CN103946446A - 氨基官能有机硅乳液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性有机硅乳液，所述水性有机硅乳液包含：A)氨基官能有机聚硅氧烷，B)具有下式的季铵表面活性剂：R1R2R3R4N+X-，其中R1为含有至少10个碳原子的有机官能团，R2为R1或含有1至12个碳原子的烃基，R3为R1、R2或含有2至10个碳原子的醇基，R4为R1、R2或R3，X-为卤离子、硫酸根、磺酸根、甲基硫酸根或乙基硫酸根，C)非离子表面活性剂，其中所述水性有机硅乳液含有小于0.2重量％的D4和D5环状硅氧烷。

Description

氨基官能有机硅乳液
相关专利申请的交叉引用
本申请要求提交于2011年11月29日的美国专利申请No.61/564426的权益。
背景技术
氨基官能有机硅的乳液广泛用于毛发护理组合物中，以提供各种美感效果。已商业开发出各种类型的乳液，以提供这种氨基官能有机硅聚合物的水基产品，用作头发调理剂。一种制备氨基官能有机硅乳液的方法涉及乳液聚合技术，该技术首先将硅氧烷单体乳化，随后聚合成高分子量。作为另一种选择，可从预形成的氨基官能有机硅制备机械乳液。
减少有机硅(silicone)乳液中溶剂、未反应的硅氧烷、催化剂残余、环状的聚合副产物和其他杂质的存在是本领域持续面临的挑战。当这类杂质与下游应用(例如医疗、美容和个人护理应用)不相容时，在这类杂质的存在会降低乳液稳定性的情况下，或者在法规规定要求去除或减少这类杂质存在的情况下，或者出于其他原因，减少这类杂质的需求可能产生。具体地讲，对降低氨基官能有机硅乳液中的环硅氧烷(例如八甲基环四硅氧烷(D4)和十甲基环五硅氧烷(D5))的存在有兴趣。在许多情况下，D4和D5可存在于制备氨基官能有机硅乳液的过程中，或者它们可在存储乳液时通过副反应生成。
发明内容
本发明人已发现了制备具有降低的环硅氧烷含量的氨基官能硅氧烷的机械乳液的方法。因此，与通过常规方法制备的乳液相比，通过本发明方法制备的乳液中八甲基环四硅氧烷(D4)和十甲基环五硅氧烷(D5)的量显著减少。此外，本发明乳液中较低的D4和D5含量随时间推移保持较低。换句话讲，在搁置老化本发明乳液时，D4和D5含量不会显著增大。所得的乳液尤其可用于毛发护理产品。
本发明涉及水性有机硅乳液，其包含：
A)氨基官能有机聚硅氧烷，
B)具有下式的季铵表面活性剂：
R1R2R3R4N+X-，
其中R1为含有至少10个碳原子的有机官能团，
R2为R1或含有1至12个碳原子的烃基，
R3为R1、R2或含有2至10个碳原子的醇基，
R4为R1、R2或R3，
X-为卤离子、硫酸根、磺酸根、甲基硫酸根或乙基硫酸根，
C)非离子表面活性剂，
其中水性有机硅乳液含有少于0.2重量％的D4和D5环状硅氧烷，并且在将乳液在50℃下老化1个月后，D4、D5或两者的含量低于下述中的一者：
乳液中D4为0.11重量％或D5为0.12重量％，
当该含量以环状硅氧烷与阳离子表面活性剂的非水含量的比率表示时，D4低于0.14或D5低于0.07，
当D4的含量以((D4AGED-D4(t＝0))/％CS)*100表示时，其中D4分别为老化乳液和初始乳液中D4的重量百分比，％CS为乳液中阳离子表面活性剂的质量分数(非水含量)，D4低于1.3。
具体实施方式
A)氨基官能有机聚硅氧烷
有机聚硅氧烷是含有独立选自如下的硅氧烷单元的聚合物：(R3SiO1/2)、(R2SiO2/2)、(RSiO3/2)或(SiO4/2)甲硅烷氧基单元，其中R可以是任何单价有机基团。有机聚硅氧烷中的甲硅烷氧基单元(R3SiO1/2)、(R2SiO2/2)、(RSiO3/2)或(SiO4/2)甲硅烷氧基单元通常分别称为M、D、T和Q单元。这些甲硅烷氧基单元可以按多种方式组合以形成环状、直链或支链的结构。所得的聚合物结构的化学和物理性质可以不同。例如，取决于平均聚合物化学式中的甲硅烷氧基单元的数目和类型，有机聚硅氧烷可以是挥发性的或低粘度流体、高粘度流体/胶、弹性体或橡胶以及树脂。R可以是任何单价有机基团，或者R为含有1至30个碳原子的烃基，或者R为含有1至30个碳原子的烷基，或者R为甲基。
