具有聚氧亚烷基和氨基官能团且还具有端部烷氧基的线性聚二烷基有机硅氧烷的制作方法

文档序号:5050391

专利名称::具有聚氧亚烷基和氨基官能团且还具有端部烷氧基的线性聚二烷基有机硅氧烷的制作方法具有聚氧亚烷基和氨基官能团且还具有端部烷氧基的线性聚二烷基有机硅氧烷本发明涉及线性聚烷基有机硅氧烷及其制备和使用,所述线性聚烷基有机硅氧垸具有聚氧亚垸基和氨基官能团,该线性聚烷基有机硅氧烷还具有端部烷氧基。已知具有一级和二级氮基团,并且有时具有反应性硅烷醇基团的氨基硅氧烷作为调理剂结合入洗发剂配方中。在大多数情况中,这些产品在表面活性物质的辅助下是在水中的混合物的形式。纯粹以其原始的形式,它们在水中是不溶的。它们可以通过表面活性物质(乳化剂,例如一级、多级、二级或三级表面活性剂系统)溶解在水中并且转化成水乳液。这些表面活性剂物质通常由乙氧基化的脂肪醇、乙氧基化的甘油酯、脂肪酸酯或相似的产品组成。许多产品可以商购,特别是从DowCorning在名称DC929、DC949和DCQ2-8220下购得。在不添加表面活性物质下在水中不溶解的这种产品也可以从GeneralElectric(例如名为SME253)商购。为了改善在水中的溶解性,所述氨基硅氧烷还可以取代有聚氧亚烷基。例如,US-A-5075403描述了携带氨基和聚氧亚烷基的聚二垸基有机硅氧烷。这些产品通过烯丙基胺和烯丙基聚醚共氢化硅垸化成氢化聚二甲基硅氧烷来制备。但是,观察到氢化硅烷化反应通常不能实现所需的转化,所以不能沿着聚二甲基硅氧'烷链得到所需程度的改性。还观察到,携带附加聚氧亚烷基的氨基硅氧烷在使用时,大多数部分还保持在水相中,并且不能以所需的方式粘附到头发上。另外,在氨基硅氧垸的情况中,一般观察到,由于释放痕量挥发性胺,令人不愉快的气味粘附到产品上。这些气味在化妆品领域中是不理想的。如果试图通过蒸馏除去气味,一般发现令人不愉快的气味在短时期后又会出现。本发明的目的是制备基于亲水聚二烷基有机硅氧烷的调理剂,其包含氨基硅氧垸基团,具有轻度的气味,并且在头发内表现出持久的调理剂性质。令人惊奇地,已经发现具有聚氧亚垸基和氨基官能团且还具有端部烷氧基的线性聚二烷基有机硅氧烷的亲水性显著改善,并且具有优异的调理剂性质。还已经发现通过碱平衡合成具有聚氧亚垸基和氨基官能团的线性聚二烷基有机硅氧烷,得到具有端部烷氧基的产物,并且避免了不完全转化的问题。本发明因此提供了通式(I)的线性聚二烷基有机硅氧烷,其具有聚氧亚垸基和氨基官能团,并且其还具有端部垸氧基<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中,3=5-500且b=1-100且Rl=具有多至8个碳原子的相同或不同的脂肪族或芳香族烃基,R2=R\R^或R213,条件是基于统计平均,至少每10个硅氧垸链中存在1个基团R2a,并且每个硅氧烷链中存在至少一个基团R2b,其中,基团R^选自通式(II)的氨基官能团-[(R4)c-NR5]d-R6叨其中,R4=二价d-C12烃基、-OCH2CH2-基团或者<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>OCH2CH(CH3)-基团,r5-单价c,-c,2烃基或氢原子,r6=单价脂肪族或芳香族、任选取代的q-d2烃基或氢原子,其中,c=l—10,d=l-5,基团R"是通式(ni)的聚氧亚垸基-(ch2)e(oc2h4moc3h6)gor6(iii)其中,e=2—10,f=2—20,g=0—20,且rs-r1或者通式(iv)的基团-or1(iv)条件是基于统计平均,在硅氧烷骨架上存在至少一个通式(iv)的基团。本发明还描述了借助Si-C键同时连接了氨基和聚氧亚烷基链的亲水聚硅氧烷的合成。在本发明的优选实施方案中,所述聚垸基有机硅氧烷如下a=5-100,特别是10-50范围内的数,b=3-50,特别是3-30范围内的数,c=l-10,特别是1—6范围内的数。对于本发明,特别优选通式(i)中基团W是甲基的聚二烷基有机硅氧烷。如上所述,必要条件是基于统计平均,在每个聚二烷基有机硅氧烷分子中存在基团r"和r3=-or1中的至少一种,并且至少每10个硅氧烷链中存在1个基团r2a。对于本发明,如果基团r2a:r2b:r3=-or1的摩尔比是o.5:2:i是特别优选的。本发明更优选的实施方案包括上面定义的聚二烷基有机硅氧垸的制备方法。