由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物及其作为可聚合乳化剂的用途制造技术

技术编号:1574483 阅读:219 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及通式(1)的由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物,其中R↑[1]表示氢或C↓[1]-C↓[4]烷基,R↑[2]和R↑[4]表示含有1-30个碳原子的烷基或芳基,R↑[3]表示含有1-50个碳原子的烷基或芳基,其也可包含杂原子,A表示含有2-6个碳原子的亚烷基单元,x表示0-10的数,y表示0-10的数,n表示0-100的数,k表示1-100的数,C表示酸基团或氢,和m是1-500的数,条件是,(y+n)至少等于1。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物,该共聚物可以用作乳液聚合的可自由基聚合乳化剂。根据现有技术用于乳液聚合的乳化剂多数是阴离子和非离子乳化剂。通常的阴离子乳化剂是脂肪酸的钠、钾和铵盐、烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、烯属磺酸钠、聚萘磺酸钠、二烷基二苯基醚二磺酸钠、烷基硫酸钠、钾和铵、烷基聚乙二醇醚硫酸钠、钾和铵、烷基苯酚聚乙二醇醚硫酸钠、钾和铵,单和二烷基磺基琥珀酸及单烷基聚乙氧基磺基琥珀酸钠、钾和铵,以及烷基聚乙二醇醚磷酸单、二和三酯及其混合物,及烷基苯酚聚乙二醇醚磷酸单、二和三酯及其混合物,以及其钠、钾和铵盐。通常使用的非离子乳化剂是烷基苯酚聚乙二醇醚、烷基聚乙二醇醚、脂肪酸聚乙二醇醚、乙二醇/丙二醇嵌段共聚物和脱水山梨醇酯聚乙二醇醚。在使用阴离子和非离子乳化剂的情况下,通常采用总批次的初始装料或在进料工艺中进行乳液聚合,其中将仅一小部分待聚合的单体预先加入聚合容器中并在聚合进行过程中加入较大部分(50-100wt%)。阴离子或非离子乳化剂可选择在乳液聚合期间在进料中或在反应器初始装料中使用,或后来加入到制备的聚合物分散体中用于稳定化。在此方面,根据现有技术使用的乳化剂通过物理力结合到聚合物粒子的表面。EP-A-0244841公开了具有可聚合单元的表面活性组分,该组分可以由自由基聚合反应而化学引入聚合物粒子中。这些组分是如下物质的反应产物甘油单烯丙基醚与甘油单烯丙基醚的OH基团上的疏水性和亲水性取代基。J.Polym.Sci.,30(1992)2619-2629和J.Polym.Sci.,31(1993)1403-1415公开了在醋酸乙烯酯的乳液聚合中,十二烷基烯丙基磺基琥珀酸钠作为可共聚乳化剂的用途。EP-A-0501666公开了含水聚合物分散体,其在使用可自由基聚合乳化剂的条件下由乳液聚合制备。EP-A-0472837公开了作为乳液聚合用乳化剂的(1-丙烯基)烷基苯酚乙氧基化物。EP-A-0464454公开了作为乳液聚合用乳化剂的(1-丙烯基)烷基苯酚乙氧基化物的硫酸酯。JP-A-11-71340公开了作为乳液聚合用乳化剂,作为悬浮聚合用分散剂和作为聚合物改性剂的烯丙基和乙烯基聚氧化烯基烷基磺酸盐。JP-A-2002-080506公开了含有3-甲基-3-丁烯-1-基的可聚合乳化剂,该乳化剂可包含缩水甘油基单元。JP-A-2002-097212公开了具有直接键合到缩水甘油基上的烯丙基的可聚合乳化剂。因此本专利技术的目的是发现用于乳液聚合的新型乳化剂。这些乳化剂应当与使用的单体共聚并因此化学键合在聚合物粒子中,并且生产具有有利性能,如由此可制备的聚合物分散体的改进稳定性和更均匀粒度分布的聚合物。现在发现,使用由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物,该共聚物带有作为反应性基团的双键,以及其偏酯、磺酸和羧酸,作为乳液聚合中的乳化剂,可以制备稳定和低凝聚物的聚合物分散体。本专利技术因此提供通式(1)的由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物 其中R1是氢或C1-C4烷基,R2和R4是含有1-30个碳原子的烷基或芳基,R3是含有1-50个碳原子的烷基或芳基,其也可包含杂原子,A是含有2-6个碳原子的亚烷基单元,x是0-10的数,y是0-10的数,n是0-100的数,k是1-100的数,C是酸基团或氢,和m是1-500的数,条件是,(y+n)必须至少等于1。本专利技术进一步提供这样的通式1化合物,其中x,y和n同时为零,且其中R1,R2,R3,R4,A,C具有以上给出的意义。根据本专利技术的乳化剂具有如下特征反应性双键通过作为柔性“间隔基”的具有指数y和n的烷氧基单元,键合到分子的甘油单元上。此“间隔基”可另外有益于塑料分散体的稳定化。