CN107349868B

CN107349868B - 界面活性剂的制造方法及其应用

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Publication number: CN107349868B
Application number: CN201610530636.6A
Authority: CN
Inventors: 邱锡海; 庄忠哲
Original assignee: Sino Japan Chemical Co ltd
Current assignee: Sino Japan Chemical Co ltd
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2036-07-07
Also published as: CN107349868A; TW201739507A; JP6315625B2; TWI555572B; JP2017202480A

Abstract

本发明有关于一种界面活性剂的制造方法及其应用。此制造方法是先对混合物进行第一反应，以形成第一中间产物，其中此混合物包含芳醚化合物及缩水甘油醚化合物。然后，对第一中间产物及酸基化合物进行第二反应，以形成第二中间产物。接着，对第二中间产物进行中和反应，即可制得界面活性剂。所制得的界面活性剂具有良好的耐水性及耐候性。

Description

界面活性剂的制造方法及其应用

技术领域

本发明是有关一种界面活性剂的制造方法及其应用，特别是提供一种可具有良好耐水性及耐候性的界面活性剂的制造方法及其应用。

背景技术

习知的乳液聚合反应是用以制备含水分散体的聚合物的重要方法，其中含水分散体的聚合物可例如为苯乙烯类树脂或丙烯类树脂等。其次，依据乳液聚合反应所使用的界面活性剂的不同，乳化聚合反应系统的稳定性(如凝集率、乳液粒子粒径或储存稳定性等)亦随之不同，从而影响所制得的聚合物的特性。

前述的界面活性剂一般可为烷基硫酸盐、烷基苯硫酸盐、聚氧乙烯烷基硫酸盐等阴离子型界面活性剂，或者聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯等非离子型界面活性剂。然而，于反应时，过多的乳液气泡，或者反应后，界面活性剂以游离状态残留于所形成的薄膜上等缺陷均会降低所制得树脂薄膜的耐水性、耐候性、耐热性及接着性等薄膜物性。

为了有效解决前述的缺陷，一般是将反应基团导入界面活性剂的分子结构中，以提升界面活性剂与反应单体的反应性，进而增加乳化聚合反应系统的聚合稳定性。其中，待乳化聚合反应完成后，界面活性剂不会以游离状态残留在薄膜上，进而不会降低所制得涂膜的物性、耐水性或密着性等。

然而，要将反应基团导入至界面活性剂的分子结构时，界面活性剂需进行化学改质反应。惟，此化学改质反应一般皆需使用溶剂作为媒介，以使反应基团与界面活性剂产生键结，特别是当反应基团为压克力酸基时。据此，此化学改质反应会产生大量废溶剂，进而污染环境。其次，为了提升产物的纯度，反应所生成的产物须经过精制纯化(例如：碱洗处理与水洗处理)，而产生大量废碱液与废水，因此对环境产生更大的负荷。

有鉴于此，亟须提供一种新的反应型界面活性剂的制造方法及其应用，以改进习知界面活性剂的制造方法及其应用的缺陷。

发明内容

因此，本发明的一个方面在于提供一种界面活性剂的制造方法，藉由单体的选用合成，而可制得具有特定结构的界面活性剂，并可应用于不饱和双键单体的加成反应，进而使所制得的树脂涂膜良好耐水性、耐候性、光泽度及颜料分散性。

本发明的另一方面在于提供一种界面活性剂，其是利用前述的方法制得。

本发明的又一方面在于提供一种高分子材料，其是利用单体混合物所制得，且此单体混合物包含前述的界面活性剂。

根据本发明的一个方面，提出一种界面活性剂的制造方法。此制造方法是先对混合物进行第一反应，以形成第一中间产物，其中此混合物包含如下式(I)所示的芳醚化合物及如式(II)所示的缩水甘油醚化合物，且此混合物不包含溶剂：

于式(I)中，R₁代表亚甲基；R₂及R₃分别代表碳数为2至4的次烷氧基，且R₂及R₃的氧原子与氢原子键结；Y代表a及b分别代表1至4的整数；且m及n的总和为2至100的整数。

