，在聚合反应引发剂和促进剂/活化剂的作用下，该液体或半固体糊剂的粘度逐渐增大，并硬化成固体。

通常所使用的第一种组分由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的球形小珠粒(直径通常约为20微米-150微米)和少量的聚合反应引发剂(例如过氧化二苯甲酰，BPO)组成，聚合反应引发剂通常包封在PMMA珠粒内，但也可以将其作为单独的组分进行添加。第二种组分通常是单体，典型地为甲基丙烯酸甲酯(MMA)，第二种组分也可以含有聚合反应促进剂(例如N，N-二甲基对甲苯胺(DMPT)(一种叔胺))和抑制剂(例如对苯二酚(HQ))，以防止单体的自发的聚合。

当两种组分混合在一起时，聚合物颗粒被单体润湿、被溶剂化并开始溶解。溶剂化的聚合物颗粒将过氧化二苯甲酰引发剂释放到单体中，该引发剂与促进剂(如果存在)相互作用，以产生自由基，该自由基与单体反应并引发单体的室温加成聚合反应。混合物从具有相对较低的粘度开始发展成越来越硬的体系，该体系最终完全硬化成固体水泥或具有类似水泥的稠度。

在室温下可硬化成固体的组合物(所谓的“自固化”或“冷固化”体系)具有持续时间通常为4分钟至10分钟的料团时间(dough time)和持续时间通常为10分钟至25分钟的凝固时间(set time)。加工时间(work time)实际上限定了操作者以所期望的方式操纵料团(例如，压入用于制造义齿基托的义齿模具中，或在髓关节修复或置换期间压入骨腔中，或在脊柱手术期间注入到椎体腔中，或在工业水泥注如操作中挤入间隙或空腔中)的可利用的时间段。料团时间取决于固体组分和液体组分的组合物的粘度在刚混合之后开始增加的速率，并受许多因素的控制，例如聚合物珠粒的粒度和形状、聚合物的分子量和聚合物的组成。

WO2010018412公开了一种可硬化的两部分的丙烯酸组合物，其中，固体部分包括丙烯酸聚合物颗粒，该丙烯酸聚合物颗粒具有由乳液聚合的丙烯酸微粒聚结而成的网络，以及可选地，与其混合的丙烯酸聚合物珠粒。尽管公开了对加工时间的改善，但是通常需要利用两种不同的固体颗粒，这两种固体颗粒都需要进行制备和分离。

发明内容

本发明的一个目的是解决该问题。提供料团时间减少的可硬化的两部分的丙烯酸组合物显然是有利的。另外，简化的制造过程将更加高效和可靠，从而为制造商和最终使用者都提供了进一步的优势。

根据本发明的第一方面，提供了被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，包括：

a)丙烯酸珠状聚合物核，该丙烯酸珠状聚合物核通过悬浮聚合制备而成，并且其Tg＞70℃；和

b)乳液聚合的丙烯酸微粒，该乳液聚合的丙烯酸微粒至少部分地覆盖所述丙烯酸珠状聚合物核的表面。

优选地，珠状聚合物核的表面的至少1％，更典型地，至少2％，最典型地，至少5％覆盖有所述微粒。在特别优选的实施方式中，珠状聚合物核的表面的更高比例的表面可以覆盖有所述微粒，例如，表面的至少10％、至少20％、至少30％或至少40％覆盖有所述微粒。

根据本发明的第一方面的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒特别适用于制备可硬化的多部分的丙烯酸组合物。

因此，根据本发明的第二方面，提供一种可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其包括第一部分和液体的第二部分以及可选的其他部分，这些部分可操作以在将这些部分混合在一起之后形成水泥，水泥硬化形成固体团块，组合物还包括在第二部分中的丙烯酸类单体组分、引发剂组分以及可选不透辐射的填充剂，该引发剂组分以在与单体组分混合和/或活化之后对于使单体组分聚合有效的量存在，其特点是，第一部分包括根据本发明的第一方面或根据本发明的其他的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒方面的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒。

令人惊讶地发现，通过用乳液聚合的丙烯酸微粒至少部分地覆盖丙烯酸珠粒，被覆盖的珠粒具有增加的加工时间和更短的料团时间，从而允许使用者(通常是外科医生)具有更多的时间来使用处于可加工状态的料团。

优选地，组合物中的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的至少50％的表面的至少1％，更典型地，至少2％，最典型地，至少5％，例如至少10％、至少20％、至少30％、或至少40％覆盖有所述微粒。

更优选地，被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的至少60％、至少70％或至少80％的表面的至少1％、至少2％或至少5％，例如至少10％、至少20％、至少30％或至少40％覆盖有所述微粒。

存在于组合物中的一定比例的乳液聚合的微粒可以不形成丙烯酸珠状聚合物核的至少部分覆盖层的一部分，即一定比例的微粒可以以微粒簇和/或单个微粒的形式存在。为避免疑义，任何没有覆盖丙烯酸珠状聚合物核的游离的乳液聚合的微粒或微粒簇不能被视为其本身是第一方面的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，并且如果存在的话，仅构成第二方面的丙烯酸聚合物组合物中存在的全部聚合物的其余部分。

优选地，第二方面的组合物中存在的乳液聚合的丙烯酸微粒的至少1wt％，更典型地，至少2wt％，至少5wt％，或至少10wt％存在于丙烯酸珠状聚合物核的表面覆盖层中。在特别优选的实施方式中，组合物中存在的乳液聚合的丙烯酸微粒的10wt％-90wt％或更优选地20wt％-75wt％存在于丙烯酸珠状聚合物核的表面的至少部分覆盖层中。

覆盖在所述珠状聚合物核的表面上的微粒可以采用任何合适的形式，例如离散颗粒，或核表面上的聚结的或部分聚结的单层颗粒，或团聚的微粒。其他的单层颗粒可以聚结在珠状聚合物核的表面上，以形成多个微粒层。

优选地，在团聚的微粒的情况下，覆盖的微粒在核的表面上形成具有微孔的微粒团块。

在本发明的某些实施方式中，第一方面的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒或第二方面的组合物的第一部分是固体组分，或是固体部分的一部分，或形成固体部分的一部分。

通过在提供可硬化的多部分的丙烯酸组合物之前分离被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，可以在固/液的可硬化的多部分的丙烯酸组合物中以及液/液的可硬化的多部分的丙烯酸组合物中使用有利的被覆盖的珠粒。此外，由于表面被覆盖的珠粒已经包含了所需的固体组分，因此不必单独地使两种不同的固体粉末共混。更进一步地，通过覆盖珠粒，可以实现聚合物类在液体单体中的选择性溶解，即乳液聚合的微粒阻止或延迟了珠粒聚合物的溶解，同时乳液微粒自身进行溶解，从而提供了独特的对各个原始聚合物颗粒的溶解的控制程度。更进一步地，将乳液微粒覆盖到珠状聚合物核上，阻碍了更大的颗粒(由乳液聚合的微粒的网络形成)的完全形成，从而与例如单独地喷雾干燥的那些微粒相比，提供了更容易获得的分布于珠核的表面上的乳液聚合的微粒。

在本发明的其他实施方式中，在液相中提供了第一方面的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，或者第二方面的第一部分为液体部分。

液体的第一部分的优点在于，对使用者来说，液/液组合物的混合通常比固/液组合物的混合更加方便。液体可以是对珠粒进行覆盖时产生的悬浮液，无需进行进一步分离，或者液体可以在分离和重新悬浮之后获得。

出乎意料的是，可以以有利的方式制备被覆盖的珠粒。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备用于可硬化的多部分的组合物的被覆盖的珠粒的方法，该方法包括步骤：

a)通过悬浮聚合来制备聚合物珠状颗粒，以形成悬浮聚合的珠状颗粒的悬浮液；

b)通过乳液聚合来制备聚合物乳液微粒，以形成乳液聚合的微粒的分散液；

c)在电解质的存在下，将a)的悬浮液和b)的分散液混合，以使所述乳液微粒与所述珠状颗粒凝结，以形成至少部分地覆盖有乳液聚合的丙烯酸微粒的丙烯酸珠状聚合物核。

有利地，可以利用由于a)和/或b)的聚合过程而存在的液相来制备被覆盖的颗粒。因此，不一定需要对珠粒和/或乳液微粒进行单独的干燥和处理。可选地，可以分离和干燥被覆盖的珠粒并用作干粉，或者直接在所得的液相中利用被覆盖的珠粒，或者分离和干燥被覆盖的珠粒，并且在新的液相中重新悬浮并随后使用。

因此，制备被覆盖的珠粒的方法可以包括以下顺序的步骤：通过悬浮聚合来制备聚合物珠状颗粒的悬浮液(通常为水性悬浮液)；通过乳液聚合来制备聚合物乳液微粒的分散液；在电解质存在下，将珠状颗粒悬浮液与乳液微粒分散液混合；在聚合物珠粒的存在下，在搅拌下加热混合物，以使聚合物乳液微粒进行受静电控制的凝结；可选地，将混合物冷却，然后(可选地，通过脱水、洗涤和干燥)分离出所生成的聚合物颗粒的混合物，用作固体粉末，或者可替代地，所生成的被覆盖的聚合物珠状颗粒可以以悬浮液(通常在水中)的形式保留，而无需分离出干燥形态的颗粒。珠状颗粒悬浮液的体积通常大于将要与其混合的乳液微粒分散液的体积，因此通常将乳液微粒分散液与电解质一起或分别地添加到珠状颗粒悬浮液中。典型地，乳液微粒分散液与珠状颗粒悬浮液的比例为2:98w/w至60:40w/w，更优选地为4:96w/w至50:50w/w，最优选地为6:94w/w至40:60w/w。但是，其他比例也是可以的。

对步骤c)中的聚合物珠状颗粒和聚合物乳液微粒的混合物的温度没有特别的限制。该温度通常在0℃至100℃的范围内，优选地在40℃-95℃的范围内。

典型地，用于悬浮聚合的连续相是水。典型地，用于乳液聚合的连续相是水。典型地，通过本发明的方法制备的珠状聚合物核的Tg＞70℃。

在任何一方面，核的Tg优选地为＞75℃，更典型地为＞80℃，最典型地为＞85℃。

对能够用于本发明的电解质没有特别的限制，只要电解质能够使聚合物珠粒悬浮液中的乳液聚合的微粒凝结即可。合适的电解质可以是氯化钠、氯化钾、氯化锂、溴化钠、溴化钾、溴化锂、碘化钾、碘化钠、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铵、氯化铵、硝酸钠、硝酸钾、氯化钙、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、氯化钡、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁、硫酸铁、硫酸铝、钾明矾、铁明矾、乙酸钠、乙酸钙、甲酸钠、甲酸钙及其混合物。

