CN101128515B - 聚氧化亚烷基-烷基官能的硅氧烷树脂及其含水组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了含有聚氧化亚烷基M甲硅烷氧基单元和烷基官能的M和T甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂及其含水组合物。所述含水组合物含有被硅氧烷树脂稳定的分散的颗粒,和可用于捕集和释放不同的个人、家庭和医疗护理用活性物质。
Description
相关申请的交叉参考
无。
技术领域
本发明涉及含有聚氧化亚烷基和烷基这二者官能的甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂及其含水组合物。所述含水组合物含有由所述硅氧烷树脂稳定的分散的颗粒,和用来捕集和释放各种个人、家庭和医疗护理用活性物质。
背景技术
在化妆品和药物配制/传递领域长期需求容易形成和捕集活性物质、在不同的化学和机械应力下稳定、且能在想要的条件下以受控方式释放活性物质的小泡组合物。由有机硅表面活性剂(更特别是有机硅聚醚表面活性剂)得到的小泡是令人感兴趣的,这是因为这类表面活性剂相对于其它类拥有额外的内在好处。例如,在个人护理品配制剂中,有机硅聚醚表面活性剂通常具有改进的美学性。
一些有机硅聚醚的聚集行为已与其形成小泡的能力一起被教导。例如,Hill的US5,364,633和5,411,744教导了有机硅小泡在一些有机硅聚醚的水分散体中的自聚作用。
US5,958,448教导了一种在由表面活性硅氧烷形成的小泡中捕集水溶性物质的方法,其通过将待捕集的物质溶解在水中、加入表面活性硅氧烷、温和搅拌混合物、和去除多余的水和所述物质而进行。通过将待捕集的物质溶解在表面活性硅氧烷中和温和搅拌所述物质和硅氧烷,从而将水不溶性物质捕集在小泡中。所述表面活性硅氧烷主要由四价SiO2以及单价R3SiO1/2和R′R2SiO1/2单元组成。单价单元与四价单元的比为0.4/1-2/1,和所有单价单元的40-90%是R′R2SiO1/2单元。R是具有最多8个碳原子的单价烃基,和R′是聚氧化亚烷基。
Lin的PCT申请US03/38455教导了在一些有机硅小泡中捕集各种油以及它们在各种个人护理品配制剂中的应用。
本发明人已发现,一些同时含有聚氧化亚烷基官能的“M”甲硅烷氧基单元和烷基官能的“T”甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂在水中形成稳定的分散体,和特别是小泡组合物。含有由本发明的硅氧烷树脂形成的分散的颗粒或小泡的含水组合物可用于捕集和释放各种个人、家庭和医疗护理用活性物质。
发明概述
本发明涉及包含至少80摩尔%的下述通式的甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x(R″SiO3/2)y
其中,x和y的数值为0.1-0.95,
R1是具有1-8个碳原子的烷基或芳基,
R′是单价聚氧化亚烷基,
R″是具有2-8个碳原子的单价烃基。
本发明还涉及所述硅氧烷树脂的水分散体,其中包括包含所述硅氧烷树脂的小泡组合物。本发明进一步涉及一种制备所述硅氧烷树脂的水分散体和小泡组合物的方法。本发明进一步涉及含有所述硅氧烷树脂的含水组合物的个人、家庭和医疗护理用组合物。
发明详述
本发明的硅氧烷树脂包含至少80摩尔%的下述通式(通式I)的甲硅烷氧基单元,
(R1 2R′SiO1/2)x(R″SiO3/2)y
其中,x和y的数值为0.1-0.95,
R1是具有1-8个碳原子的烷基或芳基,
R′是单价聚氧化亚烷基,
R″是具有2-8个碳原子的单价烃基。
这里所使用的x和y代表(R1 2R′SiO1/2)和(R″SiO3/2)甲硅烷氧基单元(即分别是聚氧化亚烷基官能的“M”单元和烷基官能的“T”单元)相对于彼此存在于所述硅氧烷树脂中的摩尔分数。因此,R1 2R′SiO1/2)x和(R″SiO3/2)y甲硅烷氧基单元的摩尔分数各自可独立地从0.1变化到0.95。然而,存在于所述硅氧烷树脂中的(R1 2R′SiO1/2)和(R″SiO3/2)甲硅烷氧基单元的结合必须为所述硅氧烷树脂的总的通式中所有甲硅烷氧基单元的至少80摩尔%,或者90摩尔%,或者95摩尔%。