对于本发明,例如通过用碱性催化剂平衡至少一种如下通式所示的聚醚硅氧烷<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>和/或如下通式所示的环状聚醚硅氧烷<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中R1、R^和b如上面定义,并且a'=0-500;适当的二垸氧基氨基硅垸和/或其部分水解产物;任选的八甲基环四硅氧烷和/或十甲基环五硅氧垸。所述碱性催化剂特别是如下催化剂,例如碱金属氢氧化物(特别是钠、钾和铯的氢氧化物)、碱金属醇盐、季铵氢氧化物(例如四甲基氢氧化铵)、苄基三甲基氢氧化铵、苄基三乙基氢氧化铵、节基三甲基丁醇铵、2-乙基己酸P-羟乙基三甲铵、季辚氢氧化物(例如四正丁基氢氧化辚和三正丁基-3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]-正丙基氢氧化鱗)、碱金属硅氧烷醇盐和有机硅氧烷醇铵(例如节基三甲基硅氧烷醇铵和四甲基硅氧烷醇铵)。优选使用10ppm-1重量%,特别是50-2000ppm的碱性催化剂,在各种情况中基于总混合物的重量。二垸氧基氨基硅垸优选具有通式(R1)(R'0)2Si(R2a)其中,R1、Pe如上面所定义。二烷氧基氨基硅烷的实例是N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅垸、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅垸、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和/或3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。在前面的反应步骤中,通过氨基硅垸与水的縮合制备二垸氧基氨基硅烷的部分水解产物,优选那些具有多至30个硅原子的部分水解产物。还描述了使用根据本发明的化合物来制备护发配方,例如护发配方("调理剂")、润发剂、护发洗发水、以及施用后在头发中残留的调理剂("留存型"产品)。本发明还涉及使用根据本发明的化合物来处理纺织品和天然和/或合成纤维和/或"无纺"材料的表面,特别是用于改善柔软感觉和亲水性。根据本发明的聚二烷基有机硅氧垸还适于制备表面活性配方,其中表面活性剂选自阴离子表面活性齐U、阳离子表面活性齐IJ、非离子表面活性剂和/或两性表面活性剂。根据本发明的聚二垸基有机硅氧垸形成硝胺的趋势低,甚至在伯或仲胺的存在下也如此。实施例1根据本发明实施例的一般制备步骤将480.7g具有下面平均结构的聚醚硅氧垸-50g3-氨丙基甲基二乙氧基硅垸、493.6g八甲基环四硅氧垸和O.l重量%的四甲基氢氧化铵><5结晶水加入配备了搅拌器、高效冷凝器、温度计和滴液漏斗的2升三颈瓶中,并且在9(TC下搅拌5小时。然后,将混合物在15(TC下加热2小时,从而破坏催化剂。然后,将挥发性成分分离(130。C/10mm)。在冷却至室温后过滤产物。这就得到粘度为约60mPas[25。C]并且含氮量为0.356%的淡黄色、澄清液体。比较实施例1将100g粘度为1000mPas的硅油与4.5g3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和O.lg碱性催化剂混合。这就得到淡白色混浊的混合物。在搅拌下,将混合物加热至9(TC。搅拌5h后,升温至130。C并且通过施用真空除去挥发性成分。这就得到粘度为80mPas并且含氮量为0.32%的澄清产物。比较实施例2使用可商购的十六烷基三甲基氯化铵作为比较实施例2。比较实施例3使用购自生产商DowComing的阳离子氨基硅氧烷乳液DC949作为比较实施例3。比较实施例4为了直接共氢化硅烷化氨基聚醚硅氧烷,在搅拌下将267g具有下面平均通式的氢化硅氧烷<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>与240g具有下面通式的烯丙基聚醚CH2=CHCH2~{OCH2CH2丫0,2|HlOCH3和14.3g烯丙基胺在10mg顺-Pt(NH3)2Cl2的存在下加热至135°C,并且在该温度下搅拌8h。在8h后,实现98。/。(基于SiH)的转化率。然后,在油泵真空中于135t:下蒸熘黄色产物。这就得到粘度为75mPas且含氮量为0.36%的产物。