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      一種水可稀釋型季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法

      文檔序號:3642594閱讀:250來源:國知局

      專利名稱::一種水可稀釋型季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及一種季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的制備方法,尤其涉及一種水可稀釋型季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的制備方法。這種微乳液主要用于個人護理品和織物整理劑,屬于精細化學(xué)品領(lǐng)域。
      背景技術(shù)
      :聚硅氧烷由于本身獨特的結(jié)構(gòu),使得它具有質(zhì)地柔軟、表面能低、生理惰性、耐高低溫及防水透氣等特點。聚硅氧垸乳液已作為高檔織物整理劑、化妝品和防水涂料來使用,倍受人們青睞。微乳液是熱力學(xué)穩(wěn)定體系,粒徑比普通乳液粒徑更小,其滲透性、穩(wěn)定性均比普通乳液好。季銨鹽改性聚硅氧烷,即聚硅氧垸分子中含有季銨官能基-N+R11121131,其中R1、112是1~20個碳原子的垸基,優(yōu)選為甲基;113是1~20個碳原子的垸基、垸芳基、芳烷基、羥烷基;另外R5、R6和W三者中的兩者也可以與N原子連接成雜環(huán)叔胺;X是囟素如氯、溴、碘或者是甲磺酸基團。它微乳液除具有普通聚硅氧垸微乳液的共性(透明或半透明、良好的貯存穩(wěn)定性、優(yōu)良的滲透性、成膜性等)夕卜,還具有殺菌、抗菌作用,使它在個人護理品和織物整理劑上有著巨大的市場。改性聚硅氧烷微乳液的制備方法,目前大多數(shù)采用兩步法制備,即先用本體聚合法合成改性聚硅氧垸,然后,再將其微乳化。這種方法工藝復(fù)雜,時間長。由于微乳化時往往需要另加助劑,這樣制備的微乳液加水稀釋時容易變渾濁。而且,這種方法只適合對低聚合度和中等聚合度的改性聚硅氧烷的微乳化,對高聚合度的改性聚硅氧烷則很難將其微乳化。中國專利CN1670057A(2005.9.21),名稱為"織物柔軟劑用改性有機硅微乳液的制備方法",公開了用預(yù)乳液法,將D4、水、氨基硅垸偶聯(lián)劑,通過微乳液共聚制備氨基改性聚硅氧烷微乳液。該方法簡單,可制備高聚合度的氨基改性聚硅氧垸微乳液,但該專利所使用的催化劑只限于酸性催化劑,十二垸基苯磺酸(DBSA),未涉及到堿性催化劑;另外該專利未涉及到如何制備季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法。目前制備季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的方法報道不多。美國專利US6787603B(2004.9.7),名稱為"Methodofmakingemulsioncontainingquaternaryammoniumfunctionalsilanesandsiloxanes",公開了通過機械攪拌制備季銨化硅垸或硅氧烷的乳液或微乳液的制備方法。但該方法制備的季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液,要用氨基改性聚硅氧烷為原料,它的聚合度不能過高,否則,無法制備季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液;另外,這種季銨鹽改性聚硅氧烷是所謂的kenna硅氧烷,即分子中只限于必要含有-CH(R,CH(OH)YN+(RS)(RS)(R^X-的季銨官能團(R4為垸基或氫,RSPJ獨立地為烷基,優(yōu)選甲基,十二垸基或十八垸基;Y是亞烷基;X-是反離子。);再者,該方法只可制備W/O型季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液,不能制備0/W型季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液。
