专利名称：一种环氧硅油水乳液的制备方法
技术领域：
本发明是有关制备环氧硅油水乳液的方法，特别是有关使用机械乳化的方法制备环氧硅油水乳液的方法。
背景技术：
制备聚硅氧烷乳液的方法通常可分为两种机械乳化的方法和乳液聚合的方法。乳液聚合的方法可以使聚硅氧烷中间体或低聚体的乳化和聚合同时进行，易于制备高分子量的聚硅氧烷乳液聚合物；但所制得的乳液聚合物中总含有10-20％的未反应的中间体或低聚体，它们对某些应用是不希望的，还造成了资源的浪费。
机械乳化方法是在乳化剂的存在下采用机械乳化手段如搅拌、混合、超声和匀化等将聚硅氧烷乳化的方法。然而，长期以来使用机械乳化方法乳化1000cst以上的高分子量聚硅氧烷是很困难的。1991年美国Dow Corning Corporation的Gee，R.P等人申请了用机械乳化方法制备高粘度聚二甲基硅氧烷的水乳液的专利(EP 0463431 A2)。然而该专利并未涉及环氧硅油的乳化，且采用Gee，R.P等人的方法乳化环氧硅油，存在着混合物粘度过大，难于均匀分散，所得乳液平均粒径大，乳液放置不稳定等缺点。
发明内容
本发明是有关制备环氧硅油水乳液的方法，特别是有关使用机械乳化手段制备环氧硅油水乳液的方法。
本发明提供一种采用机械乳化方法从环氧硅油制备水包油型乳液的方法，特别是提供一种使用增溶降粘剂采用机械乳化方法制备平均粒径在300nm以下的环氧硅油水乳液的方法。
本发明涉及的制备环氧硅油水乳液的方法包括(1)将A环氧硅油，100份B由HLB值为11-19的非离子型表面活性剂中选择的至少一种表面活性剂所组成的第一表面活性剂，5-50份C由HLB值为2-11的非离子型表面活性剂中选择的至少一种表面活性剂所组成的第二表面活性剂，5-50份混合均匀。
(2)向(1)的混合物中加入适量的增溶降粘剂乙二醇醚1-18份和水10-80份，混合生成一粘稠的混合物，将此混合物在室温下剪切混合2-10小时，直至形成一粘稠的油包水型分散体系。
(3)边混合边向(2)中缓慢加水直至体系转变成水包油型乳液。其乳液的平均粒径在300nm以下。
(4)将(3)用水稀释，得到有机硅含量为5-30％的环氧硅油水乳液。
本发明所适用的环氧硅油选自分子式(1)所述结构的聚硅氧烷。
其中，R从H，≥1C原子的烷基和6-10个C原子的芳基中选择；R’为带环氧基的次烷基或次环烷基，R”从上述的R基、R’基、羟基与烷氧基中选择。n和m的选择应使环氧硅油的粘度处在100～10000cst范围，0.001≤m/(n+m)≤0.5。n＝10～2000，m＝0.01～2000。
R可以是甲基，乙基，苯基等，但R的大部分最好是甲基。带环氧基的次烷基或次环烷基可举例如下，但是并不限于这些例子 所用的第一表面活性剂选自HLB值为11-19的非离子型表面活性剂。适用的非离子型表面活性剂有烷基聚氧乙烯醚，聚氧乙烯缩水山梨醇脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪酸酯，烷基酚聚氧乙烯醚等，如天津天助精细化学公司生产的JFC，ОЛ-7，ОЛ-10，南京威尔化工公司生产的AEO-7，AEO-9，NP-7，NP-10，上海助剂厂生产的OP-7，OP-10，Tween-20，Tween-80等。
第二表面活性剂是从HLB值为2-11的非离子型表面活性剂中选择的。适用的非离子型表面活性剂有烷基聚氧乙烯醚，缩水山梨醇脂肪酸酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，烷基酚聚氧乙烯醚等，如天津天助精细化学公司生产的MOA-3，ОЛ-4，南京威尔化工公司生产的OP-4，NP-4，NP-5，旅顺化工厂生产的SPAN-20，SPAN-80等。
乳化剂最好以液态使用，若为固体，应加少量水溶解后再用。所需乳化剂的用量为每100份环氧硅油10-100份。
增溶降粘剂主要用于改善环氧硅油与水的相溶性，并适当降低体系的粘度，从而有利于体系的剪切分散。适用的增溶降粘剂可以从乙二醇醚类化合物中选择，如二乙二醇单丁醚，二乙二醇单甲醚，乙二醇单丁醚，乙二醇单乙醚等，每100份环氧硅油所需的增溶降粘剂的用量应小于20份。
制备粘稠的油包水型分散体系所需水的用量每100份环氧硅油为10-80份，最好在20-70份，剪切分散所需时间为1-24小时，最好2-10小时。这种粘稠的油包水型分散体系可以用水稀释成有机硅含量为5-30％的水包油型乳液。
将各组分混合与乳化可使用各种剪切手段。可用的剪切手段有胶体磨，桨式混合器，均质匀化器等。
本发明所制备的环氧硅油水乳液是稳定的，在室温放置3个月后也不漂油。
具体实施例方式实例中的平均粒子尺寸使用美国Brookhaven InstrumentsCorporation制造的Dynamic Light Scattering仪器测定。这里所用份数指的是重量份数。