用于本发明的有机聚硅氧烷的特征在于甲硅烷氧基单元中的至少一个R基团为氨基。氨基官能团可存在于任何具有R取代基的甲硅烷氧基单元上，即，它们可以存在于任何(R3SiO1/2)、(R2SiO2/2)或(RSiO3/2)单元上，并在本文的化学式中标示为RN。氨基官能有机基团RN可通过具有下式的基团示例：–R3NHR4、–R3NR2 4或–R3NHR3NHR4，其中每个R3独立地是具有至少2个碳原子的二价烃基，并且R4为氢或烷基。每个R3通常为具有2至20个碳原子的亚烷基。R3通过诸如下列的基团示例：-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-和-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-。烷基R4如上文对R所示例。当R4为烷基时，它通常为甲基。合适的氨基官能烃基的一些例子是：-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2CH(CH3)NH2、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2NHCH3、-CH2CH2CH2NHCH3、-CH2CH(CH3)CH2NHCH3、-CH2CH2CH2CH2NHCH3、-CH2CH2NHCH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2NHCH2CH2NHCH3、-CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NHCH3、-CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NHCH3和-CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2CH3。
作为另外一种选择，氨基官能团为-CH2CH(CH3)CH2NHCH2CH2NH2或CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2
用作组分A)的氨基官能有机聚硅氧烷可选自含有由以下平均式表示的甲硅烷氧基单元的氨基官能二有机聚硅氧烷；
[R2SiO2/2]a[RRNSiO2/2]b
其中：a为1至1000，或者1至500，或者1至200，
b为1至100，或者1至50，或者1至10，
R独立地为单价有机基团，
或者R为含有1至30个碳原子的烃基，
或者R为含有1至12个碳原子的单价烷基，或者作为另一种选择R为甲基；
RN是如上面所定义的。氨基官能二有机聚硅氧烷可用硅烷醇、烷氧基、三烷基甲硅烷氧基或它们的组合封端。
用作组分A)的氨基官能有机聚硅氧烷也可为任何上述氨基官能有机聚硅氧烷的组合。所述氨基官能有机聚硅氧烷也可溶于合适的溶剂如较低分子量有机聚硅氧烷或有机溶剂中。用作组分A)的氨基官能有机聚硅氧烷也可为上述氨基官能有机聚硅氧烷中的一者或若干者与25℃时粘度为至少350厘沲的OH封端的PDMS或三甲基PDMS或三甲基/甲氧基PDMS的共混物或混合物。
氨基官能有机聚硅氧烷在本领域中是已知的，并且许多是可商购获得的。代表性的商用氨基官能有机聚硅氧烷包括：OFX-8040流体、OHX-8600流体、OHX-8630流体、OHX-8803流体、DOWAP-8087流体、DOW2-8040聚合物、DOW8566聚合物、DOW8600亲水性软化剂以及DOW8803聚合物。