R′是单价聚氧化亚烷基。聚氧化亚烷基在本领域是众所周知的,和通常称作“聚醚”。通式I中的聚氧化亚烷基R′的通式可以为-R4O(CnH2nO)zR5,其中,n为2-4(包括端值),z大于4,R4是含有2-8个碳原子的二价烃基,R5是氢、乙酰基或含有1-8个碳原子的单价烃基。通式I中的聚氧化亚烷基包括通式(CnH2nO)z代表的聚氧化亚烷基单元,其中,n为2-4(包括端值),z大于4,或者z的范围为5-30,或者5-24。所述聚氧化亚烷基可包括氧化乙烯单元-C2H4O-、氧化丙烯单元-C3H6O-、氧化丁烯单元-C4H8O-或者它们的任何混合物。典型地,所述聚氧化亚烷基嵌段包括氧化乙烯单元-C2H4O-。
通式I中的聚氧化亚烷基的至少一端与硅氧烷树脂中的甲硅烷氧基单元通过表示为R4的二价有机基团连接。所述二价有机基团R4可以独立地选自含有2-30个碳原子的二价烃基和含有2-30个碳原子的二价有机基官能的烃基。这些二价烃基的代表性非限制的实例包括亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基和亚辛基等。这些二价有机基官能的烃基的代表性非限制的实例包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯基。典型地,R4是亚丙基(-CH2CH2CH2-)。
通式I中的聚氧化亚烷基R′的末端以R5表示,和可选自氢、乙酰基(CH3C(O)-)或者含有1-8个碳原子的单价烃基。典型地,R5是氢。
R″是具有2-8个碳原子的单价烃基,和例举乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。典型地,R″是丙基。
所述硅氧烷树脂可包含额外的本领域公知的甲硅烷氧基单元,例如(i)(R1 3SiO1/2)a、(ii)R2 2SiO2/2)b、(iii)(R3SiO3/2)c或(iv)(SiO4/2)d单元,且在这里分别以M、D、T和Q单元形式使用。存在于硅氧烷树脂中的每种单元的量可以表示为存在于烷基-苯基倍半硅氧烷树脂中的所有甲硅烷氧基单元的总摩尔数的摩尔分数。因此,本发明的硅氧烷树脂可包括下列单元:
(i)(R1 3SiO1/2)a
(ii)(R2 2SiO2/2)b
(iii)(R3SiO3/2)c
(iv)(SiO4/2)d
(v)(R1 2R′SiO1/2)x,和
(vi)(R″SiO3/2)y
其中,R1、R2和R3独立地是具有1-8个碳原子的烷基或芳基,
R′是单价聚氧化亚烷基,
R″是具有2-8个碳原子的单价烃基,
a、b、c和d的数值为0-0.4,
x和y数值为0.1-0.95,
前提条件是,x+y的数值等于或大于0.80,和a+b+c+d+x+y=1。
在硅氧烷树脂的单元中的R1、R2和R3独立地是具有1-8个碳原子的烷基或芳基。烷基可例举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和辛基。芳基可例举苯基、萘基、苄基、甲苯基、二甲苯基、联苯基、甲基苯基、2-苯基乙基和2-苯基-2-甲基乙基,芳基典型地为苯基。
本发明的硅氧烷树脂可例举:
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)3SiO1/2)a
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)2SiO2/2)b
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
(CH3SiO3/2)c
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
(SiO4/2)d
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)3SiO1/2)a
(SiO4/2)d
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)3SiO1/2)a
((CH3)SiO3/2)c