      發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了以上發(fā)明的不足,涉及到可稀釋季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的制備方法。它包括以下幾個步驟1)將硅氧烷低聚物、水、表面活性劑、非必要的季銨化垸氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅烷或其水解物的組合物、非必要的其它類型的垸氧基硅烷或其水解物、非必要的其它添加劑高剪切乳化成預(yù)乳液。2)將上述預(yù)乳液緩慢滴入盛有表面活性劑、水、聚合催化劑的反應(yīng)器中,并不斷攪拌,反應(yīng)溫度控制在60'C95'C,滴加時間為0.5小時3小時。如果步驟l)中的預(yù)乳液不含有季銨化烷氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化垸氧基硅垸及水解物的組合物,非必要的其它類型的垸氧基硅垸或其水解物,和非必要的其它添加劑,則再向反應(yīng)液中滴加它們與水的混合液,滴加時間為0.5小時~3小時?;?qū)⑺鼈兣c預(yù)乳液混合一起滴入反應(yīng)液中參加聚合反應(yīng)。3)將上述反應(yīng)液放置于適宜溫度下0小時72小時,中和過濾,出料,得透明或半透明的季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液初產(chǎn)品。4)將季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液初產(chǎn)品中加入非必要的其它添加劑攪拌均勻,或非必要用水稀釋,即得季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液終產(chǎn)品本制備方法中的加熱方式,不限制為常規(guī)的加熱方式,也可以是微波加熱等其它的加熱方式。步驟l)中所指的硅氧垸低聚物可以是環(huán)狀的,結(jié)構(gòu)通式為(R8R9SiO)(118和119為氫、單價垸基、乙烯基、苯基等;n為3~6),如六甲基環(huán)三硅氧烷(D3)或八甲基環(huán)四硅氧垸(D4)或十甲基環(huán)五硅氧烷(D5)或十二甲基環(huán)六硅氧烷(D6)或它們的混合物(DMC);也可以是線型的,結(jié)構(gòu)通式為HO(R8R9SiO)nH(RS和W為氫、單價垸基、乙烯基、苯基等;n為3-300),如低聚合度的羥基硅油;也可以是環(huán)狀硅氧烷低聚物和線性硅氧烷低聚物的混合體。步驟l)或步驟2)中所指的季銨化烷氧基硅垸或其水解物,是指在垸氧基硅烷分子或其水解物中含有季銨官能度的化合物,具體合成方法可參照彭忠利等人發(fā)表在《精細化工》(2006,23(9):873-877)的論文"甲基二乙氧基硅烷季銨鹽的合成";能反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅垸及水解物的組合物是指在水、表面活性劑存在下容易反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅垸及水解物的物質(zhì),如中國專利,申請?zhí)?2821147.2,申請日2002.9.30,等同美國專利US6607717中描述的氨基硅氧烷與帶有季銨官能度的環(huán)氧化合物的組合物。對季銨化烷氧基硅垸及其它類型垸氧基硅烷的垸氧基官能團的種類和數(shù)目不作限制,優(yōu)先使用二官能度和三官能度的甲氧基或乙氧基硅烷。步驟l)或步驟2)中所指的非必要的其它類型的垸氧基硅垸或其水解物,是可以增進或改善季銨改性聚硅氧烷微乳液的帶有除季銨官能度的其他官能度的硅氧烷,如帶有氨基、環(huán)氧基、乙烯基、羧基等的硅氧烷或它們的水解物。步驟1)和步驟2)中所指的表面活性劑,可以是非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑,或它們的混合體,優(yōu)選非離子表面活性劑。所選用的非離子表面活性劑可以是脂肪醇聚氧乙烯醚、垸基酚聚氧乙烯醚、失水山犁醇脂肪酸酯、失水山犁醇聚氧乙烯醚、垸基糖苷等及其他類型的非離子表面活性劑,或它們之間的組合物,優(yōu)選脂肪醇聚氧乙烯醚、垸基酚聚氧乙烯醚,或它們的組合物。陰離子表面活性劑可以選用磺酸及其鹽的衍生物、脂肪酸鹽、堿金屬的硫酸鹽等,本發(fā)明優(yōu)選為十二垸基苯磺酸;陽離子表面活性劑是分子中含有季銨親水部分的化合物,本發(fā)明優(yōu)選為二長鏈烷基二甲基鹵化銨和長鏈烷基三甲基鹵化銨,如十六烷基三甲基溴化銨,十八烷基三甲基溴化銨等。如果步驟2中使用酸性催化劑,則表面活性劑優(yōu)選為非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑,它們之間的組合物。如果步驟2)中使用堿性催化劑,則表面活性劑優(yōu)選為非離子表面活性劑或陽離子表面活性劑,或它們之間的組合物。