有机硅微粒及其制备方法与流程

文档序号:12038709阅读:608来源:国知局
有机硅微粒及其制备方法与流程
本发明涉及有机硅微粒,其包含球形有机硅弹性体微粒,该球形有机硅弹性体微粒具有沉积到其上的200至2,000nm粒度的聚有机基硅倍半氧烷颗粒。本发明还涉及它们的制备方法。

背景技术:
已知的有机硅微粒包括具有橡胶弹性的微粒(有机硅弹性体微粒)和聚有机基硅倍半氧烷树脂的微粒,以及这些颗粒已经在化妆品产品中引入,其目的是提供该产品以干燥、平滑,和其它质地以及铺展性。更特别的,本发明的发明人已经在JP-AH07-196815中提出聚有机基硅倍半氧烷涂覆的有机硅微粒,以及这些颗粒由于其柔软的质地、减少凝结和优良的分散性而用于许多化妆品产品中。在JP-AH07-196815中提出的方法中,将碱性物质或碱性水溶液与有机基三烷氧基硅烷添加到球形有机硅弹性体微粒的水分散体中,以促进水解缩合反应。由此方法制备的微粒为涂覆有聚有机基硅倍半氧烷的球形有机硅弹性体微粒,以及该有机硅弹性体颗粒具有连接在它们表面上的聚有机基硅倍半氧烷,并且该聚有机基硅倍半氧烷颗粒具有约100nm的尺寸。由于聚有机基硅倍半氧烷的光散射效应,当添加到粉底和其它美容化妆品产品时,实现了具有不是非天然色泽的自然修饰。近来,这样的非人造自然修饰(裸露的皮肤纹理)是极有价值的,并具有对于更高的光散射性质的需求。JP3452562提出制备具有预期的在颗粒表面具有凸起的点状糖球型的球形聚有机基硅倍半氧烷微粒的方法。JP-A2004-359592提出具有这样的球形聚有机基硅倍半氧烷微粒引入其中的化妆品产品以及提出在所述表面上的凸起可显著改进光学性质和掩饰皮肤的毛孔和皱纹。描述了400nm、600nm和800nm的直径的具有凸起的颗粒,供给直径不小于波长(就可见光来说约400至800nm)的凸起被评价为对于高的光散射性能方面有贡献。然而该聚有机基硅倍半氧烷微粒包含树脂状的硬材料以及其并不能提供柔软质地。

技术实现要素:
技术问题考虑到上述状况而完成了本发明,以及本发明的一个目的是提供有机硅微粒,期望其显示出高的光散射性并在化妆品产品中具有柔软质地。本发明的另一个目的是提供制备这样有机硅微粒的方法。解决问题的方法为了达到上述目的,本发明的发明人进行了深入研究,并发现上述目的可通过下面描述的有机硅微粒及其制备方法来实现。由于这样的发现而完成本发明。首先,本发明提供有机硅微粒,其包含100重量份的具有0.5至100μm体积平均粒度的球形有机硅弹性体微粒和1至100重量份沉积在该有机硅颗粒表面的聚有机基硅倍半氧烷。聚有机基硅倍半氧烷为颗粒形式。其粒度为200至2,000nm,且小于球形有机硅弹性体微粒。第二,本发明提供用于制备有机硅微粒的方法。每一颗粒包含球形有机硅弹性体微粒和连接在该球形有机硅弹性体微粒表面的聚有机基硅倍半氧烷颗粒。聚有机基硅倍半氧烷颗粒具有200至2,000nm的粒度,其小于该球形有机硅弹性体微粒。该方法包括添加有机基三烷氧基硅烷到水中以进行水解的步骤,以及添加体积平均粒度为0.5至100μm的球形有机硅弹性体微粒、阴离子表面活性剂和碱性物质到该有机基三烷氧基硅烷水解产物中以及使该混合物静置以促进该有机基三烷氧基硅烷水解产物的缩合反应,以至于该聚有机基硅倍半氧烷沉积在该球形有机硅弹性体微粒的表面上。发明的有益效果本发明的有机硅微粒可在美容产品例如化妆产品中混合,实现柔软、干燥和光滑质地以及改进的铺展性。还期望本发明的该有机硅微粒表现出高的光散射性,是由于连接在该球形有机硅弹性体微粒表面的聚有机基硅倍半氧烷的增加的粒度,以及相应地,期望该产品可隐藏皮肤的形态问题,例如皱纹、毛孔、粗糙性以及皮肤的颜色问题,例如皮肤上的红斑和雀斑,以提供自然修饰。附图说明图1为实施例1的有机硅微粒的显微照片。图2为实施例2的有机硅微粒的显微照片。具体实施方式接下来,对本发明进行详细描述。有机硅微粒本发明的有机硅微粒包含球形有机硅弹性体微粒和具有200至2,000nm且小于球形有机硅弹性体微粒的粒度的聚有机基硅倍半氧烷颗粒。聚有机基硅倍半氧烷颗粒连接在球形有机硅弹性体微粒的表面上,以及相对于100重量份的球形有机硅弹性体微粒,聚有机基硅倍半氧烷的量为1至100重量份,并且优选5至70重量份的聚有机基硅倍半氧烷。当聚有机基硅倍半氧烷小于1重量份时,所获得的微粒的光散射性和光滑性以及干燥性将不足,而使用的量超过100重量份时,会导致柔软质地的丧失。球形有机硅弹性体微粒在本发明的有机硅微粒中,该具有聚有机基硅倍半氧烷连接在其表面上的球形有机硅弹性体微粒具有0.5至100μm的体积平均粒度,以及优选1至40μm。当体积平均粒度小于0.5μm时,得到的有机硅微粒有聚结的趋势,以及颗粒并不容易分散在初始颗粒中,以及由此得到的颗粒有低的干燥性。