一种有机硅表面活性剂及其制备方法和在化妆品中的应用
【技术领域】
[0001 ]本发明属于精细化工领域，特别涉及一种有机硅表面活性剂及其制备方法和在个 人护理品，沐浴露、洗发水以及保湿霜中的应用。
【背景技术】
[0002] 聚二甲基硅氧烷具有疏水性、界面活性、热稳定性等诸多特殊性能，而被广泛的应 用于工业生产，诸如聚氨酯稳泡剂、乳化剂、消泡剂、脱模剂等。然而，聚二甲基硅氧烷难溶 于有机溶剂和水中，因此限制了聚二甲基硅氧烷的应用。通过有机改性聚二甲基硅氧烷，在 聚硅氧烷链端中、或/和两端、或/和侧端引入油溶性/或和水溶性的有机基，则可有效的解 决这一问题，使得聚二甲基硅氧烷的用途更加广泛。例如，通过这些技术改进后的聚醚硅 油，烷基硅油，硅凝胶，氨基硅油在化妆品领域被广泛的用作乳化剂、润肤剂、护发调理剂 等。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种有机 硅表面活性剂。
[0004] 本发明的另一目的在于提供上述有机硅表面活性剂的制备方法。
[0005] 本发明的再一目的在于提供上述有机硅表面活性剂在化妆品中的应用。
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案来实现：
[0007] -种有机硅表面活性剂，该有机硅表面活性剂具有如式(1)所示的结构：
[0010]其中，R具有如式⑵所示的结构：
[0012] 其中，n = 0~100,优选为0~20;
[0013] Q具有如式(3)所示的结构：
[0015 ] R1、R2、R3、R4 或R5为-CH3或-CH2CH2OH; R1、R2和R3不能同时为-CH3，R4 和R5不能同时为- CH3; A为 Cl 或 Ac。
[0016]上述有机硅表面活性剂的制备方法，包括以下操作步骤：
[0017] ⑴有机硅中间体制备：
[0018] N2氛围下，向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入含氢硅油，升温至反应温度 T1，加入催化剂，滴加烯丙基环氧醚，滴加时间t，温度上升，待温度稳定后，控制反应温度 T2,保温反应;反应终点为取样品用氢氧化钠溶液处理，不再产生氢气，终止反应，然后开启 真空栗，脱出低沸物，得到有机硅中间体；
[0019 ] ⑵有机硅表面活性剂的制备：
[0020] 向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入反应物B和溶剂，升温至反应温度T3; 滴加步骤（1)所得有机硅中间体，滴加时间t 2,滴加完后保温反应t3;升温至反应温度Τ4,保 温反应t4;得有机硅表面活性剂产品。
[0021] 步骤(2)所述反应物B为含有羟基的仲胺、亚硫酸氢钠溶液、羟基叔胺盐酸盐或羟 基叔胺醋酸盐，具有如式(4)所述的结构：
[0023] 其中，R1、R2或R3为H或-CH 3或-CH2CH2OH，并且R1、R2和R 3中至少有两个分别含有H和- CH2CH2OH; R6、R7 或 R8 为-CH3 或-CH2CH2OH，并且 R6、R7 或 R8 中至少有一个含有-CH2CH2OH; A为 Cl 或Ac 〇
[0024]步骤(2)所述反应物B优选为甲基单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺盐酸盐、三乙醇胺 醋酸盐、二甲基乙醇胺盐酸盐或三乙醇胺醋酸盐。
[0025]步骤(1)所述含氢硅油为七甲基三硅氧烷；
[0026]所述含氢硅油与烯丙基环氧醚的摩尔比为1.2~0.9:1;
[0027] 所述反应温度1\为20~90°C;
[0028] 所述催化剂为铂金催化剂，低温下具有高活性；
[0029] 所述烯丙基环氧醚具有式(5)所述的结构：
[0031] 其中，η为0~100,优选为0~20;
[0032] 所述 ti 为 30 ~120min;
[0033] 所述 T2 为 40 ~120°C;
[0034] 所述保温反应的时间为60~240min;
[0035] 所述脱出低沸物是采用以下条件:真空度0.08~0.095MPa，温度为90~120°C，时 间为30~120min;
[0036] 步骤(2)所述有机硅中间体与反应物B的摩尔比为1.1~0.9:1;
[0037] 所述反应温度T3为30~100°C;
[0038] 所述有机硅中间体的滴加时间t2为20~120min;
[0039] 所述保温反应t3为60~240min;
[0040] 所述反应温度T4为40~100°C;
[0041 ] 所述保温反应时间t4为30~90min;
[0042] 所述溶剂为水。
[0043] 所述反应物B为含有羟基的仲胺时，在步骤（2)所述保温反应t4后还包括以下步 骤:滴加反应物C，然后在T 4，保温反应〖5后得到有机硅表面活性剂产品；
[0044]所述反应物C为质量百分比70%的氯乙酸钠溶液；
[0045] 所述反应物B与反应物C中氯乙酸钠的摩尔比为1.05~0.95:1;
[0046] 所述 t5 为 60 ~240min。
[0047] 上述的有机硅表面活性剂在制备个人护理产品中的应用，所述有机硅表面活性剂 在个人护理产品中的质量百分比浓度为〇 . 05~10.0 %，优选为1.0~5.0 %。冷配、热配均 可。