优选的电解质是氯化钠、氯化钾、硫酸钠、氯化铵、氯化钙、氯化镁、硫酸镁、氯化钡、氯化亚铁、硫酸铝、钾明矾和铁明矾。

可以将电解质以固体形式或以预溶解在水中的溶液形式添加到聚合物珠粒和/或乳液聚合的微粒的悬浮液中。

聚合物珠粒和乳液聚合的微粒的混合物(典型地为水性混合物)中的电解质的浓度通常为至少0.01wt％，优选地为至少1.0wt％，或更优选地为至少2.0wt％。

除了聚合反应引发剂(例如催化剂)、填充剂、不透辐射剂和染料之外，本发明的第二方面的第一部分还包括聚合物颗粒和其他添加剂(如果需要)。本发明的液体的第二组分包括一种或多种液体单体和其他添加剂，例如促进剂/活化剂和稳定剂。当准备使用时，将两种组分混合在一起，以形成液体或半固体糊剂，在聚合反应引发剂和促进剂/活化剂的作用下，该液体或半固体糊剂的粘度增加并硬化成固体。

如所指出的，组合物可以包括多于两个的部分，例如引发剂组分和/或任何其他添加剂可以储备在单独的第三部分中，但是为了方便起见，在本文中，本发明的任何一方面的多部分的丙烯酸组合物通常只是两部分的组合物，即没有第三部分或其他部分。

优选地，在0℃至30℃下，更优选地，在18℃至25℃下，最优选地，在20℃至23℃下，并且在任何情况下通常在正常大气压范围下，储存丙烯酸组合物的第一部分和液体的第二部分和使其反应。通过混合丙烯酸组合物的第一部分和液体的第二部分来进行的水泥的制备可以以本领域技术人员可以理解的各种方式来进行，例如通过手动混合来进行。

典型地，引发剂组分以有效地使单体组分充分聚合的量存在。例如，以使单体组分的至少85％w/w聚合，更典型地，以使单体组分的至少90％w/w聚合，最典型地，以使单体组分的95％w/w-98％w/w聚合。另外，引发剂组分可以以超过有效地使单体组分充分聚合的量存在。

可选地，不透辐射的填充剂可以存在于第一或第二方面的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒或乳液聚合的丙烯酸微粒中，或存在于第二方面的组合物的另一部分中。

优选地，组合物中的全部的丙烯酸单体组分的至少90％w/w，更优选地，至少95％w/w，最优选地，至少99％w/w存在于液体的第二部分中。在优选的实施方式中，组合物中的基本上所有的丙烯酸单体组分都存在于液体的第二部分中。因此，典型地，丙烯酸单体组分仅存在于组合物的一个部分中。典型地，包含丙烯酸单体组分的液体部分包括溶解在其中的丙烯酸聚合物颗粒。

典型地，所述丙烯酸单体组分和所述引发剂组分位于所述多部分的组合物的不同的部分中，从而使得含有单体组分的部分对聚合是储存稳定的。

本发明在另一方面扩展到通过混合根据本文的任何一方面的多部分的丙烯酸组合物而制备的固体水泥组合物。

有利地，本发明用于人骨或动物骨的治疗，通常用作其替代物和/或用作水泥(粘合剂)。

此外，本发明在另一方面扩展到第一方面或其他被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒方面的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒在可硬化的多部分的丙烯酸组合物中用作料团时间减少剂或机械强度改良剂。

根据本发明的另一方面，提供了一种由根据本发明的第二方面的多部分的丙烯酸组合物制备丙烯酸水泥的方法，该方法包括将所述第一部分、第二部分和可选的其他部分混合的步骤。

上述混合过程可以通过任何合适的方式进行，例如手动混合方法。

由根据本发明第二方面的多部分的丙烯酸组合物制备丙烯酸水泥的方法可以包括以下步骤：

a)将丙烯酸组合物的第一部分与液体的第二部分混合，以制成料团；

b)可选地，通过手动操作或注射将料团放入模具或体腔中，或放在植入物周围；以及

c)使料团凝固并硬化成固体团块。

如所指出的，组合物包括乳液聚合的微粒。这些微粒可以根据本领域技术人员已知的技术来制造。

典型地，用作单独的组分的丙烯酸聚合物颗粒与技术人员已知的合适的其他组合物添加剂一起存在。这种组合物添加剂包括引发剂、催化剂、染料和填充剂。

另一个优点是，通过本发明形成的可硬化的组合物还展示出长的加工时间，从而为操作者提供更长的时间段以在应用期间以期望的方式操纵水泥料团。

本发明的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的优点是在丙烯酸单体组合物的存在下到达的快速的料团时间。然而，料团的加工时间和凝固时间需要根据应用而变化。这可以通过改变丙烯酸聚合物颗粒的量、类型和粒度来实现。因此，丙烯酸聚合物珠粒和乳液聚合的微粒两者的粒度以及存在的乳液聚合的微粒的量将取决于最终的应用，并且本领域技术人员将理解这一点。

每种颗粒的平均粒度越大，加工时间将越长。技术人员还将理解，聚合物的分子量和促进剂的存在也会影响加工时间和凝固时间。因此，本发明的一个重要方面是通过被覆盖的丙烯酸聚合物珠状颗粒的存在可获得的缩短的料团时间，而本发明不限于特别地减少或增加的加工时间或凝固时间，因为这将取决于应用。在本发明中可获得的典型的料团时间为从30秒开始，例如30秒至10分钟。因此，由于在聚合反应的早期到达了料团时间并因此延长了加工时间，本发明允许使用更低粘度的料团。

可以在有或没有过量引发剂的情况下进行至少一种丙烯酸单体组合物的聚合反应，以生成丙烯酸聚合物颗粒(例如本发明的珠粒或微粒)。

典型地，本发明的任何方面的优选实施方式的可硬化的组合物通过以下步骤来制备：

a)在引发剂的存在下，可选地，在过量的引发剂的存在下，使丙烯酸单体/聚合物浆液(syrup)悬浮聚合，以生成丙烯酸聚合物珠状颗粒；

b)在引发剂的存在下，可选地，在过量的引发剂的存在下，使丙烯酸单体组合物乳液聚合，以生成乳液聚合的微粒的分散液；

c)在电解质的存在下，将步骤a)的丙烯酸聚合物珠状颗粒和步骤b)的乳液聚合的微粒以及可选的添加的引发剂混合，以形成被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，可选地，分离所述被覆盖的珠粒，以分别形成液体或固体的第一部分；

d)生成包含丙烯酸单体和促进剂/活化剂的液体的第二部分；

一种特别优选的方法将过量的引发剂引入到悬浮聚合步骤a)和/或乳液聚合步骤b)中，从而使残留的引发剂包封在丙烯酸聚合物珠状颗粒和/或乳液聚合的微粒内，并因此包封在被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒中。然而，可替代地，也可以随后在步骤c)中将引发剂添加到丙烯酸聚合物组合物的第一部分中。

当将两个部分混合在一起时，被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒被单体润湿、被溶剂化并开始溶解。表面上的乳液聚合的微粒的溶解速度比聚合物珠核的溶解速度更快。溶剂化的聚合物颗粒将引发剂释放到单体中，该引发剂与促进剂(如果存在)相互作用，以产生自由基，该自由基与单体反应并引发单体的室温加成聚合反应。混合物从相对较低的粘度的水泥开始发展成越来越硬的体系，该体系最终完全硬化成其最终的凝固的组合物。

这种水泥的不断变化的粘度通过料团时间和凝固时间以及所达到的最大的放热温升的温度(如由BS ISO 5833:2002所定义的)来表征。料团时间被认为是在混合开始之后，使水泥达到类似面团的团块(当轻轻地接触时，其不粘附至戴有手套的手指)的时间长度。凝固时间被认为是到达位于环境温度和最大温度之间的中间位置的温度所花费的时间。

料团时间和凝固时间以及最大放热温升温度是确定如何使用可硬化的组合物的非常重要的参数。在室温下，可硬化的组合物(所谓的“自固化”或“冷固化”体系)具有持续时间典型为4分钟至10分钟的料团时间和持续时间典型为10分钟至25分钟的凝固时间。这些参数有效地限定了使操作者以所期望的方式操纵料团(例如，压入用于制造义齿基托的义齿模具中，或在髓关节修复或置换期间压入骨腔中，或在脊柱手术期间注射到椎体腔中)可利用的时间段。使操作者可利用的加工时间最大化可以是有利的。这应当被理想地实现而不增加凝固时间，因为凝固时间限定了凝结操作或固定操作的终点。因此，这将注意力集中在缩短料团时间上。因此，在本发明中，典型的料团时间低至30秒。优选地，料团时间为30秒至最多10分钟，例如最多9分钟或8分钟。料团时间取决于液体组分的组合在混合之后粘度立即增加的速率，并受控于许多因素，例如聚合物珠粒的粒度和形状、聚合物的分子量和聚合物的组成。

聚合物珠粒

通过悬浮聚合来制备根据本发明的丙烯酸珠状聚合物核。这种聚合物珠粒是丙烯酸聚合物领域的技术人员众所周知的。

除非另外进行说明，否则本文所用的术语珠粒并不意在被限制性地解释，而是指具有任何合适的尺寸、形状和表面纹理的离散的聚合物颗粒。尽管如此，这种珠粒通常是光滑的并且广泛是球形的。然而，在本申请的上下文中，术语珠粒可用于将这种类型的丙烯酸聚合物颗粒与乳液聚合的微粒或由聚结的乳液聚合的微粒形成的更大的颗粒区分开来。

无论是本发明的丙烯酸珠状聚合物核还是未被覆盖的珠状颗粒的亚群(如本文所述)，珠状颗粒的平均粒度优选地为至少1μm，例如2μm或2.5μm，并且在任何情况下可以为高达60μm、120μm或180μm。典型地，珠状颗粒可以在1μm-180μm的范围内，更优选地，2μm-150μm，最优选地，2.5μm-120μm。