当体积平均粒度超过100μm时,得到的有机硅微粒具有很差的干燥性和光滑性,并且有时会增加粗糙度。用于测量该平均粒度的方法可根据粒度而改变,具有至少1μm直径的颗粒是通过电阻来测量,而具有小于1μm直径的颗粒是通过激光衍射/散射来测量。在本发明中,“球形”和“球状”的意思不仅是完全球形,还包括其中最长轴/最短轴(纵横比)典型地平均在1至4,优选1至2,更优选1至1.6,以及更优选1至1.4的范围内的变形球形。微粒的形状可通过在光学显微镜或电子显微镜下检查微粒来证实。构成球形有机硅弹性体微粒的有机硅弹性体优选不显示粘性以及具有5至90,更优选10至80范围内的橡胶硬度,所述橡胶硬度使用JISK6253中规定的A型硬度计测定。当橡胶硬度小于5时,得到的有机硅微粒有聚结趋势,以及在初始颗粒中分散会变得困难,同时干燥性减少。橡胶硬度超过90会招致柔软质地的损失。该有机硅弹性体是包含下式代表的线性有机基硅氧烷嵌段的固化产品:-(R12SiO2/2)n-,其中R1是包含1至30个碳原子的取代或未取代的单价烃基,以及n为5至5,000的正数。R1的实例包括烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基和三十烷基;芳基,例如苯基、甲苯基和萘基;芳烷基,例如苄基和苯乙基;烯基,例如乙烯基和烯丙基;环烷基,例如环戊基、环己基和环庚基;以及任意的在以上基团中键合于碳原子的全部或部分氢原子被原子例如卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)取代和/或取代基例如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基、环氧丙氧基或羧基等取代的那些。该有机硅弹性体为一种得自可固化的液体有机硅组合物的那些,以及固化例如通过甲氧基甲硅烷基(≡SiOCH3)和羟基甲硅烷基(≡SiOH)或类似物之间的缩合反应、巯丙基甲硅烷基(≡Si-C3H6SH)与乙烯基甲硅烷基(≡SiCH=CH2)之间的自由基反应、乙烯基甲硅烷基(≡SiCH=CH2)和氢甲硅烷基(≡SiH)之间的加成反应来完成。考虑到反应性,该有机硅弹性体优选是使用加成反应来固化得到的有机硅弹性体。当通过加成反应固化来制备有机硅弹性体时,包含由平均式:R2aR3bSiO(4-a-b)/2表示每分子具有至少2个单价烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷和由平均式:R4cHdSiO(4-c-d)/2表示每分子具有至少3个键合在硅原子上的氢原子的有机基氢聚硅氧烷的组合,或包含由平均式:R2aR3bSiO(4-a-b)/2表示每分子具有至少3个单价烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷和由平均式:R4cHdSiO(4-c-d)/2表示每分子具有至少2个键合在硅原子上的氢原子的有机基氢聚硅氧烷的组合的液体有机硅组合物在铂族金属催化剂存在下可通过加成反应来固化。在该液体有机硅组合物中,具有单价烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷与有机基氢聚硅氧烷的加入量应使得相对于1个单价烯属不饱和基团存在0.5至2个氢甲硅烷基(即SiH基团)。在通式中,其中R2为包含1至30个碳原子的取代或未取代的单价烃基,除脂族不饱和基团之外,R3为单价烯属不饱和基团,例如包含2至6个碳原子的烯基基团。字母a和b独立地为0<a<3、0<b<3的正数,0.1≤a+b≤3,以及优选,0<a≤2.295、0.005≤b<2.3,并且0.5≤a+b≤2.3。R4为包含1至30个碳原子的单价烃基,除脂族不饱和基团之外。字母c和d独立地为0<c<3、0<d<3的正数,0.1≤c+d≤3,以及优选0<c≤2.295、0.005≤d<2.3,并且0.5≤c+d≤2.3。R2的实例包括烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基和三十烷基;芳基,例如苯基、甲苯基和萘基;芳烷基,例如苄基和苯乙基;环烷基,例如环戊基、环己基和环庚基;以及任意的在以上基团中键合于碳原子的全部或部分氢原子被原子,例如卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)取代和/或取代基例如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基、环氧丙氧基或羧基取代的那些。从商业角度来说,至少50%摩尔的全部R2基团优选是甲基。R3的实例包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基,以及由于工业规模的生产,R3优选是乙烯基。