制备有机硅乳液的方法技术

本发明专利技术涉及用于制备有机硅乳液的方法以及由该方法获得的有机硅乳液。本发明专利技术方法包括以下步骤：(a)将具有表面活性的催化酸或碱添加到羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物或环状硅氧烷低聚物或其混合物中，并搅拌均匀；(b)加入水，在低剪切下形成固含量为80

【技术实现步骤摘要】
制备有机硅乳液的方法


[0001]本专利技术涉及有机硅材料的领域，更特别地涉及一种用于制备有机硅乳液的方法以及由该方法获得的有机硅乳液。

技术介绍

[0002]有机硅乳液是重要的有机硅产品之一，其在工业上的应用是广泛的。例如，有机硅乳液在纺织、造纸、皮革、化妆品、医药、建筑、电子电气等领域都有着广泛的应用，并且应用领域不断开拓，应用潜力巨大。有机硅乳液一直都是有机硅领域中研究的热点之一。
[0003]制备有机硅乳液的方法主要包括机械乳化法和聚合法。高分子量有机硅流体、有机硅树脂等由于粘度较高的原因通常乳化困难，因而使得机械乳化的尝试受到乳化剂或者设备的限制。制备高粘度有机硅乳液的另一种方法是悬浮聚合，其是将有机硅低聚物首先乳化，然后在乳液的分散粒子内进行聚合。然而，为了使用悬浮聚合技术来获得高分子量聚合物，通常需要更长的反应时间。目前，在国内外使用的通过悬浮聚合获得乳液的方法中，如果在常温常压下要得到内相1百万mPa
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s的聚合物，通常需要24小时至数天的时间，这严重影响工业化的产能。因此，需要缩短使用悬浮聚合技术来制备有机硅乳液所需的反应时间。
[0004]此外，通常情况下，获得有机硅乳液需要足够的剪切力才能形成稳定的水性连续乳液。因此，换罐式混合器、双行星混合器、高压均质机或者胶体磨等中高剪切设备成为必须使用的设备，这提高了此类乳液的制备成本。因此，需要降低对设备的要求，以便在低剪切下即可制备有机硅乳液。
[0005]US 4,476,282涉及一种用于制备有机聚硅氧烷的颗粒状稳定水包油乳液的方法。该方法通过在乳化剂和缩合催化剂的存在下以乳液形式缩合低分子量有机硅化合物来生产有机聚硅氧烷的稳定O/W乳液。该专利技术的本质是由所需量的非离子表面活性剂、0.5
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5％重量的表面活性催化剂、相对少量的水和有机硅起始化合物来制备糊状物，在乳液形成之前进行缩合。只有在获得所需的分子量后才能通过中和使得催化剂失活，并通过糊料的低剪切稀释制备所需的稀释乳液。但该专利需要使用高剪切设备(均质机)并且需要添加非离子表面活性剂来制备糊状物。在常温下聚合时间较长(如在其实施例1中，25℃下静置18h，聚合物粘度为 560,000mm2/s)。如果要缩短聚合时间则需要提高温度(如在其实施例2 中，在60℃下2小时达到115,000mm2/s)，导致能耗增加，且反应效率一般。
[0006]CN 111116916A涉及一种用Si
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OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法。该方法在于将Si
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OH封端的二甲基硅氧烷低聚物作为乳液聚合的单体，使用非离子表面活性剂乳化来制备预乳液，在预乳液中滴入催化剂进行缩聚，达到目标粘度后，中和反应。但是该方法需要使用高压均质机来制备预乳液，缩合时间为24
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48小时，达到的聚合物粘度未知。
[0007]CN 104024307A涉及一种制备有机硅乳液的方法，该方法通过使硅单体或低聚物在高压下(大于1Mpa)进行乳液聚合来制备聚硅氧烷乳液。该方法制备聚硅氧烷乳液的反应
时间较短，5小时最高可达 894000cp。但由于乳液聚合过程需加压，导致生产成本较高，难以推广。
[0008]因此，仍然需要改进制备有机硅乳液的方法，以减少或避免现有技术中的缺陷。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种用于制备有机硅乳液的方法，该方法使得能够缩短制备有机硅乳液所需的反应时间。更特别地，该方法无需在高温和/或高压下即可缩短制备有机硅乳液所需的反应时间。还期望该方法能够降低对设备的要求，在低剪切下即可制备有机硅乳液。此外，还期望通过该方法制备的有机硅乳液具有良好的稳定性。有机硅乳液的稳定性是非常重要的，否则在运输或储存的过程中油相组分很容易从乳液中析离出来，从而出现漂油、分层或破乳等现象。如果有机硅乳液不稳定，在振荡或在盐的作用下或在长期放置下会出现破乳或漂油现象，这样就不利于乳液本身功能的体现，严重时会影响到其他助剂或最终产品。因此，乳液的稳定性是乳液自身的重要评价指标。
[0010]上述目的通过本专利技术得以实现。
[0011]因此，本专利技术涉及一种用于制备有机硅乳液的方法，包括以下步骤：
[0012](a)将具有表面活性的催化酸或碱添加到羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物或环状硅氧烷低聚物或其混合物中，并搅拌均匀；
[0013](b)加入水，在低剪切下形成固含量为80
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98％重量、优选85
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97％重量、更优选87
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96％重量、例如90
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95％重量的水包油乳液膏体，基于该乳液膏体的总重量计；
[0014](c)使在步骤(b)中获得的乳液膏体反应；
[0015](d)加入中和剂使反应停止；
[0016](e)任选地，在中和后，添加非离子表面活性剂；
[0017](f)逐步加入水稀释该乳液膏体至所需固含量，以获得最终乳液。
[0018]在本专利技术方法的步骤(a)中，所使用的具有表面活性的催化酸或碱是指能够既起表面活性剂的作用又起催化剂的作用的酸或碱。
[0019]作为具有表面活性的催化酸的实例，可以提及磺酸如烷基磺酸或烷基芳基磺酸，优选其中烷基具有8
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20个碳原子、优选10
