CN113423376A - 硅橡胶胶料乳液 - Google Patents
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Abstract
描述了基本上不含溶剂的乳液,其包含约10份至约80份的硅橡胶胶料;约1份至约20份的氨基‑官能化的有机聚硅氧烷;约1份至约20份的非离子表面活性剂;约0.01至约5份的酸;任选的有机硅聚醚;和任选的水性溶液,至等于100份。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年10月17日提交的美国非临时专利申请序号16/655347的优先权,并且还要求2018年10月19日提交的美国临时专利申请序号62/747699的优先权,其内容通过引用明确地并入本文以用于所有目的。
发明领域
本发明一般性涉及硅橡胶胶料乳液,其缺乏一种或多种芳族溶剂,并且包括硅橡胶胶料、氨基-官能化的有机聚硅氧烷、非离子表面活性剂、酸、任选的有机硅聚醚和任选的水性溶液。
发明背景
粘度超过20,000,000厘泊(cP)的高分子量线性聚硅氧烷也称为硅橡胶胶料,发现可用于若干应用,包括例如涂料中用于滑动添加剂和抗磨添加剂,例如皮革涂饰剂和涂料以及用于轮胎制造的带层润滑剂。由于这些材料的超高粘度,它们通常以乳液的形式递送,然而,这样的乳液的制备具有挑战性,通常需要特殊的乳化剂和设备。
由于有机硅材料的高粘度,高分子量有机硅的水性机械乳液的制备是困难的。乳液通常使用专门的表面活性剂制备,或者需要在溶剂中稀释高粘度有机硅,所述溶剂可能是不期望的,例如挥发性有机化合物、芳族溶剂或其它环境不友好的物质。也可以使用专门的设备(例如双螺杆挤出机)来乳化高分子量有机硅。然而,从资本和操作两者的角度来看,这样的设备的成本相对来讲都是高的。
因此,存在克服上述当前缺点中的一个或多个的需要。
发明概述
本发明的实施方案令人惊讶地提供,使用简单的可商购获得的试剂可以机械地制备硅橡胶胶料乳液,所述可商购获得的试剂包括非离子表面活性剂、氨基-官能化的有机聚硅氧烷、酸和任选的有机硅聚醚。本文所述的硅橡胶胶料乳液不含芳族溶剂,并且在稀释稳定性上与市场上工业标准的可商购获得的产品相同。稳定是指不从乳液中乳油化(颗粒絮凝导致固体从顶部到底部变化,这通常通过相线在视觉上可见)或油化(水不溶性材料的不可逆分离)。在约80%的高浓度下,由于高粘度,乳液长期稳定(最可能2年至无限)。通常的测试是将乳液稀释到10-50%固体之间。乳液在稀释时变得较不稳定,此时可以通过离心或长期老化而分离来评价乳液。
在一个方面,提供了组合物,其包括约10份至约80份的硅橡胶胶料;约1份至约20份的氨基-官能化的有机聚硅氧烷;约1份至约20份的非离子表面活性剂;约0.01至约5份的酸;任选的有机硅聚醚;和任选的水性溶液,至等于100份。
该乳液易于制备,而不需要专门的和昂贵的双挤出机或不期望的溶剂(例如芳族溶剂)。因此,该乳液适用于个人护理工业。
与不存在酸和/或氨基-硅氧烷时相比,当使用一种或多种酸和一种或多种氨基-硅氧烷两者时,本文所述的乳液具有粒度减小和稳定性更好的出乎意料的优点。
虽然公开了多个实施方案,但是从以下详细描述,本发明的其它实施方案对于本领域技术人员将变得显而易见。显然,本发明能够在各个明显的方面进行修改,所有这些都不偏离本发明的精神和范围。因此,详细描述应被认为本质上是说明性的而非限制性的。
发明详述
在说明书和权利要求书中,术语“包括”和“包含”是开放式术语,并且应当解释为是指“包括但不限于……”。这些术语涵盖更限制性的术语“基本上由……组成”和“由……组成”。
必须注意,除非上下文另外明确指出,否则如本文和所附权利要求书中所使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代。同样,术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可互换使用。还应注意,术语“包含”、“包括”、“特征在于”和“具有”可以互换使用。
除非另有定义,否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。本文具体提及的所有出版物和专利通过引用以其整体并入本文用于所有目的,包括描述和公开出版物中报道的可能与本发明结合使用的化学品、仪器、统计分析和方法学。本说明书中引用的所有参考文献都应被认为是本领域技术水平的指示。本文中没有任何内容被解释为承认本发明无权因为在先发明而早于这样的公开。
在一个实施方案中,提供了组合物,其包括约10份至约80份的硅橡胶胶料;约1份至约20份的氨基-官能化的有机聚硅氧烷;约1份至约20份的非离子表面活性剂;约0.01至约5份的酸;任选的有机硅聚醚;和任选的水性溶液,至等于100份。
本文所述的实施方案依赖于氨基-官能化的有机聚硅氧烷充当助乳化剂的理论,但不限于此。用酸处理氨基-官能化的有机聚硅氧烷使聚合物主链上的胺质子化,使得它们变成阳离子的。据信,这允许氨基-官能化的有机聚硅氧烷变成两亲的和“自乳化的”。