于式(II)中，R₄代表其中C＝O与R₅键结，且x代表0或1；且R₅代表具有碳-碳双键的基团。

然后，对第一中间产物及酸基化合物进行第二反应，以形成第二中间产物。

接着，对第二中间产物进行中和反应，以制得界面活性剂。

依据本发明的一实施例，前述的混合物包含催化剂。

依据本发明的另一实施例，前述的酸基化合物包含磺酸化合物、磷酸化合物或羧酸化合物。

依据本发明的又一实施例，前述中和反应的中和剂可包含碱金属化合物、胺基化合物、烷基胺化合物或具有烷基取代或不取代的醇胺化合物。

根据本发明的另一方面，提出一种界面活性剂。此界面活性剂可利用前述的方法制得，且此界面活性剂具有如下式(III)所示的结构：

于式(III)中，R₁代表亚甲基；R₂及R₃分别代表碳数为2至4的次烷氧基，且R₂及R₃的氧原子分别与-CH₂-或R₆键结；R₄代表其中C＝O与R₅键结，且x代表0或1；R₅代表具有碳-碳双键的基团；R₆代表阴离子基团；Y代表a及b分别代表1至4的整数；且m及n的总和为2至100的整数。

依据本发明的一实施例，前述的阴离子基团可包含但不限于-SO₃M、-PO₃M₂、-PO₃MH或-COOM，且M代表氢原子、碱金属原子、铵基、烷基铵或具有烷基取代或不取代的醇铵基。

根据本发明的又一方面，提出一种高分子材料。此高分子材料是利用一单体混合物进行聚合反应所制得，且此单体混合物包含不饱和化合物及界面活性剂。其中，此聚合反应可为乳化聚合反应、溶液聚合反应、悬浮聚合反应及光固化聚合反应。

依据本发明的一实施例，前述的不饱和化合物包含压克力树脂或苯乙烯。

应用本发明界面活性剂的制造方法及其应用，其利用特定单体合成具有特定结构的界面活性剂，且此界面活性剂可藉由末端的双键基团与不饱和化合物产生加成反应，形成共价键结，而可赋与树脂材料具有良好的耐候性。

附图说明

为了对本发明的实施例及其优点有更完整的理解，现请参照以下的说明并配合相应的附图。必须强调的是，各种特征并非依比例描绘且仅是为了图解目的。相关图式内容说明如下：

图1是绘示依照本发明的一实施例的界面活性剂的制造方法的流程图；

其中，符号说明：

100：方法

110：对混合物进行第一反应，以形成第一中间产物的步骤

120：对第一中间产物及酸基化合物进行第二反应，以形成第二中间产物的步骤

130：对第二中间产物进行中和反应

140：制得界面活性剂。

具体实施方式

以下仔细讨论本发明实施例的制造和使用。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的发明概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论的特定实施例仅供说明，并非用以限定本发明的范围。

请参照图1，其是绘示依照本发明的一实施例的界面活性剂的制造方法的流程图。在一实施例中，此制造方法100是先对混合物进行第一反应，以形成第一中间产物，如步骤110所示。

前述的混合物包含如下式(I)所示的芳醚化合物及如下式(II)所示的缩水甘油醚化合物：

前述碳数为2至4的次烷氧基的具体例可包含但不限于次乙氧基、次丙氧基、次异丙氧基、次丁基、次异丁基、次仲丁基、次叔丁基或上述官能基的任意组合。

前述的R₂及R₃链段可有效提升所制得界面活性剂的亲水性，进而提升界面活性剂对反应单体(monomer)的乳化能力及所制得树脂涂膜的物性(如树脂乳液的化学安定性)。

若前述R₂或R₃的碳数大于4时，所制得的界面活性剂具有亲油性过高的缺陷，而降低界面活性剂对反应单体的乳化能力，且增加凝集率，进而使得此界面活性剂不易进行聚合反应。若前述R₂或R₃的碳数小于2时，所制得的界面活性剂具有亲水性过高的缺陷，而降低所形成的光固化膜的耐水性。较佳地，R₂及R₃分别可代表碳数为2至3的次烷氧基。

若前述m及n的总和小于2时，所制得界面活性剂的粘度较大，而降低其亲水性，进而大幅降低其对反应单体的乳化能力，因此降低乳化聚合反应系统的稳定性，并造成乳化聚合的凝集物过多，乳液粒子粒径变大与转化率降低等缺点。

