氨基官能有機硅乳液的制備方法
【專利說明】氨基官能有機硅乳液的制備方法 相關專利申請的交叉引用
[0001] 本申請要求2013年5月31日提交的美國臨時專利申請No. 61/829366的權益。
【背景技術】
[0002] 氨基官能有機硅和高分子量有機硅的乳液廣泛用于護發組合物中，以提供各種美 感效果。已商業開發出各種類型的乳液，以提供這種氨基官能有機硅聚合物的水基產品，用 作頭發調理劑。
[0003] 減少有機硅乳液中溶劑、未反應的硅氧烷、催化劑殘余物、環狀聚合副產物以及其 他雜質的存在，是本領域當前的一個挑戰。當這類雜質與下游應用（例如醫療、美容和個人 護理應用）不相容時，在這類雜質的存在會降低乳液的穩定性的情況下，或者在法規規定 要求去除或減少這類雜質的存在的情況下，或者出于其他原因，減少這類雜質的需求就會 產生。具體地講，減少有機硅乳液中環硅氧烷（諸如八甲基環四硅氧烷和十甲基環五硅氧 烷）的存在是值得關注的。
[0004] W02012/012524公開了生產環硅氧烷含量減低的氨基官能硅氧烷的機械乳液的方 法。更具體地講，W02012/012524公開了使用無鹵化物的季銨表面活性劑制備氨基官能硅 氧烷的機械乳液的方法。與通過常規方法制備的乳液相比，通過W02012/012524方法產生 的乳液中八甲基環四硅氧烷和十甲基環五硅氧烷的量減少。
[0005] 本發明人已發現W02012/012524中公開的方法的進一步改善。這些改善提供了氨 基官能硅氧烷的乳液的貯存穩定性的增強。
【發明內容】
[0006] W02012012524公開了無鹵化物的季銨表面活性劑的使用會降低該類型乳液中出 現的再平衡（環狀硅氧烷生成）的程度。本發明人已發現對用于制備氨基官能有機硅乳液 的TO2012012524方法的改善。已經發現的是，中和劑的類型對于氨基官能有機硅乳液的完 全化學穩定性至關重要。具體地講，本發明人已發現使用具有與季銨表面活性劑上所含的 反荷離子相同的反荷離子的中和劑會通過進一步使貯存時環狀硅氧烷的生成最小化而改 善氨基官能有機硅乳液的化學穩定性。
[0007] 本公開提供制備氨基官能有機硅乳液的方法，該方法包括： I)形成如下組分的混合物： 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份的氨基官能有機聚硅氧烷 其具有平均式：
[R3SiOl72] [R2SiO272] a[RRNSi02/2] b [R3Si01/2] 其中：a 為 1-1000, b 為 1-100， R獨立地為單價有機基團，及 #為氨基官能團。 π)向步驟I的混合物中混入： C)0. 1至50份的下式的無鹵化物的季銨表面活性劑： R5aR6w a)N+X，其中 a可為1至4， R5為含有至少10個碳原子的有機基團， R6獨立地為含有1至20個碳原子的烴基，X為無鹵化物反荷離子，以及 足量的水，以形成乳液， III) 任選地，進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為季銨表面活性劑中所用的相同反荷離子。
【具體實施方式】
[0008] 本發明方法的第一個步驟涉及形成如下組分的混合物： 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份的氨基官能有機聚硅氧烷 其具有平均式：
[R3SiOl72] [R2SiO272] a[RRNSi02/2] b [R3Si01/2] 其中：a 為 1-1000, b 為 1-100， R獨立地為單價有機基團，及 #為氨基官能團。 A) 所述聚^_火元基石豐氣,fef,
[0009] 本發明方法中的組分A)為聚二烷基硅氧烷。組分A)可選自具有以下通式的聚二 烷基硅氧烷：
[R12R2SiOl72] [R12SiO272] x [R12R2SiOl72] 其中R1為含有1至30個碳原子的烷基基團，R2可為R1烷基基團或羥基基團，下標"X" 表示聚合度且大于1000。通常，聚二烷基硅氧烷為三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧 烷流體，其具有足以提供在23 °C下至少50, 000mm2/s (或50, 000厘沲，縮寫為cS)的聚二甲 基硅氧烷流體粘度的聚合度（X)，或者（X)足以提供在23°C下至少100, OOOmmVs的聚二甲 基硅氧烷流體粘度，或者（X)足以提供在23 C下至少500, OOOmmVs的聚二甲基硅氧烷流體 粘度。適合作為組分A)的三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷流體的代表性商業產 品包括具有至少50, 000厘沲的粘度的Dow Corning 200"流體（密歇根州米德蘭的道康 寧公司（Dow Corning Corporation，Midland MI)) 〇
[0010] 所述聚^烷基硅氧烷也可以是各種聚^烷基硅氧烷的混合物。此外，所述聚^燒 基硅氧烷也可以溶于合適的溶劑諸如較低分子量（即X小于1000)聚二烷基硅氧烷中。 B) 所沭氨基官能有機聚硅氣烷
[0011] 有機聚硅氧烷是含有獨立選自（R3SiOv2)、（R 2SiOv2)、（RSi03/2)或（Si04/2)甲硅 烷氧基單元的硅氧烷單元的聚合物，其中R可為任何單價有機基團。當在有機聚硅氧烷的 (R3Si01/2)、（R2SiOv2)、（RSi0 3/2)或（SiOv2)甲硅烷氧基單元中R為甲基基團時，這些甲硅 烷氧基單元通常分別稱為M、D、T和Q單元。這些甲硅烷氧基單元可以多種方式組合而形 成環狀、直鏈或支鏈結構。所得的聚合物結構的化學和物理性質可不同。例如，取決于平均 聚合物分子式中的甲硅烷氧基單元的數目和類型，有機聚硅氧烷可以是揮發性或低粘度流 體、高粘度流體/膠、彈性體或橡膠以及樹脂。R可以是任何單價有機基團，或者R為含有1 至30個碳的烴基，或者R為含有1至30個碳原子的烷基，或者R為甲基。
[0012] 本發明的氨基官能有機聚硅氧烷的特征在于式RnSiOw n)/2中的至少一個R基團為 氨基基團。氨基官能團可存在于任何具有R取代基的甲硅烷氧基單元上，也即，它們可存在 于任何（R3Si01/2)、（R2SiOv2)或（RSi0 3/2)單元上，并在本文的式中標示為Rn。氨基官能有 機基團Rn由具有下式的基團所示例：-R3NHR4、-R3NR 24或-R 3NHR3NHR4,其中每個R3獨立地為 具有至少2個碳原子的二價烴基，并且R4為氫或烷基基團。每個R3通常為具有2至20個 碳原子的亞烷基基團。R3由諸如如下的基團所示例：-CH2CH2-、-CH 2CH2CH2-、-CH2CHCH3-、-CH 2CH2CH2CH2-^ -CH2CH (CH3) CH2-^ -CH2CH2CH2CH2CH2-^ -CH2CH2CH2CH2CH2Ch 2-^ -CH2CH2CH (CH2CH3) CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH 2CH2CH2CH2CH2CH 2-、以及-CH2CH2CH2CH 上文針對R所示例。當R4為烷基基團時，它通常為甲基。
[0013] 合適的氨基官能烴基的一些例子為：-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