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)3SiO1/2)a
((CH3)2SiO2/2)b
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)2SiO2/2)b
(CH3)SiO3/2)c
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)2SiO2/2)b
(SiO4/2)d
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
(CH3)SiO3/2)c
(SiO4/2)d
包括下列单元的硅氧烷树脂:
(R1 2R′SiO1/2)x
(CH3CH2CH2SiO3/2)y
((CH3)3SiO1/2)a
((CH3)2SiO2/2)b
(CH3)SiO3/2)c,和
(SiO4/2)d
其中,R1、R2和R3独立地为具有1-8个碳原子的烷基或芳基,
R′是单价聚氧化亚烷基,
a、b、c和d的数值为0-0.4,
x和y数值为0.1-0.95,
前提条件是,x+y数值等于或大于0.80,和a+b+c+d+x+y=1,和
R是具有1-8个碳原子的烷基、芳基、醇基或氨基。
典型地,聚氧化亚烷基R′具有通式-(CH2)3O(CH2CH2O)zH,其中,z大于4,或者z的范围为5-30,或者5-24。
在上述例举的所有通式中,R′聚氧化亚烷基指定为在M甲硅烷氧基单元上。在本发明的另一实施方案中,R′基团可以在D或T甲硅烷氧基单元上。
可以通过现有技术中已知的制备聚氧化亚烷基官能的硅氧烷树脂的任何方法,来制备本发明的硅氧烷树脂,但典型地,通过氢化硅烷化反应技术使包含(R1 2HSiO1/2)x和(R″SiO3/2)y甲硅烷氧基单元的SiH官能的硅氧烷与链烯基封端的聚氧化亚烷基反应来制备,其中,R1、R″、x和y如上所定义。这一氢化硅烷化反应和技术是本领域公知的,和通常用铂化合物催化。包含(R1 2HSiO1/2)x和(R″SiO3/2)y甲硅烷氧基单元的SiH官能的硅氧烷也可含有额外的M、D、T或Q硅氧烷单元,条件是每一种的存在量提供组成上在上述通式I描述的范围内的硅氧烷树脂。
本发明进一步提供一种具有分散的颗粒的含水组合物,其中所述分散的颗粒包含通式I所示的硅氧烷树脂和具有小于10微米的平均粒度。本发明的含水组合物包含以离散颗粒形式分散于水连续相中的疏水相。如上所述,所述疏水相颗粒被存在的所述硅氧烷树脂稳定在含水组合物中。所述分散的疏水相颗粒的平均粒度小于10微米,或者小于5微米,或者小于1微米。平均粒度”具有乳液领域中公认的含义,和可例如使用诸如Nanotrac150的粒度分析仪进行测定。
可通过现有技术中已知的制备水分散体或乳液(和特别是油/水乳液)的任何方法,来制备所述含水组合物。这些包括以间歇、半连续或连续的工艺进行搅拌、混合、均化、超声和挤出技术。
典型地,通过包括下述步骤的方法来制备所述含水组合物:
(I)混合
(A)包含至少80摩尔%的具有下述通式的甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂:(R1 2R′SiO1/2)x(R″SiO3/2)y,其中,x和y的数值为0.1-0.95,R1是具有1-8个碳原子的烷基或芳基,R′是单价聚氧化亚烷基,R″是具有2-8个碳原子的单价烃基;
(B)任选的,可与水混溶的挥发性溶剂,
(C)任选的,有机油或硅氧烷油,
与水,形成硅氧烷树脂的水分散体;
(II)任选地,从所述水分散体中除去可与水混溶的挥发性溶剂。
硅氧烷树脂组分(A)与上述通式I相同。任选的组分(B)是可与水混溶的挥发性溶剂。这里所用的“可与水混溶的”是指在室温下所述溶剂与水形成分散体达至少几个小时。“挥发性”是指在不同的温度下所述溶剂具有比水高的蒸气压。因此,当有机基聚硅氧烷和溶剂的水分散体经历去除溶剂的条件例如在减压下加热分散体时,所述溶剂首先被主要去除,允许全部或大部分水保留在组合物中。
