可聚合型界面活性剂及乳化聚合乳液制造技术

本发明专利技术有关于一种如式(I)所示的可聚合型界面活性剂：

Polymerizable surfactant and emulsion polymerization emulsion

The invention relates to a polymerizable interfacial activator as shown in formula (I):

【技术实现步骤摘要】
可聚合型界面活性剂及乳化聚合乳液
本专利技术是有关一种可聚合型界面活性剂，特别是提供一种具有较小的胶化浓度差值的可聚合型界面活性剂及其应用。
技术介绍
为符合目前国际的环保法规，并降低环境挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds；VOCs)的排放量，传统的油性涂料树脂逐渐被水性涂料树脂所取代。然而，水性涂料树脂的部份性能仍无法与油性涂料树脂相比，例如耐水性或耐候性等。其原因在于，于乳化聚合的制造过程中，水性涂料须添加乳化剂，但乳化剂不具有可与单体反应的官能基，故随着使用时间的增长，树脂涂膜中的乳化剂会移行至树脂表面，而降低树脂涂膜的相关物性(如耐水性或耐候性等)。为有效解决此一问题，本案所属
具有通常知识者致力于研发可聚合型界面活性剂。可聚合型界面活性剂是指界面活性剂的结构中具有可与单体反应的反应性双键，以使界面活性剂与单体键结，而可减少界面活性剂的残留量，并进一步提升树脂涂膜的耐水性及寿命。惟，习知乳化剂或可聚合型界面活性剂的胶化浓度差值较大，故均具有较差的稀释性及低温抗冻性。其中，此处所言的「胶化浓度差值」是指含有界面活性剂的水溶液于特定温度下，此水溶液会产生胶化不流动的浓度的差值范围(亦即会产生胶化的最高浓度与最低浓度的差值)。一般而言，胶化浓度差值是以10重量百分比的递增浓度差，10重量百分比为最低浓度且100重量百分比为最高浓度的方法，将界面活性剂配制为10个样品水溶液，以评估其胶化浓度差值。换言之，胶化浓度差值越大(即会产生胶化的浓度范围涵盖越广)时，此界面活性剂所调配的水溶液越易产生胶化不流动的状况。因此，于进行乳化聚合反应时，界面活性剂易因配置浓度落于胶化浓度范围中而胶化不具流动性与稀释性，进而降低其使用性。一般而言，随着操作温度下降，胶化浓度差值亦会随之扩大，故于高纬度寒带国家中，胶化浓度差值较大的界面活性剂易胶化凝固，而不易稀释，进而更加限制其应用性。有鉴于此，亟须提供一种具有较低的胶化浓度差值的可聚合型界面活性剂及其应用，以改进习知可聚合型界面活性剂及其应用的缺陷。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个方面在于提供一种可聚合型界面活性剂，此可聚合型界面活性剂具有特定结构，而具有较低的胶化浓度差值。本专利技术的另一方面在于提供一种乳化聚合乳液，其包含前述的可聚合型界面活性剂。根据本专利技术的一个方面，提出一种可聚合型界面活性剂，此可聚合型界面活性剂具有如下式(I)所示的结构：于式(I)中，R1代表碳数为8至13的具有支链结构的烷基、碳数为2至5的烯烃基、苯基、邻苯基苯基、苯乙烯化苯基或苯乙烯化邻苯基苯基；S1代表单键或由至少一第一烷氧基所组成的烷氧链段，S2代表由至少一第二烷氧基所组成的烷氧链段，至少一第一烷氧基或至少一第二烷氧基分别选自于由乙氧基、丙氧基、丁氧基及上述的任意组合所组成的一族群，且于S1或S2中，至少一第一烷氧基或至少一第二烷氧基的个数分别为1至100；R2代表碳数为1至4的烷基、苯基或甲苯基；R3代表碳数为2至4的烯基；R4代表氢原子或阴离子基团；x代表0至3的整数；且y代表1至3的整数。依据本专利技术的一实施例，于前述的S1及S2中，至少一第一烷氧基或至少一第二烷氧基是随机地或嵌段地排列。依据本专利技术的另一实施例，前述的至少一第一烷氧基或至少一第二烷氧基分别独立地选自于由乙氧基、丙氧基以及上述的任意组合所组成的一族群。依据本专利技术的又一实施例，前述的至少一第一烷氧基或至少一第二烷氧基至少包含乙氧基。依据本专利技术的再一实施例，前述的S1代表单键，且至少一第二烷氧基至少包含乙氧基。依据本专利技术的又另一实施例，前述的阴离子基团是选自于由-SO3M、-PO3M2、-PO3MH、-COOM以及上述的任意组合所组成的一族群，且M代表氢原子、碱金族原子、(碱土族原子)1/2、铵基、烷基铵或具有烷基取代或不取代的醇铵基。依据本专利技术的再另一实施例，前述的x代表1至3的整数。依据本专利技术的更另一实施例，前述可聚合型界面活性剂于30℃的胶化浓度差值小于30重量百分比。依据本专利技术的更另一实施例，前述可聚合型界面活性剂于4℃的胶化浓度差值小于30重量百分比。根据本专利技术的另一方面，提出一种乳化聚合乳液。此乳化聚合乳液包含乳化聚合单体及前述的可聚合型界面活性剂。其中，基于乳化聚合单体的使用量为100重量份，可聚合型界面活性剂的使用量为0.5重量份至4.0重量份。应用本专利技术的可聚合型界面活性剂及其应用，其是藉由特定结构缩减可聚合型界面活性剂的胶化浓度差值，而使其于不同操作温度均具有良好的稀释性，而可提升乳化聚合时的乳液均匀性，并提升乳化聚合的聚合稳定性。再者，其藉由不饱和双键结构与乳化聚合单体中的不饱和双键基团形成化学键结，进而提升所制得涂膜的耐水性。具体实施方式以下仔细讨论本专利技术实施例的制造和使用。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的专利技术概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论的特定实施例仅供说明，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的可聚合型界面活性剂具有如下式(I)所示的结构：于式(I)中，R1代表碳数为8至13的具有支链结构的烷基、碳数为2至5的烯烃基、苯基、邻苯基苯基、苯乙烯化苯基(其中「*」代表键结处，且m代表1至3的整数)或苯乙烯化邻苯基苯基。S1代表单键或由至少一第一烷氧基所组成的烷氧链段，且S2代表由至少一第二烷氧基所组成的烷氧链段，至少一第一烷氧基或至少一第二烷氧基分别可包含但不限于乙氧基、丙氧基、丁氧基或上述烷氧基的任意组合，且于S1或S2中，至少一第一烷氧基或至少一第二烷氧基的个数分别为1至100；R2代表碳数为1至4的烷基、苯基或甲苯基；R3代表碳数为2至4的烯基；R4代表氢原子或阴离子基团；x代表0至3的整数；且y代表1至3的整数。于式(I)的R1中，碳数为8至13的具有支链结构的烷基可包含但不限于2-乙基己基、支链壬基、支链癸基、支链十一烷基、支链十二烷基、支链十三烷基或其他适当的烷基或上述基团的任意组合。若前述具有支链结构的烷基的碳数大于13时，所制得可聚合型界面活性剂的胶化浓度差值较大，而具有较差的稀释性。若前述具有支链结构的烷基的碳数小于8时，所制得的可聚合型界面活性剂难以使单体乳化，且所制得乳液的粒径较大，而降低安定性。在一些实施例中，碳数为8至13的具有支链结构的烷基可选择性地具有取代基。在一些实施例中，碳数为8至13的具有支链结构的烷基的支链结构可为碳数为1至4的基团。举例而言，此支链结构可包含但不限于甲基、乙基、丙基、丁基。较佳地，此支链结构可为碳数为1至3的基团。前述碳数为2至5的烯烃基可包含但不限于乙烯基、丙烯基、2-甲基丙烯基、丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-甲基-3-丁烯基、其他适当的烯烃基或上述基团的任意组合。在一实施例中，碳数为2至5的烯烃基可选择性地具有取代基。在此实施例中，此取代基可包含但不限于甲基、乙基、其他适当的取代基或上述基团的任意组合等。若式(I)所示的可聚合型界面活性剂缺少R1基团时，所制得的化合物将不具有界面乳化特性，而无法作为界面活性剂。较佳地，R1可为丙烯基、2-甲基丙烯基、3-甲基-3-丁烯基、支链壬基、支链癸基、支链十一烷基、苯基、邻苯基苯基、苯乙烯化苯基或苯乙烯化邻苯基苯基等。于式(I)中，S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可聚合型界面活性剂，其特征在于，该可聚合型界面活性剂具有如下式(I)所示的结构：