若前述m及n的总和大于100时，次烷氧基的链段长度过长，而降低所制得界面活性剂的阴离子基团的含量，进而使得界面活性剂趋向于非离子界面活性剂，因此降低乳化聚合反应的稳定性，并造成乳化聚合的凝集物变多，乳液粒子粒径变大与储存安定性变差等不良影响。

在一实施例中，前述m及n的总和较佳可为5至50的整数，且更佳可为5至30的整数。在另一实施例中，a及b的总和较佳可为6。

如式(I)所示的芳醚化合物可为聚氧乙烯聚芳醚，其中由于化合物结构的缘故，m与n个别的数字无法确切定义，惟依据如式(I)所示的芳醚化合物的NMR图谱，本案所属技术领域具有通常知识者可明确定义芳醚化合物中R₂与R₃的总含量(即m与n的总和)。

当x＝0时，所制得的界面活性剂具有烯烃基的结构；且当x＝1时，所制得的界面活性剂具有压克力基的结构。其中当x＝0或1时，具有双键结构的烯烃基或压克力基可与不饱和单体进行加成反应，而使得界面活性剂与后述的不饱和单体形成键结，进而提升所制得树脂涂膜的耐水性、耐候性及接着性。

前述具有碳-碳双键的基团可包含经至少一基团取代或未经取代且碳数为2至4的烯基，其中此至少一基团可包含但不限于乙烯基、丙烯基、异丁烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其他适当的基团。

较佳地，前述具有碳-碳双键的基团可包含碳数为2至4的烯基。更佳地，前述具有碳-碳双键的基团可为碳数为3的烯基。

如式(II)所示的缩水甘油醚化合物可包含但不限于烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、异丁烯基缩水甘油醚、其他适当的缩水甘油醚化合物或上述化合物的任意组合。

基于如式(I)所示的芳醚化合物的使用量为100重量份，如式(II)所示的缩水甘油醚化合物的使用量为1.0重量份至15.0重量份，较佳为5.0重量份至10.0重量份，且更佳为6.0重量份至8.0重量份。

在一实施例中，前述第一反应的反应机制是藉由断开如式(II)所示的缩水甘油醚化合物的环状结构，以进一步与如式(I)所示的芳醚化合物形成键结，而可形成第一中间产物。

当进行前述的第一反应时，为了加速反应速率，前述的混合物可包含催化剂，以降低反应温度及反应时间。前述的催化剂可包含但不限于三氟化硼、三氟化硼的醚络合物、氢氧化钾、氢氧化钠、氧化铝、三级胺、四级铵盐或其他适当的催化剂。

基于如式(I)所示的芳醚化合物的使用量为100重量百分比，催化剂的使用量可为0.1重量百分比至8.0重量百分比，较佳可为2.0重量百分比至6.0重量百分比，且更佳可为3.0重量百分比至5.0重量百分比。

当前述的混合物包含催化剂时，第一反应的反应温度可为60℃至90℃，且反应时间可为4小时至20小时；较佳地，前述第一反应的反应温度可为70℃至85℃，且反应时间可为4小时至10小时；更佳地，第一反应的反应温度可为70℃，且反应时间可为8小时。

在一实施例中，前述的混合物不包含有机溶剂，而不须进行脱除溶剂的纯化步骤，进而可有效减少反应废弃物，并降低对环境的污染，故可达到环保节能的功效。其次，于进行前述的第一反应后，由于第一反应是利用芳醚化合物与缩水甘油醚化合物，进行环氧化物的开环反应，所以第一反应所形成的第一中间产物具有较高的纯度，而不须再进一步进行碱洗处理及水洗处理等的精制纯化步骤，进而可达到节能减废，并降低能源的损耗。故，本案的制造方法为一崭新的绿色环保制程。

前述所制得的第一中间产物可具有如下式(IV)所示的结构：

于式(IV)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、Y、a、b、m及n的定义如前所述，在此不另赘述。

进行步骤110后，对前述的第一中间产物及酸基化合物进行第二反应，以制得如下式(V)所示的第二中间产物，如步骤120所示：

于式(V)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、Y、a、b、m及n的定义如前所述，在此不另赘述。其中，依据所使用酸基化合物的不同，R₇可代表不同的酸根基团。