制备实施例1将16.5g具有如下平均结构<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>的聚醚硅氧垸与75g八甲基环四硅氧垸、5.6g3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和O.lg碱性催化剂混合。这就得到淡白色混浊的混合物。在搅拌下,将混合物加热至90。C。搅拌5h后,升温至13(TC并且通过施用真空除去挥发性成分。这就得到粘度为60mPas且含氮量为0.39%的澄清产物。制备实施例2将16.5§具有如下平均结构<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>的聚醚硅氧垸与75g八甲基环四硅氧烷、8.0gN-(2-氨乙基-3-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷和O.lg碱性催化剂混合。这就得到淡白色混浊的混合物。在搅拌下,将混合物加热至9(TC。搅拌5h后,升温至130'C并且通过施用真空除去挥发性成分。这就得到粘度为67mPas且含氮量为0.39%的澄清产物。制备实施例3将62.7g具有如下平均结构<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>的聚醚硅氧烷与31.5g八甲基环四硅氧烷、5.8g3-氨丙基甲基二乙氧基硅垸和O.lg碱性催化剂混合。这就得到淡白色混浊的混合物。在搅拌下,将混合物加热至9(TC。搅拌5h后,升温至13(TC并且通过施用真空除去挥发性成分。这就得到粘度为55mPas且含氮量为0.37%的澄清产物。制备实施例4将62.7g具有如下平均结构<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>的聚醚硅氧烷与31.5g八甲基环四硅氧垸与4.6g具有如下平均结构<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>的3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷的部分水解产物和0.1g碱性催化剂混合。这就得到淡白色混浊的混合物。在搅拌下,将混合物加热至90°C。搅拌5h后,升温至13(TC并且通过施用真空除去挥发性成分。这就得到粘度为87mPas且含氮量为0.36%的澄清产物。应用实施例为了应用相关的评价,通过烫发和漂白处理按照标准方法预先损伤己经用于感官试验的头发束。为此,使用常规的理发产品。材料烫发液(onc^,Wella)中和剂(neutrafix⑧,Wella)漂白粉(blondorspecial,Wella)H202(Welloxyd9%,Wella)无护发组分的洗发水(例如月桂酸乙醚硫酸钠(12%洗涤活性物质),NaCl增稠)烧杯染发刷按照下面的次序进行处理1.烫发处理用烫发液弄湿头发束(头发液体的重量比=1:2)。在盖住的烧杯中于室温下接触15分钟后,仔细洗去烫发液2分钟。然后,使用手巾轻柔地挤压发束。中和剂重量(头发液体-i:2)在室温下接触io分钟的时间。然后,仔细洗去中和剂2分钟。然后,在室温下使头发干燥过夜。2.漂白处理配制漂白粉和h2o2,得到糊剂(粉末11202的重量比=2:3)。然后,使用刷子将糊剂仔细地施用到烫发处理的头发上。室温下接触时间为30分钟。然后,在流水下冲洗漂白糊剂2分钟。然后,用没有调理剂的洗发水洗涤头发i分钟(洗发水的量0.5ml/发束),然后冲洗l分钟。在用于感官测试前,在室温下使预先损伤的头发束干燥过夜。试验配方在具有下面组成的简单头发漂洗液中试验调理产品口广口口重量比TEGINACIDCCeteareth-250.5%TEGOAlkanol16十六烷醇2.0%"调理剂"2.0%水加至100%柠檬酸加至pH4.0土0.3"调理剂"是在制备实施例和比较实施例制备中获得的产品。用调理样品对预先损伤的发束进行标准化处理用上述调理漂洗液如下处理如上所述的预先损伤的发束。在流动的温水下湿润头发束。用手轻柔地挤出过量的水,然后施用漂洗液并且缓慢地结合入头发中(lml/头发束(2g))。在1分钟的接触时间后,进行漂洗l分钟。在感官评价前,使头发在50%气氛湿度和25X:下干燥至少12h。评价标准使用以1-5级给出的等级进行感官评价,1是最不好的评价并且5是最好的评价。