R4的实例可与R2的提及的那些相同。具有烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷和有机基氢聚硅氧烷可优选具有在25℃下最高100,000mm2/s的粘度,因为当粘度超过100,000mm2/s时,通过下述方法不能制备具有窄分布的颗粒。具有烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷和有机基氢聚硅氧烷可具有任何的直链、环状和支化结构,并且优选直链结构。粘度值是通过Ostwald粘度计来测量的值。如上所述,具有烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷需要是每分子含至少2个单价烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷和每分子包含至少3个键合到硅原子上氢原子的有机基氢聚硅氧烷的组合,或者是每分子含至少3个单价烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷和每分子包含至少2个键合到硅原子上氢原子的有机基氢聚硅氧烷的组合。在其它组合和聚硅氧烷结构情况下,获得的固化弹性体将是粘性的。铂族金属催化剂可以是本领域已知的氢化硅烷化催化剂,并且实例包括铂族金属(单质)例如铂(包括铂黑)、铑和钯;氯化铂,例如H2PtCl4·kH2O、H2PtCl6·kH2O、NaHPtCl6·kH2O、KHPtCl6·kH2O、Na2PtCl6·kH2O、K2PtCl4·kH2O、PtCl4·kH2O、PtCl2、Na2HPtCl4·kH2O、(其中k为0至6的整数,且优选0或6),氯铂酸和氯铂酸盐;醇改性的氯铂酸(参见USP3,220,972);氯铂酸与烯烃的配合物(参见USP3,159,601、USP3,159,662、USP3,775,452);加载于载体例如氧化铝、二氧化硅和碳上的铂族金属例如铂黑和钯;铑-烯烃配 合物;氯代三(三苯基膦)铑(Wilkinson催化剂);氯化铂、氯铂酸和氯铂酸盐与含乙烯基的硅氧烷的配合物,特别是与含乙烯基的环状硅氧烷的配合物。铂族金属催化剂的加入量可为有效作为氢化硅烷化反应催化剂的量,并且相对于液体有机硅组合物总量催化剂中铂族金属的量典型地在0.1至约500ppm的范围内,优选0.5至约200ppm,以及更优选1至约100ppm。本发明的球形有机硅弹性体微粒可在颗粒中包含硅油、有机基硅烷、无机粉末、有机粉末等。本发明的球形有机硅弹性体微粒可以通过本领域已知的方法以水分散体形式来制备。例如当通过加成反应固化来制备该有机硅弹性体时,表面活性剂和水可加入到上述包含具有烯属不饱和基团的有机基聚硅氧烷和有机基氢聚硅氧烷的液体有机硅组合物中进行乳化,以及可添加铂族金属催化剂到该乳液中以促进该加成反应。使用的表面活性剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或两性表面活性剂。阳离子表面活性剂的使用可导致在下述涂覆聚有机基硅倍半氧烷步骤时使用的阴离子表面活性剂的作用的抑制,并且还可导致球形有机硅弹性体微粒与阴离子表面活性剂混合时的可分散性的损失,以及由此可导致聚结。非离子表面活性剂的实例包括聚氧化乙烯烷基醚,聚氧化乙烯聚氧化丙烯烷基醚,聚氧化乙烯烷基苯基醚,聚乙二醇脂肪酸酯,脱水山梨糖醇脂肪酸酯,聚氧化乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯,聚氧化乙烯山梨糖醇脂肪酸酯,甘油脂肪酸酯,聚氧化乙烯甘油脂肪酸酯,聚甘油脂肪酸酯,丙二醇脂肪酸酯,聚氧化乙烯蓖麻油,聚氧化乙烯氢化蓖麻油,聚氧化乙烯氢化蓖麻油脂肪酸酯,聚氧化乙烯烷基胺,聚氧化乙烯脂肪酸酰胺,聚氧化乙烯改性的有机基聚硅氧烷和聚氧化乙烯聚氧化丙烯-改性的有机基聚硅氧烷。阴离子表面活性剂的实例包括烷基硫酸盐,聚氧化乙烯烷基醚硫酸盐,聚氧化乙烯烷基苯基醚硫酸盐,N-酰基牛磺酸盐,烷基苯磺酸盐,聚氧化乙烯烷基苯基醚磺酸盐,α-烯烃磺酸盐,烷基萘磺酸盐,烷基二苯醚二磺酸盐,二烷基磺基琥珀酸盐,单烷基磺基琥珀酸盐,聚氧化乙烯烷基醚磺基琥珀酸盐,脂肪酸盐,聚氧化乙烯烷基醚乙酸盐,N-酰基氨基酸盐,N-酰基丙氨酸盐、烯基琥珀酸盐,烷基磷酸盐和聚氧化乙烯烷基醚磷酸盐。两性表面活性剂的实例包括烷基二甲胺氧化物,羧基甜菜碱,烷基酰胺丙基二甲基羟基甜菜碱,烷基羟基磺基甜菜碱以及烷基羧基甲基羟乙 基咪唑甜菜碱。上述表面活性剂可以单独使用或两种或更多种组合使用,并且优选使用非离子表面活性剂,通过其少量使用能乳化该液体有机硅组合物成微粒。该表面活性剂的过量使用会导致通过下述制备方法中在该球形有机硅弹性体微粒表面上连接该聚有机基硅倍半氧烷很困难。