前述的酸基化合物可包含但不限于磺酸化合物、硫酸化合物、磷酸化合物、羧酸化合物、其他适当的酸基化合物或上述化合物的任意组合。较佳地，酸基化合物可为磺酸化合物。

当前述的酸基化合物为磺酸化合物、硫酸化合物、磷酸化合物及羧酸化合物时，所制得的界面活性剂可具有阴离子性，而可于乳化聚合反应中作为乳化剂或于溶液聚合反应中作为改质剂，进而可对高分子树脂进行改质，因此可赋予高分子树脂不同的界面特性(例如：降低高分子树脂的界面张力，并且提升高分子树脂的亲水性、润湿性与颜料分散性及所制得涂膜的耐水性、耐候性与接着性等功能)。

此酸基化合物可与前述第一中间产物未端的氢氧基进行酯化反应，而使第二中间产物具有酸根基团。

在一具体例中，R₇可代表磺酸根、硫酸根、磷酸根、羧酸根、其他适当的酸根基团或上述基团的任意组合。

基于第一中间产物的总使用量为100重量份，酸基化合物的使用量可为1.0重量份至15.0重量份，较佳可为2.0重量份至10.0重量份，且更佳可为4.0重量份至7.0重量份。

若酸基化合物的使用量小于1.0重量份时，于反应进行中，所制得界面活性剂的阴离子化的转化率不足，从而降低界面活性剂的阴离子含量，进而造成乳化聚合反应时的凝集物变多，使得乳化聚合反应的转化率变低；若酸基化合物的使用量大于15.0重量份时，虽可加快达到所设定的转化率的时间，但所生成的第二中间产物不易过滤，且其产率较低，并易产生过多废弃物。

于步骤120后，对前述的第二中间产物进行中和反应，即可制得如下式(III)所示的界面活性剂，如步骤130及步骤140所示：

于式(III)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、Y、a、b、m及n如前所述，在此不另赘述。其中，R₆代表阴离子基团。

在一实施例中，中和反应的中和剂可包含氨水、碱金属化合物、胺基化合物、烷基胺化合物、具有烷基取代或不取代的醇胺化合物、其他适当的碱性化合物或上述材料的任意混合。

基于前述第二反应的酸基化合物及中和剂的不同，R₆可代表-SO₃M、-PO₃M₂、-PO₃MH或-COOM，其中M可为氢原子、碱金属原子、铵基、烷基铵或具有烷基取代或不取代的醇铵基。

由于前述的中和反应可中和第二中间产物末端的酸根基团，而可提升所制得界面活性剂的稳定性，且可稳定应用于高温高湿的环境中，有效提升所应用的产品的安定性。其次，经中和反应后的界面活性剂具有阴离子基团，而可对树脂进行改质，进而可有效提升树脂的耐水性、耐候性、光泽度、颜料分散性及储存安定性等性质，并可调节树脂的界面特性，以满足各种应用的需求。

在一实施例中，当中和剂为氨水时，中和反应虽会产生氨气逸散，但所制得的界面活性剂仍可具有良好的耐水性。

较佳地，当前述的中和剂为具有烷基取代或不取代的醇胺化合物时，由于具有烷基取代或不取代的醇胺化合物具有更佳的稳定性，故所载的中和反应不会产生氨气逸散，而可有效降低制程对于操作人员及环境的伤害，且具有较佳的耐候性。

当前述具有烷基取代或不取代的醇胺化合物为二级醇胺化合物时，所制得的次烷氧基衍生物具有更佳的经时稳定性。

于所制得的界面活性剂中，芳醚结构的苯环与所键结的官能基所构成的多环结构有助于提升界面活性剂对于颜料的分散性。故，当此界面活性剂应用于涂膜制程时，涂料中所添加的颜料可均匀分散于涂膜中，而可增进涂膜的外表美观。

在一实施例中，所制得的界面活性剂可应用于乳化聚合反应，以作为乳化剂，并合成水性涂料树脂，其中此乳化聚合反应是对单体化合物进行反应，且此单体化合物包含不饱和化合物及所制得的界面活性剂。

在前述的乳化聚合反应过程中，此不饱和单体化合物可与乳化剂(即本发明的界面活性剂)末端的双键基团形成加成反应，而使不饱和单体化合物与本发明的界面活性剂形成键结，而使本发明的界面活性剂不会游离于乳液系统中，进而提升乳化聚合反应的稳定性及所制得树脂涂膜的耐水性与耐候性。

