一种嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂及其合成和应用的制作方法

本发明涉及一种烷氧基聚醚表面活性剂，特别是涉及一种嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂及其合成方法，以及它在水性悬浮体系中的应用。

背景技术：

1、表面活性剂能够导致溶液体系的界面状态发生明显的变化，是一种具有高性能的物质。表面活性剂分子具有亲水和疏水两种不同基团，使得表面活性剂物质具有亲水性和亲油性，所以能够在溶液的界面产生定向的排列。针对水性悬浮体系领域中的表面活性剂来说，其在制剂中的有效应用，不仅对产品实际使用效果有着比较大的影响，同时悬浮体系表面活性剂的发展，也能够对农药、油墨、涂料、染料等工业的发展有着深远影响。尤其是近些年以来，全世界开始高度重视这些行业在安全环保方面的影响，迫切需要发展环境友好型的绿色产品以及对应药剂。因此，悬浮体系用表面活性剂的发展也需要跟随时代发展的步伐，朝着水性化，环保化的方向发展。

2、常规的阴离子表面活性剂对酸碱敏感，对电解质耐受力差，但对温度不敏感，而常规的非离子表面活性剂，包括嵌段共聚物对温度敏感，但是对酸碱和电解质的耐受力都很强，两种类型的表面活性剂的优缺点都很明显。此外，现有的嵌段聚醚磺酸盐大多以烷基酚、三乙基苯酚等为起始段制得，对环境影响较大，不易降解。

3、在实际应用中，开发不容易从原溶液体系的界面脱附出来，具有比较好的吸附能力和稳定性的功能型分散剂，开始逐渐受到重视。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂，克服常规阴离子表面活性剂存在的缺陷，提供一种性能均衡优异，耐酸碱、耐电解质的新型表面活性剂；所述的表面活性剂可提高水性悬浮体系固含量，降低粘度，解决水性悬浮体系有效物颗粒聚集、涨大和储存不稳定等问题。

2、本发明的另一目的在于提供一种所述嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂的合成方法。

3、本发明的另一目的还在于提供一种所述嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂的应用。

4、为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂，其结构通式为：r-o-poa-eob-so3m，其中，r为c1-c22的烷基或者烯基，po为丙氧基，eo为乙氧基，po、eo为任意顺序嵌段共聚，a、b为po或eo的平均聚合度，a的取值范围为10-45，b的取值范围为12-120。

5、所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂，其结构通式中r优选为c1-c18的烷基或者烯基。

6、所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂，优选地，其结构通式中a的取值范围为20-40，b的取值范围为20-60。

7、所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂，优选地，其结构通式中m为na，k，nh4，mg，ca中的任意一种。

8、所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂的合成方法，包括以下步骤：

9、1)以c1-c22的脂肪醇为起始剂，在催化剂的作用下，与环氧丙烷、环氧乙烷进行嵌段烷氧基化反应，得到嵌段聚醚；

10、2)将步骤1)得到的嵌段聚醚，以氨基磺酸为磺化剂，尿素为催化剂进行磺化反应，中和后得到所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂。

11、更具体地，所述方法的步骤包括：

12、a、将起始剂c1-c22的脂肪醇和碱金属催化剂加入反应釜中，氮气置换后，升温，真空条件下脱水；

13、b、通入计量的环氧丙烷，釜内温度100℃-160℃下进行醚化反应，反应压力不超过0.4mpa，通料完毕后保温老化；

14、c、通入计量的环氧乙烷，釜内温度为100℃-160℃下进行醚化反应，反应压力不超过0.4mpa，通料完毕后保温老化，真空脱气后降温，得到嵌段聚醚；

15、d、上述所得的嵌段聚醚中，加入磺化剂氨基磺酸和催化剂尿素，80-150℃磺化反应，中和后得到所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂。

16、优选地，所述的碱金属催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠或甲醇钾，催化剂用量为起始剂重量的1-15％。

17、上述a步骤中，脱水温度为80-130℃，优选为100-120℃，脱水时间为0.5-6h，优选为1-3h。

18、上述b步骤中，优选地，醚化反应温度为110-150℃，反应时间为2-20h。

19、上述c步骤中，优选地，醚化反应为120-150℃，反应时间为2-20h。

20、所述的方法中，起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比为1：(10-45)：(12-120)，优选1：(20-40)：(20-60)。

21、上述d步骤中，磺化反应温度优选为100-120℃，反应时间为1-9h，优选为2-6h。

22、上述d步骤中，嵌段聚醚与氨基磺酸的摩尔比为1：1-2，优选1：1.05-1.2。

23、本发明还提供了一种所述嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂在水性悬浮体系中的应用。

24、进一步地，所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂在水性悬浮体系中的用量为1％-10％。

25、所述的水性悬浮体系是指以水为连续相，难溶于水或不溶于水的有效组分(功能组分或活性组分)分散到水中形成的均匀稳定的分散体系。上述技术方案中，所述应用并无特殊限定，包括但不限于在农药、油墨、涂料、电解液、洗化、肥料、电子、个人护理品等水性悬浮体系中，例如，将本发明的表面活性剂应用在农药悬浮剂中，可将原药的固含量5-45％提高至30％-70％，且粘度低，泡沫少，自分散性好，降低农药成本，提高使用效果。

26、有益效果：本发明的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂，含有脂肪醇起始的亲油基团，并含有非离子表面活性剂典型的嵌段聚醚eo、po等官能团，能提高和悬浮体系中有效物的亲和力，不易从有效物颗粒表面脱落，并提供空间位阻作用；同时又含有阴离子的磺酸基，提供静电斥力，使悬浮体系更稳定，不受电解质、ph及温度的影响。

27、所述的嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂在水性悬浮剂中具有以下优点：

28、1)乳化能力强，界面活性高，在用量1％-10％的情况下，能将油滴乳化成纳米级的更小液滴；解决水性悬浮体系有效物粒径≤5微米甚至100纳米以下的颗粒聚集、涨大和储存不稳定问题，由于颗粒越小，比表面积越大，常规表面活性剂需要的量更大，而通过加入少量的本发明所述表面活性剂则能很好的抑制颗粒聚集涨大，使其储存稳定性大幅提高。

29、2)耐温、耐酸碱、抗电解质能力强，性能均衡优异。

30、3)应用于水性悬浮体系中，能有效降低水性悬浮体系粘度，提高固含量，低泡，油水兼容性好，且抑制颗粒聚集长大。所述嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂能解决水性悬浮体系高固含量产生的问题，提高水性悬浮体系的固含量到20％-70％，降低水在体系中所占比例，以降低有效物单位成本和运输成本及碳排放。而且，可以降低体系粘度，提高水性悬浮体系粉碎效率，以降低单位能耗，提高产能。所述嵌段聚醚磺酸盐阴离子表面活性剂的特殊分子结构，还能很好的解决水性悬浮体系高固含量下消泡、油相和水相混合不兼容的问题。

31、4)原材料来源广泛，制备工艺简单，成本低。所涉的合成方法具有合成工艺简单，反应条件温和，不涉及超高温、高压等反应条件，收率高等特点。

32、5)所得产品易生物降解，对环境友好，环保安全。