低傾點的水性表面活性劑組合物的制作方法

專利名稱：低傾點的水性表面活性劑組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及在20。C呈液態的、可澆注的表面活性劑組合物，其中所述 組合物具有低于0。C的傾點，并且所述組合物含有含量為10~90重量％的特 定表面活性劑和10~90重量％的水。
背景技術：
乳化劑在廣泛的不同應用目的中都扮演重要的角色。此處，乳化劑有 吸引力的 一個應用領域是所謂的乳液聚合。其中通常使用表面活性劑作為 乳化劑。
乳液聚合是一種特殊的聚合方法，在乳液聚合時，低水溶性的單體借 助乳化劑而乳化在水中，并且在使用水溶性引發劑如過二硫酸鉀或氧化還 原引發劑時進行聚合。這里，陰離子型表面活性劑和/或非離子型表面活性 劑是基本組成部分，在水溶液中通過形成膠束保證乳液聚合過程。

發明內容
本發明的目的是提供一種水性表面活性劑組合物，特別是適合用于乳 液聚合的水性表面活性劑組合物。這種水性表面活性劑組合物在20。C下應 當是可澆注的或者可抽送的；其應特別具有低于0。C的傾點，從而即使在低 溫下如冬天也可保證其可澆注性和可抽送性。在本發明中，所述傾點根據 本領域:忮術人員已知的方法ASTM D 97-96a確定。在該方法中，試樣將從 23。C的溫度開始以3。C的間隔測試其可澆注能力。將試樣在外觀上剛好仍流 動的最低溫度稱為傾點。
本發明的主題是在2(TC時呈液態的、可澆注的表面活性劑組合物，其 中所述組合物具有低于O'C的傾點，并且其中所述組合物含有
(i) 10~90重量。/。的選自組(a) (e)的一種或多種化合物，和
(ii) 10 90重量％的水，
重量％數據均基于總體組合物，并且其中化合物(a) (e)如下述定義(a) 每摩爾烯丙醇與l 40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成產物；
(b) 每摩爾烯丙醇與l~40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成產物， 其中所述加成產物的OH基通過^C基團OR代替的方式而封端，其中R表示 具有1 20個碳原子的烴基(alkyl)，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈 或支鏈的；
(c) 式R'-0-X-I^的化合物，其中X表示由1 40個互相連4妻的環氧乙 烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段，并且基團R'和R"表示互相獨立的 1 20個碳原子的烴基，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的， 條件是基團R'和I^不是烯丙基；
(d) 式R3-0-X-H的化合物，其中X表示由1~40個互相連接的環氧乙 烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段，并且W表示1 20個碳原子的烴基， 所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的，條件是基團113不是烯丙
基；
(e) 式H-O-X-H的化合物，其中X表示由1 40個互相連接的環氧乙烷 單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段。
本發明表面活性劑組合物優選含有50 80重量。/。的化合物(a) (e)和 20 50重量％的水。此處特別優選含量為60~70重量。/。的化合物(a) (e)和 30 40重量％的水。
在一個優選實施方式中，化合物(i)選自化合物(a)和/或(b)。此時，本發 明表面活性劑組合物優選含有50-80重量。/。的化合物(a)和/或(b)和20~50重 量％的水。此處特別優選含量為60~70重量。/。的化合物(a)和/或(b)和30~40 重量％的水
出人意料的是，在所述優選的提供形式中呈現為表面活性劑濃縮物的 本發明表面活性劑組合物具有如此低的傾點。由此，所述組合物結合了更 多的優點首先，其為濃縮物，這對于運輸是有吸引力的；此外，其仍然 具有良好的可操作性，表現為可澆注性或可抽送性；最后，其低傾點在低 溫下工作時是進一步的優點。還出人意料的是，含有化合物(a)和/或(b)的本 發明表面活性劑組合物可非常成功地在乳液聚合中作為乳化劑使用，如有 需要還可與一種或多種選自組(c)、 (d)和(e)的化合物混合使用。