B)季铵表面活性剂
本发明有机硅乳液中的组分B)为具有式R1R2R3R4N+X-的季铵表面活性剂，
其中R1为含有至少10个碳原子的有机官能团，
R2为R1或含有1至12个碳原子的烃基，
R3为R1、R2或含有2至10个碳原子的醇基，
R4为R1、R2或R3，
X-为卤离子、硫酸根、磺酸根、甲基硫酸根或乙基硫酸根。
R1为含有至少10个碳原子、或至少12个碳原子、或至少16个碳原子的有机官能团。通常，R1包含有机官能团，例如将脂肪酸基有机部分连接到季铵表面活性剂分子中的酯或酰胺。由于R1包含有机官能团，R1的结构选项不包括脂族烃，例如长链烷基(例如十六烷基)。
R2为R1或含有1至12个碳原子的烃基。作为另外一种选择，R2为含有1至12个碳原子或1至6个碳原子的烷基。作为另外一种选择，R2为甲基。
R3为R1、R2或含有2至10个碳原子的醇基。作为另外一种选择，R3为含有2至8个碳原子或2至4个碳原子的醇基。作为另外一种选择，R3为–CH2CH2OH。
R4为R1、R2或R3，如上所述。
X-为卤离子、硫酸根、磺酸根、甲基硫酸根或乙基硫酸根。合适的卤离子包括F-、Cl-、Br-和I-。在某些实施例中，X-为Cl-或甲基硫酸根。
在一个实施例中，R1和R4具有式R5C(O)OR6，其中R5C(O)衍生自脂肪酸并且R6为含有1至4个碳原子的二价烃基。在另外的实施例中，脂肪酸为油酸并且R6为–CH2CH2-。
在另一个实施例中，R1具有式R5C(O)NHR6，其中R5C(O)衍生自脂肪酸并且R6为含有1至4个碳原子的二价烃基，并且R4为甲基。在另外的实施例中，脂肪酸为貂油并且R6为–CH2CH2CH2-。
在一个实施例中，季铵表面活性剂具有式
R1＝R2＝R5C(O)OCH2CH2-，其中R5C(O)衍生自油酸，R3为–CH2CH2OH，并且R4为甲基。具有该结构的季铵表面活性剂的代表性非限制性商用例子包括CO-40(花王股份有限公司(Kao Corporation S.A.))。
在一个实施例中，季铵表面活性剂具有式
R1＝R5C(O)NHCH2CH2CH2-，其中R5C(O)衍生自貂油，R2为甲基，R3为–CH2CH2OH，并且R4为甲基。具有该结构的季铵表面活性剂的代表性非限制性商用例子包括26(美国新泽西州爱迪生的禾大公司(Croda Inc.Edison,NJ))。
或者，阳离子表面活性剂可以是两种或更多种满足上述描述的季铵类物质的混合物。
C)非离子表面活性剂
本发明乳液还含有作为组分C)的非离子表面活性剂。非离子表面活性剂可选自基于聚氧乙烯的化合物，例如被视为乙氧基化醇的那些。适合的可商购的非离子表面活性剂的代表性例子包括由美国特拉华州威尔明顿(Wilmington,Delaware)的禾大公司(Croda)(ICI Surfactants公司)以商品名销售的聚氧乙烯脂肪醇。一些例子是L23(称为聚氧乙烯(23)月桂基醚的一种乙氧基化醇)和L4(称为聚氧乙烯(4)月桂基醚的另一种乙氧基化醇)。一些另外的非离子性表面活性剂包括由美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,Michigan)以商标销售的乙氧基化醇。一些例子是TMN-6，即称为乙氧基化三甲基壬醇的乙氧基化醇；以及多种乙氧基化醇，即，以商标15-S-5、15-S-12、15-S-15和15-S-40出售的C12-C14仲醇乙氧基化物。还可以使用由巴斯夫公司(BASF)以Lutensol XP(称为乙氧基化的C10-格尔伯特醇(Guerbetalcohol))和Lutensol TO(称为乙氧基化的异构C13醇)系列提供的