在一应用评估实施例中，不饱和化合物可包含但不限于丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、苯乙烯、二甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、其他适当的不饱和化合物或上述化合物的任意组合。

在一实施例中，本案的界面活性剂亦可应用于溶液聚合反应、悬浮聚合反应、光硬化反应或其他可使不饱和双键产生加成反应的反应机制。

其中，基于不饱和化合物的总使用量为100重量份，所制得界面活性剂的使用量可为0.5重量份至5.0重量份，较佳为1.0重量份至4.0重量份，且更佳可为1.5重量份至3.0重量份。

于前述的不饱和单体的聚合加成反应中，当界面活性剂的使用量小于0.5重量份时，界面活性剂的使用量过少，而易造成反应系统稳定性恶化，而有凝集物过多与转化率下降的现象，进而影响所制得树脂涂膜的整体物性。

当界面活性剂的使用量大于5.0时，过多的界面活性剂会降低所制得树脂涂膜的表面特性。其中，当此树脂乳液涂布制作成高分子膜时，随着使用时间的增长，剩余未与不饱和化合物形成键结的界面活性剂会迁移(migration)至高分子膜的表面，而降低高分子膜的表面性质。

在一具体例中，前述所制得的树脂乳液可涂布于一基材的表面上，并藉由热干燥固化而形成一连续的涂膜层。

在一具体例中，前述的基材可包含但不限于光学膜、玻璃基材、塑胶基材、木板基材、太阳能光电板、其他适当的基材或上述基材的任意混合。

由于本案的界面活性剂具有阴离子基团，且界面活性剂的末端双键基团可与不饱和化合物形成键结，故所制得的树脂涂膜具有良好的耐水性及耐候性。

在一应用例中，本发明的反应型界面活性剂可应用于涂料产业中，以合成水性树脂的乳化聚合反应所使用的乳化剂，或者合成油性树脂的溶液聚合反应所使用的改质剂，而可赋与所制得树脂涂膜优良的物理性质，如耐水性、耐候性及接着性等。

以下利用实施例以说明本发明的应用，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。

制备界面活性剂

制备例S-1

首先，将100.0重量份的聚氧乙烯聚芳醚、6.5重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与3.0重量份的氢氧化钾加至反应瓶中。然后，升温至70℃，并进行第一反应。经过6小时至10小时后，即可制得制备例S-1的第一中间产物。接着，将5.5重量份的氨基磺酸(NH₂SO₃H)加至第一中间产物中，并升温至80℃，以进行第二反应。经过6小时至8小时后，可制得第二中间产物。利用0.5重量份的氨水(NH₄OH)中和第二中间产物，即可制得如下式(III-1)所示的制备例S-1的界面活性剂：

于式(III-1)中，R₁及Y的定义如前所述，在此不另赘述。a代表2；b代表2；且m与n的总和为30。

制备例S-2

首先，将100.0重量份的聚氧乙烯聚芳醚、9.5重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与3.0重量份的氢氧化钾加至反应瓶中。然后，升温至70℃，并进行第一反应。经过6小时至10小时后，即可制得制备例S-2的第一中间产物。接着，将8.0重量份的氨基磺酸(NH₂SO₃H)加至第一中间产物中，并升温至80℃，以进行第二反应。经过6小时至8小时后，可制得第二中间产物。利用0.5重量份的氨水(NH₄OH)中和第二中间产物，即可制得如下式(III-2)所示的制备例S-2的界面活性剂：

于式(III-2)中，R₁及Y的定义如前所述，在此不另赘述。a代表2；b代表2；且m与n的总和为20。

制备例S-3

首先，将100.0重量份的聚氧乙烯聚芳醚、12.0重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与3.5重量份的氢氧化钾加至反应瓶中。然后，升温至70℃，并进行第一反应。经过6小时至10小时后，即可制得制备例S-3的第一中间产物。接着，将9.5重量份的氨基磺酸(NH₂SO₃H)加至第一中间产物中，并升温至80℃，以进行第二反应。经过6小时至8小时后，可制得第二中间产物。利用0.8重量份的氨水(NH₄OH)中和第二中间产物，即可制得如下式(III-3)所示的制备例S-3的界面活性剂：