表面活性剂的用量为相对于100重量份的液体有机硅组合物优选最高20重量份。如果用量小于0.01重量份,乳化成微粒困难,所以用量优选0.01至20重量份范围,以及更优选0.05至5重量份。乳化可以使用本领域常用的乳化分散器进行,如高速旋转离心注入搅拌器,例如均质分散器(homodisper),高速旋转剪切搅拌器,例如均质混合器,高压喷射型乳化分散器例如均化器、胶体磨和超声乳化器。当铂族金属催化剂在水中显示出不良的分散性时,该铂族金属催化剂可在表面活性剂中作为溶液添加至该乳液中。例举的表面活性剂包括上述那些,以及最优选非离子表面活性剂。加成反应可在室温下进行。但在反应不完全时,该反应可以加热至低于100℃的温度下进行。聚有机基硅倍半氧烷在本发明的有机硅微粒中,连接在球形有机硅弹性体微粒表面上的聚有机基硅倍半氧烷为具有200至2,000nm直径的颗粒形状,以及优选300至1,000nm,并且聚有机基硅倍半氧烷小于该球形有机硅弹性体微粒。当聚有机基硅倍半氧烷小于200nm或大于2,000nm时,光散射性会很差,当聚有机基硅倍半氧烷大于球形有机硅弹性体微粒时,会失去柔软质地。聚有机基硅倍半氧烷可以稀少地或致密地连接在球形有机硅弹性体微粒表面上。尽管对聚有机基硅倍半氧烷的形状无特别限定,但该聚有机基硅倍半氧烷优选是球形或半球形的。聚有机基硅倍半氧烷的直径、形状和数量可以通过使用电子显微镜观察微粒来证实。聚有机基硅倍半氧烷是树脂状固体,包含式R5SiO3/2表示的单元,其交联形成三维网络。在本发明中,式中的R5表示包含1至20个碳原子的取代或未取代的单价烃基。R5的实例包括烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基和二十烷基;烯基如乙烯基和烯丙基;芳基,例如苯基、甲苯基和萘基;芳烷基,例如苄基和苯乙基;环烷基,例如环戊基、 环己基和环庚基;以及上述任意的烃基中碳原子上的一些或全部氢原子被原子例如卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)取代和/或取代基例如氨基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基、环氧丙氧基、巯基或羧基取代的那些。考虑到通过下述方法涂覆该聚有机基硅倍半氧烷,至少50%摩尔,更优选至少80%摩尔,并且更优选至少90%摩尔的R5为甲基、乙烯基或苯基。聚有机基硅倍半氧烷除R5SiO3/2单元外可包含至少一种选自R52SiO2/2单元、R53SiO1/2单元和SiO4/2单元中的单元,其程度为不致不良地影响得到的有机硅微粒的性能,例如不聚结和可分散性,质地例如干燥性和光滑性以及柔软质地。在这样的聚有机基硅倍半氧烷中,在全部硅氧烷单元中的R5SiO3/2单元的含量优选为70至100%摩尔,且更优选80至100%摩尔。制备方法本发明的有机硅微粒可如下制备:添加有机基三烷氧基硅烷到水中以进行水解,以及添加体积平均粒度为0.5至100μm的球形有机硅弹性体微粒、阴离子表面活性剂和碱性物质,以及允许该分散液静置以使该水解的有机基三烷氧基硅烷缩合,以至于将该聚有机基硅倍半氧烷连接在球形有机硅弹性体微粒的表面。甚至使用阴离子表面活性剂,本发明的有机硅微粒生产(其中将具有200至2,000nm的尺寸的聚有机基硅倍半氧烷颗粒连接到球形有机硅弹性体微粒的表面上)通过JP-AH07-196815中描述的工序也很难完成,该工序中将有机基三烷氧基硅烷加入到水中,在搅拌下加入球形有机硅弹性体微粒和碱性物质,由此促进水解缩合反应。有机基三烷氧基硅烷有机基三烷氧基硅烷的实例包括通式R5Si(OR6)3表示的那些,其中R5如上所述,以及R6为包含1至6个碳原子的未取代的单价烃基。R6的实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基,且基于反应性优选甲基。当希望在聚有机基硅倍半氧烷进一步引入至少一种选自R52SiO2/2单元、R53SiO1/2单元和SiO4/2单元时,可加入选自相应的R25Si(OR6)2、R53SiOR6和Si(OR6)4(其中R5和R6如上所述)中的至少一种。当使用R5Si(OR6)3和R52Si(OR6)2、R53SiOR6和Si(OR6)4中至少一种作为聚有机基硅倍半氧烷的起始原料时,R5Si(OR6)3的含量优选为全部起始原料中的70至100%摩尔,且更优选80至100%摩尔。有机基三烷氧基硅烷的添加量应使得聚有机基硅倍半氧烷的量相对于100重量份的球形有机硅弹性体微粒为1至100重量份范围,且优选5至70重量份。首先,将有机基三烷氧基硅烷加入到水中,在使用本领域一般使用的具有螺旋桨、平板或其它搅拌的搅拌器搅拌下促进该有机基三烷氧基硅烷的水解。