[发明专利]一种用于水性涂料的磺酸盐表面活性剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于水性涂料的磺酸盐表面活性剂及其制备方法，所述表面活性剂的分子结构式如下：其中，磺酸盐主体结构为带有取代基的芳环化合物，芳环数为1～3；M⁺为金属离子；R为长链烷烃，碳原子数大于8。本发明采用乙炔和小分子醇反应生成乙烯醚，接枝到芳环上，用长链烷烃置换烷氧基，从而获得长链烷基可变换的磺酸盐表面活性剂。本发明所述方法拓宽了反应原料的选取范围，同时可以引入多种官能团，增加磺酸盐表面活性剂的特异性；其带有取代基的芳环化合物电子结构更加活跃，促进了亲水端电荷的聚集，增加了亲水性。

技术领域

本发明属于新型化合物领域，涉及一种新的化合物及其合成方法，具体涉及一种用于水性涂料的磺酸盐表面活性剂及其制备方法。

背景技术

表面活性剂被誉为“工业味精”，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子，可溶于有机溶液和水溶液。亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。它是一大类有机化合物，他们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的实用价值和理论意义。

在过去数十年间，由于表面活性剂独特的性能，引起了众多学者的关注，并研发了一系列的表面活性剂单体，并将其广泛应用于无皂聚合，涂料，造纸，药物缓释，护肤与洗涤剂，以及三次采油等领域。其中磺酸盐型表面活性剂具有制备方法简单、结构类型多样、表面性能优良的特点，被视为重点研究对象。其中由于长链烷基磺酸盐活性剂具备出色的乳化稳定性、极强的耐盐雾性、良好的抗湿热性能，在涂料领域常被用作乳化和缓蚀作用。

在专利CN 100374192C公开了一种新型双醚双苯磺酸盐表面活性剂及其制备方法，制备过程包括长链溴代烷烃与双酚的反应和双醚化合物与氯磺酸的磺化反应。CN105435706A中公布了一种用4-烷氧基苯酚缩水甘油醚与氯磺酸发生磺化反应，制备磺酸盐型阴离子双子表面活性剂的方法。虽然相关研究报道很多，但是目前制备磺酸盐表面活性剂的方法，存在对产物分离过程中损耗过大，所得产物产率和纯度不高等缺陷。因此，进一步寻找其他低成本原料，拓宽磺酸盐产品的种类，提高所得产物产率和纯度，寻求更高效率的制备方法，都具有重要的实际应用意义。

发明内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，获得一种原料选取范围广，官能团种类多，特异性高，能够增加涂料亲水性和延长耐盐雾时间的表面活性剂，本发明提供了一种用于水性涂料的磺酸盐表面活性剂及其制备方法。

技术方案：一种用于水性涂料的磺酸盐表面活性剂，所述表面活性剂的分子结构式如下：

其中，磺酸盐主体结构为带有取代基的芳环化合物，芳环数为1～3；M⁺为钡离子、钙离子或钠离子；R为醇类、酚类、羧酸类、磷酸酯类或磺酸类，碳原子数大于8。

优选的，所述R为辛醇、癸醇、油醇、亚油醇、软脂醇、硬脂醇、月桂醇、豆蔻醇、十二烷基苯酚、十四烷基苯酚、十六烷基苯酚、对异丙基苯酚、辛酸、癸酸、油酸、亚油酸、蓖麻油酸、亚麻油酸、软脂酸、硬脂酸、月桂酸、豆蔻酸、二异辛基磷酸酯、二异辛基亚磷酸酯、二异辛基焦磷酸酯、二异辛基焦亚磷酸酯、十二烷基磺酸、十二烷基苯磺酸、二(十二烷基)苯磺酸、三(十二烷基)苯磺酸、十四烷基磺酸或十四烷基苯磺酸。

一种用于水性涂料的磺酸盐表面活性剂的制备方法，采用乙炔和小分子醇反应生成乙烯醚，接枝到芳环上，用长链烷烃置换烷氧基，从而获得长链烷基可变换的磺酸盐表面活性剂，具体步骤如下：

第一阶段、乙炔与小分子醇在20～25个大气压下混合，反应温度为160～170℃，以KOH为催化剂，反应进行5～6h获得小分子乙烯醚；