步驟2)中所述的聚合催化劑,可以是硫酸、鹽酸、強酸性交換樹脂或其他酸性物質(zhì)為酸性催化劑,本發(fā)明優(yōu)選為十二垸基苯磺酸;也可以是堿金屬氫氧化物、堿金屬醇鹽或季銨堿等堿性催化劑,本發(fā)明優(yōu)選為堿金屬氫氧化物與季銨鹽作用生成的季銨堿。制備方法中非必要的添加劑包括以下物質(zhì)的一種或它們的組合物(A)調(diào)理劑,如陽離子聚合物、陽離子表面活性劑、天然油、蛋白質(zhì)、除季銨鹽改性聚硅氧烷以外的硅氧烷等;(B)共表面活性劑,如甜菜堿、脂肪醇酰胺等;(C)保濕劑,如多元醇等;(D)防腐劑,如甲醛、水楊酸、苯甲酸鈉等;(E)冷凍/融化穩(wěn)定劑,如甘油、乙二醇等;(F)緩蝕劑,如鉻酸鹽、聚磷酸鹽、十八胺等;(H)其它添加劑。步驟l)中的預(yù)乳液中各組分的用量為硅氧垸低聚物20~60重量%,表面活性劑230重量%,非必要的季銨化烷氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅垸及水解物的組合物0.025-3重量%,非必要的其它類型的烷氧基硅垸或其水解物0.025-3重量%,水38~78重量%。在總的反應(yīng)混合物中,硅氧烷低聚物的量為5~30重量%,表面活性劑占硅氧垸低聚物的量5~60重量%,季銨化烷氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅烷及水解物的組合物占硅氧烷低聚物的量0.1~10重量%,其它類型的烷氧基硅烷或其水解物0.1~10重量%,聚合催化劑的量占硅氧烷低聚物的5~50重量%。步驟1)中制備預(yù)乳液所使用的設(shè)備不作限制,可以使用高速攪拌機、高剪切乳化機、高壓均質(zhì)機或其他的設(shè)備。步驟2)中反應(yīng)溫度控制在60°。~95°〇,本發(fā)明優(yōu)選為75°C85°C,預(yù)乳液滴加時間為0.5小時~3小時,本發(fā)明優(yōu)選為1小時2小時。如果步驟1)中的預(yù)乳液不含有非必要的季銨化垸氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化垸氧基硅烷及水解物的組合物,和非必要的其它類型的垸氧基硅垸或其水解物,則在步驟2中向反應(yīng)器滴加這些物質(zhì)與水、非必要的表面活性劑的混合液,滴加時間為0.5小時~3小時,本發(fā)明優(yōu)選為1小時2小時。步驟3)中可根據(jù)所需要季銨鹽改性聚硅氧烷分子量的大小,將反應(yīng)液放置于不同溫度下平衡一段時間來獲得。一般來說,平衡化溫度越高,季銨鹽改性聚硅氧烷分子量越小。平衡化溫度在0匸10(TC之間,優(yōu)選為5。C60'C。平衡化時間在1小時72小時,優(yōu)選為12小時48小時。季銨鹽改性聚硅氧垸分子量大小測定可以用烏氏粘度計測量它們的粘均分子量表示,具體操作參照孫爾康,徐維清,邱金恒編著的《物理化學(xué)實驗》一書(南京大學(xué)出版社出版,1998:1S8190);粘均分子量的計算參照許深,戴建華,趙寧等人發(fā)表在《應(yīng)用化學(xué)》中2005年22巻第2期的論文"八甲基環(huán)四硅氧烷的微乳液聚合"。如果聚合時使用酸性催化劑,則反應(yīng)結(jié)束后,使用堿性中和劑,如三乙醇胺、碳酸鈉水溶液,碳酸氫鈉水溶液,氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液等,本發(fā)明優(yōu)選為三乙醇胺和碳酸氫鈉水溶液。如果聚合時使用堿性催化劑,則反應(yīng)結(jié)束后,使用酸性中和劑,如稀鹽酸、稀硫酸、磷酸、醋酸等,本發(fā)明優(yōu)選為稀鹽酸和醋酸。本發(fā)明的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的固含量為530%,外觀透明或半透明,在721分光光度計(測試波長為720rai)測得的透光率大于70%,微乳液用水稀釋若干倍,微乳液透光率沒有明顯的變化。該微乳液可用于個人護理品和織物整理用。具體實施例方式實施例是說明性的而不是限制性的。實施例1將八甲基環(huán)四硅氧垸(D4)125.0克、復(fù)合脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑23.0克、水100.2克在燒杯中攪拌混合,然后在高剪切乳化機中高速乳化成預(yù)乳液,預(yù)乳液中04占總量的50.4%,復(fù)合乳化劑占仏質(zhì)量的18.4%。取上述預(yù)乳液21克倒入一恒壓漏斗中,然后緩慢滴入到盛有十二垸基苯磺酸(DBSA)3.158克、復(fù)合脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑0.67克、水30.6克的裝有冷凝管的三口燒瓶中,攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在75'C左右,預(yù)乳液約2小時滴完。