还可以使用其亲水部分是基于糖类或多糖类的表面活性剂。这些表面活性剂的例子为GD70(巴斯夫公司(BASF))和得自美国密歇根州米德兰陶氏化学公司(Dow Chemical Company(Midland,MI))的Triton BG-10。
当使用含非离子表面活性剂的混合物时，一种非离子表面活性剂可以具有低的亲水亲油平衡值(HLB)并且另一种非离子表面活性剂可以具有高的HLB，使得所述两种非离子表面活性剂具有11至15的联合HLB、或者12.5至14.5的联合HLB。
乳液中组分A)、B)、C)和水的量可以改变。通常，乳液将含有：15至80重量％的A)氨基官能聚有机硅氧烷，
或者30至75％的A)氨基官能聚有机硅氧烷，
或者47至71％的A)氨基官能聚有机硅氧烷；
0.5至10重量％的B)季铵表面活性剂，
或者1.2至8重量％的B)季铵表面活性剂，
或者1.3至6.7重量％的B)季铵表面活性剂；
2至8重量％的C)非离子表面活性剂，
或者3至7重量％的B)非离子表面活性剂，
或者3.5至5.2重量％的B)非离子表面活性剂，
以及足量的水或其他组分，共计100重量％。
也可在本发明的乳液中掺入其他添加剂，例如填料、粘度改性剂、泡沫控制剂；防冻剂和杀生物剂。
本发明乳液可通过任何已知的方法制备，或者通过如下所述的方法制备。
本发明还提供通过如下步骤制备乳液的方法：
I)形成包含以下的混合物：
A)100重量份氨基官能有机聚硅氧烷，
B)0.1至50重量份季铵表面活性剂，
C)0.1至50重量份非离子表面活性剂，(组分A、B和C是如上文所描述的)
II)将足量的水掺混至来自步骤I)的混合物以形成乳液，
III)任选地，进一步剪切混合乳液和/或用连续相稀释乳液。
在步骤I中，表面活性剂B)和C)可以单独添加，也可以结合可变量的水添加。通常，在选择表面活性剂或表面活性剂组合时，表面活性剂在步骤I中以浓缩水性分散体形式或以水溶液形式添加。
对于每100重量份所用的氨基官能有机聚硅氧烷而言，在步骤I中添加的每种表面活性剂的量应为0.1至50重量份。作为另外一种选择，对于每100重量份所用的氨基官能有机聚硅氧烷而言，在步骤I中添加的每种表面活性剂的量可为1至50重量份。作为另外一种选择，对于每100重量份所用的氨基官能有机聚硅氧烷而言，在步骤I中添加的表面活性剂的量可为2至20重量份。
步骤(I)中的混合可以通过本领域已知的任何用来实现高粘度材料的混合的方法来完成。该混合可以分批工艺、半连续工艺或连续工艺进行。混合可例如用如下装置来进行：中等/低剪切力分批混合装置，包括换罐式混合器、双行星混合器、锥形螺杆混合器、带式掺合器、双臂混合器或弓刀混合器；具有高剪切和高速度分散器的批处理设备，包括美国纽约州的查尔斯·罗斯父子公司(Charles Ross&Sons(NY))、美国新泽西州的豪美设备公司(Hockmeyer Equipment Corp.(NJ))制造的那些设备；高剪切作用批处理设备，包括班伯里型(美国纽约的布拉本德仪器公司(CW BrabenderInstruments Inc.,NJ))和亨舍尔型(美国德克萨斯州的美国亨舍尔混合器公司(Henschel mixers America,TX))；基于离心力的高剪切混合装置，例如Speed (Hauschild&Co KG，德国)。连续混合机/混炼机的示例性例子包括挤出机：单螺旋、双螺旋和多螺旋挤出机、共旋转挤出机，例如美国新泽西州拉姆齐的克鲁伯·维尔纳和普夫莱德雷尔公司(Krupp Werner&Pfleiderer Corp(Ramsey,NJ))和美国新泽西州的莱斯特瑞兹公司(Leistritz(NJ))制造的那些挤出机；反转双螺杆挤出机、两级挤出机、双转子连续混合器、动态或静态混合器或者这些装置的组合。