术语“硅橡胶胶料”是指主要为线性的有机聚硅氧烷,其具有足够高的分子量以提供在25℃下大于500,000 cSt的运动粘度。例如,该式分子量可以是约250,000。尽管任何被认为是胶料的有机聚硅氧烷可被选作组分,但典型地,硅橡胶胶料是二有机聚硅氧烷胶料,其分子量足以赋予William塑性值为至少约30,这通过American Society for Testingand Materials (ASTM)测试方法926确定。二有机聚硅氧烷的与硅键合的有机基团可以是取代的。例如,有机基团可以独立地选自烷基或卤代烷基。在一个实施方案中,有机基团可以例举具有1-20个碳原子的烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基;环烷基,例如环己基和环庚基;具有6-12个碳原子的芳基,例如苯基、甲苯基和二甲苯基;具有7-20个碳原子的芳烷基,例如苄基和苯乙基;和具有1-20个碳原子的卤代烷基,例如3,3,3-三氟丙基和氯甲基。
在另一个实施方案中,二有机聚硅氧烷可以是含有这样的有机基团的均聚物、共聚物或三元共聚物。实例包括但不限于包含二甲基甲硅烷氧基单元的均聚物、包含3,3,3-三氟丙基甲基甲硅烷氧基单元的均聚物、包含二甲基甲硅烷氧基单元和苯基甲基甲硅烷氧基单元的共聚物、包含二甲基甲硅烷氧基单元和3,3,3-三氟丙基甲基甲硅烷氧基单元的共聚物、二甲基甲硅烷氧基单元和二苯基甲硅烷氧基单元的共聚物以及二甲基甲硅烷氧基单元、二苯基甲硅烷氧基单元和苯基甲基甲硅烷氧基单元的三元共聚物。
二有机聚硅氧烷的与硅键合的有机基团可以选自具有1-20个碳原子的烯基,例如但不限于乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或十二碳烯基。实例包括二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷;和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物。
二有机聚硅氧烷的与硅键合的有机基团也可以选自各种有机官能团,例如氨基、酰氨基、巯基或环氧官能团。
二有机聚硅氧烷的分子结构可以例举直链(线性)非支化结构和部分支化的直链结构。在一些实施方案中,使用直链(非支化)结构。
在一个实施方案中,硅橡胶胶料可以是上述硅橡胶胶料中的任一种或其任何组合。在另一个实施方案中,硅橡胶胶料为在25℃下在0.01 Hz下粘度为至少10,000,000 cP的羟基封端的聚二甲基硅氧烷胶料。
硅橡胶胶料可以与其它有机聚硅氧烷组合使用。有机聚硅氧烷是含有独立地选自(R3SiO1/2)、(R2SiO2/2)、(RSiO3/2)或(RSiO4/2)甲硅烷氧基单元的硅氧烷单元的聚合物,其中R可以是任何一价有机基团。当有机聚硅氧烷的(R3SiO1/2)、(R2SiO2/2)、(RSiO3/2)或(RSiO4/2)甲硅烷氧基单元中R为甲基时,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以各种方式组合以形成环状、线性或支链结构。所得聚合物结构的化学和物理性质可以变化。例如,有机聚硅氧烷可以是挥发性或低粘度流体、高粘度流体/胶料、弹性体或橡胶以及树脂,这取决于平均聚合物式中的甲硅烷氧基单元的数目和类型。R可以是任何一价有机基团,或者R是含有1-30个碳的烃基,或者R是含有1-30个碳原子的烷基,或者R是甲基。
并入到组合物内的硅橡胶胶料可以在约5份至约90份范围内,特别是约15份至约70份,约25份至约65份,约30份至约60份,约40份至约50份以及约5份至约90份的所有范围和单个值,例如5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份至78份、79份、80份、81份至90份。
术语“氨基-官能的有机聚硅氧烷”、“氨基-官能化的有机聚硅氧烷”或“氨基-官能(化的)聚硅氧烷”的特征在于使式RnSiO(4-n)/2中至少一个R基团为氨基-官能团。氨基-官能团可以存在于具有R取代基的任何甲硅烷氧基单元上。即,它们可以存在于任何(R3SiO1/2)、(R2SiO2/2)或(RSiO3/2)单元上,并且在本文的式中指定为RN。氨基-官能的有机基团R由具有下式的基团说明:-R3NHR4-、-R3NR2 4-或-R3NHR3NHR4-,其中各个R独立地为具有至少2个碳原子的二价烃基,并且R4为氢或烷基。各个R3通常为具有2-20个碳原子的亚烷基。R3由以下基团表示,例如: -CH2CH2-、-CH2CH2CH2 、-CH2CHCH3-、-CH2CH2CH2CH2- 、-CH2CH(CH3)CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2和-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-。烷基R4如以上对R说明的。当R为烷基时,其通常为甲基。
合适的氨基-官能的烃基的一些实例为:-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2CH(CH3)NH2、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2NHCH3、-CH2CH2CH2NHCH3、-CH2CH(CH3)CH2NHCH3、-CH2CH2CH2CH2NHCH3、CH2CH2NHCH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2、CH2CH2NHCH2CH2NHCH3、CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2-NHCH3、CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NHCH3、CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2CH2CH3。或者,氨基-官能团为-CH2CH(CH3)CH2NHCH2CH2NH2。
