[发明专利]一种反应型乳化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种反应型乳化剂及其制备方法和应用。所述反应型乳化剂为包含式(I)所示结构的化合物：本发明所提供的反应型乳化剂可根据实际需求，选择制备成非离子反应型乳化剂或阴离子反应型乳化剂，从而适应不同条件和场合的使用，且可单独使用或与其他反应型乳化剂配合使用，耐水白优异，附着力好，且冻融存储性能佳，适应性好，应用广泛。

技术领域

本发明属于表面活性剂领域，具体涉及一种反应型乳化剂及其制备方法和应用。

背景技术

乳液聚合是制备高分子量、水性聚合物分散体的常用手段，所得聚合物乳液广泛应用于建筑涂料、水性木器漆、水性工业防腐漆、水性油墨及胶黏剂等工业领域。乳化剂是指能够使乳浊液稳定的表面活性剂，广泛应用于食品、日用品、化工等行业。在乳液聚合过程中，乳化剂的主要作用是为聚合物粒子提供成核、反应和生长的场所，稳定非均相聚合反应过程，并保证乳液产品在储存、运输过程中的分散稳定性。

反应型乳化剂是指在乳化剂分子上具有能够与单体反应的不饱和双键，在乳液聚合过程中，乳化剂吸附在聚合物粒子表面提供胶体稳定作用，同时乳化剂分子上的双键与单体发生共聚，将乳化剂分子化学锚接在粒子表面。在后续的成膜过程中，乳化剂分子就不会随水分挥发而发生物理脱附和集聚，涂膜的耐水性能也会得到有效提升。专利文献CN100467109C，专利文献CN 1330672C、CN 103890014A，CN 103797034B等中公开了这一类乳化剂结构。

现有技术公开的具有丙烯酸基或甲基丙烯酸型反应性乳化剂，虽然与单体的共聚性优异，但是这类反应型乳化剂极容易自聚，因而存在乳液聚合时的聚合稳定性变差的问题，导致凝胶率增加，极大地影响工业生产。对于烯丙基型反应性乳化剂而言，单体种类和聚合条件影响着反应型乳化剂与单体的共聚性能，若单体种类和/或聚合条件选择不当，会使得乳化剂在聚合物薄膜中有残留，使聚合物薄膜耐水性和附着力不够好，甚至会导致聚合反应不够稳定，使凝胶率增加，得不到在耐水性、粘接性方面能够充分令人满意的薄膜。此外，由于聚合物分散液起泡还会导致工序麻烦的问题。特别是在苯丙乳液的聚合应用中大多会产生上述问题，工业生产上对于改善这些问题有广泛需求。

作为性价比较高的丙烯酸乳液，其大量应用在真石漆领域，其主要为满足真石漆的装饰和防护功能要求，是真石漆的主要成膜物质。当前市场中真石漆使用较多的主要有丙烯酸乳液和硅丙乳液。丙烯酸乳液以其较低廉的价格、较高的硬度、较好的耐水耐候性等优点而被广泛使用。然而，传统的丙烯酸乳液存在耐水较差、附着力差等缺点，因此，为满足市场对于高性能真石漆的要求，急需研究开发一款高耐水、高附着力，且综合性能平衡的丙烯酸乳液。

专利文献CN 108084359A、CN 105732881A、CN 105482046A、CN 106010380A、CN102167773A、EP-0464454等公开了壬基酚型反应型乳化剂。此外专利文献CN103797034A、CN 1972741A、JP 63–77531、JP 63–23725、JP 01-62304等公开了含芳香基团的反应型乳化剂。但是，壬基酚型反应型乳化剂存在严重的环保问题。随着国家对环保的要求的提高，此类产品的应用也受到了限制。随着市场对产品耐水、低凝胶率性能要求的提高和市场使用量的增加，对聚合物乳液的高效耐水性能也提出了更高的要求，而其因乳化剂导致的耐水性、高出渣率等问题也亟待解决，需继续开发出性能更高，且适于工业应用的新型反应型乳化剂。乳液中耐水及聚合稳定性问题的解决尤其在苯丙乳液生产中具有重要的实用价值。

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供一种反应性乳化剂，其包含式(I)所示的化合物：

其中：

a为1或2，当a为2时，即表示2个括号中的基团同时与X相连；

R₁为C_4-20的支链饱和烃基；