用于小泡分散体制备的合适的可与水混溶的挥发性溶剂包括有机溶剂,例如醇、醚、二醇、酯、酸、卤代烃和二元醇。所述有机溶剂应当按比例或更低与水混溶,以有效分散有机硅和随时间保持稳定和均一的分散体。为说明目的,可与水混溶的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和更高级的烃醇;醚包括二醇醚、甲基乙基醚、甲基异丁基醚(MIBK)等;二醇包括丙二醇;酯包括甘油三酯、酸和醇的酯化反应产物;卤代烃包括氯仿。典型地,可与水混溶的有机溶剂是具有相对低沸点(<100℃)或高蒸发速率的溶剂,因此它们可以在真空下容易地被除去。用于本发明的最优选的可与水混溶的有机溶剂是挥发性醇,其中包括甲醇、乙醇、异丙醇和丙醇。通过在常温下的真空汽提,可从含有机硅小泡分散体的含水混合物中除去这些醇。
上面描述的步骤I)也可包括组分(C)硅氧烷油或有机油。所述硅氧烷可以是具有通式RiSiO(4-i)/2的任何有机基聚硅氧烷,其中i的平均值为1-3,和R是单价有机基团。所述有机基聚硅氧烷可以是环状、直链、支化的、和它们的混合物。
在一个实施方案中,选作组分(C)的硅氧烷是挥发性甲基硅氧烷(VMS),其中包括低分子量直链和环状挥发性甲基硅氧烷。认为符合环甲聚硅氧烷的CTFA定义的挥发性甲基硅氧烷在低分子量硅氧烷的定义内。
直链VMS的通式为(CH3)3SiO{(CH3)2SiO}fSi(CH3)3。f的数值为0-7。环状VMS的通式为{(CH3)2SiO}g。g的数值为3-6。优选,这些挥发性甲基硅氧烷的分子量小于1,000,沸点小于250℃,和粘度为0.65-5.0厘沲(mm2/s),通常不大于5.0厘沲(mm2/s)。
代表性的直链挥发性甲基硅氧烷是:六甲基二硅氧烷(MM),其沸点为100℃,粘度为0.65mm2/s,和化学式为Me3SiOSiMe3;八甲基三硅氧烷(MDM),其沸点为152℃,粘度为1.04mm2/s,和化学式为Me3SiOMe2SiOSiMe3;十甲基四硅氧烷(MD2M),其沸点为194℃,粘度为1.53mm2/s,和化学式为Me3SiO(Me2SiO)2SiMe3;十二甲基戊硅氧烷(MD3M),其沸点为229℃,粘度为2.06mm2/s,和化学式为Me3SiO(Me2SiO)3SiMe3;十四甲基己硅氧烷(MD4M),其沸点为245℃,粘度为2.63mm2/s,和化学式为Me3SiO(Me2SiO)4SiMe3;和十六甲基庚硅氧烷(MD5M),其沸点为270℃,粘度为3.24mm2/s,和化学式为Me3SiO(Me2SiO)5SiMe3。
代表性的环状挥发性甲基硅氧烷是:六甲基环三硅氧烷(D3),一种沸点为134℃、分子量为223和化学式为{(Me2)SiO}3的固体;八甲基环四硅氧烷(D4),其沸点为176℃,粘度为2.3mm2/s,分子量为297,和化学式为{(Me2)SiO}4;十甲基环戊硅氧烷(D5),其沸点为210℃,粘度为3.87mm2/s,分子量为371,和化学式为{(Me2)SiO}5;和十二甲基环己硅氧烷(D6),其沸点为245℃,粘度为6.62mm2/s,分子量为445,和化学式为{(Me2)SiO}6。
选作组分(C)的硅氧烷可以是任何聚二有机基硅氧烷流体、胶料、或它们的混合物。如果聚有机基硅氧烷的分子量等于或大于1000,则它可与前述挥发性甲基硅氧烷共混。适合用于本发明的聚二有机基硅氧烷胶料主要由二甲基硅氧烷单元和单甲基硅氧烷、三甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷、甲基乙基硅氧烷、二乙基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、二苯基硅氧烷、乙基苯基硅氧烷、乙烯基乙基硅氧烷、苯基乙烯基硅氧烷、3,3,3-三氟丙基甲基硅氧烷、二甲基苯基硅氧烷、甲基苯基乙烯基硅氧烷、二甲基乙基硅氧烷、3,3,3-三氟丙基二甲基硅氧烷、单-3,3,3-三氟丙基硅氧烷、氨烷基硅氧烷、单苯基硅氧烷和单乙烯基硅氧烷等代表的其它单元组成。