通常，本文中的平均粒度(average or mean particle size)是通过适合于所表征的颗粒的尺寸的技术所确定的。例如，亚微米颗粒可以通过其Z平均粒度来表征，而＞10μm的颗粒可以通过其平均粒度来表征。两种测量均可表征1μm至10μm的颗粒。因此，在本文中，乳液聚合的微粒优选地通过其Z平均粒度来表征，并且珠状颗粒优选地通过其平均粒度来表征。

在优选的实施方式中，除了被覆盖的丙烯酸聚合物珠核的群体之外，在多部分的丙烯酸组合物中还存在一种或多种其他的丙烯酸聚合物颗粒的的亚群。典型地，其他的亚群是未被覆盖的丙烯酸珠状聚合物的亚群。在任何情况下，其他的丙烯酸聚合物颗粒的亚群在分子量(MW)、分子量分布、孔隙率、(共)单体残基的性质和分布、粒度、粒度分布、和/或聚合物类型、是否存在残留引发剂、以及残留引发剂(如果存在)的量和类型上与被覆盖的丙烯酸聚合物珠核和/或乳液聚合的微粒可以不同或可以相同。因此，其他的丙烯酸聚合物颗粒的亚群可以具有一种或多种类型，例如悬浮聚合的、乳液聚合的和/或本体聚合的。典型地，如果是悬浮聚合的，亚群以聚合物珠粒的形式存在，并且如果是乳液聚合的，亚群以乳液聚合的微粒的形式存在，乳液聚合的微粒可以聚结在一起、团聚在一起或者是独立的。可替代地，亚群可以以压碎、碾碎、或磨碎的本体聚合的丙烯酸聚合物或压碎、碾碎、或磨碎的丙烯酸珠状聚合物的形式而存在。

例如，可以具有两个、三个或四个丙烯酸聚合物颗粒的亚群。典型地，具有至少一个其他的未被覆盖的丙烯酸珠状聚合物的亚群，优选地，该亚群位于组合物的第一部分中，特别是位于组合物的固体的第一部分中。优选地，在具有丙烯酸聚合物颗粒/珠粒的一个亚群或多个亚群的情况下，每个亚群至少为1wt％，更优选地，5wt％，最优选地，10wt％。

当具有珠粒的亚群以及珠粒的主群时，在粒度较大的亚群具有比平均粒度较小的亚群更高的平均粒度的前提条件下，粒度较小的亚群可以在10微米-90微米的范围内，而粒度较大的亚群可以在50微米-300微米的范围内。

乳液聚合的微粒

乳液聚合的微粒可以为任何合适的形式。典型地，当至少部分地覆盖聚合物珠粒时，乳液聚合的微粒的形式为在聚合物珠粒的表面上聚结的乳液聚合的微粒的网络。

为避免疑义，聚结并不意味着各个微粒完全合并，而是它们充分连接在一起，以形成颗粒网络。典型地，微粒与微粒紧密接触，但仍保留了各自的特性。

优选地，当使用Malvern Zetasizer纳米系列S粒度分析仪通过光散射来测定时(将一滴乳液添加至测量比色皿中的1ml去离子水中，使得测试样品在25℃下平衡，并且使用仪器提供的软件来确定Z平均粒度)，乳液聚合的微粒的Z平均粒度小于2μm，更优选地小于1μm，最优选地小于0.8μm，尤其是小于0.5μm。用于乳液聚合的微粒的优选的Z平均粒度范围为0.01μm-2μm，更优选地为0.02μm-1μm，最优选地为0.05μm-0.5μm，尤其是0.1μm-0.45μm，如上述使用Malvern Zetasizer通过光散射所测定的。在任何情况下，为了执行其功能，本发明的乳液聚合的微粒具有比被覆盖的珠状聚合物核小的粒度/Z平均粒度。

乳液聚合的微粒在抗冲击改性剂领域是众所周知的。因此，通常将抗冲击改性剂，例如丁二烯或丙烯酸丁酯，作为共聚单体引入到多级核壳颗粒的其中一个壳中。然而，在本发明的可硬化的组合物中，抗冲击改性剂不是必需的。因此，本发明的乳液微粒可以没有抗冲击改性剂共聚单体的残基。

丙烯酸聚合物微粒的核壳(C:S)比典型地为C:S 95％wt:5％wt至C:S 40％wt:60％wt，更典型地为C:S 90％wt:10％wt至C:S 50％wt:50％wt，优选地为C:S 85％wt:15％wt至C:S 70％wt:30％wt。

典型地，乳液聚合的微粒可以是单级的或多级的，即所谓的核/壳颗粒。在这点上，使用单种单体(例如甲基丙烯酸甲酯)来形成种子、核和壳会是足够的。在这种情况下，特别是如果将种子、核和壳的组成和分子量设计为相同的，则可以部署技术人员已知的标准单级乳液聚合技术。然而，为了使获得的乳液聚合的微粒展示出对其结构、特别是对其组成、粒度和分子量的多种控制，使用多级核壳乳液聚合方法是优选的。

为了通过乳液聚合来制造核壳颗粒，采用广泛使用的方法是便利的，该方法首先形成种子颗粒，然后该种子颗粒充当核，用于进一步生长，即生成聚合的核然后是壳。V.L.Dimonie等人，“乳液聚合和乳液聚合物”，P.A.Lovell and M.S.El-Aasser,Eds,JohnWiley&Sons Ltd，第9章，第294-326页，(1997)更详细地描述了该概念。可以使用无乳化剂技术(即，由于使用离子型水溶性引发剂，例如过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵而产生的颗粒稳定化)或通过使用乳化剂来使种子颗粒形成并稳定化。一旦形成种子颗粒，就通过依次添加其他等份(aliquot)的单体和引发剂来形成核和壳。

典型地，在不分离干燥形态的微粒的情况下，将乳液聚合的微粒施加至聚合物珠粒，即，将乳液聚合的微粒以由乳液聚合工艺形成的分散液的形式施加至聚合物珠粒。

然而，在将微粒施加至聚合物珠粒的表面之前，可以通过将液体乳液干燥，以形成粉末来分离乳液聚合的微粒。

优选地，不以干燥形态分离乳液聚合的微粒，因为这涉及进一步的制造步骤。

在分离乳液聚合的微粒的情况下，干燥乳液聚合的微粒的优选方法是使用喷雾干燥。然而，直接干燥乳液聚合的微粒的其他方法也是可以的，例如真空桨式干燥或旋转干燥。这些干燥技术和现有的乳液聚合允许非常精心心地控制乳液聚合的微粒尺寸，这易于重现并减少了批次间的差异。

本文中的干燥是指将相应固体的水分含量降低至＜10％w/w，更优选地＜5％w/w，最优选地＜2％w/w。

在干燥或使用之前，乳液的％wt固体含量典型地为5％wt至60％wt，更典型地为7.5％wt至55％wt，优选地为10％wt至52.5％wt。

乳液聚合的微粒典型地是丙烯酸聚合物微粒。

如前文所述，本发明扩展到其他的乳液聚合的丙烯酸微粒的亚群，该亚群存在于组合物中，典型地，存在于组合物的第一部分中，更典型地，存在于组合物的固体的第一部分中，以及最典型地，以聚结的乳液聚合的微粒(与覆盖丙烯酸珠状聚合物核的乳液聚合的微粒不同)的网络形式存在。合适地，这种网络可以通过对乳液聚合的丙烯酸微粒进行喷雾干燥来形成。

被覆盖的聚合物珠粒

有利地，当覆盖在聚合物珠粒上时，乳液聚合的微粒形成多孔的聚结网络，更优选地，形成微孔的聚结网络。

根据本发明的第一方面，提供了被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，包括：

a)通过悬浮聚合生成的丙烯酸珠状聚合物核；和

b)乳液聚合的丙烯酸微粒，该乳液聚合的丙烯酸微粒至少部分地覆盖所述丙烯酸珠状聚合物核的表面，其中微粒形成多孔的聚结网络，更优选地，形成微孔的聚结网络。

乳液聚合的微粒的聚结不会导致其完全合并，而是这些微粒在珠粒的表面上形成连接的微粒的网络。另外，乳液聚合的微粒还可以以单个微粒的形式聚结在珠粒的表面上。

本发明中的网络所含有的微孔的平均孔径为0.1nm至2000nm，更优选地为1nm-1000nm，最优选地为10nm-500nm。被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的表面覆盖层的范围和程度可以通过检查(例如SEM检查)来确定。孔径可以通过扫描电子显微镜(SEM)根据以下测试方法来确定：将被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒样品或将珠粒样品撒到标准铝SEM样品台上的导电自粘碳片上。通过真空金属喷镀，在样品上涂覆金属(Au/Pd)的薄层，以避免在SEM仪器中带电。SEM图像可使用FEI Quanta FEG 250环境SEM来拍摄，使用的加速电压为5kV，工作距离为10mm。对若干被覆盖的珠粒或对若干珠粒进行成像，并获得不同放大倍数的代表性图像。

典型地，覆盖在聚合物珠粒上的聚结的乳液聚合的微粒的网络具有大的表面积，这至少部分地是因为在所述网络中存在空隙。

典型地，如上文所述，对于优选的固/液两部分的可硬化的组合物，使乳液聚合的微粒凝结在聚合物珠粒上，并随后过滤并干燥被覆盖的珠粒。典型地，已经发现乳液聚合的微粒通常可以在同一平面上聚结成松散的六方密排基质，但是在本申请的例子中，由于在这种排布中的孔洞和缺陷，并且也由于微粒网络的三维结构，形成了多孔的宏观结构。乳液聚合的微粒还不可避免地以更小的团簇形式以及以单个微粒的形式存在于聚合物珠粒上的聚结网络中。