湿润梳理性<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>湿润触感<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>干燥梳理性<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>干燥触感<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>干燥外观<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>蓬松感(volume)为了评价蓬松感,通过在粘合点保持头发而轻微振动头发。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在下面的表中,比较了使用根据本发明和比较实施例的氨丙基硅氧烷共聚多元醇进行的头发束处理的感官评价结果。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>200710180135.0势溢也誡14/153发现具有聚氧亚烷基和氨基官能团且还具有端部烷氧基的新型线性聚二烷基有机硅氧烷在感官评价中实现了比无聚醚和无烷氧基的氨基硅氧烷好得多的评价。权利要求1.一种通式(I)的线性聚二烷基有机硅氧烷,其具有聚氧亚烷基和氨基官能团,并且其还具有端部烷氧基其中,a=5-500且b=1-100且R1=具有多至8个碳原子的相同或不同的脂肪族或芳香族烃基,R2=R1、R2a或R2b,条件是基于统计平均,至少每10个硅氧烷链中存在1个基团R2a,并且每个硅氧烷链中存在至少一个基团R2b,其中,基团R2a选自通式(II)的氨基官能团-[(R4)c-NR5]d-R6(II)其中,R4=二价C1-C12烃基、-OCH2CH2-基团或者OCH2CH(CH3)-基团,R5=单价C1-C12烃基或氢原子,R6=单价脂肪族或芳香族、任选取代的C1-C12烃基或氢原子,其中,c=1-10,d=1-5,基团R2b是通式(III)的聚氧亚烷基-(CH2)e(OC2H4)f(OC3H6)gOR6(III)其中,e=2-10,f=2-20,g=0-20,且R3=R1或者通式(IV)的基团-OR1(IV)条件是基于统计平均,在硅氧烷骨架上存在至少一个通式(IV)的基团。2.权利要求1的聚二烷基有机硅氧烷,其中a=5-100,特别是10-50范围内的数,b=3-50,特别是3-30范围内的数,并且c=l-10,特别是l-6范围内的数。3.权利要求1或2的聚二垸基有机硅氧烷,其中在通式(i)中r]=4.权利要求1-3任何一项的聚二烷基有机硅氧烷,其中基团r2ar2b:r3=-or1的摩尔比是0.5:2:1。5.权利要求1-4任何一项的聚二烷基有机硅氧烷的制备方法,其包括通过用碱性催化剂平衡至少一种如下通式所示的聚醚硅氧垸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>和/或如下通式所示的环状聚醚硅氧'烷<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中R1、R^和b如上面定义,并且a'=0-500;适当的二垸氧基氨基硅烷和/或其部分水解产物;任选的八甲基环四硅氧烷和/或十甲基环五硅氧垸。6.权利要求1-5任何一项的聚二垸基有机硅氧垸用于制备护发配方的用途。7.权利要求1-5任何一项的聚二烷基有机硅氧烷用于处理天然和/或合成纤维和/或"无纺"材料的用途。8.权利要求1-5任何一项的聚二垸基有机硅氧烷用于制备表面活性配方的用途,其中表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和域两性表面活性剂。全文摘要本发明涉及线性聚烷基有机硅氧烷及其制备和使用,所述线性聚烷基有机硅氧烷具有聚氧亚烷基和氨基官能团,该线性聚烷基有机硅氧烷还具有端部烷氧基。文档编号B01F17/54GK101407582SQ20071018013公开日2009年4月15日申请日期2007年10月10日优先权日2007年10月10日发明者A·瓦尔特,H·雷德瑞特尔,M·克拉肯伯格,S·奥斯特赖希,S·施塔特米勒申请人:戈尔德施米特有限公司
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