实例1 将100份粘度为2800cst侧链带有γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基，环氧基含量为0.51mmol/g的环氧硅油加入到一洁净的带有刮板和搅拌的混合器中，加入天津天助精细化学公司生产的HLB值为13.6的ОЛ-10 27份与HLB值为9.2的ОЛ-4 27份，剪切混合30分钟。向该混合物中加入16.5份乙二醇丁醚，边混合边加入58份水，继续剪切混合6小时，得一粘稠的油包水型分散体系。在2小时内向该混合物中边混合边缓慢加入60份水，得一蓝乳白色水包油型乳液。乳液的平均粒径为194nm。将它用水稀释至有机硅含量为20％。该乳液在室温放置3个月不漂油。
实例2 将60份粘度为2300cst侧链带有γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基，环氧基含量为0.30mmol/g的环氧硅油加入到一洁净的带有刮板和搅拌的混合器中，向该混合器中加入南京威尔化工公司生产的15份NP-10与15份NP-4，剪切混合30分钟。向该混合物中加入9.9份乙二醇单丁醚，边混合边加入34.7份水，继续剪切混合4小时。然后在2小时内边混合边向该混合物中缓慢加入30份水，得一蓝乳白色水包油型乳液。乳液的平均粒径为189nm。将它用水稀释至有机硅含量为20％。该乳液在室温存放3个月不漂油。
实例3 将80份粘度为2800cst侧链带有γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基，环氧基含量为0.51mmol/g的环氧硅油加入到一洁净的带有刮板和搅拌的混合器中，加入天津天助精细化学公司生产的HLB值为13.6的ОЛ-10 24份与HLB值为9.2的ОЛ-4 16份，剪切混合30分钟。向该混合物中加入15.5份乙二醇丁醚，边混合边加入43.4份水，继续剪切混合5小时。然后在2小时内边混合边向该混合物中缓慢加入50份水，得一蓝乳白色水包油型乳液。该乳液的平均粒径为222nm。将它用水稀释至有机硅含量为20％。该乳液在室温放置3个月不漂油。
比较例1 将80份粘度为2800cst侧链带有γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基，环氧基含量为0.51mmol/g的环氧硅油加入到一洁净的带有刮板和搅拌的混合器中，向该混合器中加入南京威尔化工公司生产的20份NP-10与20份NP-4，混合30分钟。将该混合物升温至55℃左右，加入80份水，混合得一粘稠混合物。将该混合物继续剪切5小时后，在2小时内向该混合物中边混合边缓慢加入40份水，得一乳白色水包油型乳液。该乳液的平均粒径为486nm。将它用水稀释至有机硅含量为20％。该乳液在室温放置1天已明显漂油。
比较例2 将80份粘度为2800cst侧链带有γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基，环氧基含量为0.51mmol/g的环氧硅油加入到一带有刮板和搅拌的混合器中，向该混合器中加入南京威尔化工公司生产的20份NP-10与20份NP-4，混合30分钟。向该混合物中加入16份乙二醇丁醚，边混合边加入54份水，剪切混合4小时，得一低粘度的宏观分相的混合物。体系放置明显分层，上层为未被乳化的硅油层。
权利要求
1.一种环氧硅油水乳液的制备方法，其特征在于按下列步骤进行(1)将环氧硅油100份，HLB值为11-19的非离子表面活性剂5-50份，HLB值为2-11的非离子表面活性剂5-50份，混合，得一均匀混合物，(2)向上述混合物中加入增溶降粘剂乙二醇醚1-18份，水10-80份，混合形成一粘稠的混合物，将此混合物剪切混合2-10小时，直至形成一粘稠的油包水型分散体系，(3)边剪切混合，边向上述分散体系中缓慢加水直至体系转变成水包油型乳液，该乳液的平均粒径在300nm以下，(4)将上述乳液用水稀释，得到有机硅含量为5-30％的环氧硅油水乳液，所述的环氧硅油的结构式如下 其中，R为H，≥1C原子的烷基或6-10个C原子的芳基；R’为带环氧基的次烷基或次环烷基，R”为上述的R基、R’基、羟基与烷氧基。n＝10～2000，m＝0.01～2000。
2.据权利要求1所述的一种环氧硅油水乳液的制备方法，其特征在于所述的乙二醇醚为乙二醇丁醚。
全文摘要
本发明“一种环氧硅油水乳液的制备方法”包括向环氧硅油与表面活性剂的混合物中加入适量的增溶降粘剂和水，剪切混合2－10小时，直至形成粘稠的油包水型分散体系，边混合边向该体系中缓慢加水，使之转变成水包油型乳液，其平均粒径在300nm以下，最后用水稀释该乳液至所需有机硅含量。
文档编号C08J3/02GK1566212SQ0314115
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月11日 优先权日2003年6月11日
发明者黄英, 金冬冰, 刘香鸾 申请人:中国科学院化学研究所