若组分(C)是有机油,它可选自本领域已知的适合用于制备个人、家庭或健康护理用配制剂的任何有机油。合适的有机油包括但不限于:天然油,例如椰油;烃,例如矿物油和氢化聚异丁烯;脂肪醇,例如辛基十二烷醇;酯,例如苯甲酸C12-C15烷基酯;二酯,例如二壬酸丙二醇酯;和三酯,例如三辛酸甘油酯。有机油成分也可以是低粘度和高粘度油的混合物。合适的低粘度油在25℃下的粘度为5-100mPa.s,和通常是结构为RCO-OR′的酯,其中RCO代表羧酸基,和OR′是醇残基。这些低粘度油的实例包括异壬酸异十三烷基酯,PEG-4二庚酸酯,新戊酸异十八烷基酯,新戊酸十三烷基酯,辛酸十六烷基酯,棕榈酸十六烷基酯,蓖麻油酸十六烷基酯,硬脂酸十六烷基酯,肉豆蔻酸十六烷基酯,椰油-二辛酸酯/癸酸酯,异硬脂酸癸酯,油酸异癸酯,新戊酸异癸酯,新戊酸异己酯,棕榈酸辛酯,苹果酸二辛酯,辛酸十三烷基酯,肉豆蔻酸肉豆蔻酯,辛基十二烷醇,或辛基十二烷醇、乙酰化羊毛醇、醋酸十六烷基酯、异十二烷醇和聚甘油基-3-二异硬脂酸酯的混合物,或前述物质的混合物。高粘度表面油在25℃下的粘度通常为200-1,000,000mPa.s,优选100,000-250,000mPa.s。表面油包括蓖麻油、羊毛脂和羊毛脂衍生物、柠檬酸三异十六烷基酯、倍半油酸脱水山梨醇酯、C10-18三甘油酯、辛酸/癸酸/三甘油酯、椰油、玉米油、棉籽油、三乙酰基羟基硬脂酸甘油酯、三乙酰基蓖麻油酸甘油酯、三辛酸甘油酯、氢化蓖麻油、亚麻子油、水貂油、橄榄油、棕榈油、雾冰草脂油(illipe butter)、菜子油、大豆油、葵花子油、牛油、三癸精、三羟基硬脂油、三异硬脂油、三月桂精、三亚油精、三肉豆蔻精、三油精、三棕榈精、三硬脂精、核桃油、麦芽油、胆固醇、或它们的混合物。可以提及的任选的其它非有机硅脂肪物质包括:矿物油,例如石蜡油或白矿物油;动物油,例如全氢化角鲨烯油或长尾鹦鹉油(arara oil);或者植物油,例如甜杏仁、胡桐、棕榈、蓖麻、油梨、希蒙得木、橄榄或谷物芽油。也可使用:例如羊毛酸、油酸、月桂酸、硬脂酸或肉豆蔻酸的酯;醇,例如油醇、亚油醇或亚麻醇、异硬脂醇或辛基十二醇;或者醇或多元醇的乙酰基甘油酯、辛酸酯、癸酸酯或蓖麻油酸酯。或者,也可以使用:25℃下为固体的氢化油,例如氢化蓖麻、棕榈或椰油、或氢化牛油;单-、二-、三-或蔗糖甘油酯;羊毛脂;或25℃下为固体的脂肪酯。
混合组分(A)、(B)和(C)的顺序并不重要,但典型地,首先混合(A)和(B),然后将水加入到混合物中。对进行组分(A)、(B)和(C)混合所需的条件没有特殊要求。可以间歇、半连续或者连续工艺进行混合。
在所述方法中,组分(A)、(B)和(C)的用量可以变化,但典型地范围如下:
(A)2-50重量%,或者2-25重量%,或者2-15重量%,
(B)0-50重量%,或者2-25重量%,或者2-15重量%,
(C)0-50重量%,或者1-20重量%,或者2-10重量%。
和足量的水,以提供(A)、(B)和(C)和水含量的重量%之和等于100%。
在本发明的一个实施方案中,含有硅氧烷树脂(A)的分散的颗粒在含水组合物中形成小泡。因此,本发明也涉及到制备小泡组合物的方法,其包括:
(I)混合
(A)前述通式I的硅氧烷树脂,
(B)任选的可与水混溶的挥发性溶剂,
(C)任选的有机油或硅氧烷油,
与水,形成硅氧烷树脂的水分散体;
(II)任选地,从水分散体中去除可与水混溶的挥发性溶剂,形成小泡组合物。
在这一实施方案中,任选的组分B)和(C)如上所述,和混合技术也相同。
可以通过现有技术中的常见技术来证实在本发明的组合物中形成小泡。典型地,当用正交偏振显微镜检测时,小泡具有表现出双折射的层状相结构。或者,可以通过低温透射电子显微技术(Cryo-TEM)技术来来证实小泡的形成。粒度的测量也可用于表明有机基聚硅氧烷以典型的小泡大小充分分散在含水介质中。例如,平均粒度小于0.500μm(微米)对分散的小泡来说是典型的。在本发明的教导中,具有小于0.200μm或0.100μm的平均粒度的小泡是可能的。
本发明还涉及到硅氧烷树脂的含水组合物,如上所述,其可进一步包含个人、家庭或健康护理成分。因此,水分散体和小泡组合物可用来捕集和在施用后随后释放个人、家庭护理或健康护理成分。可能的个人、家庭或健康护理成分的例举在WO03/101412中有教导,所述专利通过参考引入本文。个人或健康护理成分也可选自个人或健康护理“活性物质”,即,已知具有化妆和/或药物活性的任何化合物。这类个人或健康护理用活性物质的代表性例举公开在US6,168,782中,所述专利通过参考引入本文。
实施例
这些实施例用于向本领域普通技术人员说明本发明,不应当解释为限制权利要求书限定的本发明的范围。