由于聚合物珠粒上的微粒的聚结网络的性质，构成网络的微粒仍然实质上存在。

为避免疑义，本文中对乳液聚合的微粒的平均粒度的任何引用均指乳液聚合的微粒本身，而不是由聚结的微粒的网络形成的任何更大的颗粒的平均粒度。

不透辐射剂

合适的不透辐射性填充剂可以选自包括二氧化锆、碳酸锶、粉状钽、粉状钨、硫酸钡及其混合物的清单。优选地，不透辐射性填充剂是硫酸钡。

在本文中，不透辐射是指当经受X射线时，使材料更加有别于周围材料的能力。

可以将不透辐射性填充剂添加到组合物的任何部分或两个部分中。然而，可选地，不透辐射性填充剂中的至少一些可以被包封在丙烯酸聚合物颗粒/珠粒或本发明的被覆盖的珠粒内，和/或吸附在丙烯酸聚合物颗粒/珠粒或本发明的被覆盖的珠粒上，或在丙烯酸颗粒/珠粒的亚群中。

尽管有以上描述，某些或全部的不透辐射性填充剂也可以以未包封和/或未吸附在丙烯酸聚合物颗粒/珠粒之中或之上的形式存在于组合物和/或硬化水泥中，例如存在于液体的第二部分中。该填充剂可以是独立添加的不透辐射性填充剂，也可以是从被包封的或被吸附的形式转移到周围液体中的不透辐射性填充剂。

不透辐射性填充剂可以被包封在丙烯酸聚合物微粒和/或丙烯酸聚合物珠粒内，和/或被吸附在丙烯酸聚合物微粒和/或丙烯酸聚合物珠粒上。然而，可选地，不透辐射性填充剂被包封在聚合物珠粒内，和/或被吸附在聚合物珠粒上，更优选地，该聚合物珠粒是未被覆盖的聚合物珠粒的亚群。

典型地，本发明的可硬化的多部分的组合物中的不透辐射性填充剂的含量为1％w/w至50％w/w，更典型地为5％w/w至40％w/w，最典型地为6.5％w/w至30％w/w。

聚合物及其他组分的量

典型地，被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒与任何未被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒构成在单体混合之前存在于本发明的组合物中的未溶解聚合物的至少98％w/w，更优选地，构成在混合之前存在于组合物中的未溶解聚合物的至少99％w/w，最优选地，构成在混合之前存在于组合物中的未溶解聚合物的大约100％w/w。当存在时，被覆盖的和未被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的比例典型地为5:1w/w至1:5w/w。一经混合，单体进行聚合并使得混合后的组合物形成水泥，该水泥逐渐硬化，最终固化为固体。在混合之前，一些聚合物，优选地，如本文所定义的丙烯酸聚合物也可以溶解在单体组合物中。在丙烯酸单体组分中，这种溶解的聚合物的含量典型地在0％w/w-60％w/w的范围内，更典型地在10％w/w-30％w/w的范围内。

典型地，被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒与不透辐射性填充剂可以一起形成丙烯酸聚合物组合物的第一部分的50％w/w-99.9％w/w，更优选地，60％w/w-97.5％w/w，最优选地，65％w/w-94.5％w/w。其余量通常由其他固体组成，这些固体可以是填充剂、颜料、染料、催化剂和引发剂。

乳液聚合的微粒与悬浮聚合的珠粒的比例根据最终应用而变化。尽管如此，在诸如骨水泥的一些应用中，乳液聚合的微粒与悬浮聚合的珠粒的比例为1:99w/w至50:50w/w，更优选地为3:97w/w至40:60w/w，最优选地为5:95w/w至30:70w/w是有利的。然而，在此不应当进行限制，并且其他比例也是可能的。

除了单体之外，液体的第二部分可以包括技术人员已知的其他聚合物组合物组分，例如丙烯酸聚合物、染料、催化剂、促进剂/活化剂、抑制剂、增塑剂等。更典型的是，将丙烯酸单体用作组合物中的唯一的液体载体，可选地，将丙烯酸聚合物颗粒溶解在其中，并添加其他组分，例如促进剂、抑制剂、染料等。通常，可硬化的组合物中的单体(无论是在第二部分还是在其他部分中的单体)的量在10％w/w-70％w/w范围内，更典型地在15％w/w-60％w/w，更优选地在20％w/w-50％w/w。典型地，单体以这种组合物中的总含量存在于第二部分中。

典型地，液体的第二部分不包括溶解的聚合物。然而，当单体和溶解的丙烯酸聚合物树脂或颗粒两者形成第二液体部分或其他液体部分的主要部分时，丙烯酸单体：聚合物的比例在99:1w/w至40:60w/w的范围内。

在与单体组合物混合之前，丙烯酸聚合物组合物的第一部分可以作为干粉存在。干粉组分与单体组分的重量比通常＜3:1，更优选地＜2.5:1，最优选地＜2.2:1。典型地，该重量比在2.15-1.85:1的范围内。

促进剂/活化剂可以以0.1wt％至5wt％，更典型地0.5wt％至3wt％的范围存在于未混合的组合物中。

在多部分的丙烯酸组合物中，未反应的引发剂(无论是残留的还是添加的引发剂)的总含量典型地为丙烯酸组合物的0.1％w/w-10％w/w，优选地为0.15％w/w-5％w/w，更优选地为0.2％w/w-4.0％w/w。

在将引发剂用于其中一种组分的情况下，引发剂本身可以被包封在聚合物珠粒和/或乳液聚合的微粒内，或单独地添加至组合物的任何部分。尽管可以在具有丙烯酸单体组分的液体部分中含有引发剂，但这将仅具有短的保存期限。因此，典型地，引发剂和丙烯酸单体组分位于组合物的不同的部分中。

当聚合物溶解在液体的第二部分或任何其他液体部分的单体中时，聚合物应该优选地含有含量非常低(例如，＜0.1％w/w)的残留引发剂，以避免使保存期限变短。

引发剂可以存在于形成丙烯酸组合物的一部分的任何丙烯酸聚合物颗粒中。丙烯酸聚合物颗粒中的引发剂可以是在聚合物颗粒的形成过程中使用的未反应的引发剂的残留量，因此，其相当于过量的引发剂的量。可替代地或另外地，可以将一些引发剂作为单独的组分添加到多部分的组合物中。在反应之前，存在于乳液聚合的微粒或珠状聚合物颗粒中(无论是不是被覆盖的珠状聚合物颗粒)的残留引发剂的含量典型地为聚合物颗粒的0.001％w/w-10％w/w，优选地为0.1％w/w-6％w/w，更多优选地为0.1％w/w-5％w/w。

优选地，引发剂以使单体组分聚合(至少大于90％的单体组分聚合，更典型地，至少大于93％，更典型地，至少大于95％的单体组分聚合)的含量存在。

其他的聚合物组分可以存在于液体的第二部分中，溶解或部分溶解在丙烯酸单体组分中。

典型地，聚合物组分与技术人员已知的合适的其他的聚合物组合物组分一起存在。这种聚合物组合物添加剂包括引发剂、乳化剂、催化剂、颜料、染料和填充剂。

具体的材料

能够用于引发丙烯酸珠状聚合物颗粒的悬浮聚合，并因此可以在组合物中形成残留的引发剂，以引发硬化过程的引发剂包括偶氮化合物、过氧化物、过氧酯和过硫酸盐，特别是偶氮二(异丁腈)、偶氮二(2-甲基丁腈)、偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、偶氮二(4-氰基戊酸)、过氧化二月桂酰、过氧化新癸酸叔丁基酯、过氧化二苄基、过氧化异丙苯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化二乙基乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠。

能够用于引发乳液聚合，并因此可以在组合物中形成残留的引发剂，以引发硬化过程的引发剂是过硫酸盐(例如过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵)、过氧化物(例如，过氧化氢、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、叔戊基过氧化氢、二(2-乙基己基过氧化二碳酸酯或过氧化月桂酰)和偶氮引发剂(例如，4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸))。

除上述乳液引发剂之外，用于硬化阶段的特别优选的引发剂是过氧化二苯甲酰。

能够用于常规的或无乳化剂的乳液聚合，并因此可以以残留的引发剂的形式存在的引发剂包括离子型水溶性引发剂，例如过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。

另外，可以将上述引发剂中的任何一种或多种独立地添加到组合物中。

在特别优选的实施方式中，丙烯酸聚合物颗粒将引发剂包含在其聚合物基质中。引发剂可以被包含在丙烯酸聚合物珠状颗粒和/或乳液聚合的微粒的聚合物基质中。优选地，引发剂被包含在丙烯酸聚合物珠状颗粒(无论是被覆盖的还是未被覆盖的)中。因此，在该实施方式中，不向组合物的第一部分单独添加引发剂。

有利地，可以在任意颗粒的聚合期间，将用于可硬化的组合物的引发剂作为过量的引发剂加入，以便在颗粒的聚合过程中使用一些引发剂，并且随着颗粒的形成，使过量的引发剂包含在聚合物基质中。随后，在用单体润湿和溶解之后，引发剂被释放出来，并因此能够引发硬化阶段。在核/壳颗粒中，优选地，引发剂被包含在外壳中，即在多阶段乳液聚合过程的最后阶段期间，相应地在最终的壳聚合阶段中使用过量的引发剂。在聚合物颗粒的聚合期间，也可以使用多于一种的引发剂。在多种引发剂的情况下，有利的是，在聚合过程中，引发剂中的一种基本上被用完，并且第二引发剂是过量的且仅部分被使用，从而使得过量的第二引发剂被包含在颗粒中。该程序可以通过使用具有不同半衰期的引发剂，以使得半衰期较短的引发剂(即，在给定温度和反应介质下具有较高分解速率的引发剂)被优先地用完来辅助。另外，在第一引发剂的存在下，可以使用较高的温度来驱动聚合的完成，而在打算用作残留的引发剂的第二引发剂的存在下，较低的温度会使单体的聚合减慢。然而，将不可避免地消耗一些第二引发剂，因为一些聚合必须在第二引发剂的存在下进行，以使第二引发剂被包含在颗粒中。无论使用一种还是更多种引发剂，作为残留物而剩下的引发剂的量取决于引发剂暴露至聚合条件和反应物下的时间，以及相对于第一引发剂(如果存在)的反应性。本领域技术人员将理解，残留的引发剂的确切量将取决于实验条件，并且可以容易地通过反复试验来确定，然后通过精心地控制单体和引发剂的量以及工艺条件来使其可再现。过量的引发剂的添加时间还与聚合物的分子量有关。如果在聚合过程中过早添加，则颗粒的分子量将会降低。因此，所需的分子量也会影响使得能够含有过量的引发剂同时获得特定应用所需的分子量的过量的引发剂的添加时间。