步骤I的混合发生时的温度和压力并不重要，但通常在周围温度和压力下进行。通常，由于剪切如此高粘度的材料时相关的机械能，混合物的温度将在混合过程期间升高。
本方法的步骤II涉及将水掺混至步骤I的混合物以形成乳液。通常，对于每100重量份步骤I的混合物而言，混合5至2000重量份的水以形成乳液。在额外搅拌的情况下，将水以形成步骤I混合物的乳液的速率添加到步骤I所得的混合物中。虽然该水量可根据表面活性剂的选择而变化，但通常水量为0.1至2000份每100重量份的步骤I混合物，或者为5至500份每100重量份的步骤I混合物，或者5至100份每100重量份的步骤I混合物。
添加到步骤I所得的混合物的水可以以增量部分进行，按此办法，每个增量部分占步骤I所得的混合物的不到30重量％，并且每个增量部分的水依次在前一增量部分的水分散后加入，其中足够的增量部分的水被加入以形成氨基官能有机聚硅氧烷的乳液。
步骤(II)中的混合可以通过本领域已知的任何用来实现高粘度材料的混合的方法来完成。该混合可以分批工艺、半连续工艺或连续工艺进行。所描述的用于步骤(I)的任何混合方法均可以用于实现步骤(II)中的混合。或者，步骤(II)中的混合还可以经由本领域已知的用于提供高剪切混合从而实现乳液形成的那些技术来发生。这类高剪切技术的代表包括：均质机、声谱显示仪和其他类似的剪切装置。
任选地，可根据步骤(III)进一步剪切或稀释步骤(II)中形成的乳液以减小粒度和/或改善长期储存稳定性和/或改进处理。可通过上面论述的混合技术中的任一者来进行剪切。在一些情况下，可能需要在低压或真空下进行步骤I至III中的一个或若干步骤。
本发明的乳液产品可以是油/水乳液、水/油乳液、多相或三重乳液。
在一个实施例中，本发明的乳液产品为油/水乳液。本发明的油/水乳液可通过连续水相中分散的有机硅氧烷嵌段共聚物(油)相的平均体积粒度来表征。该粒度可以通过对乳液进行激光衍射来测定。合适的激光衍射技术是本领域公知的。粒度由粒度分布(PSD)获得。PSD可以基于体积、表面和长度来测定。体积粒度等于具有与给定颗粒相同的体积的球体的直径。术语Dv表示分散的粒子的平均体积粒度。Dv 0.5是对应于累积颗粒群体(cumulative particle population)的50％所测量的体积粒度。换句话说，如果Dv 0.5＝10μm，则50％的颗粒的平均体积粒度低于10μm，且50％的颗粒的平均体积粒度高于10μm。除非另有指明，否则所有平均体积粒度都用Dv 0.5计算。
油/水乳液中分散的硅氧烷粒子的平均体积粒度可在0.1μm与150μm之间；或者在0.1μm至30μm之间；或者在0.2μm至5.0μm之间。
本发明的氨基官能有机硅乳液的特征在于具有小于0.2重量％的D4和D5环状硅氧烷。此外，本发明的氨基官能有机硅乳液的特征可在于在老化乳液时保持低水平(环状硅氧烷)。可通过将乳液在50℃下存储1个月并通过气相色谱(GC)技术测量D4和D5含量来评估本发明乳液的老化。在50℃下老化1个月后，本发明乳液中的D4、D5或两者的含量低于下述中的一者：
乳液中D4为0.11重量％或D5为0.12重量％，
当该含量以环状硅氧烷与阳离子表面活性剂的非水含量的比率表示时，D4低于0.14或D5低于0.07，
当D4的含量以((D4AGED-D4(t＝0))/％CS)*100表示时，其中D4分别为老化乳液和初始乳液中D4的重量百分比，％CS为乳液中阳离子表面活性剂的质量分数(非水含量)，D4低于1.3。
与通过使用基于长链脂族(例如衍生自诸如牛脂的脂肪酸源的那些)的季铵表面活性剂制备的类似氨基官能乳液相比，本发明乳液是有利的。基于长链脂族烃基季铵表面活性剂(例如Arquad16-29)的乳液可在其组合物中在除了中性pH值之外的pH值下生成D4或D5。因此，需要对此类乳液的pH进行调节，以避免在乳液组合物或含有乳液的后续组合物中形成环状硅氧烷(D4或D5)。因此，这些乳液可能不适用于不是pH中性的许多应用或制剂。