实施例1(参考)
聚醚官能的MxMPE yTPr z树脂的制备
制备了几种平均式为MxMPE yTPr z的聚醚官能的硅氧烷树脂,其中,Pr代表丙基,PE代表聚醚基团。表1总结了每一种的平均式和其它结构特征。
表1
实施例 | 结构 | M分数 | M′分数 | TPr分数 | (M+TPr)/M′ | Mw | 硅氧烷重量% |
1A | M′0.68TPr 0.31 | 0 | 0.68 | 0.31 | 0.46 | 4208 | 22.0 |
1B | M′0.18TPr 0.82 | 0 | 0.018 | 0.82 | 4.56 | 22714 | 50.2 |
1C | MxM′yTPrz | 0.13 | 0.11 | 0.75 | 8.00 | 15306 | 61.3 |
1D | MxM′yTPrz | 0.13 | 0.11 | 0.75 | 8.00 | 29206 | 61.3 |
1E | MxM′yTPrz | 0.135 | 0.035 | 0.82 | 27.29 | 12401 | 83.1 |
对于1C描述制备表1所示的聚醚官能的MM′TPr树脂的一般程序。通过使用EBB封端剂和DC3-7010(SiH二聚体)对DC-8004TPr树脂中间体进行FC24催化的封端,来合成具有想要结构的起始SiH官能的树脂。最终SiH官能的MxM′yTPr z树脂在甲苯中具有71.33w/w%的非挥发性含量(NVC)和0.124w/w%的SiH。
在反应釜中加入59.2g聚乙二醇AE501单烯丙氧基聚醚(从Dow Chemical得到,具有3.14w/w%的OH,4.81w/w%的Vi)、0.1g醋酸钠、53.7g异丙醇和100g SiH官能的树脂。加热到70℃后,然后加入4.5ppm当量铂催化剂,以引发反应。反应进行2小时后,过滤所得反应混合物,和通过在减压下加热来汽提挥发物。
实施例2
MM′TPr-PEO树脂的分散体和添加挥发性溶剂的影响
根据表2中所述的配方和工序,来制备实施例1C的硅氧烷树脂的水分散体。实施例2A表明,当仅用所述树脂尝试制备分散体(没有挥发性溶剂例如异丙醇存在)时,所述树脂从水相中分离,没有观察到稳定的分散体。然而,聚醚官能的MM′TPr树脂、MM′TPr-PEO树脂成功地分散在含有不同数量异丙醇的水中,如表2中实施例2B、2C和2D所示。
表2
实施例 | 2A | 2B | 2C | 2D |
MM′TPr-PEO树脂,克 | 2.004 | 2.077 | 2.081 | 2.016 |
异丙醇,克 | 4.018 | 6.000 | 8.029 | |
去离子水,克 | 18.024 | 14.000 | 12.079 | 10.242 |
重量%SPE树脂 | 10.01 | 10.34 | 10.32 | 9.94 |
重量%IPA | 0.00 | 20.00 | 29.76 | 39.58 |
重量%水 | 89.99 | 69.67 | 59.92 | 50.49 |
分散速率 | 没分散 | 中度 | 快速 | 快速 |
分散体外观 | 在水中分离的树脂 | 浑浊,均一的分散体 | 透明,均一的分散体 | 透明,均一的分散体 |
平均粒度,μm | n/a | 0.106 | 0.025 | 0.037 |
D(v,0.5),μm | 0.022 | 0.023 | 0.026 | |
D(v,0.9),μm | 0.036 | 0.036 | 0.038 | |
峰值1,直径,μm | 0.022 | 0.023 | 0.026 | |
峰值1,体积% | 0.950 | 1.000 | 0.980 | |
峰值2,直径,μm | 0.596 | 0.753 | ||
峰值2,体积% | 2% | 2% | ||
峰值3,直径,μm | 3.35 | |||
峰值3,体积% | 3% |
实施例3
纯和维生素填充的小泡的分散体
采用具有不同重量%的有机硅含量的聚醚官能的MM′TPr-PEO树脂来制备纯小泡水分散体,和也用于在形成的小泡中捕集油溶性活性物质。表3总结了小泡组合物和维生素A棕榈酸酯(VAP)捕集的小泡分散体,其由实施例1中制备的几种MM′TPr-PEO树脂制备。活性物质捕集的小泡在水中稳定。