關(guān)閉恒壓漏斗活塞,并裝入有0.108克二乙氧基甲基硅丙基二甲基十八烷基氯化銨(純度為86.6%)、復(fù)合脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑0.3克、水2克的混合液;打開恒壓漏斗活塞,將上述混合液在1小時內(nèi)滴入三口燒瓶中,滴加過程中,不斷攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在75。C左右;混合液滴完后,保溫15分鐘,冷卻、用三乙醇胺中和至pH值為7左右,即得季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液產(chǎn)品,該產(chǎn)品中季銨鹽改性聚硅氧垸占微乳液總量的18.5%,季銨化硅氧垸單元占季銨改性聚硅氧垸總結(jié)構(gòu)單元的1%,透光率為82%。產(chǎn)品用水稀釋2倍和4倍,其透光率分別為85%和83%。實施例2按實施例1所述方法制備預(yù)乳液和季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液,所不同的是季銨化烷氧基硅垸與乳化劑的混合液是直接加入到預(yù)乳液中,混合均勻后,與預(yù)乳液一起滴加到三口燒瓶中參加聚合反應(yīng)的;而且,最終季銨改性聚硅氧垸微乳液產(chǎn)品中季銨化硅氧烷單元占季銨鹽改性聚硅氧烷總結(jié)構(gòu)單元的1.5%。產(chǎn)品的透光率為72%。實施例3按實施例1所述方法制備預(yù)乳液,所不同的是,預(yù)乳液中仏占總量的50.0%,復(fù)合乳化劑占D4質(zhì)量的20.0%。上述預(yù)乳液63克倒入一恒壓漏斗中,然后緩慢滴入到盛有十二烷基苯磺酸(DBSA)9.463克、復(fù)合脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑2.27克、水91.82克的裝有冷凝管的三口燒瓶中,攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在75'C左右,預(yù)乳液約2小時滴完。關(guān)閉恒壓漏斗活塞,并裝入有0.473克二乙氧基甲基硅丙基二甲基十八垸基氯化銨(純度為86.6%)、復(fù)合脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑1.802克、水12克的混合液;打開恒壓漏斗活塞,將上述混合液在1小時內(nèi)滴入三口燒瓶中,滴加過程中,不斷攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在75"C左右;混合液滴完后,保溫15分鐘,取出一部分冷卻、用三乙醇胺中和至pH值為7左右,測試它的透光率,其透光率為89.1%。將未中和的季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液產(chǎn)品分成三份,裝入用玻璃瓶并密封,分別放置在10。C、23。C和6(TC的環(huán)境中24小時后,用三乙醇胺中和并用異戊醇破乳,分離出硅油并用水洗三次,然后放置在13(TC的烘箱中2小時;取出、冷卻后再將產(chǎn)品進行減壓蒸餾除去殘留的水和異戊醇。然后進行粘均分子量的測量。其中在6(TC放置的產(chǎn)品在減壓蒸餾后分成兩份,一份用于粘均分子量的測量;另一份再用濃硫酸洗滌三次,用水洗滌三次后,加入50%甲醇溶液,攪拌均勻,加入一滴酚酞溶液,用氨水中和,分離出硅油,進行減壓蒸餾除去低沸物后,用作核磁共振光譜測試。季銨鹽改性聚硅氧垸的氫核磁共振光譜CHNMR)圖中在5二1.294ppm處出現(xiàn)CH3-(逃),5-CH2-CH2-N+-的-CH2-特征峰以及其碳核磁共振光譜(13C畫R)圖中在5=30.064ppm處出現(xiàn)CH廠(逃)15-CH2-CH2-N+-的-印2-特征峰,說明04和季銨化烷氧基硅烷發(fā)生了共聚反應(yīng)了。各溫度下季銨鹽改性聚硅氧垸的平衡粘均分子量見表1。表l不同溫度下季銨鹽改性聚硅氧烷的平衡粘均分子量(M,)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>將八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)100.1克、脂肪醇聚氧乙烯醚與垸基酚聚氧乙烯醚復(fù)合乳化劑22.0克、水166.2克在燒杯中攪拌混合,然后在高剪切乳化機中高速乳化成預(yù)乳液,預(yù)乳液中D4占總量的34.7%,復(fù)合乳化劑占04質(zhì)量的22.0%。