本发明的乳液可用于处理多种纤维表面。所述纤维表面包括各种纺织物和天然纤维。可用处理组合物处理的纤维或纺织物包括天然纤维，诸如棉、丝、亚麻和羊毛；再生纤维，例如人造丝和醋酸纤维素；合成纤维，例如聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯和聚丙烯；以及它们的组合和共混物。纤维的形式可包括线、原丝、短麻屑、纱线、纺织布、编织材料、无纺材料、纸张、地毯和皮革。
可在制造纤维或纺织物期间、或随后通过后涂敷过程将包含本发明的乳液的纤维处理组合物涂敷到纤维和/或纺织物上。在施加后，可例如通过在环境温度或高温下干燥组合物来将载体(如果存在的话)从处理组合物中移除。基于纤维或纺织物的干重计，涂敷到纤维和纺织物上的处理组合物的量通常足以在纤维和纺织物上提供0.1至15重量％的组合物，该量优选地为0.2至5重量％，基于纤维或纺织物的干重计。
本发明组合物在毛发上的使用可采用常规的毛发调理方式。将有效量的头发调理组合物施用到头发。这种有效量通常在约0.5g至约50g、优选约1g至约20g的范围内。施用于毛发通常包括使组合物透入毛发，使得毛发的大部分或者全部与组合物接触。这个调理毛发的方法包括将有效量的毛发护理组合物施用于毛发的步骤和然后使组合物透入毛发的步骤。
实例
将如下实例包括在内以阐述本发明的优选实施例。本领域的技术人员应该理解，随后的实例中公开的技术代表本发明人发现在实践本发明中表现良好的技术，因而可视为构成其实践的优选模式。然而，根据本公开本领域的技术人员应该理解，可以在所公开的具体实施例中做出许多改变且仍可获得类似或相同的结果而不背离本发明的精神和范围。所有的百分数为重量％。除非另外指明，否则所有的测量均在23℃下进行。
材料
除非另外指明，否则所有阳离子乳化剂均为商品名，氨基聚合物为道康宁公司(Dow Corning)制造的材料，并且百分比是指质量百分比。CxEy代表含有饱和烃链(直链或支链)的非离子乳化剂，该饱和烃链具有X个C原子和Y个聚氧乙烯单元。这些材料可购自多个制造商，例如但不限于巴斯夫(BASF)(Lutensol系列)、禾大(Croda)(Synperonic、Brij和Renex系列)、科莱恩(Clariant)(Genapol系列)等。
乳液
除非另外说明，否则本发明的代表性乳液使用Dental Speed Mixer DAC400FV进行制备。将25g氨基有机硅聚合物、表面活性剂(阳离子和非离子)和一些水放入杯子中，并经过剪切以通过突变转相制备乳液。然后将制备的浓缩乳液稀释至约50％有机硅。需要时，通过添加少量的16％或40％NaOH或乙酸来调节pH。在不构成任何限制的情况下，可能的酸为乙酸、硫酸、盐酸、柠檬酸。
表征
在所有情况下，使用配有Hydro2000采样装置的马尔文粒度分析仪(Malvern Mastersizer)测量粒度。收集从稀释的乳液散射的光并使用米氏理论分析。
使用气相色谱法测量初始聚合物和新制备的乳液的D4和D5的含量。将乳液在50℃下老化一个月，还测定老化样品上的环状硅氧烷的量。测量值的精确度为约5％报告值。
乳液的性能评估：
将一些乳液配制在头发护理漂洗型调理剂中。用洗去型调理制剂处理白种人的经漂白的发束，并使用Dias-Stron MTT-175(英国Dia-Stron有限公司)测量使梳子穿过发束所需的力。在具有20℃恒定温度和50％固定相对湿度的环境可控的房间内进行测试。总梳理负荷由UvWin软件得到。用生成的数据进行统计分析。
实例1
