阴离子表面活性剂组合物和其用图_2

文档序号:9290962阅读:来源:国知局
[0045] 如表4中所示表面活性剂组合物包括至少四个烷基部分Cs、C1(]、C12以及C14的混 合物。CjPC16烷基部分中的任一个或两个可以但不一定存在于本发明的这一优选子集的 表面活性剂组合物中。当存在时,(: 6和C16烷基部分的量可以符合如表4中所示的其各别范 围中的任一个,只要所有重量百分比总计为l〇〇wt%即可。
[0046]当式II的非离子烷基烷氧基化物时存在于本发明的表面活性剂组合物中,式I和 式II中的基团R、X以及y可以相同或不同。在一些实施例中,式I和式II中的基团R、X 以及y为相同的。
[0047] 在一些实施例中,本发明的表面活性剂组合物包含式I的烷氧基化硫酸烷酯和式 II的非离子烷基烷氧基化物,其中式I的烷氧基化硫酸烷酯与式II的非离子烷基烷氧基化 物的重量比为99 : 1到10 : 90。在一些实施例中,重量比为95 : 5到50 : 50,或者为 90 : 10 到 70 : 30〇
[0048] 在一些实施例中,本发明的表面活性剂组合物进一步包含水。
[0049] 在一些实施例中,本发明的表面活性剂组合物包含式I的烷氧基化硫酸烷酯、式 II的非离子烷基烷氧基化物以及水。在一些实施例中,以式I的烷氧基化硫酸烷酯、式II 的非离子烷基烷氧基化物以及水的总重量计,式I的烷氧基化硫酸烷酯的量为20到75重 量%,优选地为30到60重量% ;式II的烷氧基化物的量为0. 1到30重量%,优选地为0. 1 到10重量% ;并且水的量为25到75重量%,优选地为40重量%到70%重量%。
[0050] 本发明的表面活性剂组合物可包含额外的添加剂,如其它表面活性剂/乳化剂以 及通常用于乳液聚合的其它添加剂。在一些实施例中,本发明的表面活性剂组合物进一步 包含式III的非离子表面活性剂A1O-(AO)z-H(III),其中R1为直链或支链C6-C24烷基,AO 在每次出现时为乙烯氧基、丙烯氧基、丁烯氧基(-CH2-CH(CH2CH3)-O-)或其无规或嵌段混合 物,且z为1到50。
[0051] 本发明的表面活性剂组合物呈现良好表面张力减小、低泡沫和中泡沫与泡沫塌 陷、快速润湿并且其提供配制稳定性特性,包括良好Ca2+稳定性。Ca2+稳定性可以理解为乳 液对电解质的耐受性。在下游应用中,许多添加剂可与乳液混合,因此,良好Ca2+稳定性指 示良好配制品稳定性。由于这些特性,表面活性剂组合物适合用作乳液聚合中的乳化剂且 的确可以用作对传统的APE类乳化剂的替代物。
[0052] 其中本发明的表面活性剂组合物可以用作乳化剂的乳液通常为通常可通过乳液 聚合获得的聚合物和/或共聚物的水性乳液或分散液。关于这些配制品中的聚合物和共聚 物的性质没有特定限制。基于以下单体单元的聚合物或共聚物为优选的:丙烯酸、丙烯酸 酯、丁二烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、苯乙烯以及乙酸乙烯酯。因此,举例来说,在一些实 施例中,根据本发明的乳液配制品包含如上文所述的表面活性剂组合物(包括其所有描述 的实施例)、水以及单体。
[0053] 所属领域的技术人员可以易于经由可应用领域的一般知识以及所需常规实验的 组合来确定应当用于乳液聚合配制品的本发明的表面活性剂组合物的有效量。举例来说, 在一些实施例中,按用于乳液聚合的单体总重量计,以表面活性剂组合物的活性剂重量计 0. 01到IOphm(每百单体)、可替代地以表面活性剂组合物的活性剂重量计0. 1到5phm、或 可替代地以表面活性剂组合物的活性剂重量计〇. 2到3phm的量可以为适合的。
[0054] 式I的烷氧基化硫酸烷酯可以通过将式II的非离子烷基烷氧基化物硫酸化来制 备。举例来说,经由三氧化硫的凯米松硫酸化方法(Chemithonsulfationprocess)为一 种所属领域的技术人员熟知的硫酸化方法。通常经预热的非离子烷基烷氧基化物(40°C) 可以首先与经空气稀释的三氧化硫在连续薄膜反应器中接触,得到快速和放热的反应。可 在约55°C下收集粗硫酸酯酸。利用NaOH或NH4OH将硫酸酯酸转化成硫酸盐的迅速中和是 有利的,以避免深色形成且减少杂质形成。精确控制非离子烷基烷氧基化物的SO3的摩尔 比为优选的,以便广生尚品质烷氧基化硫酸烧酯。