所用的氨基-官能的有机聚硅氧烷可以选自具有以下平均式的那些:
[R3SiO1/2][R2SiO2/2]a[RRNSiO2/2]b[R3SiO1/2]
并且其中:a为1-1000,或者1-500,或者1-200,b为1-100,或者1-50,或者1-10,R独立地为一价有机基团,或者R为含有1-30个碳原子的烃,或者R为含有1-12个碳的一价烷基,或者R为甲基;RN如上定义。与硅橡胶胶料组合使用的氨基-官能的有机聚硅氧烷也可以是任何前述氨基-官能的有机聚硅氧烷的组合。
胺结构可以包括芳族胺、亚烷基芳基胺,并且包括季铵(盐)官能的硅氧烷,通常胺可以通过有机官能化而被量化,产生永久电荷,例如R4N+B-,其中B是所有常见的抗衡离子,包括卤素、硫酸根、硝酸根等,并且各个R4为烷基或芳基。
在一个实施方案中,氨基-官能化的有机聚硅氧烷组分包含至少一种具有以下通式的侧链组分A:
R1为H或C1-C5烃,并且X为C1-C10烃、杂原子或
其中Z为杂原子,并且d为0至约6。可用于本发明的杂原子的非限制性实例包括N、O、S和P。在一个实施方案中,Z为O (氧)并且d为约3。在另一个实施方案中,侧链组分的环状部分是饱和的。在另一个实施方案中,环状部分是取代的。例如,氨基-官能化的有机聚硅氧烷组分的侧链组分A可以包括以下通式:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9独立地为H、C1-C10烃、酯、羧基或卤素,并且X为C1-C10烃、杂原子或
其中Z为杂原子并且d为0至约6。X为C1-C5烃或杂原子。在一个实施方案中,X为选自N、O、Si、P和S的杂原子。在一个实施方案中,R1、R4、R5、R6和R7均为氢原子,并且R2、R3、R8和R9为C1烷基。另外,在实施方案中,环状部分为5元环或6元环。
例如,氨基-官能化的有机聚硅氧烷的侧链组分A具有以下通式:
例如丙氧基四甲基哌啶基二甲聚硅氧烷
氨基-官能化的有机聚硅氧烷的另一个实例包括分子式为C15H42N2O3Si4的氨端二甲聚硅氧烷,其描述为:
并入到组合物内的氨基-官能化的有机聚硅氧烷可以在约0.1份至约50份范围内,特别是约2份至约15份,约5份至约12份,约7份至约10份,约8份至约12份以及约0.1份至约50份的所有范围和单个值,例如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、2份、3份、4份至18份、19份、20份、45份、46份、47份、48份、49份和50份。
术语“非离子表面活性剂(non-ionic surfactant)”或“非离子表面活性剂(nonionic surfactant)”是指其中电子总数等于质子总数使其具有净中性或零电荷的表面活性剂。一类合适的非离子表面活性剂包括Pluronic®泊洛沙姆。
泊洛沙姆为由聚氧丙烯(聚(环氧丙烷))的中心疏水链侧接两个聚氧乙烯(聚(环氧乙烷))亲水链组成的非离子三嵌段共聚物。泊洛沙姆也以商品名Pluronics®为人所知。
因为聚合物嵌段的长度可以定制,存在许多不同的泊洛沙姆,它们具有略微不同的性质。对于通用术语“泊洛沙姆”,这些共聚物通常用字母“P” (对于泊洛沙姆)后接三个数字命名,前两个数字“x” (乘以) 100给出聚氧丙烯核的近似分子量,而最后一个数字x10给出聚氧乙烯含量百分比(例如,P407=其中聚氧丙烯分子量为4,000 g/mol并且聚氧乙烯含量为70%的泊洛沙姆)。对于Pluronic®商品名,这些共聚物的编码以字母开始以定义其在室温下的物理形式(L=液体,P=糊剂,F=薄片(固体))后接两个或三个数字。数字名称中的第一个数字(在三位数字中是前两位数字)乘以300表示疏水物的近似分子量;而最后一个数字x 10给出聚氧乙烯含量百分比(例如,L61=其中聚氧丙烯分子量为1,800 g/mol并且聚氧乙烯含量为10%的Pluronic)。在给出的实例中,泊洛沙姆181 (P181)=Pluronic L61。
术语“Pluronic® 10R5表面活性剂嵌段共聚物”是指CAS登记号为9003-11-6的聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物。
其它非离子表面活性剂包括但不限于脂肪醇、聚氧乙烯二醇烷基醚(BrIJ)、聚氧丙烯二醇烷基醚、葡糖苷烷基醚、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、聚氧乙烯二醇烷基酚醚、甘油烷基酯、聚氧乙烯二醇脱水山梨糖醇烷基酯、脱水山梨糖醇烷基酯、椰油酰胺MEA、椰油酰胺DEA、十二烷基二甲基氧化胺、聚乙二醇和聚丙二醇的嵌段共聚物。
合适的脂肪醇包括但不限于鲸蜡醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇(主要由鲸蜡醇和硬脂醇组成)和油醇。
合适的聚氧乙烯二醇烷基醚包括但不限于(BRIJ),例如CH3-(CH2)10-16-(O-C2H4)1-25-OH或八乙二醇单十二烷基醚或五乙二醇单十二烷基醚。
合适的聚氧丙烯二醇烷基醚包括CH3-(CH2)10-16-(O-C3H6)1-25-OH。
合适的葡糖苷烷基醚包括CH3-(CH2)10-16-(O-葡糖苷)1-3-OH,并且例如包括癸基葡糖苷、月桂基葡糖苷和辛基葡糖苷。