用于该实例的聚合物为5000厘沲的甲氧基和羟基封端的二甲基，甲基氨基乙基氨基异丁基硅氧烷，可以商品名DowAP-8087流体商购获得。表1和2分别汇总了乳液组合物和环状硅氧烷的含量。比较例标有CMP。表2中的星号表示在乳液制备过程中或老化过程中生成环状硅氧烷的情况。这些实例表明，比较例的乳液(例如通过季铵卤化物稳定的乳液)需要对pH进行控制，以防止环状硅氧烷的形成。相比之下，本发明的代表性乳液不需要对pH进行任何特定调节。
表1：含有AP-8087的乳液的组成
表2AP-8087的乳液老化前后的环状硅氧烷含量
乳液 D4(％)，t＝0 D5(％)，t＝0 D4(％)，老化后 D5(％)，老化后
8087氨基聚合物- 0.11 0.21
E1-1 0.055 0.127 0.11 0.13
E1-2 0.054 0.122 0.09 0.11
E1-3CMP 0.053 0.119 0.22* 0.12
EM1-4CMP 0.06 0.11 0.68* 0.16*
EM1-5CMP 0.06 0.1 0.08 0.11
EM1-6CMP 0.16* 0.13* 0.13 0.14
EM1-7 0.05 0.09 0.08 0.11
EM1-8 0.05 0.09 0.06 0.11
EM1-9 0.05 0.1 0.08 0.11
EM1-10 0.05 0.09 0.11 0.12
EM1-11 0.05 0.1 0.1 0.12
EM1-12 0.05 0.1 0.09 0.12
实例2
有机硅乳液也由羟基/甲氧基封端的氨基官能聚硅氧烷制备，所述氨基官能聚硅氧烷的胺含量范围为0.02至0.2摩尔％胺取代的Si并且粘度在54000至60000厘沲范围内。用于该实例的氨基官能聚硅氧烷通过初始粘度为5000厘沲的羟基封端的聚二甲基硅氧烷与氨乙基氨丙基-三-甲氧基硅烷的锡催化共缩合作用制得。该反应在真空下进行。使用阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂对这些聚合物进行机械乳化。表3和4列出了组成和环状硅氧烷含量。
表3高粘度氨基聚合物的乳液的组成。使用少量CH 3 COOH或NaOH 调节pH，样品EM2-3、EM2-4、EM2-7、EM2-8含有0.3％纤维素类增稠 剂。
表4：每克阳离子表面活性剂干物质含量的环状硅氧烷含量(应当注 意Arquad为29％固体)。初始聚合物的D4和D5的量分别为0.11％和 0.09％。
实例3
该实例的乳液以如实例1和2中的类似方式制备，但在该实例中所用聚合物是在末端封阻剂的存在下通过OH封端的聚硅氧烷与氨乙基氨丙基-甲基-二烷氧基硅烷的酸催化缩合制备。制备方法在WO200316380中有所描述，并且生成胺含量小于1％并且粘度为约1000至2000厘沲的三甲基封端的PDMS。在乳化前除去该聚合物，从而检测到更低的环状有机硅含量。然而，对于本发明范围之外的组合物而言，环状硅氧烷相对于阳离子表面活性剂的相对增量更大。表5汇总了组成并且表6汇总了环状硅氧烷的含量。表6中D4和D5的相对增量按如下方式计算：
增量＝(％D4老化后-％D4初始)/％CS*100，
其中％D4老化后为老化乳液(1个月，50℃)中D4的测量百分比，,％D4初始为初始乳液中D4的量，假设在制备时D4的唯一来源是氨基聚合物
％CS为制剂中阳离子表面活性剂的百分比(非水含量)
表5.含有AP2的乳液的组成
表6
AP2的乳液的D4和D5含量
实例4
实例1至3的一些乳液的复制品以2％有机硅的浓度配制入漂洗型调理剂中，并根据商用标准进行湿梳和干梳测试。表7汇总了结果。
表7

Claims (15)

1.一种水性有机硅乳液，其包含：
A)氨基官能有机聚硅氧烷，
B)具有下式的季铵表面活性剂：
R1R2R3R4N+X-，
其中R1为含有至少10个碳原子的有机官能团，