所添加的水量至少与在该有机基三烷氧基硅烷中的烷氧基量相同。水量没有特别的上限,并且添加的水量可以为该有机基烷氧基硅烷中的烷氧基重量的最高至10,000倍。该有机基三烷氧基硅烷可以一次添加,或逐渐缓慢加入。相反,可以向该有机基三烷氧基硅烷中加入水,或者向反应器中同时加入有机基三烷氧基硅烷和水。对这一反应所使用的温度并无特别限制,以及反应可以在0至100℃范围内的温度下完成。如果需要,可加入少量的酸以促进反应进行。球形有机硅弹性体微粒所使用的球形有机硅弹性体微粒是具有0.5至100μm的体积平均粒度的那些,以及优选以上述水分散体形式制备的那些使用。将球形有机硅弹性体微粒与通过上述有机基三烷氧基硅烷水解反应获得的水解的有机三烷氧基硅烷水溶液(有机基三烷氧基硅烷水解产物)混合。如果球形有机硅弹性体微粒在水解前加入,有机基三烷氧基硅烷被吸入球形有机硅氧烷弹性体微粒的内部,以及聚有机基硅倍半氧烷将不会连接在球形有机硅弹性体微粒的表面上。球形有机硅弹性体微粒的添加量在加入碱性物质时相对于100重量份的水为1至40重量份,并且更优选3至20重量份。当添加量小于1重量份时,不能高效形成想要的有机硅微粒,当超过40重量份时,会导致聚有机基硅倍半氧烷树脂在球形有机硅弹性体微粒的表面上连接困难。当球形有机硅弹性体微粒相对于水过量时,可加入水。阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂具有便于在球形有机硅弹性体微粒表面连接聚有机基硅倍半氧烷以及增加聚有机基硅倍半氧烷直径的功能。可以使用单一的或组合两种或更多种类型的阴离子表面活性剂。可使用阴离子表面活性剂,使得如下所述添加碱时相对于100重量份的水,阴离子表面活性剂为0.001至1重量份,以及优选0.01至0.5重量份。当使用量小于0.001重量份时,不能实现增加聚有机基硅倍半氧烷的直径,当添加量超过1重量份时,会导致聚有机基硅倍半 氧烷无法在球形有机硅弹性体微粒的表面上连接。对所使用的阴离子表面活性剂无特别限定,以及阴离子表面活性剂的实例是上述那些。优选阴离子表面活性剂为N-酰基牛磺酸、N-酰基氨基酸盐、N-酰基甲基丙氨酸盐、烷基磷酸酯或聚氧乙烯烷基醚磷酸盐。在下述碱性物质添加之前,加入阴离子表面活性剂并溶解在水中。换句话说,在混合有机基三烷氧基硅烷之前,阴离子表面活性剂可被溶解在水中,或阴离子表面活性剂可溶解在球形有机硅弹性体微粒的水分散体中。可选择地,阴离子表面活性剂可在加入球形有机硅弹性体微粒之后加入并溶解在水解的有机基三烷氧基硅烷的水溶液中。碱性物质碱性物质作为水解有机基三烷氧基硅烷的缩合催化剂以制备聚有机基硅倍半氧烷。可以使用单一的或两种或更多种类型的碱性物质的组合。碱性物质可直接加入反应体系中,以及如下所述由于需要快速和均匀溶解在水中,而优选以水溶液形式加入该碱性物质。碱性物质的加入量优选使水的pH值(如果以水溶液形式加入碱性物质,则包括构成水溶液的水)在加入碱性物质时范围为9.0至12.0,以及更优选9.5至11.5。当碱性物质的量小于相应的pH值为9.0的量时,有机基三烷氧基硅烷的缩合过程会很慢,而碱性物质的量超过相应的pH值为12.0的量时,会导致聚有机基硅倍半氧烷连接在球形有机硅弹性体微粒表面上困难以及增加聚有机基硅倍半氧烷的直径困难。对碱性物质无特别限定,以及实例包括碱金属氢氧化物,例如氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂;碱土金属氢氧化物,例如氢氧化钙和氢氧化钡;碱金属碳酸盐,例如碳酸钾和碳酸钠;氨;四烷基氢氧化铵,例如四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵;以及胺类,例如一甲胺、一乙胺、一丙胺、一丁胺、一戊胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙醇胺和乙二胺。在这些之中,基于最终通过挥发容易从产物有机硅微粒粉末去除的考虑,最优选氨。所使用的氨可以是商业上可得的氨溶液。在使用本领域一般使用的具有螺旋桨、平板或其它搅拌的搅拌器搅拌下,将碱性物质添加入含有水,有机基三烷氧基硅烷的水解物,球形有机硅弹性体微粒和阴离子表面活性剂的溶液中。在加入碱性物质之后,该有机基三烷氧基硅烷的水解物缩合反应以形成聚有机基硅倍半氧烷,并且在形成聚有机基硅倍 半氧烷之前应停止搅拌。如果在形成聚有机基硅倍半氧烷时使该溶液高速流动,聚有机基硅倍半氧烷将不会稳定连接到球形有机硅弹性体微粒的表面上。加入碱性物质之后可仅仅持续搅拌到需要将碱性物质均匀溶解在水中的时间。但可持续缓慢搅拌只要不会中断聚有机基硅倍半氧烷在球形有机硅弹性体微粒的表面上的沉积。在这一步的温度优选范围为0至60℃,且优选0至40℃。当温度为60℃或更高时增加连接在球形有机硅弹性体微粒表面上的聚有机基硅倍半氧烷的直径将是有困难的。允许该溶液静置,直到形成聚有机基硅倍半氧烷(使聚有机基硅倍半氧烷连接到球形有机硅弹性体微粒表面上)。更具体地,优选允许该溶液静置10分钟至24小时。如果需要,可加入碱性物质,加热至40至100℃的温度,进一步搅拌,或类似操作使缩合反应完成。粉碎在缩合反应之后,可将水从水分散体中去除以制备本发明的有机硅微粒。水的去除可通过例如在常压或减压下加热得到的水分散体来完成。更特别地,水可从水分散体中被去除,例如通过将分散体静置于高温下、通过在高温下搅拌和移动分散体、通过将分散体喷雾和分散于高温的水中,例如使用喷雾干燥器或使用流化加热介质。在水去除工艺之前,可初步浓缩水分散体,例如通过热脱水、通过过滤或离心来分离,或倾析法,以及如果需要,分散体可用水或醇来洗涤。当使由得到的水分散体中去除水分之后得到的产品聚集时,可通过使用粉碎装置例如喷射磨、球磨机或锤磨机来粉碎该产物。实施例接下来,通过参考实施例和对比实施例来对本发明做更详细的说明,但本发明范围不受这些实施例的限制。在下面的实施例和对比实施例中,粘度为在25℃下使用Ostwald粘度计测量的动力学粘度,以及“%”表示浓度以及含量为“重量%”。实施例1具有600mm2/s粘度的500g的下面式(1)代表的甲基乙烯基聚硅氧烷和具有30mm2/s粘度的20g的下面式(2)的甲基氢聚硅氧烷(相对于1个烯属不饱和基团,例如乙烯基,其量为1.11个氢甲硅烷基团(SiH基团))放入1升的 玻璃烧杯内,然后混合物通过均相混合机在2,000rpm下搅拌溶解。接下来,加入3g的聚氧乙烯月桂基醚(环氧乙烷加成,9摩尔)和60g的水,然后混合物通过均相混合机在6,000rpm下搅拌以制备粘度增加的水包油乳液。混合物继续进一步搅拌15分钟。当415g的水在2,000rpm下搅拌加入时,获得一致的白色乳液。将这一乳液转移到装有具有锚状搅拌桨叶的搅拌装置的1升的玻璃烧瓶中,以及温度调节至15至20℃。在搅拌下,加入1g的氯铂酸-烯烃配合物的甲苯溶液(铂含量:0.5%)和1g的聚氧乙烯月桂基醚(环氧乙烷加成,9摩尔)的混合溶液,并且混合物在相同温度下搅拌12小时以制备有机硅弹性体微粒的水分散体。在光学显微镜下检查所得水分散体中有机硅弹性体微粒的形状,并且微粒为球形。使用“Multisizer3”(通过BeckmanCoulter制造的电阻方法粒度分布分析仪)测量的体积平均粒度为5μm。构成有机硅弹性体微粒的有机硅弹性体的硬度按照如下所述来测量。下式(1)代表的甲基乙烯基聚硅氧烷、下式(2)代表的甲基氢聚硅氧烷和氯铂酸-烯烃配合物的甲苯溶液(铂含量:0.5%)按上述比例混合,然后将该混合物放进铝盘中至10mm厚。在25℃下放置24小时后,混合物在恒温室50℃下加热1小时以形成不粘的有机硅弹性体。通过DurometerA测量的有机硅弹性体的硬度为29。将在pH5.8下2599克的离子交换水加入到装有具有锚状搅拌桨叶的3升玻璃烧瓶中,随后在调节温度为8至12℃后,104g的甲基三甲氧基硅烷(在水解缩合反应之后相对于100重量份如下所述的球形有机硅弹性体微粒为43重量份的聚甲基硅倍半氧烷的量)在搅拌下加入。加入后混浊的溶液在约10分钟后变澄清,证实了水解的进展。在进一步搅拌1小时后,加入如上所述的231g的球形有机硅弹性体微粒的水分散体和2.7g的N-肉豆蔻酰肌氨酸钠(阴离子表面活性剂)(其量使得相对于100重量份水如下所述加入碱性物质下为0.1重量份),然后调节混合物到8至12℃的温度。接下来,加入3.0g28%的氨溶液,并且在搅拌1分钟后,停止搅拌。3小时后,开始搅拌并加入60g28%的氨溶液。将混合物加热到55至60℃,并且加热混合物1小时同时保持这一温度以完成缩合反应。加入60g28%的氨溶液下已加入的水pH值的测量是通过在2,599g的水和球形有机硅弹性体微粒的水分散体中的水中(水的总量,2,709g)加入60g28% 的氨溶液,并使用pH测量计来测量该混合物的pH值。该pH值为10.8。得到的有机硅微粒的水分散体通过压力过滤器来脱水以使水分含量为约30%。将脱水后的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并加入3000g的水。在搅拌30分钟后,通过压力过滤器使分散体脱水。将脱水后的产品再次转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并在加入3000g的水后,搅拌分散体30分钟,以及通过压力过滤器使分散体脱水。该脱水后的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的3升玻璃烧瓶中,以及产品在氮气鼓泡下使用油浴在120℃下加热以去除水,由此获得有机硅微粒。