化合物(a) (e)各自含有由1 40個互相連接的環氧乙烷單元(EO)和/或環 氧丙烷單元(PO)構成的鏈段。該鏈段可以僅由EO單元或僅由PO單元構成。但是該鏈段也可以由EO單元和PO單元兩者構成；在這種情況下，EO單 元或者PO單元呈統計學上的分布或者以嵌段方式存在。化合物(a) (e)的合 成可以僅根據本領域技術人員已知的相關方法進行。乙氧基化或丙氧基化 的常規技術對于引入EO/PO鏈段是特別適用的該技術通常在高溫高壓下 在存在合適的烷氧基化催化劑時進行。此處，對烷氧基化催化劑的選擇影 響所謂的同系物分布。因此，在存在起催化作用的堿金屬醇鹽如曱醇鈉時， 會獲得寬的同系物分布，而當例如存在水滑石作為催化劑時，會獲得相當 窄的同系物分布(所謂的"窄范圍"產物)。
關于化合物(a)
化合物(a)是每摩爾烯丙醇與l 40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成產物。
關于化合物(b)
化合物(b)是每摩爾烯丙醇與l~40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成 產物，其中所述加成產物的OH基通過被基團OR代替的方式而封端，其中 R表示具有1 20個碳原子的烴基，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈 或支鏈的。
關于化合物(c)
化合物(c)是式R'-0-X-I^的化合物，其中X表示由1 40個互相連接的 環氧乙烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段，并且基團R'和112表示互相 獨立的1 20個碳原子的烴基，所述烴基均可以是飽和或不飽和的、直鏈或 支鏈的，條件是基團R"和W不是烯丙基；
關于化合物(d)
化合物(d)是式R -0-X-H的化合物，其中X表示由1 40個互相連接的 環氧乙烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段，并且W表示1 20個碳原子 的烴基，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的，條件是基團R3 不是烯丙基；關于化合物(e)
化合物(e)是式H-O-X-H的化合物，其中X表示由1~40個互相連接的 環氧乙烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段。
所述表面活性劑濃縮物在寬的溫度范圍內是液態的且可澆注的 (gieBbar)。特別是，所述表面活性劑濃縮物在20。C是液態的和可澆注的。本 發明表面活性劑濃縮物仍然呈液態和可澆注的溫度范圍的下限隨其組成而 變化。基本上，關系是這樣的本發明表面活性劑濃縮物在高于其凝固點， 優選在高于其凝固點約3。C的溫度下是可澆注的。這樣的本發明表面活性劑 組合物是特別優選的根據20。C下的郝普勒(H6ppler)方法(DIN 53015)， 其在20。C時的粘度值為0.1 ~3 Pas。
本發明表面活性劑組合物一般適合在制備水性膠乳時用作乳化劑，所 述水性乳膠理解為聚合物和/或共聚物的水性乳液或分散體，其通常可以通 過乳液聚合的方式得到。這些水性膠乳中的聚合物和共聚物自身的性質沒 有特別限制。然而，特別優選的是基于下列單體構造單元的聚合物和共聚 物丙烯酸、丙烯酸酯、丁二烯、曱基丙烯酸、曱基丙烯酸酯、苯乙烯、 乙酸乙烯酯和叔烷烴一元羧酸乙烯酯(Versaticsaurevinylester)。在一個優選 的實施方式中，從(a)和(b)類化合物中選擇表面活性劑。在另一個優選實施 方式中，僅從(a)類化合物中選擇根據本發明的待用的表面活性劑。在另一 個優選實施方式中，僅從(b)類化合物中選擇根據本發明的待用的表面活性
具體實施方式
使用的物質
FA-30EO: 30摩爾環氧乙烷與脂肪醇的加成產物(Disponil LS 30, Cognis 公司)
Breoxl:烯丙醇的環氧乙烷加成產物(Breox AA E 450 H, Cognis公司) Breox II:烯丙醇的環氧乙烷加成產物(Breox AA PE 554 H， Cognis公司) Disponil A ;3065:改性的乙氧基化脂肪醇(Cognis公司)
實施例1混合下列組分制備表面活性劑混合物35.0 g FA-30EO、 15.0 g Breox I、