取上述預(yù)乳液25.0克倒入一恒壓漏斗中,然后緩慢滴入到盛有十六垸基三甲基溴化銨(CTAB)1.739克、脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑0.954克、氫氧化鈉0.191克、水40.37克的裝有冷凝管的三口燒瓶中,攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在86。C左右,預(yù)乳液約3小時滴完。關(guān)閉恒壓漏斗活塞,并裝入有O.125克二乙氧基甲基硅丙基二甲基十八烷基氯化銨(純度為86.6%)、水4.2克的混合液;打開恒壓漏斗活塞,將上述混合液在15分鐘內(nèi)滴入三口燒瓶中,滴加過程中,不斷攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在86'C左右;混合液滴完后,冷卻、用稀鹽酸中和至pH值為7左右,過濾,即得季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液產(chǎn)品,該產(chǎn)品中季銨改性聚硅氧烷占微乳液總量的11.8%,季銨化硅氧垸單元占季銨鹽改性聚硅氧烷總結(jié)構(gòu)單元的1.44%,復(fù)合非離子乳化劑相對于04質(zhì)量的33%,CTAB相對于仏質(zhì)量的20。/。,微乳液透光率為90%。實施例5按實施例1所述方法制備預(yù)乳液,所不同的是,預(yù)乳液中D4占總量的50.0%,復(fù)合乳化劑占04質(zhì)量的22.8%。取上述預(yù)乳液17.356.克倒入一恒壓漏斗中,然后緩慢滴入到盛有十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)1.739克、復(fù)合脂肪醇聚氧乙烯醚復(fù)合乳化劑0.963克、氫氧化鈉0.193克、水17.44克的裝有冷凝管的三口燒瓶中,攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在8(TC左右,預(yù)乳液約1小時15分鐘滴完。關(guān)閉恒壓漏斗活塞,并裝入有O.137克二乙氧基甲基硅丙基二甲基十八垸基氯化銨(純度為86.6%)、水1.603克的混合液;打開恒壓漏斗活塞,將上述混合液在15分鐘內(nèi)滴入三口燒瓶中,滴加過程中,不斷攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在8(TC左右;混合液滴完后,冷卻、用稀鹽酸中和至PH值為7左右,過濾,即得季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液產(chǎn)品,該產(chǎn)品中季銨鹽改性聚硅氧烷占微乳液總量的22%,季銨化硅氧垸單元占季銨鹽改性聚硅氧烷總結(jié)構(gòu)單元的1.34%,復(fù)合非離子乳化劑相對于04質(zhì)量的33%,CTAB相對于仄質(zhì)量的20%,微乳液透光率為84%。實施例6取實施例5制備的預(yù)乳液69.438克倒入一恒壓漏斗中,然后緩慢滴入到盛有十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)6.959克、復(fù)合脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑2.83克、氫氧化鈉0.767克、水87.41克的裝有冷凝管的三口燒瓶中,攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在8(TC左右,預(yù)乳液約1小時15分鐘滴完。關(guān)閉恒壓漏斗活塞,并裝入有0.691克二乙氧基甲基硅丙基二甲基十八垸基氯化銨(純度為86.6%)、水4.462克的混合液;打開恒壓漏斗活塞,將上述混合液在15分鐘內(nèi)滴入三口燒瓶中,滴加過程中,不斷攪拌反應(yīng)液并控制反應(yīng)溫度在8(TC左右;混合液滴完后,取出一部分冷卻、用稀鹽酸中和至pH值為7左右,過濾,即得季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液產(chǎn)品,該產(chǎn)品中季銨鹽改性聚硅氧烷占微乳液總量的20.1%,季銨化硅氧垸單元占季銨鹽改性聚硅氧垸總結(jié)構(gòu)單元的1.95%,復(fù)合非離子乳化劑相對于04質(zhì)量的31°/。,CTAB相對于仏質(zhì)量的20%,其透光率為88%。產(chǎn)品用水稀釋2倍和4倍,其透光率分別為84%和85°/。。