CN109384925A - 一种天然油脂改性有机硅弹性体 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子技术领域，具体的公开了一种天然油脂改性有机硅弹性体，更具体地，本发明公开涉及包括天然植物油脂改性有机聚硅氧烷交联聚合物，该交联聚合物是包含两种有机聚硅氧烷和一种或几种单不饱和脂肪酸油脂的硅氢加成反应产物，所述的天然油脂改性有机硅弹性体具有与个人护理品中天然植物油脂成分相容性好的特性，所述的天然油脂改性有机硅弹性体可被天然植物油脂溶胀形成凝胶混合物，所述的天然油脂改性有机硅弹性体所用到的天然油脂为不饱和油脂，油脂中的不饱和基团可以与有机硅中的Si‑H进行硅氢加成反应。所述的天然油脂改性有机硅弹性体是一种硅氢加成反应产物，所述的天然油脂改性有机硅弹性体主要用于个人护理品中。

Description

一种天然油脂改性有机硅弹性体
技术领域
本发明属于高分子技术领域，具体的公开了一种天然油脂改性有机硅弹性体，更具体地，本发明公开涉及包括天然植物油脂改性有机聚硅氧烷交联聚合物，该交联聚合物是包含两种有机聚硅氧烷和一种或几种单不饱和脂肪酸油脂的硅氢加成反应产物。
技术背景
有机硅弹性体在个人护理产品中的应用十分广泛，因有机硅弹性体有独特的丝滑感和粉状感而被青睐。在个人护理品配方中，大多数的有机硅弹性体可与有机流体相混合形成凝胶状物，起到增稠并建立有效的感官效果。有机流体大部分可以是低黏度的聚硅氧烷或环聚硅氧烷，这种载体与有机硅弹性体具有很好的相容性。但是，近年来，环聚硅氧烷被认为会对人身体造成危害已引起人们的重视，少用或不用环聚硅氧烷或将限制有机硅弹性体的应用拓展，且现今越来越多的天然油脂被加到个人护理品及化妆品配方中，起到润滑护肤的效果，配方师也更青睐于用这种天然无危害的精油到配方中。因此，天然油脂作为有机硅弹性体载体替代硅油或环状硅油将会成为一种新颖的凝胶组合物。
发明内容
为改善有机硅弹性体与天然油脂相容性，天然油脂改性有机硅弹性体可以有效的改善有机硅弹性体与天然油脂的相容性，以天然油脂作为载体时形成的凝胶润滑感好，粉感突出。且这种天然油脂改性有机硅弹性体凝胶组合物与个人护理品配方或化妆品中的活性成分，有效护理成分也有很好的相容效果。因此，天然油脂改性有机硅弹性体具有更针对性的应用，可以让配方师做出更好的个人护理产品。
1.本发明公开了一种天然油脂改性的有机硅弹性体，所述的天然油脂改性有机硅弹性体由下述物质反应得到：
(A)单不饱和脂肪酸含量高的天然植物油脂。
(B)分子链上含有至少一个不饱和键的聚硅氧烷化合物。
(C)分子链上含有至少两个SiH的聚硅氧烷化合物。
(D)硅氢加成反应催化剂。
2.A单不饱和脂肪酸含量高的天然油脂，所述的单不饱和脂肪酸即为油酸，油酸含量高的天然植物油脂有橄榄油，花生油和葵花籽油等。特别地，本发明所选择的天然植物油脂为高油酸含量橄榄油或花生油，油酸含量达到85％。
油酸结构式为：
3.B分子链上含有至少一个不饱和键的聚硅氧烷化合物，所述的不饱和聚硅氧烷中的不饱和键通常为乙烯基，乙烯基聚硅氧烷的通式为：
其中Me是甲基，x≥1，y>100。x+y<10000。
通常乙烯基聚硅氧烷的乙烯基含量为0.01％-1％，不饱和键的类型可以是端乙烯基或侧乙烯基，或者是两者兼有。
4.C分子链上含有至少两个SiH的聚硅氧烷化合物为含SiH聚硅氧烷，含SiH聚硅氧烷通式为：
其中Me是甲基，m≥2，n>0。m+n<500。
含SiH聚硅氧烷是有机硅弹性体交联剂，交联剂需要有较小的分子量，以减小硅氢加成反应位阻。SiH活性基团可以是侧H，或者是端H，或者是两者兼有。