R2为R1或含有1至12个碳原子的烃基，
R3为R1、R2或含有2至10个碳原子的醇基，
R4为R1、R2或R3，
X-为卤离子、硫酸根、磺酸根、甲基硫酸根、乙基硫酸根或
磷酸根，
C)非离子表面活性剂，
其中所述水性有机硅乳液含有少于0.2重量％的D4和D5环状硅氧烷，并且在将所述乳液在50℃下老化1个月后，D4、D5或两者的含量低于下述中的一者：
所述乳液中D4为0.11重量％或D5为0.12重量％，
当所述含量以所述环状硅氧烷与所述阳离子表面活性剂的非水含量的比率表示时，D4低于0.1或D5低于0.07，
当D4的含量以((D4AGED-D4(t＝0))/％CS)*100表示时，其中D4分别为所述老化乳液和所述初始乳液中D4的重量百分比，％CS为所述乳液中所述阳离子表面活性剂的质量分数(非水含量)，D4低于1.3。
2.根据权利要求1所述的有机硅乳液，其中R1和R4具有下式：
R5C(O)OR6－其中R5C(O)衍生自脂肪酸并且R6为含有1至4个碳原子的二价烃基。
3.根据权利要求2所述的有机硅乳液，其中所述脂肪酸为油酸，并且R6为–CH2CH2-。
4.根据权利要求1所述的有机硅乳液，其中R1具有下式：
R5C(O)NHR6－其中R5C(O)衍生自脂肪酸并且R6为含有1至4个碳原子的二价烃基，并且R4为甲基。
5.根据权利要求4所述的有机硅乳液，其中所述脂肪酸为貂油，并且
R6为–CH2CH2CH2-。
6.根据上述权利要求中任一项所述有机硅乳液，其中R2为甲基。
7.根据上述权利要求中任一项所述的有机硅乳液，其中R3为–CH2CH2OH。
8.根据上述权利要求中任一项所述的有机硅乳液，其中所述氨基官能有机聚硅氧烷为含有由以下平均式表示的甲硅烷氧基单元的二有机聚硅氧烷：
[R2SiO2/2]a[RRNSiO2/2]b，
其中：a为1至1000，b为1至100，
R独立地为含有1至30个碳原子的烃，
RN为氨基官能团。
9.根据权利要求8所述的有机硅乳液，其中所述氨基官能有机聚硅氧烷为硅烷醇、烷氧基或三烷基甲硅烷氧基封端的。
10.根据权利要求9所述的有机硅乳液，其中所述氨基官能团具有下式：
-CH2CH(CH3)CH2NHCH2CH2NH2或-CH2CH2CH2NH2或-CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2。
11.根据上述权利要求中任一项所述的有机硅乳液，其中所述非离子表面活性剂为乙氧基化醇。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的有机硅乳液，其中所述非离子表面活性剂为烷基聚葡萄糖苷。
13.一种用于制备根据权利要求1所述的乳液的方法，其包括：
I)形成包含以下的混合物：
A)100重量份氨基官能有机聚硅氧烷，
B)0.1至50重量份的季铵表面活性剂：
式R1R2R3R4N+X-，
其中R1为含有至少10个碳原子的有机官能团，
R2为R1或含有1至12个碳原子的烃基，
R3为R1、R2或含有2至10个碳原子的醇基，
R4为R1、R2或R3，
X-为卤离子、硫酸根、磺酸根、甲基硫酸根、乙基硫酸根或磷酸根，
C)0.1至50重量份非离子表面活性剂，
II)将足量的水掺混至来自步骤I)的所述混合物以形成乳液，
III)任选地，进一步剪切混合所述乳液。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的乳液在毛发护理组合物中的用途。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的乳液在组合物中用以处理纺织物或织物的用途。
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