將未中和的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液產(chǎn)品分成三份,裝入用玻璃瓶并密封,分別放置在1『C和4(TC的環(huán)境中25小時后,用稀鹽酸中和并用異戊醇破乳,分離出硅油并用水洗三次,然后放置在13(TC的烘箱中2小時;取出、冷卻后再將產(chǎn)品進行減壓蒸餾除去殘留的水和異戊醇。然后進行粘均分子量的測量。其中在4(TC放置的產(chǎn)品在減壓蒸餾后分成兩份,一份用于粘均分子量的測量;另一份再用濃硫酸洗滌三次,用水洗滌三次后,加入50%甲醇溶液,攪拌均勻,加入一滴酚酞溶液,用氨水中和,分離出硅油,進行減壓蒸餾除去低沸物后,用于核磁共振光譜測試。季銨鹽改性聚硅氧垸的氫核磁共振光譜('HNMR)圖中在S4.283ppm處出現(xiàn)CH3-(逃)15-CH2-CH2-N+的-CH2-特征峰以及其碳核磁共振光譜(l3CNMR)圖中在5=29.48ppm處出現(xiàn)CH3-(逃)15-CH2-CH2-N+-的-CH2-特征峰,說明04和季銨化烷氧基硅烷發(fā)生了共聚反應(yīng)了。各溫度下季銨鹽改性聚硅氧垸的平衡粘均分子量見表2。表2不同溫度下季銨鹽改性聚硅氧垸的平衡粘均分子量(M,)6/°C^27.55X1044016.94X10權(quán)利要求1.一種水可稀釋型季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法包括以下幾個步驟1)將硅氧烷低聚物、水、表面活性劑、非必要的季銨化烷氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅烷或其水解物的組合物、非必要的其它類型的烷氧基硅烷或其水解物、非必要的其它添加劑高剪切乳化成預(yù)乳液。2)將上述預(yù)乳液緩慢滴入盛有表面活性劑、水、聚合催化劑的反應(yīng)器中,并不斷攪拌,反應(yīng)溫度控制在60℃~95℃,滴加時間為0.5小時~3小時。如果步驟1)中的預(yù)乳液不含有季銨化烷氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅烷及水解物的組合物,非必要的其它類型的烷氧基硅烷或其水解物,和非必要的其它添加劑,則再向反應(yīng)液中滴加它們與水的混合液,滴加時間為0.5小時~3小時?;?qū)⑺鼈兣c預(yù)乳液混合一起滴入反應(yīng)液中參加聚合反應(yīng)。3)將上述反應(yīng)液放置于適宜溫度下0小時~72小時,中和過濾,出料,得透明或半透明的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液初產(chǎn)品。4)將季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液初產(chǎn)品中加入非必要的其它添加劑攪拌均勻,或非必要用水稀釋,即得季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液終產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法,其特征在于季銨鹽改性聚硅氧垸具有線型或交聯(lián)的結(jié)構(gòu),分子中非必要帶有氨基、環(huán)氧基等其它官能基,必要帶有季銨官能基-N+R1112113〖,其中R1、f是l-20個碳原子的烷基,優(yōu)選為甲基;113是1~20個碳原子的烷基、烷芳基、芳垸基、羥烷基;另外R1、R2和W三者中的兩者也可以與N原子連接成雜環(huán)叔胺;X是鹵素如氯、溴、碘或者是甲磺酸基團。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法,其特征在于加熱方式可以是常規(guī)加熱,也可以是微波加熱等其它的加熱方式。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的制備方法,其特征在于制備預(yù)乳液所使用的設(shè)備可以使用高速攪拌機、高剪切乳化機、高壓均質(zhì)機或其它的能使硅氧烷低聚物分散在水中的設(shè)備。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的制備方法,其特征在于步驟l)硅氧烷低聚物,可以是環(huán)狀的,結(jié)構(gòu)通式為(R4R5SiO)(114和115為氫、烷基、乙烯基、苯基等;n為3-6),如六甲基環(huán)三硅氧垸(D3)或八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)或十甲基環(huán)五硅氧烷(D5)或十二甲基環(huán)六硅氧烷(D6)或它們的混合物(DMC);也可以是線型的,結(jié)構(gòu)通式為HO(I^RSSiO)nH(114和115為氫、垸基、乙烯基、苯基等;n為3300),如低聚合度的羥基硅油;也可以是環(huán)狀硅氧烷低聚物和線性硅氧烷低聚物的混合體。