于式(III-3)中，R₁及Y的定义如前所述，在此不另赘述。a代表2；b代表2；且m与n的总和为10。

制备例S-4

首先，将100.0重量份的聚氧乙烯聚芳醚、15.0重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与3.5重量份的氢氧化钾加至反应瓶中。然后，升温至70℃，并进行第一反应。经过6小时至10小时后，即可制得制备例S-4的第一中间产物。接着，将12.0重量份的氨基磺酸(NH₂SO₃H)加至第一中间产物中，并升温至80℃，以进行第二反应。经过6小时至8小时后，可制得第二中间产物。利用1.0重量份的氨水(NH₄OH)中和第二中间产物，即可制得如下式(III-4)所示的制备例S-4的界面活性剂：

于式(III-4)中，R₁及Y的定义如前所述，在此不另赘述。a代表2；b代表2；且m与n的总和为5。

本发明反应型界面活乳化聚合应用性能评估

本案的高分子膜是利用单体化合物进行乳化聚合反应所制得，其中实施例1至实施例8及比较例1至比较例4所用单体化合物的各组合物的使用量及其种类如表1所示，在此不另赘述。

实施例1

将153克的不饱和化合物(M-1)、2.5phm的前述制备例S-1所制得的界面活性剂及0.3phm的起始剂加至153克的水中，并混合均匀，以制得实施例1的单体化合物。其中，不饱和化合物(M-1)是由丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸所共聚合而成，且丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸的比例为49：49：2。

然后，将单体化合物涂布成膜，并进行乳化聚合反应，即可制得实施例1的高分子膜。所得的高分子膜以下述凝集率、固成份、转化率、平均粒径、粘度及耐水性等的评价方式进行评价，所得结果如表1所示。

实施例2至实施例8与比较例1至比较例4

实施例2至实施例8与比较例1至比较例4是使用与实施例1的高分子膜的制作方法相同的制备方法，不同之处在于实施例2至实施例8与比较例1至比较例4是改变单体化合物中不饱和化合物与界面活性剂的种类，且其组成及评价结果如表1所示，在此不另赘述。其中，实施例5至实施例8及比较例1的不饱和化合物(M-2)是由丙烯酸正丁酯、苯乙烯及丙烯酸所共聚合而成，且丙烯酸正丁酯、苯乙烯及丙烯酸的比例为49：49：2。

评价项目

1.凝集率

对前述实施例1至实施例8及比较例1至比较例4的单体化合物进行单体聚合反应，以聚合形成乳液，并秤量其重量(W_i)。然后，以100筛孔的金属网过滤各实施例及比较例所制得的乳液，并以水清洗金属网上的残渣。

接着，将前述的残渣于105℃下烘干，经过2小时后，秤量其重量(W_f)，并依据下式(VI)计算其凝集率：

2.固成份

对前述实施例1至实施例8及比较例1至比较例4的单体化合物进行单体聚合反应，以聚合形成乳液。然后，精秤3克的乳液，并将其添加至铝杯(尺寸：上直径为7.0厘米、下直径为4.5厘米，且高度为1.3厘米)中。