5.D硅氢加成反应所用催化剂，优选铂族贵重金属，铂族贵重金属催化剂是指钌、铑、钯、锇、铱和铂及其络合物，本发明催化剂可用含铂催化剂。优选含铂催化剂包括六水合氯铂酸或无水氯铂酸，可通过氯铂酸与脂肪族不饱和有机硅化合物，如二乙烯基四甲基二硅氧烷反应的方法得到含铂络合物催化剂。含铂络合物催化剂的有效含量为100-10000ppm。
6.天然油脂改性有机硅弹性体包含以下两个反应：
(1)A单不饱和脂肪酸含量高的天然油脂和C分子链上含有至少两个SiH的聚硅氧烷化合物在D硅氢加成反应催化剂下的反应i。其中A单不饱和脂肪酸的不饱和基团与C含SiH聚硅氧烷化合物的SiH摩尔比nA/C＜1，特别地，nA/C<1/4。D催化剂用量为AC两种物质总量的0.001％-0.1％。
(2)反应i产物与B分子链上含有至少一个不饱和键的聚硅氧烷化合物在D硅氢加成反应催化剂下的反应ii。其中B乙烯基聚硅氧烷的乙烯基团与反应i剩余的SiH摩尔比nB/i＜1。特别地，nB/i＜1/2。D催化剂用量为总反应物量的0.001％-0.1％。
7.反应i的反应温度为20-120℃，特别地反应温度为50-90℃。反应时间为1-12hrs，特别地反应时间为3-8hrs。
8.反ii的反应温度为20-120℃，特别地反应温度为50-90℃。反应时间为1-12hrs，特别地反应时间为3-8hrs。
9.反应i的反应机理：
10.反应ii的反应机理：
其中R1是天然植物油脂基团，反应ii交联形成网状结构。
11.本发明所述的天然油脂改性有机硅弹性体，在硅氢加成反应固化后得到的是强度低的弹性体胶，弹性体可在强剪切力作用下粉碎成粉，可用于该步骤的机器设备有如高速分散机、胶体磨、螺杆挤出机、超声波粉碎机和三辊机等。
12.本发明所述的天然油脂改性有机硅弹性体，在破碎成粉后可与天然油脂载体进行混合，在高速剪切作用力下分散可形成弹性体凝胶状物，且该凝胶状物系透明至半透明状态。可用于该步骤的机械设备有高速分散机、行心搅拌机、螺杆挤出机、胶体磨、超声波混合器、动态或静态混合器和三辊机等。有机流体可选有机硅流体、液体烷烃、天然油脂、碳基改性聚硅氧烷流体等化合物。
具体实施方式
下面通过具体的实施实例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不局限于此。
实施例1
在反应釜中加入100质量份含H值为0.5％，聚合度为45的聚硅氧烷；30质量份高油酸橄榄油(85％)；50质量份异丙醇(溶剂)；0.05质量份铂金催化剂，60℃下搅拌反应8小时，90℃真空除去溶剂，得到油酸改性聚硅氧烷A1。
取上述A1100质量份和900质量份乙烯基含量为0.3％，聚合度为500的乙烯基聚硅氧烷，加入0.1质量份铂金催化剂，在70℃下反应6小时，得到天然油脂改性有机硅弹性体B1。将B1剪切粉碎后用适当天然植物油脂溶胀成凝胶C1。
实施例2
在反应釜中加入100质量份含H值为0.3％，聚合度为30的聚硅氧烷；40质量份高油酸橄榄油(85％)；50质量份异丙醇(溶剂)；0.05质量份铂金催化剂，60℃下搅拌反应8小时，90℃真空除去溶剂，得到油酸改性聚硅氧烷A2。
取上述A2100质量份和900质量份乙烯基含量为0.2％，聚合度为500的乙烯基聚硅氧烷，加入0.1质量份铂金催化剂，在70℃下反应6小时，得到天然油脂改性有机硅弹性体B2。将B2剪切粉碎后用适当天然植物油脂溶胀成凝胶C2。
实施例3
在反应釜中加入100质量份含H值为0.2％，聚合度为25的聚硅氧烷；20质量份高油酸橄榄油(85％)；50质量份异丙醇(溶剂)；0.05质量份铂金催化剂，60℃下搅拌反应8小时，90℃真空除去溶剂，得到油酸改性聚硅氧烷A3。