在本专利技术的优选实施方案中,通式1的醇是其烷氧基嵌段排布的那些烷氧基化物。在优选实施方案中x是0或1。在优选实施方案中y是0或1。在优选实施方案中n是2-50,特别地3-30的数。在优选实施方案中k是1-50,特别地2-30的数。在优选实施方案中m是2-100,特别地3-50的数。在优选实施方案中R2和R4是氢原子或甲基。总和(y+n)优选至少等于2,特别地至少等于3和特别地至少等于4。适用于形成本专利技术偏酯和可以由其衍生酸基团C的无机酸的例子是硫酸和磷酸。如果使用磷酸,则根据本专利技术的偏酯可以是磷酸的单酯或二酯。在优选的实施方案中,用于通式1的醇酯化的有机或无机酸是二元或三元的。在优选的实施方案中,有机酸是二元、三元或多元羧酸,即包含2、3或多个羧基并也可以另外具有至少一个含硫或含磷官能团的化合物。特别优选是含硫官能团,特别地磺酸酯基团。特别优选的磺酸/磺酸酯可以是脂族或芳族化合物。优选的磺酸/磺酸酯包含2或3个羧基,并且包括羧基在内,含有3-6个碳原子。特别优选的磺酸是磺基琥珀酸。在优选的实施方案中,磺酸或羧酸是带有一个或多个酸官能团的芳族或脂族化合物。特别优选的偏酯和酸衍生物由此相应于如下通式(2)-(7) 其中R1,R2,R3,R4,x,y,m,k和n具有以上给出的意义,M是碱金属离子、铵离子或是H+,和B是含有1-50个碳原子的脂族或芳族基团,该基团也可包含杂原子。可以通过将通式1的醇与合适的酸反应而制备根据本专利技术的偏酯。然而,必须注意酸不具有氧化作用,因为否则可能发生双键的氧化。为此原因,优选采用氨基磺酸而不是采用硫酸进行硫酸偏酯的制备。通过与碱金属氢氧化物的反应,可以将获得的铵盐转化成相应的碱金属盐。对于磷酸偏酯的制备,可以使用磷酸。有机酸优选以它们的酸酐形式与通式1的醇反应。官能团的嵌入优选在非官能化酸的偏酯制备之后进行。例如,可以通过制备相应的马来酸酯和随后的磺化,如采用焦亚硫酸盐,进行通式5的磺基琥珀酸酯的制备。通过将通式1的醇与磺酸或羧酸的相应醇、酰卤或环状酯反应而制备磺酸、羧酸和膦酸。本专利技术进一步提供根据本专利技术的共聚物用作乳液聚合物中的可聚合乳化剂的用途。本专利技术进一步提供一种乳液聚合方法,其中向反应混合物中加入根据本专利技术的共聚物。在此用途中,将根据本专利技术的共聚物与另外的单体聚合,从其将制备聚合物分散体。不饱和单体适用于聚合物分散体的制备。优选的烯属不饱和单体例如有,-乙烯基单体,如乙烯醇的羧酸酯,例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯,异壬酸或异癸酸的乙烯基醚,-芳基取代的烯烃,如苯乙烯和茋,-烯属不饱和羧酸酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯以及相应的甲基丙烯酸酯,-烯属不饱和二羧酸酯,如马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丙酯、马来酸二丁酯、马来酸二戊酯、马来酸二己酯和马来酸二-2-乙基己酯,-烯属不饱和羧酸和二羧酸,如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸和富马酸和它们的钠、钾和铵盐,-烯属不饱和磺酸和膦酸和它们的碱金属盐和铵盐,如丙烯酰氨基甲基丙磺酸和它的碱金属盐和铵盐、烷基铵盐和羟烷基铵盐,烯丙基磺酸和它的碱金属盐和铵盐、丙烯酰氧乙基膦酸和它的铵盐和碱金属盐,以及相应的甲基丙烯酸衍生物,-烯属不饱和胺、铵盐、腈和酰胺,如丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵、丙烯腈、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺以及相应的甲基丙烯酸衍生本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式(1)的由烯化氧和缩水甘油醚形成的共聚物***(1)其中R↑[1]是氢或C↓[1]-C↓[4]烷基,R↑[2]和R↑[4]是含有1-30个碳原子的烷基或芳基,R↑[3]是含有1-50个碳原子的 烷基或芳基,其也可包含杂原子,A是含有2-6个碳原子的亚烷基单元,x是0-10的数,y是0-10的数,n是0-100的数,k是1-100的数,C是酸基团或氢,和m是1-500的数, 条件是,(y+n)必须至少等于1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:U法尔克H阿伦斯K珀尔曼M格罗斯E克拉莫
申请(专利权)人:科莱恩产品德国有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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