合适的聚氧乙烯二醇辛基酚醚包括C8H17-(C6H4)-(O-C2H4)1-25-OH。一种示例性材料是TRITON X-100。
合适的聚氧乙烯二醇烷基酚醚包括C9H19-(C6H4)-(O-C2H4)1-25-OH。一个实例是壬苯醇醚-9。
在一个方面,合适的甘油烷基酯是月桂酸甘油酯。
在另一个方面,合适的聚氧乙烯二醇脱水山梨糖醇烷基酯是聚山梨醇酯。
在再一个方面,合适的脱水山梨糖醇烷基酯称为SPAN,例如SPAN-20,脱水山梨糖醇单月桂酸酯。
非离子表面活性剂另外包括聚合物表面活性剂,例如聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯基甲基醚。
一些另外的非离子表面活性剂包括以商标Novel TDA® (Sasol North America,Houston, Tex.)和TERGITOL® (The Dow Chemical Company, Midland, Mich.)销售的乙氧基化的醇。一些实例是TERGITOL TMN-6,一种称为乙氧基化的三甲基壬醇的乙氧基化的醇;和各种乙氧基化的醇,即12-14个碳原子的仲醇乙氧基化物,以商标TERGITOL® 15-S-5、TERGITOL® 15-S-12、TERGITOL® 15-S15、TERGITOL® 15-S-30、TERGITOL® 15-S-40、Novel TDA9®、Novel TDA40®和Novel TDA150®出售。也可以使用含有硅原子的表面活性剂。
并入到组合物内的非离子表面活性剂可以在约0.5份至约40份范围内,特别是约2份至约15份,约5份至约12份,约7份至约10份,约8份至约12份以及约0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份至约40份的所有范围和单个值,例如1份、2份、3份、4份至18份、19份、20份至35份、36份、37份、38份、39份和40份。
术语“酸”是指用于质子化氨基-官能的有机聚硅氧烷(特别是产生正电荷的胺官能度)的材料。可以质子化胺的任何物质都适合作为酸。它可以选自有机酸或无机酸。合适的酸例举为无机酸(例如硫酸或盐酸)或有机酸(例如乙酸、三氟乙酸或有机磺酸或其它羧酸)或其混合物。
并入到组合物内的酸可以在约0.01份至约10份范围内,特别是约0.1份至约4.5份,约0.2份至约4份,约0.5份至约3.5份,约0.75份至约3份以及约0.01份至约10份的所有范围和单个值,例如0.01份、0.02份、0.03份、0.04份、2.1份、3.02份、4.56份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.7份、8份、8.8份、9份、9.4份和10份。
术语“有机硅聚醚”是指含有至少一个聚二有机硅氧烷链段和至少一个聚氧化亚烷基链段的聚二有机硅氧烷-聚氧化亚烷基共聚物。聚氧化亚烷基链段可以用硅-氧-碳键和/或用硅-碳键与聚二有机硅氧烷链段键合。聚二有机硅氧烷-聚氧化亚烷基共聚物的聚二有机硅氧烷链段基本上由通过Si-O-Si键互连且具有以下通式的硅氧烷单元组成:
R6 nSiO(4-n)2
其中n为0、1、2或3,R6独立地为甲基、乙基、乙烯基、苯基或将聚氧化亚烷基链段键合到聚二有机硅氧烷链段的二价基团。硅氧烷单元可以以这样的方式排列,以便产生线性或支链聚二有机硅氧烷链段,并且线性或支链聚二有机硅氧烷链段可以是非交联的或交联的。
具有一个或多个聚氧化亚烷基链段的聚二有机硅氧烷的数均分子量为约1000至约2,000,000。
有机硅聚醚组分包含聚氧化亚烷基基团,所述聚氧化亚烷基基团可以是由(C2H4O)r表示的聚氧乙烯(EO),其中r为1-500。聚氧化亚烷基基团还可以含有由(C3H6O)s表示的氧化亚丙基(PO)单元(其中s为0-100)、氧化亚丁基单元(C4H8O)t(其中t为0-50)或其混合物。当聚氧化亚烷基基团包含(C2H4O)r、(C3H6O)s和/或(C4H8O)t单元的混合物时,氧化亚烷基基团通常是无规的,但可以作为嵌段结构存在。在有机硅聚醚中EO和/或PO的含量使得有机硅聚醚是水溶性或水可分散性的。
合适的可商购获得的非离子表面活性剂的代表性实例包括但不限于由CHT Group以商品名Beausil Wax和Beausil PEG销售的、由Ele Corporation以商品名PEL-SIL销售的或由Dow Chemical Company以商品名DOWSIL™和XIAMETER™销售的环氧乙烷二甲基硅氧烷和环氧丙烷/环氧乙烷嵌段共聚物二甲基硅氧烷。
有机硅聚醚可以以约0.1份至约40份存在,特别是约份至约35份,约5份至约30份,约7份至约25份,约8份至约20份以及约0.1份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份至约40份的所有范围和单个值,例如1份、2份、3份、4份至18份、19份、20份至35份、36份、37份、38份、39份和40份。
本文所述的组合物可以包括水性溶剂,例如水。特别地,除了水之外,在本文所述的组合物(例如乳液)中不存在溶剂。在一些实施方案中,可以与水一起包括共溶剂(例如一元或多元醇)以提供水性溶液。合适的醇包括例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、低分子量聚乙二醇、2-甲氧基乙醇(甲基溶纤剂)、低分子量聚丙二醇和二醇醚,包括DowanolTM和通常被一个或多个羟基羟基化的C1-C20烷基或亚烷基化合物。
