一种水可稀释型季铵盐改性聚硅氧烷微乳液的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水可稀释型季铵盐改性聚硅氧烷微乳液的制备方法，它是通过采用预乳液法，将硅氧烷低聚物与季铵化硅氧烷或其水解物，或与能生成季铵化硅氧烷（或水解物）的组合物通过微乳液共聚合而制得。这种季铵盐改性聚硅氧烷微乳液的制备方法简单，季铵盐改性聚硅氧烷的分子量也能调控，微乳液加水稀释不变浑浊。该微乳液产品适合用作个人护理品和织物整理剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种季铵盐改性聚硅氧垸微乳液的制备方法，尤其涉及一种水可稀释型季铵盐 改性聚硅氧垸微乳液的制备方法。这种微乳液主要用于个人护理品和织物整理剂，属于精细 化学品领域。
技术介绍
聚硅氧烷由于本身独特的结构，使得它具有质地柔软、表面能低、生理惰性、耐高低温 及防水透气等特点。聚硅氧垸乳液已作为高档织物整理剂、化妆品和防水涂料来使用，倍受 人们青睐。微乳液是热力学稳定体系，粒径比普通乳液粒径更小，其渗透性、稳定性均比普 通乳液好。季铵盐改性聚硅氧烷，即聚硅氧垸分子中含有季铵官能基-N+R11121131，其中R1、 112是1~20个碳原子的垸基，优选为甲基；113是1~20个碳原子的垸基、垸芳基、芳烷基、羟 烷基；另外R5、 R6和W三者中的两者也可以与N原子连接成杂环叔胺；X是囟素如氯、溴、 碘或者是甲磺酸基团。它微乳液除具有普通聚硅氧垸微乳液的共性(透明或半透明、良好的 贮存稳定性、优良的渗透性、成膜性等)夕卜，还具有杀菌、抗菌作用，使它在个人护理品和 织物整理剂上有着巨大的市场。改性聚硅氧烷微乳液的制备方法，目前大多数采用两步法制备，即先用本体聚合法合成 改性聚硅氧垸，然后，再将其微乳化。这种方法工艺复杂，时间长。由于微乳化时往往需要 另加助剂，这样制备的微乳液加水稀释时容易变浑浊。而且，这种方法只适合对低聚合度和中等聚合度的改性聚硅氧烷的微乳化，对高聚合度的改性聚硅氧烷则很难将其微乳化。中国专利CN1670057A (2005.9.21)，名称为"织物柔软剂用改性有机硅微乳液的制备方 法"，公开了用预乳液法，将D4、水、氨基硅垸偶联剂，通过微乳液共聚制备氨基改性聚硅 氧烷微乳液。该方法简单，可制备高聚合度的氨基改性聚硅氧垸微乳液，但该专利所使用的 催化剂只限于酸性催化剂，十二垸基苯磺酸(DBSA)，未涉及到碱性催化剂；另外该专利未 涉及到如何制备季铵盐改性聚硅氧烷微乳液的制备方法。目前制备季铵盐改性聚硅氧垸微乳液的方法报道不多。美国专利US6787603B( 2004.9.7)， 名称为"Method of making emulsion containing quaternary ammonium functional silanes and siloxanes"，公开了通过机械搅拌制备季铵化硅垸或硅氧烷的乳液或微乳液的制备方法。但该 方法制备的季铵盐改性聚硅氧垸微乳液，要用氨基改性聚硅氧烷为原料，它的聚合度不能过 高，否则，无法制备季铵盐改性聚硅氧烷微乳液；另外，这种季铵盐改性聚硅氧烷是所谓的 kenna硅氧烷，即分子中只限于必要含有-CH(R,CH(OH)YN+(RS)(RS)(R^X-的季铵官能团(R4 为垸基或氢，RS PJ独立地为烷基，优选甲基，十二垸基或十八垸基；Y是亚烷基；X-是反 离子。)；再者，该方法只可制备W/O型季铵盐改性聚硅氧烷微乳液，不能制备0/W型季铵 盐改性聚硅氧烷微乳液。
技术实现思路
本专利技术克服了以上专利技术的不足，涉及到可稀释季铵盐改性聚硅氧垸微乳液的制备方法。 它包括以下几个步骤1) 将硅氧烷低聚物、水、表面活性剂、非必要的季铵化垸氧基硅烷或其水解物或能反应生成季铵化烷氧基硅烷或其水解物的组合物、非必要的其它类型的垸氧基硅烷或其水解物、 非必要的其它添加剂高剪切乳化成预乳液。2) 将上述预乳液缓慢滴入盛有表面活性剂、水、聚合催化剂的反应器中，并不断搅拌， 反应温度控制在60'C 95'C，滴加时间为0.5小时 3小时。如果步骤l)中的预乳液不含有季 铵化烷氧基硅烷或其水解物或能反应生成季铵化垸氧基硅垸及水解物的组合物，非必要的其 它类型的垸氧基硅垸或其水解物，和非必要的其它添加剂，则再向反应液中滴加它们与水的 混合液，滴加时间为0.5小时~3小时。或将它们与预乳液混合一起滴入反应液中参加聚合反 应。3) 将上述反应液放置于适宜温度下0小时 72小时，中和过滤，出料，得透明或半透明 的季铵盐改性聚硅氧垸微乳液初产品。4) 将季铵盐改性聚硅氧烷微乳液初产品中加入非必要的其它添加剂搅拌均匀，或非必要 用水稀释，即得季铵盐改性聚硅氧烷微乳液终产品本制备方法中的加热方式，不限制为常规的加热方式，也可以是微波加热等其它的加热 方式。