优选地，本发明的制备方法的步骤(b)包括种子乳液聚合步骤、核乳液聚合步骤和至少一个壳乳液聚合步骤。一种特别优选的方法将过量的引发剂引入到乳液聚合步骤中，从而使得残留的引发剂被包封在乳液微粒内。优选地，在多阶段乳液聚合过程中，在最后阶段的时候引入过量的引发剂，从而使得过量的引发剂存在于多级颗粒的外壳中。然而，可替代地，引发剂也可以随后添加到丙烯酸聚合物乳液中。

为避免疑义，“过量的引发剂”是指对于完成丙烯酸聚合物颗粒的聚合而言不需要的引发剂的部分，并且在丙烯酸聚合物颗粒的初步聚合终止后，该引发剂部分可用于随后的反应。

改变包封的残留的引发剂或添加的引发剂(例如过氧化二苯甲酰)的量，具有改变可硬化的组合物的凝固时间的作用。引发剂含量提高导致凝固时间变短。另外，丙烯酸单体组合物中的促进剂(例如，DMPT)的量的变化也会影响凝固时间。促进剂浓度增加导致凝固时间变短。

典型地，在本文中，引发剂在组合物中以全部的单体和引发剂的0.1％w/w至5％w/w的含量存在。

在根据本发明的组合物中可以使用其他填充剂，并且这些填充剂对于本领域技术人员是已知的。另外，除了填充剂之外，还可以使用有机的不透x射线的单体。这种单体可以在任何丙烯酸聚合物颗粒的制备过程中被共聚到该丙烯酸聚合物颗粒中，或这种单体可以被包含在丙烯酸单体组合物中。典型的有机的不透x射线的单体包括卤代甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，例如，甲基丙烯酸2，3-二溴丙酯或2-甲基丙烯酰氧乙基-2，3，5-三碘苯甲酸酯。为了避免任何疑义，不将这种不透x射线的单体视为填充剂。

可以在乳液聚合中使用的乳化剂是在常规的乳液聚合中常用的乳化剂，包括：阴离子乳化剂，例如，二辛基磺基琥珀酸钠(sodium dioctyl sulfosuccinate)、磺基琥珀酸的二钠乙氧基化醇半酯(disodium ethoxylated alcohol half ester of sulfosuccinicacid)、N-(1,2-二羧基乙基)-N-十八烷基磺基琥珀酸酯四钠(tetrasodium N-(1,2-dicarboxy ethyl)-N-octadecyl sulfosuccinate)、硫酸化烷基酚乙氧基化物的钠盐(sodium salt of sulfated alkylphenol ethoxylates)、烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或2-乙基己基硫酸钠；非离子乳化剂，例如，聚乙二醇壬基苯基醚(polyethylene glycolnonylphenyl ethers)、聚环氧乙烷辛基苯基醚(polyethylene oxide octylphenylethers)或双官能环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物(di-functional ethylene oxide/propylene oxide block copolymers)；或阳离子乳化剂例如，十六烷基三甲基溴化铵或烷基聚乙二醇醚甲基氯化铵(alkyl polyglycoletherammonium methyl chloride)。还可以使用适合于与丙烯酸乳液一起使用的反应性或可聚合的乳化剂或表面活性剂，例如十二烷基烯丙基磺基琥珀酸钠(sodium dodecylallyl sulfosuccinate)、十二烷基磺酸钠苯乙烯醚(styrene sodium dodecylsulfonate ether)、十二烷基乙基磺酸钠甲基丙烯酰胺(dodecyl sodium ethylsulfonate methacrylamide)、聚环氧乙烷或环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的甲基丙烯酸大分子单体或乙烯苄基大分子单体或甲基丙烯酰基乙基十六烷基二甲基溴化铵。

本发明的其他组分与液体的第二部分或任何其他液体部分中的液体载体的混合可以通过用于将固体或液体与液体混合的技术人员已知的任何合适的技术来进行。

优选地，在本发明的任何方面，通过混合所述多个部分而生成的固体的抗压强度大于40MPa，更优选地大于70MPa。在所生成的固体中发现的抗压强度的典型范围是40MPa-130MPa，更优选地是70MPa-130MPa。

定义

术语“吸附”采用其通常的含义，并且是指结合至其表面。

本文中的术语“液体”不需要进行定义，因为本领域技术人员充分地理解该术语。然而，为避免疑义，“液体”还包括具有液体载体的可流动材料，例如因此易于通过施加压力而通过注射器或填缝枪的出口进行递送的浆料、悬浮液、乳剂或糊剂。典型地，术语“液体”适用于在至少5℃至35℃、更典型地5℃至30℃下的材料或组合物。

术语“分散液”包括悬浮液和胶体。然而，通常情况下，聚合物乳液微粒的分散液是聚合物乳液微粒的胶体分散液，并且在任何情况下典型地是水性分散液。

术语“悬浮液”和“胶体”均是非溶剂化形式。

术语“固体部分”是指非液体或非气态部分，并且通常是自由流动的干燥颗粒材料，该颗粒材料通常由一种粉末或多种粉末的混合物组成，并且不包括液体载体。

根据本发明的组合物的液体组分是储存稳定的。“储存稳定的”是指单体或液体在温度和时间的一般可接受的储存条件(即，5℃至30℃和1天至250天，更典型地，15℃至25℃和1天至170天)下不聚合。

在聚合物珠粒与聚合物微粒之间的关系的上下文中，本文所用的术语“被覆盖的”或“覆盖”是指至少单层微粒遮盖了特定区域的聚合物珠粒的表面。

本文中的Z平均粒度是使用Malvern Zetasizer纳米系列S粒度分析仪通过光散射来确定的。

本文中的平均粒度可以使用Coulter LS230激光衍射仪来确定。

本文中的术语“微粒”是指具有＜10μm、优选＜2μm、更优选＜1μm的平均粒度的聚合物颗粒。

在本文中，与被覆盖的丙烯酸聚合物珠状颗粒、乳液聚合的微粒、悬浮聚合的珠状颗粒或其他颗粒相关的丙烯酸聚合物对于每种丙烯酸聚合物组分而言独立地表示聚(烷基)丙烯酸烷基酯或(烷基)丙烯酸的均聚物，或(烷基)丙烯酸烷基酯或(烷基)丙烯酸与一种或多种其他乙烯基单体的共聚物，并且其中单体残基的至少50％是丙烯酸单体残基，更典型地，单体残基的至少70％是丙烯酸单体残基，最典型地，单体残基的至少80％是丙烯酸单体残基，特别是处于这种水平的甲基丙烯酸甲酯残基。典型地，使用甲基丙烯酸甲酯的均聚物或甲基丙烯酸甲酯与一种或多种其他乙烯基单体的共聚物。其他乙烯基单体包括：其他的(烷基)丙烯酸烷基酯或(烷基)丙烯酸，例如甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸或丙烯酸；羟基官能化的丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙乙酯、丙烯酸2-羟乙酯、或丙烯酸羟丙酯；乙烯基化合物，例如苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮或乙烯基吡啶；以及相容的交联单体，例如甲基丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯或1，6-己二醇二丙烯酸酯，特别是相容的丙烯酸交联单体。典型地，被覆盖的丙烯酸聚合物珠状颗粒、乳液聚合的微粒、或悬浮聚合的珠状颗粒的丙烯酸聚合物独立地是甲基丙烯酸甲酯的均聚物或甲基丙烯酸甲酯与一种或多种上述乙烯基单体(更优选地，与苯乙烯或丙烯酸甲酯)的共聚物。

可以使用交联单体来使丙烯酸聚合物颗粒交联。对于乳液聚合的微粒，可以在核和壳中、或仅在核中、或仅在壳中进行交联。交联起到对可硬化的多部分的丙烯酸组合物的性能进行微调的作用。

乳液聚合的微粒的重均分子量(Mw)典型地为25,000道尔顿至3,000,000道尔顿，更典型地为100,000道尔顿至1,500,000道尔顿，优选地为250,000至1000000，例如，为250,000至600,000。为此目的，可以通过凝胶渗透色谱法(Gel permeation chromatography，GPC)来确定分子量。

尽管可硬化的组合物的聚合物组分中的聚合物的分子量可能影响料团时间和加工时间，但是本发明不限于任何特定的分子量。在任何情况下，丙烯酸聚合物颗粒的分子量的降低和/或粒度的增加可用于增加可硬化的组合物的加工时间。

珠粒型聚合物颗粒的重均分子量(Mw)典型地为10,000道尔顿至3,000,000道尔顿，更典型地为30,000道尔顿至1,000,000道尔顿，优选地为50,000至700,000，例如为60,000道尔顿至600,000道尔顿。为此目的，可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)来确定分子量。

术语“群”是技术人员通常所理解的那样，但是为避免疑义，是指由于通常由经历了相同聚合过程的一种或多种单体制备而成而具有特定的平均粒度、重均分子量、粒度分布和分子量分布的多个聚合物颗粒，并且亚群应被理解为聚合物颗粒的其他群。这种亚群的重均分子量和粒度可以在本文中对丙烯酸聚合物微粒和被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒所界定的范围内。

本文中丙烯酸基单体是指任何一种或多种合适的：(烷基)丙烯酸烷基酯或(烷基)丙烯酸，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸或丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯；羟基官能化的丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙乙酯、丙烯酸2-羟乙酯、或丙烯酸羟丙酯；以及相容的交联单体，例如甲基丙烯酸烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯或1，6-己二醇二丙烯酸酯。典型地，甲基丙烯酸甲酯是优选的丙烯酸单体，尤其是对于第二部分。其他共聚单体可以与丙烯酸单体一起使用，例如乙烯基化合物(例如苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮或乙烯基吡啶)和其他相容的交联单体(例如二乙烯基苯)。优选的丙烯酸共聚单体是苯乙烯和丙烯酸甲酯。

通常，本发明的丙烯酸单体组分具有随附的合适的抑制剂，例如氢醌(HQ)、甲基氢醌(MeHQ)、2，6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚(Topanol O)和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚(Topanol A)。抑制剂的存在是为了防止单体自发地聚合。合适的抑制剂是氢醌，以确保在室温下的长的保存期限。