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16个碳原子的烷基苯磺酸或者其混合物，并且最优选十二烷基苯磺酸。此外，还可以使用硫酸半酯，例如十二烷基硫酸酯，或者磷酸偏酯，例如磷酸辛酯和二辛酯的混合物。
[0020]作为具有表面活性的催化碱的实例，可以提及季铵碱，优选选自十二烷基二甲基苄基氢氧化铵、十二烷基三甲基氢氧化铵、十六烷基三甲基氢氧化铵、十八烷基二甲基苄基氢氧化铵、二(十八烷基)二甲基氢氧化铵、十八烷基三甲基氢氧化铵、牛脂基三甲基氢氧化铵或其混合物。
[0021]所述具有表面活性的催化酸或碱的用量可以为1
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15％重量，优选 2
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10％重量，例如3
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5％重量，基于该最终乳液的总重量计。
[0022]根据本专利技术的步骤(a)，可使用羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物或环状硅氧烷低聚物或其混合物作为起始原料。
[0023]在步骤(a)使用的羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物中，有机基团可以是任何通常用于聚二有机硅氧烷中的基团，例如一价取代和未取代的优选具有1
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6个碳原予、更优选
具有1
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4个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基和3，3，3
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三氟丙基，以及一价芳基，例如苯基。优选地，步骤(a)中使用的羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物是羟基封端的聚二甲基硅氧烷低聚物。
[0024]步骤(a)中使用的环状硅氧烷低聚物是众所周知的和可商购的材料，例如可选自含有3
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6个硅原子的环状硅氧烷低聚物或其混合物。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.制备有机硅乳液的方法，包括以下步骤：(a)将具有表面活性的催化酸或碱添加到羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物或环状硅氧烷低聚物或其混合物中，并搅拌均匀；(b)加入水，在低剪切下形成固含量为80
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98％重量、优选85
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97％重量、更优选87
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96％重量、例如90
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95％重量的水包油乳液膏体，基于该乳液膏体的总重量计；(c)使在步骤(b)中获得的乳液膏体反应；(d)加入中和剂使反应停止；(e)任选地，在中和后，添加非离子表面活性剂；(f)逐步加入水稀释该乳液膏体至所需固含量，以获得最终乳液。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述具有表面活性的催化酸选自：磺酸如烷基磺酸或烷基芳基磺酸，优选其中烷基具有8
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20个碳原子、优选10
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16个碳原子的烷基苯磺酸或者其混合物，并且最优选十二烷基苯磺酸；硫酸半酯如十二烷基硫酸酯，磷酸偏酯，例如磷酸辛酯和二辛酯的混合物，或者其混合物。3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述具有表面活性的催化碱选自季铵碱，优选选自十二烷基二甲基苄基氢氧化铵、十二烷基三甲基氢氧化铵、十六烷基三甲基氢氧化铵、十八烷基二甲基苄基氢氧化铵、二(十八烷基)二甲基氢氧化铵、十八烷基三甲基氢氧化铵、牛脂基三甲基氢氧化铵或其混合物。4.根据权利要求1
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3任一项的方法，其特征在于，在步骤(a)使用的羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物中，有机基团选自一价取代和未取代的优选具有1
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6个碳原子、更优选具有1
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4个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基和3，3，3
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三氟丙基，以及一价芳基，例如苯基；最优选地，所述羟基封端的聚二有机硅氧烷低聚物是羟基封端的聚二甲基硅氧烷低聚物；和/或步骤(a)中使用的环状硅氧烷低聚物选自含有3
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6个硅原子的环状硅氧烷低聚物或其混合物；优选地，该环状硅氧烷选自六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷或其混合物。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄素萄，姜宇嵘，伞振鑫，龙娇秀，韩娉，向威，
申请(专利权)人：江西蓝星星火有机硅有限公司，
类型：发明
国别省市：