【技术特征摘要】
2017.08.29 TW 1061293801.一种可聚合型界面活性剂，其特征在于，该可聚合型界面活性剂具有如下式(I)所示的结构：于式(I)中，R1代表碳数为8至13的具有支链结构的烷基、碳数为2至5的烯烃基、苯基、邻苯基苯基或苯乙烯化苯基或苯乙烯化邻苯基苯基；S1代表单键或由至少一第一烷氧基所组成的烷氧链段，S2代表由至少一第二烷氧基所组成的烷氧链段，该至少一第一烷氧基或该至少一第二烷氧基分别选自于由乙氧基、丙氧基、丁氧基及上述的任意组合所组成的一族群，且于S1或S2中，该至少一第一烷氧基或该至少一第二烷氧基的个数分别为1至100；R2代表碳数为1至4的烷基、苯基或甲苯基；R3代表碳数为2至4的烯基；R4代表氢原子或阴离子基团；x代表0至3的整数；且y代表1至3的整数。2.如权利要求1所述的可聚合型界面活性剂，其特征在于，于S1或S2中，该至少一第一烷氧基或该至少一第二烷氧基是随机地或嵌段地排列。3.如权利要求1所述的可聚合型界面活性剂，其特征在于，该至少一第一烷氧基或该至少一第二烷氧基分别独立地选自于由乙氧基、丙氧基以及上述的任意组合所组成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林雅慧，庄忠哲，
申请(专利权)人：中日合成化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71