[0048] 本发明的原理:本发明提供一种合成工艺简单、小分子量的有机硅表面活性剂，应 用中发现该有机硅表面活性剂具有一定促泡性，同时其特有的多羟基阳离子结构使其具有 亲水性、吸水性、吸附性，短链的硅氧烷结构使其具有透气性的同时，避免了水份的过快流 失，体现出了非常优异的保湿性能、铺展性。本专利公开的实施例中至少有一种有机硅表面 活性剂是优良的个人护理保湿剂原料、调理剂，表面助剂等，不仅能够提供长效保湿的效 果，还能带来低粘度硅油清爽、不油腻的肤感。
[0049] 本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0050] (1)本发明合成的有机硅表面活性剂工艺简单，易操作。
[0051] (2)本发明合成的有机硅表面活性剂在个人护理产品具有保湿、调理的效果，亦可 作为辅助表面活性剂应用到复配表面活性剂产品。
[0052] (3)本发明合成的有机硅表面活性剂温和，能够带来水润及柔软的肤感。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0054] 本发明实施例所使用的原料(含氢聚硅氧烷和烯烃类化合物）均可从市售的产品 中购得。
[0055]以下通过具体实施例对本发明做进一步阐述。
[0056] 实施例中所用的烯丙基环氧醚具有如下结构：
[0057] 烯丙基环氧醚的结构为：
[0059] 实施例1
[0060] N2氛围下，向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入1.2mol七甲基三硅氧烷，升 温至反应温度40°C，加入催化剂，滴加 1.0 mol稀丙基环氧醚(n = 0)，滴加时间60min，温度会 明显上升，温度稳定后，控制至反应温度80°C，保温反应180min。反应终点为样品用氢氧化 钠溶液处理，不在产生氢气。开启真空栗，控制真空度〇.〇9MPa，温度为100°C，持续抽真空 90min，脱出低沸物，得中间体。
[0061] 实施例2
[0062] N2氛围下，向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入1.0 mol七甲基三硅氧烷，升 温至反应温度20°C，加入催化剂，滴加 1.0 mol稀丙基环氧醚(n = 8)，滴加时间30min,温度会 明显上升，温度稳定后，控制至反应温度60°C，保温反应240min。反应终点为样品用氢氧化 钠溶液处理，不在产生氢气。开启真空栗，控制真空度〇.〇8MPa，温度为90°C，持续抽真空 120min，脱出低沸物，得中间体。
[0063] 实施例3
[0064] N2氛围下，向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入O . 95mo 1七甲基三硅氧烷， 升温至反应温度80°C，加入催化剂，滴加 I .Omol稀丙基环氧醚(n = 20)，滴加时间120min,温 度会明显上升，温度稳定后，控制至反应温度l〇〇°C，保温反应90min。反应终点为样品用氢 氧化钠溶液处理，不在产生氢气。开启真空栗，控制真空度〇.〇9MPa，温度为100°C，持续抽真 空90min，脱出低沸物，得中间体。
[0065] 实施例4
[0066] N2氛围下，向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入1.05mol七甲基三硅氧烷， 升温至反应温度90°C，加入催化剂，滴加 I .Omol稀丙基环氧醚(n = 4)，滴加时间40min,温度 会明显上升，温度稳定后，控制至反应温度120,保温反应60min。反应终点为样品用氢氧化 钠溶液处理，不在产生氢气。开启真空栗，控制真空度〇. 〇95MPa，温度为120°C，持续抽真空 为30min，脱出低沸物，得中间体。
[0067] 实施例5
[0068] N2氛围下，向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入0.9mol七甲基三硅氧烷，升 温至反应温度30°C，加入催化剂，滴加 I .Omol稀丙基环氧醚(η= 12)，滴加时间90min，温度 会明显上升，温度稳定后，控制至反应温度40°C，保温反应200min。反应终点为样品用氢氧 化钠溶液处理，不在产生氢气。开启真空栗，控制真空度O. 〇8MPa，温度为90°C，持续抽真空 60min，脱出低沸物，得中间体。
[0069] 实施例6
[0070]向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入1.0 mo 1二甲基乙醇胺盐酸盐溶液（质 量分数为30% )，升温至反应温度50°C;滴加实施例1所述中间体1.05mol，滴加时间60min， 滴加完后保温反应60min;升温至反应温度80°C，保温反应90min;得产品。
[0071] 实施例7
[0072]向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，加入1.0 mo 1二甲基乙醇胺醋酸盐溶液（质 量分数为30 % )，升温至反应温度30°C;滴加实施例4所述中间体1.0 mol，滴加时间IOOmin， 滴加完后保温反应90min;升温至反应温度100°