[发明专利]含硅氧烷聚合物的乳液

说明书

本发明涉及含硅氧烷粒子的乳液，其中，乳液是通过下述方法制备的：首先，将有机硅低聚物乳化，然后使用缩合反应的特定酸催化剂将乳化的低聚物中较大的粒子聚合成较高粘度和/或较高分子量的硅氧烷聚合物。

美国专利2891920(1959.6.23)和美国专利3294725(1966.12.27)教导了使用缩合反应的特定酸催化剂将低聚物聚合成较高粘度和/或较高分子量的硅氧烷聚合物，但是上述专利均没有指出，剥离性能得到改进的硅氧烷聚合物可通过在方法中包括烷基三烷氧基硅烷R’Si(OR”)₃来获得，其中R’和R”代表烷基，R’含有至少8个，优选至少12个，最优选至少16个或更多的碳原子。

本发明涉及含有机聚硅氧烷粒子的乳液的制备方法。该乳液是通过下述方法制备的：(ⅰ)将硅烷醇封端的硅氧烷低聚物、烷基三烷氧基硅烷低聚物、水和非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂相结合；(ⅱ)通过搅拌成分或通过使用高剪切设备，把低聚物乳化成乳液中的粒子；(ⅲ)把缩合反应的特定酸催化剂加到低聚物的乳液中；(ⅳ)将低聚物聚合成有机聚硅氧烷聚合物；和(ⅴ)继续聚合步骤(ⅳ)直到所得到的有机硅氧烷聚合物达到所希望的粘度，其粘度优选在2万～1千万厘泊(mpa·s)的范围内。

本发明所制备的乳液能起着将具有高分子量和特定流变性的聚合物输送到人体的功能，即在洗发水基质中起到设计和调理人体毛发的功能，或者作为用于护肤的输送体。它们还可用在纸的涂覆、织物的涂覆、以及家居保养上，以便将高分子量聚合物输送到各类表面和基材上。

此处所用的硅烷醇封端的硅氧烷低聚物具有下述通式表示的结构：

在该式中，R1～R6的基团一般包括含1～6个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基；芳基，例如苯基；或者烷基和芳基。n值可在2～300之间变化，从而获得在25℃时粘度在20～100,000厘泊(mpa·s)之间的低聚物。

最优选下述结构表示的硅烷醇封端的二甲基硅氧烷低聚物：

硅烷醇封端的二甲基硅氧烷低聚物在低聚物链的任意位置处还可含有少量的RSiO_3/2三官能“T”单元。这提供了支化点，以及三个或多个硅烷醇端基，在硅烷醇-硅烷醇缩聚期间，这些端基可在同一分子的三个或多个反应点处提供连续的增长。

在该聚合方法中包括烷基三烷氧基硅烷R’Si(OR”)₃，其中R’和R”均代表烷基。烷基三烷氧基硅烷经过水解形成参与缩聚反应的R’Si(OH)₃，或者烷基三烷氧基硅烷可直接与硅氧烷低聚物的硅烷醇反应生成≡SiO键，并释放出醇分子。

烷基三烷氧基硅烷的一些例子为：(C1)甲基三甲氧基硅烷，(C2)乙基三甲氧基硅烷，(C3)丙基三甲氧基硅烷，(C4)正丁基三甲氧基硅烷，(C6)己基三甲氧基硅烷，苯基三甲氧基硅烷，(C8)辛基三甲氧基硅烷，辛基三乙氧基硅烷，(C12)十二烷基三甲氧基硅烷，十二烷基三乙氧基硅烷，(C16)十六烷基三乙氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷，(C18)十八烷基三乙氧基硅烷，十八烷基三甲氧基硅烷，(C20)二十烷基三甲氧基硅烷，和(C30)三十烷基三甲氧基硅烷。

然而，从上文可知，呈现改进的剥离性能的硅氧烷聚合物可通过在该方法中使用烷基三烷氧基硅烷来获得，其中R’含有至少8个，优选至少12个，最优选至少16个或更多的碳原子。

根据本发明的方法，首先使用阴离子或非离子表面活性剂在水中将有机硅低聚物进行机械乳化，然后加入催化剂以使经乳化的较大粒径的低聚物聚合，达到所希望的聚合物粘度。

有用的阴离子表面活性剂包括：碱金属磺基琥珀酸盐；脂肪酸的磺化甘油酯，例如椰子油酸的磺化单甘油酯；磺化单价醇酯的盐，例如油基异硫代硫酸钠；氨基磺酸的酰胺，例如油基甲基氨基乙磺酸的钠盐；脂肪酸腈的磺化产物，例如棕榈腈磺酸酯；磺化的芳烃，例如α-萘单磺酸钠；萘磺酸与甲醛的缩合产物；八氢蒽磺酸钠；碱金属烷基硫酸盐；具有8个或更多碳原子烷基的醚硫酸盐；具有8个或多个碳原子的1个或多个烷基的烷基芳基磺酸盐。

还可使用含有烯烃磺酸盐的阴离子表面活性剂，具有代表性的为α烯烃磺酸钠(由伊利诺伊州，Northfield,Stephan公司以商品名BIOTERGE AS-40销售)。这些C_14-16烯烃磺酸钠是由C_14-16α-烯烃磺化制备的长链磺酸盐的混合物。它们主要由烯烃磺酸钠和羟烷烃磺酸钠组成。