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的制備方法,其特征在于步驟l)中的預(yù)乳液中各組分的用量為硅氧烷低聚物20-60重量%,表面活性劑2~30重量%,非必要的季銨化烷氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化垸氧基硅垸及水解物的組合物0.025~3重量%,非必要的其它類型的垸氧基硅烷或其水解物0.025-3重量%,水38~78重量%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧垸微乳液的制備方法,其特征在于在總的反應(yīng)混合物中,硅氧烷低聚物的量為5~30重量%,表面活性劑占硅氧烷低聚物的量560重量%,季銨化垸氧基硅烷或其水解物或能反應(yīng)生成季銨化烷氧基硅垸及水解物的組合物占硅氧垸低聚物的量0.1~10重量%,其它類型的烷氧基硅烷或其水解物0.1-10重量%,聚合催化劑的量占硅氧垸低聚物的5~50重量%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法,其特征在于表面活性劑可以是非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑,或它們之間的混合體。非離子表面活性劑可以是脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山犁醇脂肪酸酯、失水山犁醇聚氧乙烯醚、烷基糖苷等及其他類型的非離子表面活性劑,或它們之間的組合物,優(yōu)選脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚,或它們的組合物。陰離子表面活性劑可以選用磺酸及其鹽的衍生物、脂肪酸鹽、堿金屬的硫酸鹽等,本發(fā)明優(yōu)選為十二烷基苯磺酸。陽離子表面活性劑是分子中含有季銨親水部分的化合物,本發(fā)明優(yōu)選為二長鏈垸基二甲基鹵化銨和長鏈垸基三甲基鹵化銨,如十六垸基三甲基溴化銨,十八烷基三甲基溴化銨等。如果步驟2中使用酸性催化劑,則表面活性劑優(yōu)選為非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑,它們之間的組合物。如果步驟2)中使用堿性催化劑,則表面活性劑優(yōu)選為非離子表面活性劑或陽離子表面活性劑,或它們之間的組合物。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法,其特征在于聚合催化劑可以是硫酸、鹽酸、強酸性交換樹脂或其他酸性物質(zhì)為酸性催化劑,本發(fā)明優(yōu)選為十二烷基苯磺酸;也可以是堿金屬氫氧化物、堿金屬醇鹽或季銨堿等堿性催化劑,本發(fā)明優(yōu)選為堿金屬氫氧化物與季銨鹽作用生成的季銨堿。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法,其特征在于非必要的添加劑可包括以下物質(zhì)的一種或它們的組合物(A)調(diào)理劑,如陽離子聚合物、陽離子表面活性劑、天然油、蛋白質(zhì)、除季銨鹽改性聚硅氧烷以外的硅氧垸等;(B)共表面活性劑,如甜菜堿、脂肪醇酰胺等;(C)保濕劑,如多元醇等;(D)防腐劑,如甲醛、水楊酸、苯甲酸鈉等;(E)冷凍/融化穩(wěn)定劑,如甘油、乙二醇等;(F)緩蝕劑,如鉻酸鹽、聚磷酸鹽、十八胺等;(H)其它添加劑。全文摘要本發(fā)明涉及一種水可稀釋型季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法,它是通過采用預(yù)乳液法,將硅氧烷低聚物與季銨化硅氧烷或其水解物,或與能生成季銨化硅氧烷(或水解物)的組合物通過微乳液共聚合而制得。這種季銨鹽改性聚硅氧烷微乳液的制備方法簡單,季銨鹽改性聚硅氧烷的分子量也能調(diào)控,微乳液加水稀釋不變渾濁。該微乳液產(chǎn)品適合用作個人護理品和織物整理劑。文檔編號C08G77/00GK101314640SQ200810134198公開日2008年12月3日申請日期2008年7月21日優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日發(fā)明者彭忠利申請人:惠州學(xué)院
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