通常,组合物中的水性溶液的范围为约1份至约50份,约2份至约45份,约5份至约40份,约10份至约30份或约15份至约25份以及约1份至约50份的所有范围和单个值,例如1份、2份、3份、4份、15份至35份、46份、47份、48份、49份和50份。
当助溶剂与水组合使用时,范围为约0.1份至约2份,约0.5份至约1.5份,约0.75份至约1份,约0.5份至约1份以及约0.1份至约2份的所有范围和单个值,例如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.8份、1.2份、1.4份和2份。
氨基-官能化的有机聚硅氧烷和酸的组合提供出乎意料且令人惊讶的优点,即本文所述的所得乳液具有独特的Mv、D90和D99粒度。另外,本文所述的所得乳液是稳定的。
乳液粒度的典型Mv范围为约1 µm至约5.5 µm,更特别是约1.1 µm至约5.2 µm,并且甚至更特别是约2 µm至约3.5 µm。
乳液粒度的典型D90范围为约1.3 µm至约8.5 µm,更特别是约2 µm至约5 µm,并且甚至更特别是约3 µm至约4 µm。
粒度的示例性D99范围为约1.5 µm至约12 µm,更特别是约2 µm至约10 µm,并且甚至更特别是约3 µm至约6.5 µm。
组合和混合组分硅橡胶胶料A)、氨基-官能化的有机聚硅氧烷B)、非离子表面活性剂C)、酸D)、任选的有机硅聚醚E)和任选的水性溶液F)的方法可以在单一步骤或多步骤方法中发生。因此,组分A)、B)、C)、D)、E)和F)可以全部组合,并随后通过下述任何技术混合。或者,可以首先将组分A)、B)、C)、D)、E)和F)的一个或多个部分组合,混合,然后组合另外量的一种或两种组分,并进一步混合。本领域技术人员将能够根据所用数量的选择和所用的具体混合技术来选择组分A)、B)、C)、D)、E)和F)的最佳部分用于组合和混合。
混合可以通过本领域已知的任何方法完成以实现高粘度材料的混合。混合可以以间歇、半连续或连续方法发生。混合可以例如使用具有中/低剪切的间歇混合设备发生,包括换罐混合器、双行星混合器、锥形-螺杆混合器、螺条搅拌机、双臂或西格玛-叶片混合器;具有高剪切和高速分散器的间歇设备,包括由Charles Ross & Sons (NY), HockmeyerEquipment Corp. (NJ)制造的那些;间歇混合设备,例如以商品名Speedmixer(R)销售的那些;具有高剪切作用的间歇设备,包括Banbury型(CW Bra bender Instruments Inc., NJ)和Henschel型 (Henschel mixers America, TX)。连续混合器/混料机的说明性实例包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机、共旋转挤出机。例如由Krupp Werner &Pfleiderer Corp (Ramsey, N.J.)和Leistritz (NJ)制造的那些;双螺杆反向旋转挤出机、两级挤出机、双转子连续混合器、动态或静态混合器或这些设备的组合。
此外,出于增强乳液形成的目的,没有加入溶剂。本文所用的短语“基本上不含溶剂”是指不向本文所述的组分中加入溶剂以产生可在典型的乳化装置上加工的具有合适粘度的混合物。更具体而言,本文所用的“溶剂”是指包括出于增强乳液形成的目的而加入到乳液的非水相中且随后在乳液形成后(例如在干燥或成膜步骤期间蒸发)去除的任何水不混溶性低分子量有机或有机硅材料,因此,短语“基本上不含溶剂”不意味着排除在本发明的方法或乳液中存在少量溶剂。例如,可能存在其中某些组分可能含有作为商业上供应的少量溶剂的情况。少量溶剂也可以存在于工业过程的残留的清洁操作。特别是,存在的溶剂的量应小于混合物的按份计的2%,并且更特别是溶剂的量应小于混合物的按份计的1%。最特别地,在本文所述的组合物/乳液中不存在一种或多种芳族溶剂。
从1到34连续列举的以下段落提供本发明的各个方面。在一个实施方案中,在第一段(1)中,本发明提供组合物,其包含:
约10份至约80份的硅橡胶胶料;
约1份至约20份的氨基-官能化的有机聚硅氧烷;
约1份至约20份的非离子表面活性剂;
约0.01至约5份的酸;
任选的有机硅聚醚;和
任选的水性溶液,至等于100份的总组合物。
2. 段落1所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料占约50份至约70份。
3. 段落3所述的组合物,其中所述有机硅占约65份。
4. 段落1-3中任一项所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料包含二甲基硅氧烷的均聚物,或为羟基封端的二甲基硅氧烷。
5. 段落1-4中任一项所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料为在25℃下在0.01 Hz下粘度为至少10,000,000 cP的聚二甲基硅氧烷胶料。
6. 段落1-4中任一项所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料为在25℃下在0.01 Hz下粘度为至少10,000,000 cP的羟基封端的聚二甲基硅氧烷胶料。
7. 段落1-6中任一项所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷占约5份至约15份。