可选地，也可以存在聚合反应的活化剂或促进剂，例如N，N-二甲基对甲苯胺(DMPT)和N，N-二羟乙基对甲苯胺(DHEPT)(两种都是叔胺)或有机可溶性过渡金属催化剂。活化剂或促进剂的存在取决于最终的应用。在需要“冷固化”的情况下，例如在牙科应用或骨水泥应用中，促进剂通常是必需的。然而，对于某些应用，在“热固化”系统中使用加热也是可能的。例如，义齿可以通过加热来活化。当存在于组合物中时，在引发剂的存在下，典型地，促进剂/活化剂以有效地激活聚合反应的含量存在，典型地，其以全部的单体和促进剂/活化剂的0.1％w/w-5％w/w的含量存在。

本文中的烷基(alkyl)是指C₁-C₁₈烷基，其中术语烷基(alkyl)和烷(alk)涵盖环烷基的和羟基官能化的C₁-C₁₈烷基。本文中的烷(alk)是指C₀-C₈烷。

“丙烯酸组合物”是指这样的组合物：组合物中存在的全部的单体和单体残基的至少50％(更典型地，组合物中存在的全部的单体和单体残基的至少70％，最典型地95％，尤其是99％)以前文所定义的丙烯酸单体中的一种或多种的形式存在或衍生自前文所定义的丙烯酸单体中的一种或多种。

对本发明的使用没有特别的温度限制。然而，通常在操作者可接受的温度(即操作者在室内或室外可能遇到的正常工作环境中发现的温度，例如5℃-40℃)和大气压力和/或施加的注射压力下使用本发明。

尽管有前述规定，本发明各方面的丙烯酸组合物的特别有利的应用是其用作骨水泥组合物。这种组合物用于关节成形术和椎体成形术。本发明的组合物的类似应用是牙齿修复。

尽管如此，本发明的优点可以被视为在许多工业应用中通常所需的，并且因此本发明不限于骨水泥和牙科应用，尽管这些是优选的实施例。

乳液聚合的微粒在抗冲击改性剂领域是众所周知的。由于此，通常将抗冲击改性剂(例如丁二烯或丙烯酸丁酯)作为共聚单体引入到多级核壳颗粒的其中一个壳中。然而，在本发明的多部分的组合物中，可以不需要抗冲击改性剂。因此，本发明的乳液聚合的丙烯酸聚合物微粒可以不含抗冲击改性剂共聚单体的残基。

本发明扩展到根据本发明的任何方面的多部分的骨水泥或牙科水泥或建筑水泥或结构粘合剂或层压粘合剂或连接组合物或密封组合物。

优选地，在骨水泥或牙科水泥组合物中，至少在组合物凝固成固体之后，其组分是生物相容性组分。

对于医学应用，例如本发明的组合物主要针对的骨水泥和牙科学，该组合物是生物相容的，并且特别地，该组合物原位硬化成生物相容的固体水泥或粘合剂。因此，发现本发明的组合物特别有利地用作医学植入物材料，例如在牙科应用中起作用的骨水泥或固体。因此，本发明的多部分的组合物典型地是骨水泥组合物或牙科组合物。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过混合根据本发明的多部分的丙烯酸组合物制造的医学植入物材料。

根据本发明的又一方面，提供了一种根据本发明的任何方面的多部分的组合物，其用于外科，更特别地，用于治疗人或动物的骨或牙齿，或用于与人或动物的骨或牙齿结合，或用于替代人或动物的骨或牙齿。

根据本发明的又一方面，提供了根据本发明的任何方面的多部分的组合物，其用于替代或部分替代人骨或动物骨。

根据本发明的又一方面，提供了根据本发明的任何方面的多部分的组合物，其用于牙科，更特别地，用于治疗人的牙齿或动物的牙齿，或用于兽医外科，更特别地，用于治疗蹄、指甲或角。

根据本发明的又一方面，提供了根据本发明的任何方面的多部分的组合物，其用于替代或部分替代人的牙齿或动物的牙齿、蹄、指甲或角。

由本发明形成的可硬化的组合物还显示出长的加工时间，从而在应用期间为操作者提供以所需方式操纵水泥料团的较长的时间段。

有利地，最终固化的硬化水泥组合物可以是多孔的。该多孔性使可硬化的组合物的机械性能与例如椎骨的机械性能相匹配，从而避免了与植入模量高于周围的天然骨的人工材料所相关的众所周知的问题。

然而，在任何情况下，也可以改变本发明的配方，以调节孔隙率水平并改变机械性能，例如以获得满足ISO 5833:2002要求的机械性能。

当用作骨水泥时，本发明的又一个优点是，孔隙率(尺寸和形貌)的控制允许对治疗剂(例如抗生素或抗真菌剂)的向周围的骨和组织的受控释放进行更好的控制。

特别地，如上所述的孔隙率是液体/液体组合物的特征。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过混合根据本发明的任何方面的多部分的丙烯酸组合物制造而成的固体水泥组合物，该固体水泥组合物是多孔的。典型地，固体水泥的孔隙率适用于对一种或多种治疗剂进行受控的释放。

本发明扩展到根据本发明的任何方面的多部分的组合物或第一部分，其包含药学有效量的治疗剂。在将多部分的丙烯酸组合物混合、植入并随后形成固体水泥组合物之后，治疗剂洗脱到植入物的周围，以提供治疗作用，典型地，以提供抗微生物作用或抗真菌作用。

合适的治疗剂可以选自包括庆大霉素、万古霉素、头孢唑林、环丙沙星、利奈唑胺、左氧氟沙星、利福平、克林霉素和妥布霉素的清单。这些治疗剂可以单独使用或以两种或更多种治疗剂的混合物的形式使用。使用的治疗剂的总量典型地为全部的第一部分的1wt％至5wt％。

本发明的优选组合物是冷固化组合物，换句话说，不需要单独的热活化步骤，并且该组合物在被混合在一起之后就进行固化。

在优选的实施方式中，本发明的组合物在第一部分中包括被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，并且在第一部分和可选的第二部分中包括未被覆盖的丙烯酸珠粒聚合物，并且在第一部分中包括引发剂，并且第二部分包括无引发剂的丙烯酸聚合物(优选为PMMA)在具有促进剂的丙烯酸单体(优选为MMA)中的溶液。

附图说明

现将参考所附实施例并参考附图来描述本发明的实施方式，其中：

图1示出了根据本发明的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的表面的SEM图像；

图2示出了高于图1的图像的放大倍数的根据本发明的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的表面上的乳液聚合的微粒的SEM图像；以及

图3示出了没有乳液聚合的微粒覆盖层的丙烯酸聚合物珠粒的表面的SEM视图。

具体实施方式

实施例

表征方法：

使用聚(甲基丙烯酸甲酯)标准物进行校准，通过凝胶渗透色谱法来测量分子量。使用四氢呋喃作为流动相。对重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和多分散性(Mw/Mn)进行测量。

使用Malvern Zetasizer纳米系列S粒度分析仪来确定Z平均乳液粒度。

使用Coulter LS230激光衍射仪来确定丙烯酸聚合物珠粒的平均粒度。

使用OB型Ubbelohde粘度计在25℃在氯仿(1wt％溶液)中测量比浓粘度(reducedviscosity，RV，dl/g)。

Wt％的残留的过氧化二苯甲酰含量通过滴定法来确定。

Wt％水含量使用Metrohm 874通过Karl Fischer方法在具有831库仑计的样品处理器上进行确定。

丙烯酸乳液的布氏粘度(Brookfield viscosity，BV，厘泊(cPs))在25℃下使用型号为DV-E的布氏粘度计(以轴数5和转速20进行操作)来确定。

使用FEI Quanta FEG 250环境SEM进行扫描电子显微镜(SEM)成像。通过将干燥的聚合物粉末直接轻轻地撒在安装在SEM样品台上的导电碳粘性接片上，来准备用于SEM成像的试样。在进行SEM成像之前，仔细清除掉任何松散的材料，并将非常薄的两道导电金属涂层(Au/Pd)施用于样品。

制备实施例1

50.1wt％固体的丙烯酸聚合物分散液(MMA/苯乙烯85/15wt％共聚物)的制备

将600克去离子水添加到配备有氮气入口、冷凝器和电动操作的不锈钢桨式搅拌器的五升圆底玻璃烧瓶中。通过水浴将水加热至80℃，同时以150转/分钟(rpm)进行搅拌。使氮气流通过液体表面上方的烧瓶的蒸气空间。

制备由850克甲基丙烯酸甲酯(MMA)、150克苯乙烯、5.0克月桂基硫酸钠和300克去离子水组成的乳化的单体混合物。在添加之前和在整个添加过程中，将该混合物搅拌60分钟，以使其保持乳化。

在水的温度为80℃的情况下，通过将30克乳化的单体混合物添加到烧瓶中，随后添加10毫升2wt％的过硫酸钾在去离子水中的溶液来制备聚合物种子(阶段1)。在轻微放热温升之后，反应进行三十分钟，直到温度回到80℃。

然后通过先向烧瓶中添加10毫升2wt％的过硫酸钾在去离子水中的溶液，随后使用蠕动泵在大约25分钟内连续添加300克乳化的单体混合物，来在聚合物种子颗粒上生长核(阶段2)。在完成单体混合物的添加之后，反应再进行15分钟，直到温度回到80℃。然后将该步骤重复两次。

将30.0克的75％活性过氧化二苯甲酰溶解在剩余的370克乳化的单体混合物中，搅拌45分钟。

然后通过先向烧瓶中添加10毫升的2wt％的过硫酸钾在去离子水中的溶液，随后使用蠕动泵在大约25分钟内连续添加含有添加的BPO的乳化的单体混合物，来在核上生长含有BPO的壳(阶段3)。在添加完所有的单体混合物之后，反应再进行十五分钟，直到温度回到80℃。

然后将所得的丙烯酸聚合物分散液冷却至40℃以下，并通过150微米的筛进行过滤。

丙烯酸聚合物分散液的固体含量为50.1wt％，比浓粘度为2.72dl/g，布氏粘度为130cPs，残留的过氧化二苯甲酰为2.2wt％，以及z平均分散液粒度为254nm。

