[发明专利]烯丙基醚硫酸酯可聚合的表面活性剂及使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月8日提交的美国临时专利申请号62/034,903的权益，将该临时专利申请以其全文通过援引方式并入本申请。

发明领域

本发明涉及烯丙基醚硫酸酯可聚合的表面活性剂、烷基聚氧化烯醚硫酸酯和/或烷基聚氧化烯醚磷酸酯可聚合的表面活性剂，这些表面活性剂用于通过乳液聚合的聚合物的制备中。

背景

表面活性剂在用于例如分散、乳化、润湿和发泡的多种应用中使用，这些应用跨越许多行业，诸如涂料、粘合剂、家庭护理、个人护理、建筑、纸、油墨以及类似物。表面活性剂时常地包含在产品如涂漆和涂料中，因为这些表面活性剂对于稳定这些产品或在产品的制造过程中是必需的。然而，时常地，表面活性剂在终产品中的存在负面地影响在此类终产品中的希望的特性。在涂漆中，例如，过多的表面活性剂的存在可能对增加的水敏感性有贡献。

乳化剂是用于通过被称为乳液聚合的方法制备聚合物的表面活性剂。典型地，此类乳化剂应理解为影响所产生的乳液的尤其机械稳定性和化学稳定性。进一步，乳化剂在乳液的物理特性，如粘度、粒度以及类似物上发挥作用。乳化剂还在膜的物理特性，如耐气候性、耐久性和粘附性上发挥作用。

将所产生的胶乳典型地用于涂料应用中，诸如涂漆、油墨、着色剂等。一旦已经将含胶乳的产品施用到表面上作为保护性或装饰性涂料的一部分，不再需要或要求表面活性剂。表面活性剂的存在经常使涂料的湿度敏感性降级。此外，可能负面地影响其他涂料特性，如与衬底表面的粘附性。典型地应理解这种负面效应在很大程度上是由于表面活性剂聚合物的移动性。例如，表面活性剂分子的局部高浓度可以由表面活性剂涂覆的胶束球的聚结在涂料中形成。当该涂料暴露于水时，这些未结合的表面活性剂分子可以从该涂料提取，在衬底表面上留下薄弱点或路径。这可能导致针孔效应和水对衬底的侵蚀。其他不希望的效应包括在涂膜中的起霜或雾浊，这是由于使该膜与水接触而发生的，导致表面活性剂迁移到表面上。其结果是，该膜可能变得混浊并且失去其原始光泽。

发明概述

这些问题被认为是归因于这些表面活性剂仍作为游离形式保留在这些聚合物中。用于降低此类游离表面活性剂的含量的一种方法是在聚合或以其他方式制造其的过程中使此类表面活性剂与聚合物反应这样使此类表面活性剂不以游离形式保留在产物或中间产物中，即，反应性表面活性剂或“可聚合的表面活性剂”。应理解，术语“一种或多种反应性表面活性剂”和“一种或多种可聚合的表面活性剂”在此可互换地使用。

在一个方面，在此所描述的是具有式(I)的反应性或可聚合的表面活性剂：

其中R1是H或C1-C10烷基；R2是H或C1-C3烷基；R3是H或C1-C3烷基；R4是H或C1-C3烷基；并且其中“x”是从0-100的整数并且“y”是从0-100的整数，其条件是x+y是大于或等于1。在另一个实施例中，R1是H或C1-C50烷基。在另一个实施例中，X+Y是大于或等于4。在其他实施例中，R2是H或C1-C2烷基；R3是H或C1-C2烷基。在另一个实施例中，“x”是从0-20的整数并且“y”是从0-20的整数，其条件是x+y是大于或等于1。在另一个实施例中，“x”是从0-40的整数并且“y”是从0-40的整数，其条件是x+y是大于或等于1。

在另一个方面，在此所描述的是具有式(II)的反应性或可聚合的表面活性剂：

其中R1是H或C1-C10烷基；其中R2是H或C1-C3烷基；其中R3是H或C1-C3烷基；R4是H或C1-C3烷基；其中“M+”是阳离子，并且其中“x”是从0-100的整数并且“y”是从0-100的整数，其条件是x+y是大于或等于1。在另一个实施例中，R1是H或C1-C50烷基。在另一个实施例中，x+y是大于或等于4。在其他实施例中，R2是H或C1-C2烷基；R3是H或C1-C2烷基。在另一个实施例中，“x”是从0-20的整数并且“y”是从1-20的整数，其条件是x+y是大于或等于1。在另一个实施例中，M+是，但不限于，H+、Na+、NH4+、K+或Li+。

在另一个方面，在此所描述的是具有式(III)的反应性或可聚合的表面活性剂：