8. 段落7所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷占约10份。
9. 段落1-8中任一项所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷包含下式:
[R3SiO1/2][R2SiO2/2]a[RRNSiO2/2]b[R3SiO1/2]
其中:a为1-1000;
b为1-100;
各个R独立地为一价有机基团;
RN为-R3NHR4、-R3NR2 4或-R3NHR3NHR4;
各个R3为C2-C20烷基;和
各个R4为氢或C1-C20烷基。
10. 段落1-8中任一项所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷包含R4N+X-季铵硅氧烷。
11. 段落1-10中任一项所述的组合物,其中所述非离子表面活性剂包含仲醇乙氧基化物。
12. 段落1-11中任一项所述的组合物,其中所述任选的有机硅聚醚以约2份至约15份存在。
13. 段落1-12中任一项所述的组合物,其中所述任选的有机硅聚醚为环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物有机硅二醇。
14. 段落1-13中任一项所述的组合物,其中所述酸为羧酸、有机酸或无机酸。
15. 段落14所述的组合物,其中所述酸为乙酸。
16. 段落1-15中任一项所述的组合物,其中所述组合物为乳液。
17. 段落1-16中任一项所述的组合物,其中所述乳液不包括芳族溶剂。
18. 段落17所述的组合物,其中所述芳族溶剂为二甲苯。
19. 段落1-18中任一项所述的组合物,其进一步包含非芳族溶剂。
20. 段落19所述的组合物,其中所述非芳族溶剂为C1-C20烷基或亚烷基一元或多元醇。
21. 段落1-17中任一项所述的组合物,其中所述组合物不包括溶剂。
22. 段落1-21中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于个人护理应用。
23. 段落1-21中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于涂料应用。
24. 段落1-21中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于皮革涂饰和皮革涂料应用。
25. 段落1-21中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于脱模涂料和脱模应用。
26. 段落1-21中任一项所述的组合物,其中Mv为约1 µm至约5.5 µm。
27. 段落1-21中任一项所述的组合物,其中Mv为约1.1 µm至约5.2 µm。
28. 段落1-21中任一项所述的组合物,其中Mv为约2 µm至约3.5 µm。
29. 段落26-28中任一项所述的组合物,其中D90为约1.3 µm至约8.5 µm。
30. 段落26-28中任一项所述的组合物,其中D90为约2 µm至约5 µm。
31. 段落26-28中任一项所述的组合物,其中D90为约3 µm至约4 µm。
32. 段落26-31中任一项所述的组合物,其中D99为约1.5 µm至约12 µm。
33. 段落26-31中任一项所述的组合物,其中D99为约2 µm至约10 µm。
34. 段落26-31中任一项所述的组合物,其中D99为约3 µm至约6.5 µm。
本发明将参考以下非限制性实施例进一步描述。对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的范围的情况下,可以对所述实施方案进行许多改变。因此,本发明的范围不应限于本申请中描述的实施方案,而是仅由权利要求的语言所描述的实施方案和这些实施方案的等同物来限定。除非另有说明,否则所有的百分比都是重量百分比。
实施例
实施例1
使用有机硅聚醚(SPE)、胺-官能化的有机聚硅氧烷助乳化剂和非离子表面活性剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的粘度为20,000,000 cP的硅橡胶胶料(XiameterTMRBG-0910 Gum) (DOW Silicones Corporation)、5 g的EO/PO嵌段共聚物有机硅二醇(浊点98℃) (Ele Pel-SilTM 9690)(硅氧烷和有机硅,二-Me,3-羟丙基Me,乙氧基化的丙氧基化的、1%水性溶液的浊点38-41℃,25℃下粘度最大5000 cps)和5 g的胺值>50并且粘度<1000cps的氨基-官能化的聚有机硅氧烷(I-SF-736p)(ICM Products Inc., I-SF-736p)。将内容物在Speed MixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀。向内容物中加入0.25 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。每次加入后,将杯及其内容物在Speed Mixer中旋转30秒。向混合物中加入2 g的Tergitol 15-S-7和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入3 g的Tergitol 15-S-7 (聚二醇醚;CAS号:68131-40-8)和总共10 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=3.4 µm,D90=5.1 µm,D99=6.9 µm。