制备实施例2

25％wt固体的丙烯酸聚合物分散液(PMMA均聚物)的制备

将1500克去离子水添加到配备有氮气入口、冷凝器和电动操作的不锈钢桨式搅拌器的五升圆底玻璃烧瓶中。通过水浴将水加热至80℃，同时以150转/分钟(rpm)搅拌。使氮气流通过液体表面上方的烧瓶的蒸气空间。

制备由500克甲基丙烯酸甲酯、1.0克1-十二烷基硫醇和5.0克75％活性二辛基磺基琥珀酸钠乳化剂(商品名：Aerosol^TMOT)组成的单体混合物。在使用前将这些组分混合。

在水的温度为80℃的情况下，通过将50克单体混合物添加到烧瓶中，随后添加10毫升2wt％的过硫酸钾在去离子水中的溶液来制备聚合物种子(阶段1)。在轻微放热温升之后，反应进行三十分钟，直到温度回到80℃。

然后通过先向烧瓶中添加20毫升2wt％的过硫酸钾在去离子水中的溶液，随后使用蠕动泵在大约35分钟内连续添加350克单体混合物，来在聚合物种子颗粒上生长核(阶段2)。在完成单体混合物的添加之后，反应再进行15分钟，直到温度回到80℃。

将14.0克的75％活性过氧化二苯甲酰溶解在剩余的100克单体混合物中。这使得在聚合物中产生大约2wt％的残留的过氧化二苯甲酰(BPO)含量。

然后通过先向烧瓶中添加5毫升的2wt％的过硫酸钾在去离子水中的溶液，随后使用蠕动泵在大约10分钟内连续添加含有添加的BPO的单体混合物，来在核上生长含有BPO的壳(阶段3)。在添加完所有的单体混合物之后，反应再进行十五分钟，直到温度回到80℃。

然后将所得的分散液冷却至40℃以下，并通过150微米的筛进行过滤。

丙烯酸聚合物分散液的固体含量为25wt％，比浓粘度为2.02dl/g，布氏粘度为150cPs，残留的过氧化二苯甲酰为1.90wt％，以及z平均分散液粒度为197nm。

实施例1

丙烯酸聚合物珠粒的制备和乳液聚合物覆盖层的添加

通过将1750毫升的去离子水和8克的羟乙基纤维素粉末(购自Aqualon Ltd.的Natrosol HEC 250Hr)添加至配备有不锈钢锚式搅拌器的5升玻璃烧瓶中来制备悬浮聚合的水相。将烧瓶内容物以400rpm搅拌并加热至40℃，以溶解羟乙基纤维素。然后添加含有1,000克甲基丙烯酸甲酯和44.0克75％活性过氧化二苯甲酰的有机相，将搅拌器的速度调节至650rpm，并使用水浴将反应器烧瓶的内容物加热至77℃-80℃。在77℃-80℃下持续进行聚合，直到反应器的内容物经历了放热温升，典型地至大约92℃-95℃。然后将反应器烧瓶的内容物冷却至室温。

根据以下步骤将乳液聚合物覆盖层施加到这些珠粒上：将820克丙烯酸聚合物珠粒浆料添加到配备有不锈钢锚式搅拌器的5升玻璃烧瓶中，随后添加200克去离子水和20克硫酸铝。然后在300rpm搅拌下将混合物加热至85℃。在硫酸铝溶解之后，在20分钟内滴加84克在制备实施例1中制备的最终的丙烯酸分散液。在将混合物冷却至室温之前，将混合物在85℃下以300rpm再搅拌60分钟。然后对所得的具有凝结的乳液聚合物覆盖层的聚合物珠粒进行过滤，用去离子水洗涤，在50℃的空气循环烘箱中干燥，并通过840微米的筛进行筛分。干燥的产物是自由流动的聚合物，平均粒度为95微米。

实施例2

重复实施例1，除了使用30克硫酸铝和167克制备实施例1的丙烯酸聚合物分散液之外。

干燥的具有凝结的乳液聚合物覆盖层的聚合物珠粒具有自由流动的粉末的稠度，平均粒度为110微米。

实施例3

重复实施例1，除了使用30克硫酸铝和225克制备实施例1的丙烯酸聚合物分散液之外。

干燥的具有凝结的乳液聚合物覆盖层的聚合物珠粒具有自由流动的粉末的稠度，平均粒度为104微米。

实施例4

重复实施例1，除了使用167克制备实施例2的丙烯酸聚合物分散液之外。干燥的具有凝结的乳液聚合物覆盖层的聚合物珠粒具有自由流动的粉末的稠度，平均粒度为96微米。

对比例1

未被覆盖的聚合物珠粒的制备

以与实施例1相同的方式制备聚合物珠粒，但是省略了乳液聚合物覆盖层的施加。对未被覆盖的聚合物珠粒进行分析，得到以下结果：平均粒度68μm，残留的过氧化苯甲酰含量为3.0wt％，重均分子量(Mw)为250道尔顿，以及比浓粘度为2.00dl/g。

对比例2和实施例5至8

粉末/液体混合物的制备和料团时间、加工时间和凝固时间的确定

这些实施例涉及将来自对比例1和实施例1、2、3和4的粉末与单体液体进行混合，以确定每种粉末/液体混合物的料团时间、加工时间和凝固时间。单体液体由99重量份的含有60ppm HQ抑制剂的MMA单体和1重量份的N，N-二甲基对甲苯胺(DMPT)促进剂组成。混合比例为10.5克聚合物粉末比6毫升单体液体。首先将两种组分在23℃的培养箱中平衡至少10小时。然后将所需量的聚合物粉末放入聚丙烯烧杯中，随后将单体液体放入聚丙烯烧杯中。从向液体添加粉末的时间点开始计时。然后使用金属刮刀手动混合30秒，接着盖住材料并静置。定期评估材料，并记录料团时间、加工时间和凝固时间。表1记录了结果。

可以看出，与对比例2相比，实施例5至8中的乳液聚合物覆盖层的作用显著缩短了料团时间，从而使得加工时间明显增加。

表1：

对比例3和实施例9和10

未被覆盖的和被乳液聚合物覆盖的聚合物珠粒的共混物

为了展示如何对料团时间、加工时间和凝固时间进行微调，以对比例1：实施例3为100wt％:0wt％、50wt％:50wt％和25wt％:75wt％的比例，制备比较实施例1的未被覆盖的珠粒与实施例3的被乳液聚合物覆盖的珠粒的粉末共混物。通过将每种成分的相应量称量到150克容量的实验室规模的锥形混合机中，然后共混10分钟，来制备这些共混物。然后使用所得共混物来确定料团时间、加工时间和凝固时间，如下所示：

制备由99重量份的含有60ppm HQ抑制剂的MMA单体和1重量份的N，N-二甲基对甲苯胺(DMPT)促进剂组成的单体液体。将其与各聚合物粉末混合，混合比例为10.5g聚合物粉末比6ml单体液体。首先将两种组分在23℃的培养箱中平衡至少10小时。然后将所需量的聚合物粉末放入聚丙烯烧杯中，随后将单体液体放入聚丙烯烧杯中。从向液体添加粉末的时间点开始计时。然后使用金属刮刀手动混合30秒，接着盖住材料并静置。定期评估材料，并记录料团时间、加工时间和凝固时间。表2记录了结果。

可以看出，与不含有任何被乳液聚合物覆盖的聚合物珠粒的对比例3相比，将实施例3的被乳液聚合物覆盖的聚合物珠粒引入粉末共混物(实施例9和10)中的效果是显著缩短了料团时间，从而使得加工时间明显增加。

表2：

对比例4和实施例11和12

未被覆盖的和被乳液聚合物覆盖的聚合物珠粒与不透辐射剂(氧化锆)的共混物

对向聚合物粉末中添加不透辐射剂的效果进行评估。所选择的不透辐射剂是氧化锆(IV)(购买自Sigma-Aldrich，为5um粉末，产品代码230693)，并将其与对比例1的未被覆盖的珠粒和实施例3或4的被乳液聚合物覆盖的聚合物珠粒以20wt％:80wt％的氧化锆：聚合物粉末的比例共混。通过将每种成分的相应量称量到150克容量的实验室规模的锥形混合机中，然后共混10分钟，来制备这些共混物。然后按照以下步骤用所得共混物来确定料团时间、加工时间和凝固时间，如下所示：制备由99重量份的含有60ppm HQ抑制剂的MMA单体和1重量份的N，N-二甲基对甲苯胺(DMPT)促进剂组成的单体液体。将其与各聚合物粉末混合，混合比例为10.5g聚合物粉末比6ml单体液体。首先将两种组分在23℃的培养箱中平衡至少10小时。然后将所需量的聚合物粉末放入聚丙烯烧杯中，随后将单体液体放入聚丙烯烧杯中。从向液体添加粉末的时间点开始计时。然后使用金属刮刀手动混合30秒，接着盖住材料并静置。定期评估材料，并记录料团时间、加工时间和凝固时间。表3记录了结果。

可以看出，即使在氧化锆不透辐射剂的存在下，与对比例4相比，实施例13至14中的乳液聚合物覆盖层的作用显著缩短了料团时间，从而使得加工时间明显增加。

表3

被乳液聚合物覆盖的聚合物珠粒的扫描电子显微镜(SEM)检查

通过SEM成像来检查实施例4的产物，以示出干燥的具有凝结的乳液聚合物覆盖层的聚合物珠粒的形貌。

图1(300微米标尺)显示凝结的乳液聚合物颗粒(直径约0.2微米)覆盖了大部分聚合物珠粒。

图2(3微米标尺)显示乳液聚合物颗粒凝结在一起形成了微孔形貌。

未被覆盖的聚合物珠粒的扫描电子显微镜(SEM)检查

还通过SEM成像检查了对比例1的产物，以示出干燥的没有乳液聚合物覆盖层的聚合物珠粒的形貌。图3显示珠粒缺乏结构，并且具有光滑的表面。

需要注意与本申请相关的与本说明书同时或在本说明书之前提交的并且与本说明书一起公开以供公众查阅的所有论文和文献，所有这些论文和文献的内容通过引用并入本文。

本说明书(包括任何所附的权利要求书、摘要和附图)所公开的所有特征，和/或所公开的任意方法或过程的所有步骤，可以以任意组合方式组合，除非组合中的至少一些特征和/或步骤互相排斥之外。

