[发明专利]一种有机硅水性乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及乳液的技术领域，具体涉及一种环保型高稳定的有机硅水性乳液及其制备方法。

背景技术

有机聚硅氧烷油由于具有极好的化学稳定性、耐热性、耐寒性、耐侯性、润滑性、憎水性和表面张力低，以及无毒，对人体健康无害的特点，使得其得以广泛的应用。但是由于有机聚硅氧烷油的疏水性很强，难以分散在水体系中，所以限制了其在某些方面的使用。而有机硅乳液的出现解决了这一问题，所以有机聚硅氧烷油多以乳液的形式被使用，目前有机硅乳液广泛地应用于纺织工业、塑料加工、造纸、整理剂、消泡剂、脱模剂、建筑表面防水剂、化妆品和油墨配方等方面。

有机硅乳液是将有机聚硅氧烷油在强烈的机械作用下分散成细小的微粒作为分散相，在表面活性剂的作用下，于水与油的界面上形成一层具有一定机械强度的分子界面膜，表面活性剂分子的亲水基团朝向水，亲油基团朝向油，以使油相微粒能稳定地分散在水中，不易聚集变大而分层，从而得到油水均匀混合而形成的乳液，而表面活性剂则是制备性能优异的有机硅乳液的关键。由于非离子表面活性剂的毒性较其他离子型表面活性剂的毒性小，且在溶液中比较稳定，不易被无机盐类强电解质及酸碱所影响，因此得到了广泛的应用。研究表明：使用复配表面活性剂比使用单一表面活性剂的乳化效果更好，复配乳化能够形成致密稳定的界面膜，因而可使乳液稳定性更好。有机硅乳液的稳定性是乳液制备与应用中的最重要要求。由于硅油的表面张力低、粘度高，导致其较难被乳化，多年以来，一直采用高压均质机、胶体磨及高效均质真空乳化机使硅油在乳化剂的存在下与水均质化来制取有机硅乳液。

物质世界中，界面无处不在。表面活性剂具有表面活性，能在体系的界面或表面发生作用，并改变其界面或表面的性能。现己被广泛应用于工业、农业、人们生活的各个领域：大到矿物浮选和石油开采领域，小到细胞作用和酶效应领域，都离不开表面活性剂的参与，因而被誉为“工业味精”。表面活性剂分子由两部分组成，一部分是非极性的亲油基，另一部分是极性的亲水基，所以表面活性剂分子具有既亲水又亲油的两亲性质。当其溶于水后，亲水基受水分子的吸引，而亲油基受水分子的排斥，造成体系不稳定，为了克服不稳定状态，亲水基伸向水，亲油基伸向油。亲水基与亲油基的相对排列顺序是多种多样的，如分别位于分子两端、亲水基在亲油基中间、二者交替排列或者亲水基在亲油基上呈梳状排列等。这样的特殊结构赋予表面活性剂独特的性能——界面定向吸附性。表面活性剂在气/液、液/液、液/固界面的排列情况取决于分子中亲油基的性质、数目及位置，高效能的表面活性剂还与使用对象有关。表面活性剂只有溶解后才能发挥其独特的性质，因此，对其溶液而言，其性能有下述特点：

(1)溶解性：表面活性剂至少溶解于体系中的某一相。

(2)界面定向：表面活性剂分子吸附在界面上并定向排列成单分子膜，覆盖界面。

(3)表面吸附：表面活性剂溶解后吸附在表面上，降低溶液的表面自由能，当体系达到平衡时，溶液界面上表面活性剂的浓度较溶液内部的大。

(4)生成胶束：表面活性剂在溶液中的浓度增大到一定程度时，其分子将凝聚成胶束，此时的浓度称为临界胶束浓度(简称CMC)。

以前生产有机硅水性乳液一般用非硅类表面活性剂难以乳化，而是需要采用高压均化器、胶体磨，或采取有机溶剂来强制乳化，并且表面活性剂添加量至少大于30％，目的是想把有机聚硅氧烷油做成水性乳液。即使用这些方法做出的水性乳液产品，它的稳定性也很难得到保证，在储存不到3个月时还常会出现漂油，分层现象。有时为了使有机硅乳液的稳定，还添加一些使乳液稳定的保护胶体，即水性增稠剂、其它助剂等。有机聚硅氧烷油的乳化一般选用非离子表面活性剂，而该表面活性剂是直链烷基化酚聚氧乙烯醚，因含有苯酚类基团，所以做成的乳化液也具有一定的毒性，其生物降解性也最差。随着工业化的进步和高科技的发展，对表面活性剂开发产品的要求也在向环保、可生物降解性方面努力发展。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术中存在的有机硅乳液的质量不稳定性及表面活性剂对环境污染性等不足之处，而提供一种环保型高稳定性有机硅水性乳液及其制备方法，所述有机硅水性乳液具有高稳定性，且安全环保，制备过程简洁方便。

为实现以上发明目的，本发明提出如下技术方案：一种有机硅水性乳液，由以下重量百分比的原料组成：

表面活性剂10～25％；

有机聚硅氧烷油15～50％；

水余量。

优选地，所述表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚。