氨基官能有机硅乳液的制备方法
【专利说明】氨基官能有机硅乳液的制备方法 相关专利申请的交叉引用
[0001] 本申请要求2013年5月31日提交的美国临时专利申请No. 61/829366的权益。
【背景技术】
[0002] 氨基官能有机硅和高分子量有机硅的乳液广泛用于护发组合物中，以提供各种美 感效果。已商业开发出各种类型的乳液，以提供这种氨基官能有机硅聚合物的水基产品，用 作头发调理剂。
[0003] 减少有机硅乳液中溶剂、未反应的硅氧烷、催化剂残余物、环状聚合副产物以及其 他杂质的存在，是本领域当前的一个挑战。当这类杂质与下游应用（例如医疗、美容和个人 护理应用）不相容时，在这类杂质的存在会降低乳液的稳定性的情况下，或者在法规规定 要求去除或减少这类杂质的存在的情况下，或者出于其他原因，减少这类杂质的需求就会 产生。具体地讲，减少有机硅乳液中环硅氧烷（诸如八甲基环四硅氧烷和十甲基环五硅氧 烷）的存在是值得关注的。
[0004] W02012/012524公开了生产环硅氧烷含量减低的氨基官能硅氧烷的机械乳液的方 法。更具体地讲，W02012/012524公开了使用无卤化物的季铵表面活性剂制备氨基官能硅 氧烷的机械乳液的方法。与通过常规方法制备的乳液相比，通过W02012/012524方法产生 的乳液中八甲基环四硅氧烷和十甲基环五硅氧烷的量减少。
[0005] 本发明人已发现W02012/012524中公开的方法的进一步改善。这些改善提供了氨 基官能硅氧烷的乳液的贮存稳定性的增强。
【发明内容】
[0006] W02012012524公开了无卤化物的季铵表面活性剂的使用会降低该类型乳液中出 现的再平衡（环状硅氧烷生成）的程度。本发明人已发现对用于制备氨基官能有机硅乳液 的TO2012012524方法的改善。已经发现的是，中和剂的类型对于氨基官能有机硅乳液的完 全化学稳定性至关重要。具体地讲，本发明人已发现使用具有与季铵表面活性剂上所含的 反荷离子相同的反荷离子的中和剂会通过进一步使贮存时环状硅氧烷的生成最小化而改 善氨基官能有机硅乳液的化学稳定性。
[0007] 本公开提供制备氨基官能有机硅乳液的方法，该方法包括： I)形成如下组分的混合物： A) 100份的聚二烷基硅氧烷，其具有在23°C下至少50, OOOmmVs的粘度，以及 B) 0. 1至100份的氨基官能有机聚硅氧烷 其具有平均式：
[R3SiOl72] [R2SiO272] a[RRNSi02/2] b [R3Si01/2] 其中：a 为 1-1000, b 为 1-100， R独立地为单价有机基团，及 #为氨基官能团。 π)向步骤I的混合物中混入： C)0. 1至50份的下式的无卤化物的季铵表面活性剂： R5aR6w a)N+X，其中 a可为1至4， R5为含有至少10个碳原子的有机基团， R6独立地为含有1至20个碳原子的烃基，X为无卤化物反荷离子，以及 足量的水，以形成乳液， III) 任选地，进一步剪切混合所述乳液， IV) 加入足量的式H+X的酸，以提供具有中性pH的乳液， 其中X为季铵表面活性剂中所用的相同反荷离子。
【具体实施方式】
[0008] 本发明方法的第一个步骤涉及形成如下组分的混合物： A) 100份的聚二烷基硅氧烷， 其具有在23°C下至少50, 000mm2/s的粘度，以及 B) 0. 1至100份的氨基官能有机聚硅氧烷 其具有平均式：
[R3SiOl72] [R2SiO272] a[RRNSi02/2] b [R3Si01/2] 其中：a 为 1-1000, b 为 1-100， R独立地为单价有机基团，及 #为氨基官能团。 A) 所述聚^_火元基石丰氣,fef,
[0009] 本发明方法中的组分A)为聚二烷基硅氧烷。组分A)可选自具有以下通式的聚二 烷基硅氧烷：
[R12R2SiOl72] [R12SiO272] x [R12R2SiOl72] 其中R1为含有1至30个碳原子的烷基基团，R2可为R1烷基基团或羟基基团，下标"X" 表示聚合度且大于1000。通常，聚二烷基硅氧烷为三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧 烷流体，其具有足以提供在23 °C下至少50, 000mm2/s (或50, 000厘沲，缩写为cS)的聚二甲 基硅氧烷流体粘度的聚合度（X)，或者（X)足以提供在23°C下至少100, OOOmmVs的聚二甲 基硅氧烷流体粘度，或者（X)足以提供在23 C下至少500, OOOmmVs的聚二甲基硅氧烷流体 粘度。适合作为组分A)的三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷流体的代表性商业产 品包括具有至少50, 000厘沲的粘度的Dow Corning 200"流体（密歇根州米德兰的道康 宁公司（Dow Corning Corporation，Midland MI)) 〇
[0010] 所述聚^烷基硅氧烷也可以是各种聚^烷基硅氧烷的混合物。此外，所述聚^烧 基硅氧烷也可以溶于合适的溶剂诸如较低分子量（即X小于1000)聚二烷基硅氧烷中。 B) 所沭氨基官能有机聚硅氣烷
[0011] 有机聚硅氧烷是含有独立选自（R3SiOv2)、（R 2SiOv2)、（RSi03/2)或（Si04/2)甲硅 烷氧基单元的硅氧烷单元的聚合物，其中R可为任何单价有机基团。当在有机聚硅氧烷的 (R3Si01/2)、（R2SiOv2)、（RSi0 3/2)或（SiOv2)甲硅烷氧基单元中R为甲基基团时，这些甲硅 烷氧基单元通常分别称为M、D、T和Q单元。这些甲硅烷氧基单元可以多种方式组合而形 成环状、直链或支链结构。所得的聚合物结构的化学和物理性质可不同。例如，取决于平均 聚合物分子式中的甲硅烷氧基单元的数目和类型，有机聚硅氧烷可以是挥发性或低粘度流 体、高粘度流体/胶、弹性体或橡胶以及树脂。R可以是任何单价有机基团，或者R为含有1 至30个碳的烃基，或者R为含有1至30个碳原子的烷基，或者R为甲基。
[0012] 本发明的氨基官能有机聚硅氧烷的特征在于式RnSiOw n)/2中的至少一个R基团为 氨基基团。氨基官能团可存在于任何具有R取代基的甲硅烷氧基单元上，也即，它们可存在 于任何（R3Si01/2)、（R2SiOv2)或（RSi0 3/2)单元上，并在本文的式中标示为Rn。氨基官能有 机基团Rn由具有下式的基团所示例：-R3NHR4、-R3NR 24或-R 3NHR3NHR4,其中每个R3独立地为 具有至少2个碳原子的二价烃基，并且R4为氢或烷基基团。每个R3通常为具有2至20个 碳原子的亚烷基基团。R3由诸如如下的基团所示例：-CH2CH2-、-CH 2CH2CH2-、-CH2CHCH3-、-CH 2CH2CH2CH2-^ -CH2CH (CH3) CH2-^ -CH2CH2CH2CH2CH2-^ -CH2CH2CH2CH2CH2Ch 2-^ -CH2CH2CH (CH2CH3) CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH 2CH2CH2CH2CH2CH 2-、以及-CH2CH2CH2CH 上文针对R所示例。当R4为烷基基团时，它通常为甲基。
[0013] 合适的氨基官能烃基的一些例子为：-CH2CH2NH2、-CH 2CH2CH2NH2、-CH2CH(CH 3)NH2^ -CH2CH2CH2CH2NH^ -CH2CH2CH2CH2CH2Nh^ -Ch2CH2CH2CH2CH2CH 2NH^ -CH2CH2NHCH3^ -CH2CH2CH2NH CH3、-CH2CH (CH3) CH2NHCH3、-Ch2CH2CH2CH 2NHCH3、-Ch2CH2NHCH2CH 2NH2、-CH2CH2CH2NHCH 2CH2NH2、-C H2CH2CH2NHCH2CH2