混合硅氧烷的机械微乳液制造技术

通过混合（ａ）水，（ｂ）非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，或这些表面活性剂的混合物，（ｃ）线型非挥发性的聚硅氧烷，（ｄ）胺官能的聚硅氧烷，和（ｅ）羧酸形成微乳液。机械混合混合物，直到获得所含聚硅氧烷颗粒的平均直径小于５０纳米（０．０５微米／５００埃）的微乳液。这些微乳液适用于纸张涂层，织物涂层，及家庭应用。它们还可以用于将特定流变性质的硅氧烷聚合物输送到人体。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含硅氧烷混合物的微乳液，该硅氧烷混合物由(i)硅油成分和(ii)胺官能的聚硅氧烷成分构成，特别地，混合物的硅油成分(i)是线型而非环状硅氧烷。通常认为线型聚二甲基硅氧烷不能被微乳化。虽然美国专利4,246,029(1981年1月20日)指出当与胺官能的聚硅氧烷组合时聚二甲基硅氧烷可以被乳化，但这些组合物不是微乳液。但是，美国专利5,518,716(1996年5月21日)描述的是微乳液，不过在716专利中硅氧烷混合物被限定于以式 表示的环状硅氧烷，式中n定义为3到7之间的整数，Rd和Re是含1到4个碳原子的烷基。比如，716专利特别提及环状硅氧烷八甲基环四硅氧烷作为代表。相反，依照本专利技术微乳液包含通常符合式 的线型聚硅氧烷，该式此后将详细描述。因此，本专利技术涉及微乳液和制备微乳液的方法。依照该方法，由(a)水，(b)非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，或这些表面活性剂的混合物，(c)线型非挥发性的聚硅氧烷，(d)胺官能的聚硅氧烷，和(e)羧酸组合形成混合物，并且机械搅拌混合物直到获得所含聚硅氧烷颗粒的平均直径小于50纳米(0.05微米/500埃)的微乳液。线型非挥发性聚硅氧烷(c)是式为 的组分，其中R1是含1-6个碳原子的烷基，优选是甲基；a代表整数，其值大于5且小于400。这里用到的术语微乳液是指单相或一相透明的，热力学稳定的，两种或更多种不混溶的液体与一种或多种表面活性剂的混合物。它包括含水，油和表面活性剂的透明组合物，包括由于粒子尺寸非常小而透明的组合物。微乳液通常总是澄清的或透明的，因为它们所含的粒子小于可见光波长。微乳液可以含分散在水中的油滴(O/W)，分散在油中的水滴(W/O)，或者它可以有双连续结构。通过几个固有的特征可以识别它(i)它含有油，水和表面活性剂；(ii)体系是光学澄清的或透明的；(iii)各相不能用离心分离；(iv)它是通常在长时间内稳定的体系。因此，为了本专利技术的目的，认为微乳液是澄清的或透明的组合物，它所含的粒子的平均直径小于50纳米(O.05微米/500埃)，优选小于40纳米(0.04微米/400埃)，最优选小于20纳米(O.02微米/200埃)。依照本专利技术，用于形成微乳液的混合物由硅油组分和胺官能的聚硅氧烷组分构成。混合物的硅油成分是聚硅氧烷结构，优选聚二烷基硅氧烷，更优选非挥发性线型聚二甲基硅氧烷。这些聚硅氧烷通常符合式 ，其中R1是含1-6个碳原子的烷基，最优选是甲基；a的值一般大于5、小于400。这些聚硅氧烷的粘度通常在5厘沲(mm2/s)到1,000厘沲(mm2/s)之间，并且这些聚硅氧烷的沸点通常超过300℃。根据本专利技术优选使用的聚硅氧烷的一些有代表性的例子是粘度为5、10、350和1,000厘沲(mm2/s)的聚二甲基硅氧烷，在这种情况下，上式中的a值分别为8，15，180和375。混合物中胺官能的聚硅氧烷成分是具有高极性侧氨烷基改性基团的硅氧烷流体，特别优选的胺官能的聚硅氧烷包括反应性的和非反应性的可水解的和不可水解的衍生物，它们全部或部分在末端被氨丙基、氨丁基或二氨基侧链取代。依照本专利技术，用于混合物的氨官能的聚硅氧烷具有式 ，式中R’表示含1到4个碳的烷基或苯基，条件是R’基团总数的至少百分之五十是甲基；Q代表式为-R”Z的胺官能取代基，其中R”是3至6个碳原子的二价亚烷基，Z是从-NR2”’和-NR”’(CH2)bNR2”’组成的组中选出的一价原子团，其中R”’表示H或1至4个碳的烷基，b是值在2到6之间的正整数；z值为0或1；x的平均值介于25和3000之间；当z为1时，y的平均值为0到100；当z为0时，y的平均值为1到100，条件是在所有情况下y的平均值不大于x平均值的1/10。合适的R’基团以下列基团为代表，并可以独立地从下列基团中选取甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，异丁基和苯基，条件是至少百分之五十的R’基团是甲基。