CN101584973A - 低倾点的水性表面活性剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及低倾点的水性表面活性剂组合物，其含有(i)10～90重量％的选自组(a)～(e)的一种或多种化合物和(ii)10－90重量％的水，重量％基于总体组合物，其中化合物(a)～(e)如下定义：(a)每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物；(b)每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物，其中所述加成产物的OH基通过被基团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互相独立地表示具有1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，条件是基团R1、R2和R3不是烯丙基，X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段。所述组合物在20℃时呈液态且可浇注，并具有低于0℃的倾点。
Description
技术领域
本发明涉及在20℃呈液态的、可浇注的表面活性剂组合物，其中所述组合物具有低于0℃的倾点，并且所述组合物含有含量为10～90重量％的特定表面活性剂和10～90重量％的水。
背景技术
乳化剂在广泛的不同应用目的中都扮演重要的角色。此处，乳化剂有吸引力的一个应用领域是所谓的乳液聚合。其中通常使用表面活性剂作为乳化剂。
乳液聚合是一种特殊的聚合方法，在乳液聚合时，低水溶性的单体借助乳化剂而乳化在水中，并且在使用水溶性引发剂如过二硫酸钾或氧化还原引发剂时进行聚合。这里，阴离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂是基本组成部分，在水溶液中通过形成胶束保证乳液聚合过程。
发明内容
本发明的目的是提供一种水性表面活性剂组合物，特别是适合用于乳液聚合的水性表面活性剂组合物。这种水性表面活性剂组合物在20℃下应当是可浇注的或者可抽送的；其应特别具有低于0℃的倾点，从而即使在低温下如冬天也可保证其可浇注性和可抽送性。在本发明中，所述倾点根据本领域技术人员已知的方法ASTM D 97-96a确定。在该方法中，试样将从23℃的温度开始以3℃的间隔测试其可浇注能力。将试样在外观上刚好仍流动的最低温度称为倾点。
本发明的主题是在20℃时呈液态的、可浇注的表面活性剂组合物，其中所述组合物具有低于0℃的倾点，并且其中所述组合物含有
(i)10～90重量％的选自组(a)～(e)的一种或多种化合物，和
(ii)10～90重量％的水，
重量％数据均基于总体组合物，并且其中化合物(a)～(e)如下述定义：
(a)每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物；
(b)每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物，其中所述加成产物的OH基通过被基团OR代替的方式而封端，其中R表示具有1～20个碳原子的烃基(alkyl)，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的；
(c)式R1-O-X-R2的化合物，其中X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段，并且基团R1和R2表示互相独立的1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，条件是基团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个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段，并且R3表示1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，条件是基团R3不是烯丙基；
(e)式H-O-X-H的化合物，其中X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段。
本发明表面活性剂组合物优选含有50～80重量％的化合物(a)～(e)和20～50重量％的水。此处特别优选含量为60～70重量％的化合物(a)～(e)和30～40重量％的水。
在一个优选实施方式中，化合物(i)选自化合物(a)和/或(b)。此时，本发明表面活性剂组合物优选含有50～80重量％的化合物(a)和/或(b)和20～50重量％的水。此处特别优选含量为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，在所述优选的提供形式中呈现为表面活性剂浓缩物的本发明表面活性剂组合物具有如此低的倾点。由此，所述组合物结合了更多的优点：首先，其为浓缩物，这对于运输是有吸引力的；此外，其仍然具有良好的可操作性，表现为可浇注性或可抽送性；最后，其低倾点在低温下工作时是进一步的优点。还出人意料的是，含有化合物(a)和/或(b)的本发明表面活性剂组合物可非常成功地在乳液聚合中作为乳化剂使用，如有需要还可与一种或多种选自组(c)、(d)和(e)的化合物混合使用。
化合物(a)～(e)各自含有由1～40个互相连接的环氧乙烷单元(EO)和/或环氧丙烷单元(PO)构成的链段。该链段可以仅由EO单元或仅由PO单元构成。但是该链段也可以由EO单元和PO单元两者构成；在这种情况下，EO单元或者PO单元呈统计学上的分布或者以嵌段方式存在。化合物(a)～(e)的合成可以仅根据本领域技术人员已知的相关方法进行。乙氧基化或丙氧基化的常规技术对于引入EO/PO链段是特别适用的：该技术通常在高温高压下在存在合适的烷氧基化催化剂时进行。此处，对烷氧基化催化剂的选择影响所谓的同系物分布。因此，在存在起催化作用的碱金属醇盐如甲醇钠时，会获得宽的同系物分布，而当例如存在水滑石作为催化剂时，会获得相当窄的同系物分布(所谓的“窄范围”产物)。
关于化合物(a)
化合物(a)是每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物。
关于化合物(b)
化合物(b)是每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物，其中所述加成产物的OH基通过被基团OR代替的方式而封端，其中R表示具有1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的。
关于化合物(c)
化合物(c)是式R1-O-X-R2的化合物，其中X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段，并且基团R1和R2表示互相独立的1～20个碳原子的烃基，所述烃基均可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，条件是基团R1和R2不是烯丙基；
关于化合物(d)
化合物(d)是式R3-O-X-H的化合物，其中X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段，并且R3表示1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，条件是基团R3不是烯丙基；
关于化合物(e)
化合物(e)是式H-O-X-H的化合物，其中X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段。
所述表面活性剂浓缩物在宽的温度范围内是液态的且可浇注的(gieβbar)。特别是，所述表面活性剂浓缩物在20℃是液态的和可浇注的。本发明表面活性剂浓缩物仍然呈液态和可浇注的温度范围的下限随其组成而变化。基本上，关系是这样的：本发明表面活性剂浓缩物在高于其凝固点，优选在高于其凝固点约3℃的温度下是可浇注的。这样的本发明表面活性剂组合物是特别优选的：根据20℃下的郝普勒
方法(DIN 53015)，其在20℃时的粘度值为0.1～3Pas。
本发明表面活性剂组合物一般适合在制备水性胶乳时用作乳化剂，所述水性乳胶理解为聚合物和/或共聚物的水性乳液或分散体，其通常可以通过乳液聚合的方式得到。这些水性胶乳中的聚合物和共聚物自身的性质没有特别限制。然而，特别优选的是基于下列单体构造单元的聚合物和共聚物：丙烯酸、丙烯酸酯、丁二烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯和叔烷烃一元羧酸乙烯酯在一个优选的实施方式中，从(a)和(b)类化合物中选择表面活性剂。在另一个优选实施方式中，仅从(a)类化合物中选择根据本发明的待用的表面活性剂。在另一个优选实施方式中，仅从(b)类化合物中选择根据本发明的待用的表面活性剂。
具体实施方式
使用的物质：
FA-30EO：30摩尔环氧乙烷与脂肪醇的加成产物(Disponil LS 30，Cognis公司)
Breox I：烯丙醇的环氧乙烷加成产物(Breox AA E 450H，Cognis公司)
Breox II：烯丙醇的环氧乙烷加成产物(Breox AA PE 554H，Cognis公司)
Disponil A 3065：改性的乙氧基化脂肪醇(Cognis公司)
实施例1
混合下列组分制备表面活性剂混合物：35.0g FA-30EO、15.0g Breox I、50g软化水。混合物中活性物质的含量计为50％。混合物倾点(Pourpoint)为-2℃。
实施例2
混合下列组分制备表面活性剂混合物：45.5g FA-30EO、19.5g Breox II、35g软化水。混合物中活性物质的含量计为65％。混合物倾点为-3℃。
实施例3
混合下列组分制备表面活性剂混合物：42.0g FA-30EO、18.0g Breox II、40g软化水。混合物中活性物质的含量计为60％。混合物倾点为-9℃。
Claims (4)
1.在20℃时呈液态的、可浇注的表面活性剂组合物，其中所述组合物具有低于0℃的倾点，并且所述组合物含有(i)10～90重量％的选自组(a)～(e)的一种或多种化合物和(ii)10-90重量％的水，重量％数据均是基于总体组合物，并且其中化合物(a)～(e)如下述定义：
(a)每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物；
(b)每摩尔烯丙醇与1～40mol的环氧乙烷和/或环氧丙烷的加成产物，其中所述加成产物的OH基通过被基团OR代替的方式而封端，其中R表示具有1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的；
(c)式R1-O-X-R2的化合物，其中X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段，并且其中基团R1和R2表示互相独立的1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，条件是基团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个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段，并且其中R3表示1～20个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的、直链或支链的，条件是R3不是烯丙基；
(e)式H-O-X-H的化合物，其中X表示由1～40个互相连接的环氧乙烷单元和/或环氧丙烷单元构成的链段。
2.根据权利要求1的表面活性剂浓缩物，其中所述浓缩物含有含量为50～80重量％的化合物(a)～(e)和含量为20～50重量％的水。
3.根据权利要求1的表面活性剂浓缩物，其中所述浓缩物含有含量为60～70重量％的化合物(a)～(e)和含量为30～40重量％的水。
4.根据权利要求1～3中任一项的表面活性剂浓缩物，其中所述化合物(i)选自化合物(a)和/或(b)。
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