50 g軟化水。混合物中活性物質的含量計為50%。混合物傾點(Pourpoint)
為-2。C。
實施例2
混合下列組分制備表面活性劑混合物45.5 gFA-30EO、 19.5 gBreox II、
35g軟化水。混合物中活性物質的含量計為65%。混合物傾點為-3。C。
實施例3
混合下列組分制備表面活性劑混合物42.0 g FA-30EO、 18.0 g Breox II、
40g軟化水。混合物中活性物質的含量計為60%。混合物傾點為-9。C。
權利要求
1.在20℃時呈液態的、可澆注的表面活性劑組合物，其中所述組合物具有低于0℃的傾點，并且所述組合物含有(i)10～90重量％的選自組(a)～(e)的一種或多種化合物和(ii)10-90重量％的水，重量％數據均是基于總體組合物，并且其中化合物(a)～(e)如下述定義(a)每摩爾烯丙醇與1～40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成產物；(b)每摩爾烯丙醇與1～40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成產物，其中所述加成產物的OH基通過被基團OR代替的方式而封端，其中R表示具有1～20個碳原子的烴基，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的；(c)式R1-O-X-R2的化合物，其中X表示由1～40個互相連接的環氧乙烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段，并且其中基團R1和R2表示互相獨立的1～20個碳原子的烴基，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的，條件是基團R1和R2不是烯丙基；(d)式R3-O-X-H的化合物，其中X表示由1～40個互相連接的環氧乙烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段，并且其中R3表示1～20個碳原子的烴基，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的，條件是R3不是烯丙基；(e)式H-O-X-H的化合物，其中X表示由1～40個互相連接的環氧乙烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段。
2. 根據權利要求1的表面活性劑濃縮物，其中所述濃縮物含有含量為 50 80重量。/。的化合物(a) (e)和含量為20~50重量％的水。
3. 根據權利要求1的表面活性劑濃縮物，其中所述濃縮物含有含量為 60~70重量。/。的化合物(a) (e)和含量為30 40重量％的水。
4. 根據權利要求1 3中任一項的表面活性劑濃縮物，其中所述化合物 (i)選自化合物(a)和/或(b)。
全文摘要
本發明涉及低傾點的水性表面活性劑組合物，其含有(i)10～90重量％的選自組(a)～(e)的一種或多種化合物和(ii)10-90重量％的水，重量％基于總體組合物，其中化合物(a)～(e)如下定義(a)每摩爾烯丙醇與1～40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成產物；(b)每摩爾烯丙醇與1～40mol的環氧乙烷和/或環氧丙烷的加成產物，其中所述加成產物的OH基通過被基團OR代替的方式而封端；(c)式R¹-O-X-R²的化合物；(d)式R³-O-X-H的化合物；(e)式H-O-X-H的化合物，其中R、R¹、R²和R³互相獨立地表示具有1～20個碳原子的烴基，所述烴基可以是飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的，條件是基團R¹、R²和R³不是烯丙基，X表示由1～40個互相連接的環氧乙烷單元和/或環氧丙烷單元構成的鏈段。所述組合物在20℃時呈液態且可澆注，并具有低于0℃的傾點。
文檔編號B01F17/00GK101584973SQ20091020383
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月20日 優先權日2008年5月20日
發明者卡瑟琳娜·霍姆伯格, 尤維·赫爾德, 托馬斯·施利夫卡, 托馬斯·莫斯伯格, 羅納德·克拉格, 馬庫斯·謝勒 申請人:考格尼斯知識產權管理有限責任公司