除非另有明确说明，否则本说明书(包括任何所附的权利要求书、摘要和附图)所公开的每个特征可以由用于相同、等同或类似目的的替代性特征替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每个特征仅是通用的一系列等同或类似特征的一个示例。

本发明不限于前述实施方式的细节。本发明延伸到本说明书(包括任何随附的权利要求书、摘要和附图)中所公开的特征的任何新的特征或任何新的组合，或所公开的任何方法或过程的步骤的任何新的步骤或任何新的组合。

Claims (46)

1.一种被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，包括：

a）丙烯酸珠状聚合物核，所述丙烯酸珠状聚合物核通过悬浮聚合制备而成，并且Tg＞70°C；和

b）乳液聚合的丙烯酸微粒，所述乳液聚合的丙烯酸微粒至少部分地覆盖所述丙烯酸珠状聚合物核的表面；

其中所述乳液聚合的丙烯酸微粒的Z平均粒度范围为0.02μm-1μm；

其中所述丙烯酸珠状聚合物核的平均粒度为2μm-150μm；

其中所述丙烯酸珠状聚合物核的表面的至少5%覆盖有所述乳液聚合的丙烯酸微粒，所述乳液聚合的丙烯酸微粒在所述丙烯酸聚合物珠粒与丙烯酸单体和引发剂组合时减少所述丙烯酸珠状聚合物核的料团时间。

2.一种被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，包括：

a）丙烯酸珠状聚合物核，所述丙烯酸珠状聚合物核通过悬浮聚合制备而成；和

b）乳液聚合的丙烯酸微粒，所述乳液聚合的丙烯酸微粒至少部分地覆盖所述丙烯酸珠状聚合物核的表面，其中，所述乳液聚合的丙烯酸微粒形成多孔的聚结网络；

其中所述乳液聚合的丙烯酸微粒的Z平均粒度范围为0.02μm-1μm；

其中所述丙烯酸珠状聚合物核的平均粒度为2μm-150μm；

其中所述丙烯酸珠状聚合物核的表面的至少5%覆盖有所述乳液聚合的丙烯酸微粒，所述乳液聚合的丙烯酸微粒在所述丙烯酸聚合物珠粒与丙烯酸单体和引发剂组合时减少所述丙烯酸珠状聚合物核的料团时间。

3.根据权利要求1所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述乳液聚合的丙烯酸微粒形成多孔的聚结网络。

4.根据权利要求2所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，通过悬浮聚合制备而成的所述丙烯酸珠状聚合物核的Tg＞70°C。

5.根据权利要求1或2所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述珠状聚合物核的表面的至少10%覆盖有所述乳液聚合的丙烯酸微粒。

6.根据权利要求5所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述珠状聚合物核的表面的至少20%覆盖有所述乳液聚合的丙烯酸微粒。

7.根据权利要求6所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述珠状聚合物核的表面的至少30%覆盖有所述乳液聚合的丙烯酸微粒。

8.根据权利要求7所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述珠状聚合物核的表面的至少40%覆盖有所述乳液聚合的丙烯酸微粒。

9.根据权利要求1或2所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述丙烯酸珠状聚合物核的平均粒度为2.5µm至120µm。

10.根据权利要求9所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述丙烯酸珠状聚合物核的平均粒度为2.5µm至60µm。

11.根据权利要求1或2所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述乳液聚合的丙烯酸微粒的Z平均粒度小于0.8μm。

12.根据权利要求11所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述乳液聚合的丙烯酸微粒的Z平均粒度小于0.5μm。

13.根据权利要求1或2所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述乳液聚合的丙烯酸微粒与所述丙烯酸珠状聚合物核的比例为1:99w/w至50:50w/w。

14.根据权利要求13所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述乳液聚合的丙烯酸微粒与所述丙烯酸珠状聚合物核的比例为3:97w/w至40:60w/w。

15.根据权利要求14所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述乳液聚合的丙烯酸微粒与所述丙烯酸珠状聚合物核的比例为5:95w/w至30:70w/w。

16.根据权利要求1或2所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述丙烯酸珠状聚合物核或所述乳液聚合的丙烯酸微粒的聚合物独立地为聚（烷基）丙烯酸烷基酯或（烷基）丙烯酸的均聚物，或（烷基）丙烯酸烷基酯或（烷基）丙烯酸与一种或多种其他乙烯基单体的共聚物，并且其中单体残基的至少50%是丙烯酸单体残基。

17.根据权利要求16所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，并且其中单体残基的至少70%是丙烯酸单体残基。

18.根据权利要求17所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，并且其中单体残基的至少80%是丙烯酸单体残基。

19.根据权利要求16所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述丙烯酸单体残基是甲基丙烯酸甲酯残基。

20.根据权利要求1或2所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述丙烯酸珠状聚合物核或所述乳液聚合的丙烯酸微粒的聚合物独立地为甲基丙烯酸甲酯的均聚物，或甲基丙烯酸甲酯与一种或多种其他乙烯基单体的共聚物。

21.根据权利要求20所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒，其特征在于，所述其他乙烯基单体为苯乙烯或丙烯酸甲酯。

22.一种可硬化的多部分的丙烯酸组合物，包括第一部分和液体的第二部分以及可选的其他部分，这些部分可操作以将这些部分混合在一起之后形成水泥，所述水泥硬化形成固体团块，所述组合物还包括在所述第二部分中的丙烯酸类单体组分、引发剂组分以及可选的不透辐射性填充剂，所述引发剂组分以在与所述单体组分混合和/或活化之后对使所述单体组分聚合有效的量存在，其特征在于，所述第一部分包括根据权利要求1-21中任一项所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒。

23.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述组合物包括除存在于所述第一部分的所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的表面覆盖层中的所述乳液聚合的丙烯酸微粒之外的乳液聚合的丙烯酸微粒，并且存在于所述组合物中的所有乳液聚合的丙烯酸微粒的至少1wt%存在于所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的所述表面覆盖层中。

24.根据权利要求23所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，存在于所述组合物中的所有乳液聚合的丙烯酸微粒的至少2wt%存在于所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的所述表面覆盖层中。

25.根据权利要求24所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，存在于所述组合物中的所有乳液聚合的丙烯酸微粒的至少5wt%存在于所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的所述表面覆盖层中。

26.根据权利要求25所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，存在于所述组合物中的所有乳液聚合的丙烯酸微粒的至少10wt%存在于所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的所述表面覆盖层中。

27.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述组合物包括除存在于所述第一部分的所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的表面覆盖层中的所述乳液聚合的丙烯酸微粒之外的乳液聚合的丙烯酸微粒，并且存在于所述组合物中的所有乳液聚合的丙烯酸微粒的10wt%-90 wt%存在于所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的所述表面覆盖层中。

28.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述组合物包括除存在于所述第一部分的所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的表面覆盖层中的所述乳液聚合的丙烯酸微粒之外的乳液聚合的丙烯酸微粒，并且存在于所述组合物中的所有乳液聚合的丙烯酸微粒的20wt%-75wt%存在于所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的所述表面覆盖层中。

29.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述可硬化的多部分的丙烯酸组合物的所述第一部分是固体组分，或是固体部分的一部分，或形成固体部分的一部分。

30.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒与任何未被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒构成在单体混合之前存在于所述组合物中的未溶解聚合物的至少98%w/w。

31.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒与任何未被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的平均粒度为2.5µm至120µm。

32.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒与任何未被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的平均粒度为2.5µm至60µm。

33.根据权利要求22所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述液体的第二部分的所述丙烯酸单体选自（烷基）丙烯酸烷基酯或（烷基）丙烯酸中的任何一种或多种，以及可选的一种或多种共聚单体。

34.根据权利要求33所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述液体的第二部分的所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸甲酯，所述一种或多种共聚单体选自苯乙烯和丙烯酸甲酯。

35.根据权利要求22至34中任一项所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物，其特征在于，所述多部分的组合物是骨水泥组合物或牙科的组合物或用于医学植入的组合物。

36.一种制备用于可硬化的多部分的组合物的根据前述权利要求1-21中任一项所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒的方法，包括以下步骤：

a）通过悬浮聚合制备聚合物珠状颗粒，以形成悬浮聚合的珠状颗粒的悬浮液；

b）通过乳液聚合制备聚合物乳液微粒，以形成乳液聚合的微粒的分散液；

c）在电解质的存在下将a）的悬浮液和b）的分散液混合，以使所述乳液微粒与所述珠状颗粒凝结，以形成至少部分地覆盖有乳液聚合的丙烯酸微粒的丙烯酸珠状聚合物核。

37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，所述乳液微粒的分散液与所述珠状颗粒的悬浮液的比例为2:98w/w至60:40w/w。

38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述乳液微粒的分散液与所述珠状颗粒的悬浮液的比例为4:96w/w至50:50w/w。

39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述乳液微粒的分散液与所述珠状颗粒的悬浮液的比例为6:94w/w至40:60w/w。

40.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，制备的所述珠状聚合物核的Tg＞70°C。

41.根据权利要求36-40中任一项所述的方法，其特征在于，所述可硬化的多部分的组合物是根据权利要求22-35中任一项所述的可硬化的多部分的丙烯酸组合物。

42.根据权利要求1-21中任一项所述的被覆盖的丙烯酸聚合物珠粒在可硬化的多部分的丙烯酸组合物中用作料团时间减少剂或机械强度改良剂的用途。

43.一种通过混合根据权利要求22-35中任一项所述的多部分的丙烯酸组合物而制备的固体水泥组合物。

44.一种通过混合根据权利要求22-35中任一项所述的多部分的丙烯酸组合物而制备的固体水泥组合物，其是多孔的。

45.一种根据权利要求44所述的固体水泥组合物，其特征在于，所述固体水泥的孔隙率适用于一种或多种治疗剂的受控释放。

46.由根据权利要求22-35中任一项所述的多部分的丙烯酸组合物制备丙烯酸水泥的方法，包括以下步骤：

d）将所述丙烯酸组合物的第一部分与所述液体的第二部分混合，以制成料团；

e）可选地，通过手动操作或注射将所述料团放入模具或体腔中，或放入植入物的周围；以及

f）使所述料团凝固并硬化成固体团块。