表3
纯和VAP填充的MM′TPr-PEO树脂的分散体
树脂ID | 1B | 1D | 1E |
SiH树脂结构 | M′0.18TPr 0.82 | M0.13M′0.11TPr 0.75 | M0.135M′0.035TPr 0.82 |
重量%的有机硅 | 50.2 | 61.3 | 83.1 |
纯分散体:汽提过 | 3A | 3B | |
VAP填充的SPE:仅均化 | 3C | 3D | 3E |
VAP填充的SPE:均化,汽提过 | 3F | 3G |
实施例4
由具有高重量%的有机硅的MM TPr-PEO树脂制备的小泡分散体
首先,将M0.135M′0.035TPr 0.82-PEO树脂(1E)分散在IPA/水介质中,和在实施例4A(在30IPA/60水混合物中)中发现了平均粒度为0.0321的颗粒,和在实施例4C(在44IPA/46w/w水混合物中)中发现了平均粒度为0.0040μm的颗粒。
通过从4A分散体中汽提掉异丙醇,得到15有机硅聚醚小泡在4IPA/81水中的最终组合物,从而制备实施例4B分散体。所述小泡的平均粒度为0.028μm。
实施例 | 4A | 4B | 4C |
工艺历史 | 机械混合 | 混合,Rotovap汽提 | 机械混合 |
19002-122MM′TPr-PEO树脂,克 | 20.16 | 19.09 | 0.500 |
异丙醇,克 | 60.26 | 51.34 | 2.274 |
去离子水,克 | 121.00 | 103.10 | 2.375 |
汽提前的批量,克 | 201.42 | 171.62 | 5.149 |
汽提的挥发性溶剂,克 | 46.17 | ||
汽提后批量,克 | 201.42 | 125.45 | 5.15 |
重量%SPE | 11.12 | 14.99 | 9.71 |
重量%IPA | 29.92 | 4.06 | 44.16 |
重量%水 | 60.07 | 80.95 | 46.13 |
外观 | 透明 | 轻微浑浊 | 几乎透明 |
平均粒度,μm | 0.0321 | 0.0282 | 0.0040 |
D(v,0.5),μm | 0.0225 | 0.0261 | 0.0034 |
D(v,0.9),μm | 0.0427 | 0.0420 | 0.0058 |
峰值1,直径,μm | 0.0221 | 0.0261 | 0.0034 |
峰值1,体积% | 96% | 100% | 100% |
峰值2,直径,μm | 0.2374 | ||
峰值2,体积% | 4% |
实施例5
具有61.3%有机硅的M0.135M0.035TPr 0.82-PEO树脂分散体
采用实施例4中的工序,制备M0.135M′0.035TPr 0.82-PEO树脂的分散体。
该聚醚官能的M0.135M′0.035TPr 0.82-PEO树脂含有约61.3重量%的有机硅,和不容易分散于水中。如表4中详细给出的,M0.135M′0.035TPr 0.82-PEO树脂分散于30/60w/w的异丙醇/水混合物中。分散体的粒度为0.026μm。通过随后汽提掉异丙醇,得到M0.135M′0.035TPr 0.82-PEO树脂在纯水中的分散体。得到两种粒度的分散体:0.344μm和2.03μm。
ID实施例 | 5A | 5B |
工艺历史 | 机械混合 | 混合,Rotovap汽提 |
18817-57MM′TPr-PEO树脂,克 | 30.0 | 30.0 |
IPA,克 | 90.0 | |
水,克 | 180.0 | 180.0 |
重量%SPE | 10.0 | 14.3 |
重量%IPA | 30.0 | 0.0 |
重量%水 | 60.0 | 85.7 |
外观 | 水-白色透明分散体 | 具有双峰粒度分布的小泡的乳状分散体,分离成两层 |
平均粒度,μm | 0.02606 | 2.051 |
D(v,0.5),μm | 0.02395 | 1.954 |
D(v,0.9),μm | 0.0384 | 3.38 |
峰值1,直径,μm | 0.02395 | 0.344 |
峰值1,体积% | 100% | 7% |