Mv=平均体积(平均体积粒度),D90=90体积%的颗粒小于该值,D99=99%的颗粒小于该值。为了比较产品的长期稳定性,所述长期稳定性对于它们的应用是关键的,将以上制备的样品和可商购获得的含有芳族溶剂的竞争性样品稀释至15%固体。然后通过Formulaction, Turbisan Lab Expert在25℃下监测样品五天。实施例1=3.44 µm/min,竞争性样品V=3.66 µm/min,其中V等于颗粒迁移速率。在五天期间絮凝分布和颗粒迁移速率没有显著差异。
实施例2
使用非离子表面活性剂和胺-官能化的聚有机硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的粘度为20,000,000 cP的硅橡胶胶料(如实施例1中)、10 g的胺值>50并且粘度<1000 cps的氨基-官能化的有机聚硅氧烷(如实施例1)。将内容物在Speed MixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀。向内容物中加入0.5 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入2 g的Tergitol 15-S-30和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入3 g的Tergitol 15-S-30和总共10 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=5.2 µm,D90=8.1 µm,D99=11.8 µm。
实施例3
使用有机硅聚醚(SPE)和非离子表面活性剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的粘度为20,000,000 cP的硅橡胶胶料(如实施例1中)、5的EO/PO嵌段共聚物有机硅二醇(浊点98℃) (如实施例1中)。将内容物在SpeedMixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀。向内容物中加入总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入2 g的Tergitol 15-S-30和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入3 g的Tergitol 15-S-30和总共10 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物不能形成乳液。竞争性样品数据:粒度Mv=4.7 µm,D90=6.6 µm,D99=8.7 µm。
实施例4
在换罐混合器中使用非离子表面活性剂和胺-官能化的聚有机硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在具有设定为0℃的二醇冷却系统的2加仑Charles Ross & Sons (NY)换罐混合器中,将1950 g的粘度为20,000,000 cP的硅橡胶胶料(如实施例1中)和240 g的胺值>50并且粘度<1000 cps的氨基-官能化的有机聚硅氧烷(如实施例1中) (ICM Products Inc.)在配备两个高速分散器叶片和一个刮刀叶片的换罐混合器中混合,以充分分散材料。混合至均匀后,在高剪切下加入50 g的水、90 g的Tergitol 15-S-30和12 g的乙酸直至均匀。在高剪切下向内容物中加入50 g的水和120 g的Tergitol 15-S-7 (聚二醇醚;CAS号68131-40-8)直至均匀。在高剪切下向内容物中加入50 g的水和90 g的Tergitol 15-S-30直至均匀。加入总共345 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=2.38 µm,D90=3.44 µm,D99=4.92 µm。
实施例5
使用月桂醇非离子表面活性剂和胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料Xiameter RBG-9010 Gum、6 g的氮含量为0.4%并且粘度为3000 cps的氨基-官能化的硅氧烷(Hansa ASR 7045,来自CHTGermany GmbH)、4 g月桂醇聚醚-4 (CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在Speed MixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入0.35 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=3.2 µm,D90=4.8 µm,D99=6.5 µm。
实施例6