[0055] 如上所述的式II的非离子烷基烷氧基化物可以购自商业供应商或其可以由所属 领域的技术人员使用文献技术(参见例如US7906474,其以引入的方式并入本文中)来制 备。在典型程序中,烷氧基化物可以按依序的方式制备,所述方式包括丙氧基化(添加PO 或丙烯氧基)醇的或醇的混合物的部分以形成PO嵌段,随后乙氧基化(添加EO或乙烯氧 基)部分以形成连接至PO嵌段但与表示来自醇或醇的混合物的烷基部分的R隔开的EO嵌 段。可以由提供烷基部分的分布状态的醇的混合物开始,并且接着依序丙氧基化并乙氧基 化所述混合物或分别丙氧基化和乙氧基化所选醇,并且接着以足以提供如以下表3中所示 的分布状态的比例组合此类烷氧基化物(丙氧基化和乙氧基化醇)。
[0056] 本发明的一些实施例现在将详细地描述于以下实例中。
[0057] 实例
[0058] 实例中所用材料包括以下各者:
[0059] "烷氧基化硫酸烷酯"是指R-O-(C3H6O)x(C2H4O)y-S03M,其中x为3,y为3,M为NH4 或Na,并且R来源于C6 16醇掺合物。
[0060] "非离子烷基烷氧基化物1"是指R-O- (C3H6O)x (C2H4O)y-H,其中X为3,y为3,并且 R来源于C616醇掺合物。
[0061] "非离子烷基烷氧基化物2"是指R2-O-(C3H6O)x (C2H4)y-H,其中X为5. 5,y为9,并 且R2为2-乙基己醇(非本发明的材料)。
[0062] "烷氧基化硫酸烧酯惨合物"是指以上烷氧基化硫酸烧酯和非尚子烷基烷氧基化 物1的掺合物。
[0063] "APE硫酸酯"是指可以RHODA丨WX.'KC0-436购自罗地亚(Rhodia)的壬基苯 酚-(EO) 4硫酸酯(APE材料)(比较材料)。
[0064] "无APE的硫酸酯"是指可以DismNILtOFES-32购自科宁(Cognis)的C12-14醇 (EO) 4硫酸酯(比较材料)。
[0065] 壬基苯酸乙氧基化物:可购自陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany)的APE 材料。
[0066]实例1
[0067] 根据凯米松硫酸化方法制备烷氧基化硫酸烷酯的实验室规模样品:
[0069] 经预热的非离子烷基烷氧基化物I(40°C)可首先与经空气稀释的三氧化硫在连 续薄膜反应器中接触,这是快速和放热的反应。通过将非离子表面活性剂流动速率调节在 3_5kg/h的范围内使503与非离子表面活性剂的摩尔比维持在0. 85到I. 0的范围内。根据 本申请案需要,我们有意地设定这一摩尔比范围以使最终产品中的非离子表面活性剂保持 于一定比率。在约55°C下收集粗硫酸酯酸(中间产物)。
[0070] 利用NaOH或NH4OH迅速中和粗硫酸酯酸是有利的,以避免深色形成且保持良好杂 质特征。精确控制非尚子烷基烷氧基化物1的SO3的摩尔会广生尚品质烷氧基化硫酸烧酯, 特别是在1,4-二噁烷形成降低的情况下。
[0071] 所需烷氧基化硫酸烧酯的形成通过NMR确定。13CNMR光谱展示在5 = 61. 5ppm 的化学位移处-CH2OH碳消失,且在S= 70.Oppm处存在-CH2OSO3碳,其指示非离子烷基烷 氧基化物到烷氧基化硫酸烷酯的转化。
[0072]实例2.特件测试.
[0073] 测试本发明和比较组合物的各种特性。如下进行测试。
[0074] 表面张力和CMC测量.制备4000ppm的表面活性剂的水溶液作为母溶液并且通过 稀释母溶液来制备一系列降到Ippm的较低浓度的溶液。遵循GB/T-5549-2010的程序测量 每一溶液的表面张力。表面张力值针对浓度绘图并且由曲线的断点确定CMC。
[0075] 罗斯-迈尔斯(Ross-Miles)泡沫高度测试.制备300mL0. 2wt%的表面活性剂水 溶液;接着遵循标准方法GB/T-7462-94进行测量;
[0076] 德拉夫斯润湿测量(Draveswettingmeasurement) ?制备IL0?lwt%的表面活性 剂水溶液;将棉布切割为相同尺寸。参考标准方法GB/T-11983-2008,记录用表面活性剂溶 液润湿棉布的时间。
[0077] 表面
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