峰值2,直径,μm | 2.029 | |
峰值2,体积% | 93% |
实施例5B的分散体分离成两层:一个轻微浑浊的顶层和一个乳状底层。进一步对各层的分析表明,顶层是小颗粒的分散体,和底层是较大颗粒的分散体。
拍摄了M0.135M′0.035TPr 0.82-PEO树脂的实施例5B的分散体的顶层的低温-TEM图像,如下图1所示。低温-TEM图像证实了分散体中的颗粒是小泡,主要是单层小泡。
Claims (18)
1.一种含有分散的颗粒的含水组合物,其中所述分散的颗粒包含硅氧烷树脂且具有小于10μm的平均粒度,其中所述硅氧烷树脂是包含至少80摩尔%的下列通式的甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂:(R1 2R′SiO1/2)x(R″SiO3/2)y
其中,x和y的数值为0.1-0.95,R1是具有1-8个碳原子的烷基或芳基,R′是含有聚氧化亚烷基单元的单价有机基团,R″是具有2-8个碳原子的单价烃基。
2.权利要求1的含水组合物,其中的硅氧烷树脂包含下述单元:
(i)(R1 3S iO1/2)a
(ii)(R2 2SiO2/2)b
(iii)(R3SiO3/2)c
(iv)(SiO4/2)d
(v)(R1 2R′SiO1/2)x,和
(vi)(R″SiO3/2)y,
其中,R1、R2和R3独立地为具有1-8个碳原子的烷基或芳基,R′是单价聚氧化亚烷基,R″是具有2-8个碳原子的单价烃基团,a、b、c和d的数值为0-0.2,x和y数值为0.1-0.95,前提条件是,x+y的数值等于或大于0.8,和a+b+c+d+x+y=1。
3.权利要求1的含水组合物,其中R″为丙基。
4.权利要求1的含水组合物,其中R′的通式为-R4O(CnH2nO)zR5,其中,n为2-4,包括端值,z大于4,R4是含有2-8个碳原子的二价烃基,R5是氢、乙酰基或含有1-8个碳原子的单价烃基。
5.权利要求4的含水组合物,其中,n为2,z为4-24,R4是亚丙基,R5是氢。
6.权利要求1的含水组合物,进一步包含可与水混溶的挥发性溶剂。
7.权利要求6的含水组合物,其中所述溶剂为乙醇。
8.权利要求1的含水组合物,其中所述分散的颗粒是小泡。
9.权利要求8的含水组合物,其中所述小泡进一步包含非水成分。
10.一种制备水分散体的方法,其包括:
(I)混合
(A)包含至少80摩尔%的下列通式的甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂:(R1 2R′SiO1/2)x(R″SiO3/2)y
其中,x和y的数值为0.1-0.95,R1是具有1-8个碳原子的烷基或芳基,R′是含有聚氧化亚烷基单元的单价有机基团,R″是具有2-8个碳原子的单价烃基,
(B)可与水混溶的挥发性溶剂,
(C)任选的,有机油或硅氧烷油,
与水,形成硅氧烷树脂的水分散体;
(II)从水分散体中去除可与水混溶的挥发性溶剂。
11.权利要求10的方法,其中在步骤I)的混合中包括(C)硅氧烷油或有机油。
12.权利要求11的方法,其中所述硅氧烷油是挥发性甲基硅氧烷。
13.一种制备小泡组合物的方法,其包括:
(I)混合
(A)包含至少80摩尔%的下列通式的甲硅烷氧基单元的硅氧烷树脂:(R1 2R′SiO1/2)x(R″SiO3/2)y
其中,x和y的数值为0.1-0.95,R1是具有1-8个碳原子的烷基或芳基,R′是含有聚氧化亚烷基单元的单价有机基团,R″是具有2-8个碳原子的单价烃基,
(B)可与水混溶的挥发性溶剂,
(C)任选的有机油或硅氧烷油,
与水,形成硅氧烷树脂的水分散体;
(II)从水分散体中去除可与水混溶的挥发性溶剂,形成小泡组 合物。
14.通过权利要求13的方法生产的小泡组合物。
15.权利要求1的含水组合物,进一步包含个人、家庭或健康护理活性成分。
16.一种个人、家庭或健康护理用组合物,其包含权利要求1的含水组合物。
17.权利要求8的小泡组合物,进一步包含个人、家庭或健康护理活性成分。
18.一种个人、家庭或健康护理用组合物,其包含权利要求8的小泡组合物。
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