[發明專利]一種反應性乳化劑、其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710548582.0
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107474236B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 牛林;黃海;朱軍成;李磊;李方
• 申請（專利權）人: 聯泓（江蘇）新材料研究院有限公司
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08F2/26;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C08F220/28;C08F212/08;C09D133/08
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 李帥

本發明公開了一種用于乳液聚合的反應性乳化劑、其制備方法和應用，其包括如式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)所示化合物：本發明采用脂肪伯胺與帶有不飽和雙鍵的縮水甘油醚化合物進行開環反應，然后對產物進行烷氧基化，獲得帶有反應性雙鍵的非離子反應性乳化劑，以及由此衍生的陰離子反應性乳化劑。本發明的乳化劑采用伯胺基與縮水甘油醚化合物的反應引入雙鍵，反應活性和選擇性更強，反應條件更溫和，可以有效減少反應中的雙鍵損失，提高最終乳化劑產品的反應性雙鍵含量。乳液聚合過程中，該種乳化劑與單體的反應性更高，能夠更為有效地提高乳液產品的耐水性能。

技術領域

本發明屬于表面活性劑領域，具體涉及一種乳液聚合用高反應性乳化劑及其制備方法。

背景技術

乳液聚合是制備高分子量、水性聚合物分散體的常用手段，所得聚合物乳液廣泛應用于建筑內外墻涂料、膠黏劑、紙張施膠劑等工業領域。乳化劑是指能夠使乳濁液穩定的表面活性劑，廣泛應用于食品、日用品、化工等行業。在乳液聚合過程中，乳化劑的主要作用是為聚合物粒子提供成核、反應和生長的場所，穩定非均相聚合反應過程，并保證乳液產品在儲存、運輸過程中的分散穩定性。但在聚合物乳液成膜的過程中，由于乳化劑分子物理吸附于聚合物粒子表面，隨著水分的揮發和濕膜內的遷移，乳化劑分子會從聚合物粒子表面脫附，在聚合物涂膜內部形成富集區或者隨水分遷移至涂膜和基材或者空氣的界面處，對涂膜的耐水和附著等性能造成不利影響。

反應性乳化劑是指在乳化劑分子上具有能夠與單體反應的不飽和雙鍵，在乳液聚合過程中，乳化劑吸附在聚合物粒子表面提供膠體穩定作用，同時乳化劑分子上的雙鍵與單體發生共聚，將乳化劑分子化學錨接在粒子表面。在后續的成膜過程中，乳化劑分子就不會隨水分揮發發生物理脫附和集聚，涂膜的耐水性能也會得到有效提升。專利文獻CN200580021149.7，CN 01822897.6，CN 201280051789.2，CN 201380003074.4中即公開了這一類乳化劑結構。此類乳化劑分子的疏水端吸附在聚合物粒子表面，而親水端向水相伸展從而提供電荷或者位阻穩定性，乳化劑中不飽和雙鍵的含量決定了其與單體反應的有效性，乳化劑中含有反應性雙鍵的化合物越多，后期乳液成膜中游離乳化劑越少，聚合物乳液的成膜耐水性能越好。

現有的反應性乳化劑，為了使不飽和雙鍵處于乳化劑分子的疏水端，通常采用不飽和烷基脂肪醇與帶有不飽和雙鍵的縮水甘油醚化合物反應，或者使用烯丙基鹵化物和苯乙烯化苯酚反應，將疏水烷基鏈與不飽和雙鍵組合起來。此類方法均需要使用堿性催化劑以及較高的反應溫度，導致不可避免的雙鍵損失；再考慮到后續可能的烷氧化、硫酸化或者磷酸化等反應，反應性乳化劑的有效雙鍵含量會進一步降低，導致產品反應性的降低。隨著市場對產品耐水、耐候性能要求的提高和市場使用量的增加，聚合物乳液的成膜耐水性能也提出了更高的要求，而其關鍵技術問題之一乳化劑導致的耐水性下降問題也亟待解決，繼續開發出性能更有，適于工業應用的新型乳化劑。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種高反應性乳化劑，其雙鍵保留率高，且工藝條件溫和，操作簡單，適合工業化生產。

本發明第一方面，提供一種高反應性乳化劑，其包含式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)所示結構的化合物：

其中，R₁為4～30個碳原子的烷基、烷基苯基、烷氧基或者上述基團的組合；優選8～16個碳原子的烷基，例如直鏈或支化結構的辛基、2-乙基己基、壬基、仲壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十六烷基等。

R₂、R₃分別獨立的選自氫原子或者甲基，優選氫原子。