专利名称：一种提高有机硅乳液稳定性的方法
技术领域：
本发明涉及一种有机硅乳液，更准确地说本发明涉及到一种提高有机硅乳液稳定性的方法，它涉及精细化学品添加剂的制备，因此隶属于精细化工制剂技术领域。
背景技术：
有机硅产品的基本结构单元是由硅-氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有“有机基团”，又含有“无机结构”，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相比，有机硅产品的最突出性能是耐温特性、耐候性、电气绝缘性能、生物特性、低表面张力和低表面能，因此它的应用范围非常广泛。有机硅乳液是重要的有机硅产品之一，由有机硅、水和表面活性剂等组成，由于它的独特性能和特点，在工业上得到广泛的应用，其中，用于纺织工业的有机硅乳液约占总量的五分之一。有机硅乳液分为非活性有机硅乳液、活性有机硅乳液、改性有机硅乳液及有机硅复合乳液，又分为阳离子型有机硅乳液、阴离子型有机硅乳液、非离子型有机硅乳液及复合离子型有机硅乳液，还分为水包油型有机硅乳液及油包水型有机硅乳液。制备有机硅乳液的方法很多，但要制备稳定的有机硅乳液，并使其在应用于相应领域时发挥作用，就要对乳液制备提出诸多要求。其中，乳液的稳定性要求是普遍存在的。 所以针对有机硅物质选择合适的乳化剂及乳化方法是很重要的。有关制备有机硅乳液的文献有不少专利CN1807512和CN101298027介绍了通过加入一些辅助物质将高粘度的有机硅混合物分散于水中，制备成较稳定的有机硅乳液；专利CN102002M2A介绍了一种引入高级脂肪醇聚醚来提高乳液稳定性的方法；专利CN101003008介绍了通过对作为乳化剂的含有羟基的聚醚分子进行化学改性处理，生成新的封端聚醚，然后将之用于乳液制备中，从而制得稳定乳液。上述专利多为采用普通的硅聚醚作为乳化剂，来制备有机硅乳液的。本发明人通过大量的实验发现，用两种丙烯醇聚醚(A和B)共同改性一种含氢聚硅氧烷W，得到硅聚醚记为W-AB，比单独用丙烯醇聚醚A和丙烯醇聚醚B分别改性含氢聚硅氧烷W，得到的硅聚醚 W-A、W-B的乳化效率高。使用这类乳化剂制得的有机硅乳液具有优良的稳定性和抗剪切性能，并且拓宽了有机硅乳液的应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一类新的硅聚醚乳化剂，使用其制备的有机硅乳液具有优良的稳定性，增加了其适用的范围。本发明制备的有机硅乳液，其特征在于包括以下几种组分1、硅聚醚所述硅聚醚，是由含氢聚硅氧烷与不饱和聚醚在催化剂的作用下发生加成反应制备得到的，具体制备方法在专业技术文献上可以查阅得知。所述硅聚醚在25°C时的运动粘度为10 50，OOOmPa · s，优选为50 20，OOOmPa · S。硅聚醚的结构式用如下通式表示(CH3)3Si(H(CH3)2SiO)x (CH3GSiO)J (CH3)3①其中，G为聚醚基团，用下面结构通式表示-(CH2)z(EO)g(PO)hR②上述结构式中，R为-H或-CH3或-COCH3 ；下标χ，y，ζ, g, h为聚合度，χ为10 500的整数；y为1 50的整数；z为2 6的整数；g为1 40整数；h为1 60的整数。在结构式①中，如果G为相同的丙烯醇聚醚基团，则该硅聚醚为单一聚醚合成的硅聚醚(即上述的W-A和W-B)；若G为不同的丙烯醇聚醚基团，则该硅聚醚为多种聚醚合成的硅聚醚(即W-AB)。本发明专利是用W-AB代替W-A和W-B乳化油相组分。以整个有机硅乳液为100% 质量计，硅聚醚的用量为4 30%。2、油相组分本发明所述的油相组分为硅脂，是由聚有机硅氧烷与二氧化硅制备而成，这种处理工艺在一般的专业技术资料上都可以查询得到。油相组分中涉及到的聚有机硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、烷基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷，优选聚二甲基硅氧烷，其在25°C时的运动粘度为50 200，OOOmPa · S。以整个有机硅乳液为100%质量计，油相组分的用量为8 50%。3、助乳化剂本发明中的助乳化剂，其包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂。本发明优选非离子表面活性剂，具体选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、 月桂酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇单油酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇三硬脂酸聚氧乙烯醚酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚。以整个有机硅乳液为100%质量计，助乳化剂的用量为0. 5 10%。4、水以整个有机硅乳液为100%质量计，水的用量为50 80%。根据对乳液粘度的要求，可加入增稠剂，增稠剂包括聚丙烯酰胺、卡波姆、汉生胶、 聚丙烯酸酯、纤维素醚类，增稠剂的加量根据乳液的粘度进行调整。长期储存时需要加入杀菌剂和防腐剂，如次氯酸钠、山梨酸钾、均三嗪、凯松等。本发明中有机硅乳液的制备方法如下室温下，将油相组分、助乳化剂、硅聚醚在搅拌下充分混合10 40min，优选15min 30min ；将上述体系的温度升高至55°C 85°C， 然后，保持体系温度，缓慢地加入水，提高搅拌速度使其由油包水型乳液变为水包油型乳液转相，继续加水至所需要的质量浓度，一般为40 % 70 %，优选为50 % 65 % ；粗乳液通过胶体磨进一步乳化；最后用增稠水稀释到所需要的乳液浓度。
具体实施例方式制备油相组分D1. D2、D3> D4
聚硅氧烷d1 聚二甲基硅氧烷，运动粘度:5000mPa · s聚硅氧烷d2 聚二乙基硅氧烷，运动粘度:200mPa · s聚硅氧烷d3 聚甲基乙烯基硅氧烷，运动粘度:60000mPa · s聚硅氧烷d4 聚甲基三氟丙基硅氧烷，运动粘度180000mPa · 5先将上述聚有机硅氧烷和疏水粒子分别在室温下混合均勻，以保持充分接触。然后升温至50 300°C，然后分别加入一定量的催化剂反应2 他。反应完毕降温至室温即得油相组分Di、D2、D3、D4。
制备硅聚醚制备硅聚醚EpE2JyE4J5, E6，其通式为(CH3) 3SiO{ (CH3)2SiO)x (CH3GSiO)y} (CH3) 3G为聚醚基团，用结构通式表示-(CH2)z(EO)s(PO)hR 其中x、y、z、g、h的取值见下表1和表2。表1硅聚醚E1E2E3和E权利要求
1.一种提高有机硅乳液稳定性的方法，所述的有机硅乳液由硅聚醚、油相组分、助乳化剂和水组成，所述油相组分为硅脂，所述助乳化剂为非离子表面活性剂，其特征在于所述的硅聚醚是由两种丙烯醇聚醚共同改性一种含氢聚硅氧烷得到的。
2.根据权利要求1所述的一种提高有机硅乳液稳定性的方法，其中，硅聚醚的结构式为(CH3) 3SiO {(CH3) 2SiO) x (CH3GSiO) y} (CH3)3，G 为聚醚基团，结构式为-(CH2)z (EO)g (PO)hR, 其中，R为-H或_013或_0)013;下标x，y，z，g，h为聚合度，χ为10 500的整数；y为1 50的整数；z为2 6的整数；g为1 40整数；h为1 60的整数。
3.根据权利要求1所述的一种提高有机硅乳液稳定性的方法，其中，硅聚醚在25°C时的运动粘度为10 50，OOOmPa · s，所述硅聚醚的用量占有机硅乳液总质量的4 30%。
4.根据权利要求1所述的一种提高有机硅乳液稳定性的方法，其中，硅聚醚在25°C时的运动粘度为50 20，OOOmPa · S。
5.根据权利要求1所述的一种提高有机硅乳液稳定性的方法，其中，助乳化剂选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇单油酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇三硬脂酸聚氧乙烯醚酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚，所述助乳化剂的用量占有机硅乳液总质量的 0. 5 10%。
6.根据权利要求1所述的一种提高有机硅乳液稳定性的方法，其中，油相组分硅脂是由聚有机硅氧烷与二氧化硅制备而成，制备方法为公知技术，所述的聚有机硅氧烷为聚二甲基硅氧烷，其在25°C时的运动粘度为50 200，OOOmPa · s，所述油相组分用量占有机硅乳液总质量的8 50%。
7.根据权利要求1所述的一种提高有机硅乳液稳定性的方法，其中，有机硅乳液的制备方法为①室温下，将油相组分、助乳化剂、硅聚醚在搅拌下充分混合10 40min；②将上述体系的温度升高至 85°C，然后保持体系温度，缓慢地加入水，提高搅拌速度使乳液转相，继续加水至质量浓度40% 70% ；③将粗乳液通过胶体磨进一步乳化；④最后用增稠水稀释到所需要的乳液浓度，即得。
全文摘要
本发明提供了一种提高有机硅乳液稳定性的方法，采用两种丙烯醇聚醚共同改性一种含氢聚硅氧烷制得的硅聚醚乳化剂，比单独用一种丙烯醇聚醚改性含氢聚硅氧烷制得的硅聚醚乳化剂的乳化效率高，而且使用这类乳化剂制得的有机硅乳液具有优良的稳定性和抗剪切性能，拓宽了有机硅乳液的应用范围。
文档编号C08L83/10GK102286203SQ20111017848
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者吴飞, 曹添, 眭花兰, 许勇, 钟翔, 黄伟 申请人:南京四新科技应用研究所有限公司