[发明专利]生产有机硅乳液的方法

说明书

本发明涉及生产含有高粘度聚有机硅氧烷并且具有特别低的环状硅氧烷含量的有机硅水乳液的方法，及其用途。

有机硅具有多种用途。为了有助于施用和计量，尤其是对于粘性产品，在许多应用中希望有机硅化合物为稀释形式。虽然有机溶剂例如苯或全氯化烃可用于此目的，但是从生态和职业卫生角度来看是不利的。因此，在大多数情况下使用能用水稀释的水乳液或水分散体的形式，通常是水包油型乳液(O/W乳液)的形式。这里油相被理解为任选溶解在有机溶剂中的不与水混溶的有机硅化合物。

对于许多应用，有利的是有机硅具有高分子量并因此具有高粘度。得到包含高分子量有机硅的乳液的已知方式是具有硅烷醇端基的线型低聚物的乳液聚合。在界面活性缩合催化剂和非常少量水的存在下使用这些低聚物以形成糊料，其中在真正的乳化过程结束之前发生缩聚。然后通过将该糊料稀释至需要浓度来结束乳化过程(EP 93 310 B2)。然而，在该过程中形成挥发性环状硅氧烷作为不想要的副产物。可通过例如首先由阴离子型乳化剂/催化剂的盐形式制备乳液然后通过添加酸活化它来减少这些挥发性硅氧烷的比例(EP-A 1 072 629)。这最终增加了乳液中的盐分量，这对于稳定性是不利的。

基于牛磺胆酸的特殊乳化剂同样有助于降低在硅氧烷低聚物的乳液缩合中形成的环烯的量(WO 2006 102 010)。然而，其实施例清楚地表明这里也形成超过1％的八甲基环四硅氧烷。

如果使用酸性磷酸烷基酯作为催化乳液缩合的乳化剂，可以显著降低新形成的环状硅氧烷的份量(DE 102 009 029 520A1)。

现有技术的方法的共同特点是催化乳液聚合的阴离子型乳化剂必须在乳液生产过程中已经添加。根据现有技术，催化剂还用作乳化剂被证明是有利的(DE-A 1595535)。相反，为了不延迟或阻碍乳液聚合，提出使用磺酸生产乳液，并且在完成乳液聚合之后才添加非离子型乳化剂(US-A 3,706,695)。

另一方面，实践中生产这种乳液的方式是或者非连续生产数批批料并转移到熟化罐中，或者在一定时间内在熟化罐中连续生产，在达到想要粘度之后，通过中和终止反应。在乳液生产过程中，通过均质化设备向乳液中引入机械能，这最终导致温度上升，并增加环烯的形成。关于这一点，不可避免的是大量的乳液停留在罐中的时间超出需要的时间，因此环状低聚物的份量可能超过容许的程度。因此，需要改进方法以实现想要的产物性能，特别是更确定能实现低的环状硅氧烷含量。

本发明提供一种生产有机聚硅氧烷乳液的方法，其特征在于，

在第一步中，

通过搅拌和/或均质化将(a)包含通式(I)的单元的聚有机硅氧烷，(b)非离子型乳化剂，(c)水和任选存在的(d)其它物质混合：

R²_a(R¹O)_bSiO_(4-a-b)/2                (I)

其中，R²可以相同或不同，为具有1-30个碳原子的任选取代的一价烃基，或者氢原子，

R¹可以相同或不同，为氢原子或任选取代的一价烃基，

a为0、1、2或3，以及

b为0、1、2或3，

前提条件是a+b之和为小于或等于3并且所述有机聚硅氧烷包含5-500个通式(I)的单元，以及在至少一个单元中b不是0，

在第二步中，

在低于30℃，优选低于20℃，特别是低于10℃的温度下向第一步得到的乳液中加入(e)通式(II)的酸性表面活性化合物，为了达到所述温度必须任选冷却在第一步中得到的乳液，聚有机硅氧烷(a)发生缩合直到达到想要的粘度，

(RO)_nP(O)(OH)_(3-n)                (II)

其中R可以相同或不同，为具有4-30个碳原子的一价烃基，以及n为1或2，

在第三步中，

将第二步中得到的混合物与碱(f)混合使得乳液的pH大于5，并且任选加入其它水(c)和/或其它物质(d)。

在本发明中，根据US Pharmacopeia USP33在20℃下使用电极测量pH。