步骤l)中所指的硅氧垸低聚物可以是环状的，结构通式为(R8R9SiO) (118和119为氢、 单价垸基、乙烯基、苯基等；n为3~6)，如六甲基环三硅氧烷(D3)或八甲基环四硅氧垸(D4) 或十甲基环五硅氧烷(D5)或十二甲基环六硅氧烷(D6)或它们的混合物(DMC);也可以是线型的，结构通式为HO(R8R9SiO)nH (RS和W为氢、单价垸基、乙烯基、苯基等;n为3-300), 如低聚合度的羟基硅油；也可以是环状硅氧烷低聚物和线性硅氧烷低聚物的混合体。步骤l)或步骤2)中所指的季铵化烷氧基硅垸或其水解物，是指在垸氧基硅烷分子或其 水解物中含有季铵官能度的化合物，具体合成方法可参照彭忠利等人发表在《精细化工》 (2006， 23 (9): 873-877)的论文"甲基二乙氧基硅烷季铵盐的合成"；能反应生成季铵化 烷氧基硅垸及水解物的组合物是指在水、表面活性剂存在下容易反应生成季铵化烷氧基硅垸 及水解物的物质，如中国专利，申请号02821147.2，申请日2002.9.30，等同美国专利US6607717 中描述的氨基硅氧烷与带有季铵官能度的环氧化合物的组合物。对季铵化烷氧基硅垸及其它 类型垸氧基硅烷的垸氧基官能团的种类和数目不作限制，优先使用二官能度和三官能度的甲 氧基或乙氧基硅烷。步骤l)或步骤2)中所指的非必要的其它类型的垸氧基硅垸或其水解物，是可以增进或 改善季铵改性聚硅氧烷微乳液的带有除季铵官能度的其他官能度的硅氧烷，如带有氨基、环氧基、乙烯基、羧基等的硅氧烷或它们的水解物。步骤1)和步骤2)中所指的表面活性剂，可以是非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、 阳离子表面活性剂、两性表面活性剂，或它们的混合体，优选非离子表面活性剂。所选用的 非离子表面活性剂可以是脂肪醇聚氧乙烯醚、垸基酚聚氧乙烯醚、失水山犁醇脂肪酸酯、失 水山犁醇聚氧乙烯醚、垸基糖苷等及其他类型的非离子表面活性剂，或它们之间的组合物， 优选脂肪醇聚氧乙烯醚、垸基酚聚氧乙烯醚，或它们的组合物。阴离子表面活性剂可以选用磺酸及其盐的衍生物、脂肪酸盐、碱金属的硫酸盐等，本专利技术优选为十二垸基苯磺酸；阳离 子表面活性剂是分子中含有季铵亲水部分的化合物，本专利技术优选为二长链烷基二甲基卤化铵 和长链烷基三甲基卤化铵，如十六烷基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基溴化铵等。如果步骤 2中使用酸性催化剂，则表面活性剂优选为非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂，它们之 间的组合物。如果步骤2)中使用碱性催化剂，则表面活性剂优选为非离子表面活性剂或阳 离子表面活性剂，或它们之间的组合物。步骤2)中所述的聚合催化剂，可以是硫酸、盐酸、强酸性交换树脂或其他酸性物质为 酸性催化剂，本专利技术优选为十二垸基苯磺酸；也可以是碱金属氢氧化物、碱金属醇盐或季铵 碱等碱性催化剂，本专利技术优选为碱金属氢氧化物与季铵盐作用生成的季铵碱。制备方法中非必要的添加剂包括以下物质的一种或它们的组合物(A)调理剂，如阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水可稀释型季铵盐改性聚硅氧烷微乳液的制备方法包括以下几个步骤：１）将硅氧烷低聚物、水、表面活性剂、非必要的季铵化烷氧基硅烷或其水解物或能反应生成季铵化烷氧基硅烷或其水解物的组合物、非必要的其它类型的烷氧基硅烷或其水解物、非必要的其它添加剂高剪切乳化成预乳液。２）将上述预乳液缓慢滴入盛有表面活性剂、水、聚合催化剂的反应器中，并不断搅拌，反应温度控制在６０℃～９５℃，滴加时间为０．５小时～３小时。如果步骤１）中的预乳液不含有季铵化烷氧基硅烷或其水解物或能反应生成季铵化烷氧基硅烷及水解物的组合物，非必要的其它类型的烷氧基硅烷或其水解物，和非必要的其它添加剂，则再向反应液中滴加它们与水的混合液，滴加时间为０．５小时～３小时。或将它们与预乳液混合一起滴入反应液中参加聚合反应。３）将上述反应液放置于适宜温度下０小时～７２小时，中和过滤，出料，得透明或半透明的季铵盐改性聚硅氧烷微乳液初产品。４）将季铵盐改性聚硅氧烷微乳液初产品中加入非必要的其它添加剂搅拌均匀，或非必要用水稀释，即得季铵盐改性聚硅氧烷微乳液终产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭忠利，
申请(专利权)人：惠州学院，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]