通过使用表面活性剂将获得的有机硅微粒分散在水中,并使用“Multisizer3”(BeckmanCoulter制造的电阻方法的粒度分布分析仪)来测量其直径。体积平均粒度为5μm。使用电子显微镜来观察得到的有机硅微粒,发现微粒为具有稀少连接在其表面上的800nm尺寸的聚甲基硅倍半氧烷半球的球形有机硅弹性体微粒的形式。图1显示其电子显微照片。实施例2除了将2.7g的N-肉豆蔻酰肌氨酸钠(阴离子表面活性剂)替换为0.6g的N-肉豆蔻酰肌氨酸钠(阴离子表面活性剂)和2.1g的十二烷基磷酸钠(阴离子表面活性剂)(其量使得如下所述加入碱下相对于100重量份的水总计为0.1重量份的N-肉豆蔻酰肌氨酸钠和十二烷基磷酸钠)外,重复实施例1的步骤以制备有机硅微粒。通过使用表面活性剂将获得的有机硅微粒分散在水中,和使用“Multisizer3”(BeckmanCoulter制造的电阻方法粒度分布分析仪)测量的体积平均粒度为6μm。使用电子显微镜观察得到的有机硅微粒,发现微粒为具有以高密度连接在其表面的400nm至500nm尺寸的球形聚甲基硅倍半氧烷的球形有机硅弹性体微粒的形式。图2显示了其电子显微照片。实施例3除了将2.7g的N-肉豆蔻酰肌氨酸钠(阴离子表面活性剂)替换为9g的30%的N-月桂酰甲基丙氨酸钠(阴离子表面活性剂)(其量使得如下所述加入碱性物质下相对于100重量份的水为0.1重量份的N-月桂酰甲基丙氨酸钠)外,重复实施例1的步骤以制备有机硅微粒。通过使用表面活性剂将获得的有机硅微粒分散在水中,和使用“Multisizer3”(BeckmanCoulter制造的电阻方法粒度分布分析仪)测量的体积平均粒度为5μm。使用电子显微镜观察得到的有机硅微粒,发现微粒为具有稀少连接在其表面上的700nm尺寸的聚甲基硅倍半氧烷半球的球形有机硅弹性体微粒的形式。实施例4除了将2.7g的N-肉豆蔻酰肌氨酸钠(阴离子表面活性剂)替换为2.7g的N-月桂酰甲基牛磺酸钠(阴离子表面活性剂)(其量使得如下所述加入碱性物质下相对于100重量份的水为0.1重量份)外,重复实施例1的步骤以制备有机硅微粒。通过使用表面活性剂将获得的有机硅微粒分散在水中,和使用“Multisizer3”(BeckmanCoulter制造的电阻方法粒度分布分析仪)测量的体积平均粒度为5μm。使用电子显微镜观察得到的有机硅微粒,发现微粒为具有稀少连接在其表面上的700nm尺寸的聚甲基硅倍半氧烷半球的球形有机硅弹性体微粒的形式。实施例5将pH为5.8的2164g的离子交换水加入到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的3升的玻璃烧瓶中,并在调节温度到8至12℃后,在搅拌下加入81g的甲基三甲氧基硅烷(其量使得相对于100重量份的下述球形有机硅弹性体微粒,水解 缩合反应后的聚甲基硅倍半氧烷为11重量份)。混浊溶液在添加后约10分钟后变澄清,证实了水解的进展。在进一步搅拌1小时后,加入693g的通过重复实施例1的步骤制备的球形有机硅弹性体微粒的水分散体和5.1g的聚氧乙烯月桂基醚磷酸钠(阴离子表面活性剂)(其量使得如下所述的加入碱性物质下相对于100重量份的水为0.2重量份),以及将混合物调节到8至12℃的温度。接下来,加入3.0g28%的氨溶液,并在搅拌1小时后,停止搅拌。3小时后,开始搅拌,并加入54g28%的氨溶液。将混合物温度加热到55至60℃,并加热混合物1小时,同时保持这一温度以完成缩合反应。通过在2164g水和在球形有机硅弹性体微粒的水分散体中的水中(水的总量为2493g)加入54g28%的氨溶液,并使用pH测量计来测量混合物的pH值,测量已在加入54g28%的氨溶液下加入的水的pH值。pH值为10.8。得到的有机硅微粒的水分散体通过压力过滤器脱水,使水分含量为约30%。将脱水后的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并加入3000g的水。在搅拌30分钟后,分散体通过压力过滤器脱水。脱水后的产品再次转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并在加入3000g的水后,搅拌该分散体30分钟,以及分散体通过压力过滤器脱水。将脱水后的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的3升玻璃烧瓶中,以及产品在氮气鼓泡下使用油浴在120℃下加热以去除水,由此获得有机硅微粒。通过使用表面活性剂将获得的有机硅微粒分散在水中,并使用“Multisizer3”(BeckmanCoulter制造的电阻方法粒度分布分析仪)测量的体积平均粒度为5μm。使用电子显微镜观察得到的有机硅微粒,发现微粒为具有稀少连接在其表面上的400至800nm尺寸的聚甲基硅倍半氧烷半球的球形有机硅弹性体微粒形式。