接着，将铝杯放置于温度设定为130℃的循环式烘箱中，经过30分钟后，量秤铝杯的重量，并依据下式(VII)计算其固成份：

于式(VII)中，W_t代表烘干后，乳液与铝杯的总重量；W_c代表铝杯的空重，且W_s代表烘干前，乳液的重量。

3.转化率

前述固成份的计算数值与理论固成份的百分比即为各实施例与比较例的乳化聚合反应的转化率。

4.平均粒径

对前述各实施例及比较例的单体化合物进行乳化聚合反应，以形成乳液。

然后，于25℃下，藉由粒径分布仪(COULTER制造，且其型号为LS230)，量测乳液的平均粒径。

5.粘度

于25℃下，利用粘度计(BROOKFIELD制造)及31号转子量测前述各实施例及比较例所制得乳液的粘度。

6.耐水性

将前述各实施例及比较例所制得的乳液涂布于玻璃板上，经成膜步骤后，即可形成厚度为10μm的高分子膜。

然后，将前述的玻璃板浸泡于耐水白化用的测试水槽(水温设定为25℃)中，放置1天及7天后，将玻璃板取出，以目视的方式观察高分子膜的白化程度，并依据下述的标准评价：

◎：高分子膜是透明的，且密着于玻璃板上。

○：高分子膜为青色的透明薄膜，且密着于玻璃板上。

□：高分子膜为部份白化的薄膜，但密着于玻璃板上。

△：高分子膜为部份白化的薄膜，且薄膜的周围有剥离的状况。

╳：高分子膜为完全白化的薄膜，或高分子膜是自玻璃板上剥离。

请参照表1，由于实施例1至实施例8所使用的界面活性剂具有不饱和基团，而可与不饱和化合物产生加成反应，进而形成共价键结，因此具有较佳的耐候性。因此，本案的树脂涂膜于前述的测试水槽中放置7日后，树脂涂膜并未白化，且高分子膜并无剥离，故所制得的高分子膜具有良好的耐水性。其中，由于比较例1所使用界面活性剂(S-5；芳基聚氧乙烯醚硫酸盐)的结构的影响，而使所制得的乳液具有较大的粘度，进而降低所制得树脂涂膜的耐水性。

据此，本案的界面活性剂具有良好的耐候性。随着使用时间的增长及外界温度湿气的影响，本案的界面活性剂亦不会产生迁移的缺陷，而可使树脂涂膜的表面仍可具有良好的表面特性。

其次，本案的界面活性剂的第一反应不须额外使用溶剂，且第一反应所生成的产物不须经过碱洗处理与水洗处理，而可达到节能减废的功效。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种界面活性剂的制造方法，其特征在于该界面活性剂的制造方法包含：

对一混合物进行第一反应，以形成如式(IV)所示的第一中间产物，其中该混合物包含如下式(I)所示的芳醚化合物及如下式(II)所示的缩水甘油醚化合物，且该混合物不包含溶剂：

于式(I)中，R₁代表亚甲基；R₂及R₃分别代表碳数为2至4的次烷氧基，且R₂及R₃的氧原子与氢原子键结；Y代表「*」代表键结位置；a及b分别代表1至4的整数；且m及n的总和为2至100的整数；

于式(II)中，R₄代表其中x代表0或1，当x代表0时，R₄的氧原子与R₅键结，当x代表1时，R₄的C＝O与R₅键结；且R₅代表具有碳-碳双键的基团；

于式(IV)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、Y、a、b、m及n的定义如前所述；

对该第一中间产物及一酸基化合物进行第二反应，以形成如式(V)所示的第二中间产物；

于式(V)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、Y、a、b、m及n的定义如前所述，R₇代表该酸基化合物的酸根基团；以及

对该第二中间产物进行中和反应，以制得该界面活性剂。

2.如权利要求1所述的界面活性剂的制造方法，其特征在于，该混合物包含催化剂。

3.如权利要求1所述的界面活性剂的制造方法，其特征在于，该酸基化合物为磺酸化合物、硫酸化合物、磷酸化合物或羧酸化合物。

4.如权利要求1所述的界面活性剂的制造方法，其特征在于，该中和反应的中和剂为碱金属化合物、胺基化合物、烷基胺化合物或具有烷基取代或不取代的醇胺化合物。

5.一种界面活性剂，其特征在于该界面活性剂是利用如权利要求1至4中的任一项所述的方法制得，且该界面活性剂具有如下式(III)所示的结构：

于式(III)中，R₁代表亚甲基；R₂及R₃分别代表碳数为2至4的次烷氧基，且R₂及R₃的氧原子分别与-CH₂-或R₆键结；R₄代表其中x代表0或1，当x代表0时，R₄的氧原子与R₅键结，当x代表1时，R₄的C＝O与R₅键结；且R₅代表具有碳-碳双键的基团；R₆代表阴离子基团；Y代表「*」代表键结位置；a及b分别代表1至4的整数；且m及n的总和为2至100的整数。

6.如权利要求5所述的界面活性剂，其特征在于，该阴离子基团是选自于由-SO₃M、-PO₃M₂、-PO₃MH及-COOM所组成的族群，且M代表氢原子、碱金属原子、铵基、烷基铵或具有烷基取代或不取代的醇铵基。

7.一种高分子材料，其特征在于该高分子材料是利用一单体混合物进行聚合反应所制得，其中该单体混合物包含：

不饱和化合物；以及

如权利要求5或6所述的界面活性剂，且

其中该聚合反应为乳化聚合反应、溶液聚合反应、悬浮聚合反应或光固化聚合反应。

8.如权利要求7所述的高分子材料，其特征在于，该不饱和化合物为压克力树脂或苯乙烯。