取上述A3 100质量份和900质量份乙烯基含量为0.25％，聚合度为400的乙烯基聚硅氧烷，加入0.1质量份铂金催化剂，在70℃下反应6小时，得到天然油脂改性有机硅弹性体B3。将B3剪切粉碎后用适当天然植物油脂溶胀成凝胶C3。
实施例4
在反应釜中加入100质量份含H值为0.15％，聚合度为20的聚硅氧烷；18质量份高油酸橄榄油(85％)；50质量份异丙醇(溶剂)；0.05质量份铂金催化剂，60℃下搅拌反应8小时，90℃真空除去溶剂，得到油酸改性聚硅氧烷A4。
取上述A4 100质量份和900质量份乙烯基含量为0.1％，聚合度为400的乙烯基聚硅氧烷，加入0.1质量份铂金催化剂，在70℃下反应6小时，得到天然油脂改性有机硅弹性体B4。将B4剪切粉碎后用适当天然植物油脂溶胀成凝胶C4。
上述实施例中天然油脂溶胀的天然油脂改性有机硅弹性体凝胶与市售天然油脂溶胀的有机硅弹性体凝胶(安徽艾约塔硅油有限公司)的对比效果，表1肤感评价表(1-10份，盲法测定)，试验结果如下表2所示：
表1肤感评价表
表2本发明有机硅弹性体凝胶的比较
试验结论：上述试验表明，本发明凝胶具有更好的涂抹肤感和褶皱效果，充分说明本发明工艺方法具有重要意义。

Claims (8)

1.一种天然油脂改性的有机硅弹性体，其特征在于：所述的天然植物油脂一般选用不饱和脂肪酸含量较高的天然油脂，如葵花籽油、橄榄油、大豆油、花生油、玉米油等，所述的天然油脂改性有机硅弹性体由下述物质反应得到：
(A)单不饱和脂肪酸含量高的天然植物油脂；
(B)分子链上含有至少一个不饱和键的聚硅氧烷化合物；
(C)分子链上含有至少两个SiH的聚硅氧烷化合物；
(D)硅氢加成反应催化剂。
2.根据权利要求1所述的天然油脂改性有机硅弹性体，其中所述的天然油脂分为饱和脂肪酸三甘油脂和不饱和脂肪酸三甘油脂，所述的天然油脂为不饱和脂肪酸三甘油酯含量更高的天然植物油脂，如葵花籽油、大豆油、葡萄籽油、橄榄油、花生油和玉米油等。所述的不饱和天然植物油脂主要成分为油酸、亚油酸和亚麻酸，本发明所述的不饱和天然植物油脂应选择油酸成分含量较高者，如橄榄油，花生油和葵花籽油。特别地，本发明所选择天然油脂为高油酸含量橄榄油或花生油。
油酸结构式为：
亚油酸结构式：
亚麻酸结构式：
3.根据权利要求1所述的分子链上含有至少一个不饱和键的聚硅氧烷化合物，所述的不饱和聚硅氧烷中的不饱和键通常为乙烯基，所述的乙烯基聚硅氧烷通式为：
其中Me是甲基，x≥1，y>100。
4.根据权利要求1所述的分子链上含有至少两个SiH的聚硅氧烷化合物为含SiH聚硅氧烷，所述的含SiH聚硅氧烷通式为：
其中Me是甲基，m≥2，n>0。
5.根据权利要求1硅氢加成反应所用催化剂优选贵重金属催化剂，贵重金属催化剂是指钌、铑、钯、锇、铱和铂及其络合物，催化剂可用含铂催化剂。优选含铂催化剂包括六水合氯铂酸或无水氯铂酸，可通过氯铂酸与脂肪族不饱和有机硅化合物，如二乙烯基四甲基二硅氧烷反应的方法得到含铂络合物催化剂。
6.根据权利要求1所述的天然油脂改性有机硅弹性体包含两个反应：
(1)A单不饱和脂肪酸含量高的天然植物油脂和C分子链上含有至少两个SiH的聚硅氧烷化合物在D硅氢加成反应催化剂下的反应ⅰ。
(2)反应i产物与B分子链上含有至少一个不饱和键的聚硅氧烷化合物在D硅氢加成反应催化剂下的反应ⅱ。
7.根据权利要求6所述的反应i中A不饱和基团和C的SiH摩尔比nA/C＜1。
8.根据权利要求6所述的反应ii中B不饱和基团和i反应剩余的SiH摩尔比nB/i＜1。
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