以R”表示的亚烷基可以包括1，3-亚丙基，四亚甲基，1，5-亚戊基，-CH2CHCH3CH2-，和-CH2CH2CHCH3CH2-。R”是1，3-亚丙基或烷基取代的1，3-亚丙基如-CH2CH(CH3)CH2-的硅氧烷是优选的。以R”’表示的1至4个碳原子的烷基包括甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基和异丁基。有用的Z基包括未取代的胺基-NH2，烷基取代的胺基如-NHCH3，-NHCH2CH2CH2CH3，和-N(CH2CH3)2；氨烷基取代的胺基如-NHCH2CH2NH2，-NH(CH2)6NH2，和-NHCH2CH2CH2N(CH3)2。当z是零时，硅氧烷聚合物的聚合链上仅有侧胺官能取代基。当z是1时，硅氧烷聚合物的聚合链上可以仅有末端胺官能取代基或具有侧的胺官能取代基和末端胺官能取代基。优选，x值可在25到500之间，而当z为1时y在0到100之间变化，z为0时y是从1到100。最优选地，x+y的值介于50到1,000之间。胺含量，即胺官能的聚硅氧烷分子中胺官能团的数目，通常以胺的摩尔百分数表示，由关系式y/DP×100确定，式中y是上述代表胺官能的聚硅氧烷式中的整数y的值，聚合度(DP)是x+y+2，表示胺官能的聚硅氧烷的链长度。例如，参考实施例中所用的特定胺官能的聚硅氧烷，胺官能的聚硅氧烷是三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基/甲基氨乙基氨异丁基硅氧烷共聚物，粘度为3,000厘沲(mm2/s)，DP为485，摩尔百分胺含量为氨乙基氨异丁基的2.3摩尔％。这些胺官能的聚硅氧烷可从例如Dow Corning Corporation(Midland，Michigan USA)等处购买得到。表面活性剂可以是非离子的，阳离子的，阴离子的，或这些表面活性剂的混合物。最优选非离子表面活性剂。非离子表面活性剂应该是不含硅原子的非离子乳化剂。最优选醇的乙氧基化物R2-(OCH2CH2)cOH，最特别地是脂肪醇乙氧基化物。脂肪醇乙氧基化物典型地含-(OCH2CH2)cOH特征基团，它连接在含8到20个碳原子的脂肪烃残基R2上，如月桂基(C12)，鲸蜡基(C16)和硬脂基(C18)等。虽然c的值介于1到100之间，但典型地在2到40之间。合适的非离子表面活性剂的一些实例是聚氧乙烯(4)月桂基醚，聚氧乙烯(5)月桂基醚，聚氧乙烯(23)月桂基醚，聚氧乙烯(2)鲸蜡基醚，聚氧乙烯(10)鲸蜡基醚，聚氧乙烯(20)鲸蜡基醚，聚氧乙烯(2)硬脂基醚，聚氧乙烯(10)硬脂基醚，聚氧乙烯(20)硬脂基醚，聚氧乙烯(21)硬脂基醚，聚氧乙烯(100)硬脂基醚，聚氧乙烯(2)油基醚，和聚氧乙烯(10)油基醚。这些及其它脂肪醇乙氧基化物可以例如下列商品名购买到ALFONIC，BRIJ，GENAPOL，LUTENSOL，NEODOL，RENEX，SOFTANOL，SURFONIC，TERGITOL，TRYCOL，和VOLPO。在本专利技术中有用的阳离子表面活性剂包括分子中含季铵亲水部分的化合物，所述亲水部分带正电荷，如以R3R4R5R6N+X-表示的季铵盐，其中R3到R6是含1-30个碳原子的烷基，或从牛油、椰子油或大豆中得到的烷基；X是卤素如氯或溴，或者X可以是甲磺酸(methosulfate)基团。最优选是以R7R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备微乳液的方法，包括以下步骤：（ｉ）形成含（ａ）水，（ｂ）非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，或这些表面活性剂的混合物，（ｃ）线型非挥发性的聚硅氧烷，（ｄ）胺官能的聚硅氧烷，和（ｅ）羧酸的混合物；（ｉｉ）机械混合步骤（ｉ）中形成的混合物，直到获得所含聚硅氧烷颗粒的平均直径小于５０纳米（０．０５微米／５００埃）的微乳液，线型非挥发性聚硅氧烷（ｃ）具有式：Ｒ１－＊－Ｏ－［－＊－Ｏ－］↓［ａ］－＊－Ｒ１其中Ｒ１是含１－６个碳原子的烷基，ａ代表整数，其 值大于５且小于４００。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MA里伯切尔，J牛顿，LD肯南，
申请(专利权)人：陶氏康宁公司，陶氏康宁有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]