对比实施例1除了不使用2.7g的N-肉豆蔻酰肌氨酸钠(阴离子表面活性剂)外重复实施例1的步骤。尝试通过使用表面活性剂将得到的有机硅微粒分散在水中以测量平均粒度。但由于很高的聚集作用,该微粒不能被分散。使用电子显微镜观察得到的有机硅微粒,发现微粒为在表面上具有少量 300nm尺寸的聚甲基硅倍半氧烷的微粒与具有300nm尺寸的未连接在球形有机硅弹性体微粒的表面上的聚甲基硅倍半氧烷球的混合物。对比实施例2将通过重复实施例1的步骤制备的864g的球形有机硅弹性体微粒的水分散体装入装备了具有锚式桨叶的搅拌器的3升的玻璃烧瓶中,并加入1993g的水和63g28%的氨溶液。调节温度到8至12℃后,在8至12℃下保持该溶液温度,20分钟内滴加入80g的甲基三甲氧基硅烷(其量使得相对于100重量份的球形有机硅弹性体微粒为8.8重量份的水解缩合反应后的聚甲基硅倍半氧烷)。在进一步搅拌1小时后,将分散体加热到55至60℃,并且将分散体保持这一温度同时搅拌1小时以完成甲基三甲氧基硅烷的水解缩合反应。得到的有机硅微粒的水分散体通过压力过滤器脱水以使水分含量为约30%。将脱水后的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并加入3000g的水。在搅拌30分钟后,将分散体通过压力过滤器脱水。将脱水后的产品再次转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并在加入3000g的水后,搅拌该分散体30分钟,以及该分散体通过压力过滤器脱水。将脱水后的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的3升玻璃烧瓶中,以及产品在氮气鼓泡下使用油浴在120℃下加热以去除水,由此获得有机硅微粒。通过使用表面活性剂将获得的有机硅微粒分散在水中,并使用电阻方法粒度分布分析仪“Multisizer3”(BeckmanCoulter制造)测量它们的直径。体积平均粒度为5μm。使用电子显微镜观察得到的有机硅微粒,发现微粒为具有以高密度连接其表面上的80至100nm尺寸的球形聚甲基硅倍半氧烷的球形有机硅弹性体微粒的形式。对比实施例3将通过重复实施例1的步骤制备的864g的球形有机硅弹性体微粒的水分散体装入装备了具有锚式桨叶的搅拌器的3升的玻璃烧瓶中,并加入1991g的水和63g28%的氨溶液以及2.4gN-肉豆蔻酰肌氨酸钠(阴离子表面活性剂)(其量使得相对于100重量份的水为0.1重量份)。调节温度到8至12℃后,在8至12℃下保持溶液温度的同时在20分钟内滴加入80g的甲基三甲氧基硅烷(其量使得相对于100重量份的球形有机硅弹性体微粒为8.8重量份的水解缩合反应 后的聚甲基硅倍半氧烷)。在进一步搅拌1小时后,将分散体加热到55至60℃,并且搅拌该分散体1小时同时保持这一温度以完成甲基三甲氧基硅烷的水解缩合反应。得到的有机硅微粒的水分散体通过压力过滤器脱水使水分含量为约30%。将脱水的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并加入3000g的水。在搅拌30分钟后,使分散体通过压力过滤器脱水。脱水的产品再次转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的5升玻璃烧瓶中,并在加入3000g的水后,搅拌该分散体30分钟,以及使分散体通过压力过滤器脱水。使脱水的产品转移到装备了具有锚式桨叶的搅拌器的3升玻璃烧瓶中,以及产品在氮气鼓泡下使用油浴在120℃下加热该分散体以去除水,由此获得有机硅微粒。尝试通过使用表面活性剂将得到的有机硅微粒分散在水中以测量平均粒度。但由于高的聚集作用,不能使微粒分散。使用电子显微镜观察得到的有机硅微粒,未观察到在球形有机硅弹性体微粒表面上的聚甲基硅倍半氧烷颗粒的连接。在对比实施例1至3具有在表面上连接的有机硅微粒的聚甲基硅倍半氧烷的情况下,连接在表面的颗粒或者是非球形颗粒或者是尺寸为80至100nm的小尺寸颗粒,以及在尺寸为300nm的大尺寸颗粒的情况下,并不是将全部的颗粒都与表面相连接并且连接的颗粒的量是受限制的。另一方面,在实施例1至5的有机硅微粒的情况下,在表面连接的聚甲基硅倍半氧烷颗粒具有400至900nm的粒度,并且在表面上连接的颗粒量也较高。因此,期望这些微粒在掺入化妆产品中时提供高的光散射性。应注意本发明不限于上述的实施方案中,提出这些实施方案的目的是为了说明,并且任何实施方案具有与描述在权利要求中的相同功能和优点的基本上相同的技术构思的构成均在本发明的范围内。
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