專利名稱：一種環(huán)氧硅油水乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)制備環(huán)氧硅油水乳液的方法，特別是有關(guān)使用機(jī)械乳化的方法制備環(huán)氧硅油水乳液的方法。
背景技術(shù)：
制備聚硅氧烷乳液的方法通?？煞譃閮煞N機(jī)械乳化的方法和乳液聚合的方法。乳液聚合的方法可以使聚硅氧烷中間體或低聚體的乳化和聚合同時(shí)進(jìn)行，易于制備高分子量的聚硅氧烷乳液聚合物；但所制得的乳液聚合物中總含有10-20％的未反應(yīng)的中間體或低聚體，它們對(duì)某些應(yīng)用是不希望的，還造成了資源的浪費(fèi)。
機(jī)械乳化方法是在乳化劑的存在下采用機(jī)械乳化手段如攪拌、混合、超聲和勻化等將聚硅氧烷乳化的方法。然而，長(zhǎng)期以來(lái)使用機(jī)械乳化方法乳化1000cst以上的高分子量聚硅氧烷是很困難的。1991年美國(guó)Dow Corning Corporation的Gee，R.P等人申請(qǐng)了用機(jī)械乳化方法制備高粘度聚二甲基硅氧烷的水乳液的專利(EP 0463431 A2)。然而該專利并未涉及環(huán)氧硅油的乳化，且采用Gee，R.P等人的方法乳化環(huán)氧硅油，存在著混合物粘度過(guò)大，難于均勻分散，所得乳液平均粒徑大，乳液放置不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有關(guān)制備環(huán)氧硅油水乳液的方法，特別是有關(guān)使用機(jī)械乳化手段制備環(huán)氧硅油水乳液的方法。
本發(fā)明提供一種采用機(jī)械乳化方法從環(huán)氧硅油制備水包油型乳液的方法，特別是提供一種使用增溶降粘劑采用機(jī)械乳化方法制備平均粒徑在300nm以下的環(huán)氧硅油水乳液的方法。
本發(fā)明涉及的制備環(huán)氧硅油水乳液的方法包括(1)將A環(huán)氧硅油，100份B由HLB值為11-19的非離子型表面活性劑中選擇的至少一種表面活性劑所組成的第一表面活性劑，5-50份C由HLB值為2-11的非離子型表面活性劑中選擇的至少一種表面活性劑所組成的第二表面活性劑，5-50份混合均勻。
(2)向(1)的混合物中加入適量的增溶降粘劑乙二醇醚1-18份和水10-80份，混合生成一粘稠的混合物，將此混合物在室溫下剪切混合2-10小時(shí)，直至形成一粘稠的油包水型分散體系。
(3)邊混合邊向(2)中緩慢加水直至體系轉(zhuǎn)變成水包油型乳液。其乳液的平均粒徑在300nm以下。
(4)將(3)用水稀釋，得到有機(jī)硅含量為5-30％的環(huán)氧硅油水乳液。
本發(fā)明所適用的環(huán)氧硅油選自分子式(1)所述結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷。
其中，R從H，≥1C原子的烷基和6-10個(gè)C原子的芳基中選擇；R’為帶環(huán)氧基的次烷基或次環(huán)烷基，R”從上述的R基、R’基、羥基與烷氧基中選擇。n和m的選擇應(yīng)使環(huán)氧硅油的粘度處在100～10000cst范圍，0.001≤m/(n+m)≤0.5。n＝10～2000，m＝0.01～2000。
R可以是甲基，乙基，苯基等，但R的大部分最好是甲基。帶環(huán)氧基的次烷基或次環(huán)烷基可舉例如下，但是并不限于這些例子 所用的第一表面活性劑選自HLB值為11-19的非離子型表面活性劑。適用的非離子型表面活性劑有烷基聚氧乙烯醚，聚氧乙烯縮水山梨醇脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪酸酯，烷基酚聚氧乙烯醚等，如天津天助精細(xì)化學(xué)公司生產(chǎn)的JFC，ОЛ-7，ОЛ-10，南京威爾化工公司生產(chǎn)的AEO-7，AEO-9，NP-7，NP-10，上海助劑廠生產(chǎn)的OP-7，OP-10，Tween-20，Tween-80等。
第二表面活性劑是從HLB值為2-11的非離子型表面活性劑中選擇的。適用的非離子型表面活性劑有烷基聚氧乙烯醚，縮水山梨醇脂肪酸酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，烷基酚聚氧乙烯醚等，如天津天助精細(xì)化學(xué)公司生產(chǎn)的MOA-3，ОЛ-4，南京威爾化工公司生產(chǎn)的OP-4，NP-4，NP-5，旅順化工廠生產(chǎn)的SPAN-20，SPAN-80等。
乳化劑最好以液態(tài)使用，若為固體，應(yīng)加少量水溶解后再用。所需乳化劑的用量為每100份環(huán)氧硅油10-100份。
增溶降粘劑主要用于改善環(huán)氧硅油與水的相溶性，并適當(dāng)降低體系的粘度，從而有利于體系的剪切分散。適用的增溶降粘劑可以從乙二醇醚類化合物中選擇，如二乙二醇單丁醚，二乙二醇單甲醚，乙二醇單丁醚，乙二醇單乙醚等，每100份環(huán)氧硅油所需的增溶降粘劑的用量應(yīng)小于20份。
制備粘稠的油包水型分散體系所需水的用量每100份環(huán)氧硅油為10-80份，最好在20-70份，剪切分散所需時(shí)間為1-24小時(shí)，最好2-10小時(shí)。這種粘稠的油包水型分散體系可以用水稀釋成有機(jī)硅含量為5-30％的水包油型乳液。
將各組分混合與乳化可使用各種剪切手段?？捎玫募羟惺侄斡心z體磨，槳式混合器，均質(zhì)勻化器等。
本發(fā)明所制備的環(huán)氧硅油水乳液是穩(wěn)定的，在室溫放置3個(gè)月后也不漂油。
具體實(shí)施例方式實(shí)例中的平均粒子尺寸使用美國(guó)Brookhaven InstrumentsCorporation制造的Dynamic Light Scattering儀器測(cè)定。這里所用份數(shù)指的是重量份數(shù)。
實(shí)例1 將100份粘度為2800cst側(cè)鏈帶有γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基，環(huán)氧基含量為0.51mmol/g的環(huán)氧硅油加入到一潔凈的帶有刮板和攪拌的混合器中，加入天津天助精細(xì)化學(xué)公司生產(chǎn)的HLB值為13.6的ОЛ-10 27份與HLB值為9.2的ОЛ-4 27份，剪切混合30分鐘。向該混合物中加入16.5份乙二醇丁醚，邊混合邊加入58份水，繼續(xù)剪切混合6小時(shí)，得一粘稠的油包水型分散體系。在2小時(shí)內(nèi)向該混合物中邊混合邊緩慢加入60份水，得一藍(lán)乳白色水包油型乳液。乳液的平均粒徑為194nm。將它用水稀釋至有機(jī)硅含量為20％。該乳液在室溫放置3個(gè)月不漂油。
實(shí)例2 將60份粘度為2300cst側(cè)鏈帶有γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基，環(huán)氧基含量為0.30mmol/g的環(huán)氧硅油加入到一潔凈的帶有刮板和攪拌的混合器中，向該混合器中加入南京威爾化工公司生產(chǎn)的15份NP-10與15份NP-4，剪切混合30分鐘。向該混合物中加入9.9份乙二醇單丁醚，邊混合邊加入34.7份水，繼續(xù)剪切混合4小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)邊混合邊向該混合物中緩慢加入30份水，得一藍(lán)乳白色水包油型乳液。乳液的平均粒徑為189nm。將它用水稀釋至有機(jī)硅含量為20％。該乳液在室溫存放3個(gè)月不漂油。
實(shí)例3 將80份粘度為2800cst側(cè)鏈帶有γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基，環(huán)氧基含量為0.51mmol/g的環(huán)氧硅油加入到一潔凈的帶有刮板和攪拌的混合器中，加入天津天助精細(xì)化學(xué)公司生產(chǎn)的HLB值為13.6的ОЛ-10 24份與HLB值為9.2的ОЛ-4 16份，剪切混合30分鐘。向該混合物中加入15.5份乙二醇丁醚，邊混合邊加入43.4份水，繼續(xù)剪切混合5小時(shí)。然后在2小時(shí)內(nèi)邊混合邊向該混合物中緩慢加入50份水，得一藍(lán)乳白色水包油型乳液。該乳液的平均粒徑為222nm。將它用水稀釋至有機(jī)硅含量為20％。該乳液在室溫放置3個(gè)月不漂油。
比較例1 將80份粘度為2800cst側(cè)鏈帶有γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基，環(huán)氧基含量為0.51mmol/g的環(huán)氧硅油加入到一潔凈的帶有刮板和攪拌的混合器中，向該混合器中加入南京威爾化工公司生產(chǎn)的20份NP-10與20份NP-4，混合30分鐘。將該混合物升溫至55℃左右，加入80份水，混合得一粘稠混合物。將該混合物繼續(xù)剪切5小時(shí)后，在2小時(shí)內(nèi)向該混合物中邊混合邊緩慢加入40份水，得一乳白色水包油型乳液。該乳液的平均粒徑為486nm。將它用水稀釋至有機(jī)硅含量為20％。該乳液在室溫放置1天已明顯漂油。
比較例2 將80份粘度為2800cst側(cè)鏈帶有γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基，環(huán)氧基含量為0.51mmol/g的環(huán)氧硅油加入到一帶有刮板和攪拌的混合器中，向該混合器中加入南京威爾化工公司生產(chǎn)的20份NP-10與20份NP-4，混合30分鐘。向該混合物中加入16份乙二醇丁醚，邊混合邊加入54份水，剪切混合4小時(shí)，得一低粘度的宏觀分相的混合物。體系放置明顯分層，上層為未被乳化的硅油層。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧硅油水乳液的制備方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行(1)將環(huán)氧硅油100份，HLB值為11-19的非離子表面活性劑5-50份，HLB值為2-11的非離子表面活性劑5-50份，混合，得一均勻混合物，(2)向上述混合物中加入增溶降粘劑乙二醇醚1-18份，水10-80份，混合形成一粘稠的混合物，將此混合物剪切混合2-10小時(shí)，直至形成一粘稠的油包水型分散體系，(3)邊剪切混合，邊向上述分散體系中緩慢加水直至體系轉(zhuǎn)變成水包油型乳液，該乳液的平均粒徑在300nm以下，(4)將上述乳液用水稀釋，得到有機(jī)硅含量為5-30％的環(huán)氧硅油水乳液，所述的環(huán)氧硅油的結(jié)構(gòu)式如下 其中，R為H，≥1C原子的烷基或6-10個(gè)C原子的芳基；R’為帶環(huán)氧基的次烷基或次環(huán)烷基，R”為上述的R基、R’基、羥基與烷氧基。n＝10～2000，m＝0.01～2000。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧硅油水乳液的制備方法，其特征在于所述的乙二醇醚為乙二醇丁醚。
全文摘要
本發(fā)明“一種環(huán)氧硅油水乳液的制備方法”包括向環(huán)氧硅油與表面活性劑的混合物中加入適量的增溶降粘劑和水，剪切混合2－10小時(shí)，直至形成粘稠的油包水型分散體系，邊混合邊向該體系中緩慢加水，使之轉(zhuǎn)變成水包油型乳液，其平均粒徑在300nm以下，最后用水稀釋該乳液至所需有機(jī)硅含量。
文檔編號(hào)C08J3/02GK1566212SQ0314115
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者黃英, 金冬冰, 劉香鸞 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所