使用月桂醇非离子表面活性剂并且没有胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料Xiameter RBG-9010 Gum、4 g月桂醇聚醚-4 (CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在SpeedMixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入0.35 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=40.5 µm,D90=75.2 µm,D99=144.4 µm。
实施例7
使用月桂醇非离子表面活性剂和胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料Xiameter RBG-9010 Gum、6 g的粘度为96,000 cp并且胺指数为18.48 meq的丙氧基四甲基哌啶基二甲聚硅氧烷(CAS:171543-65-0) (22502 BLUESIL FLD 21650,来自Elkem Silicones USA Corp.)、4 g月桂醇聚醚-4(CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在Speed MixerTM DAC150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入0.35 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=2.39 µm,D90=3.63 µm,D99=5.04 µm。
实施例8
使用月桂醇非离子表面活性剂和胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料Xiameter RBG-9010 Gum、12 g的粘度为96,000 cp并且胺指数为18.48 meq的丙氧基四甲基哌啶基二甲聚硅氧烷(CAS:171543-65-0) (22502 BLUESIL FLD 21650,来自Elkem Silicones USA Corp.)、4 g月桂醇聚醚-4 (CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在SpeedMixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入0.35 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=2.21 µm,D90=2.94 µm,D99=3.86 µm。
实施例9
具有磷酸,使用月桂醇非离子表面活性剂和胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料Xiameter RBG-9010 Gum、6 g的粘度为96,000 cp并且胺指数为18.48 meq的丙氧基四甲基哌啶基二甲聚硅氧烷(CAS:171543-65-0) (22502 BLUESIL FLD 21650,来自Elkem Silicones USA Corp.)、4 g月桂醇聚醚-4(CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在Speed MixerTM DAC150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入0.25 g 85% 磷酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=5.2 µm,D90=7.16 µm,D99=9.3 µm。
实施例10
没有酸,使用月桂醇非离子表面活性剂和胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料Xiameter RBG-9010 Gum、6 g的粘度为96,000 cp并且胺指数为18.48 meq的丙氧基四甲基哌啶基二甲聚硅氧烷(CAS:171543-65-0) (22502 BLUESIL FLD 21650,来自Elkem Silicones USA Corp.)、4 g月桂醇聚醚-4(CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在Speed MixerTM DAC150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=15.15 µm,D90=25.67 µm,D99=36.91 µm。
实施例11
使用Tergitol非离子表面活性剂和还原的胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在具有设定为0℃的二醇冷却系统的2加仑Charles Ross & Sons (NY)换罐混合器中,将2031 g的硅橡胶胶料Xiameter RBG-9010 Gum和125 g的氮含量为0.4%并且粘度为3000 cps的氨基-官能化的有机聚硅氧烷(Hansa ASR 7045,来自CHT Germany GmbH)在配备两个高速分散器叶片和一个刮刀叶片的换罐混合器中混合,以充分分散材料。混合至均匀后,在高剪切下加入60 g的水、94 g的Tergitol 15-S-30和12.5 g的乙酸直至均匀。在高剪切下向内容物中加入60 g的水和94 g的Tergitol 15-S-9 (聚二醇醚;CAS号68131-40-8)直至均匀。在高剪切下向内容物中加入60 g的水和94 g的Tergitol 15-S-30直至均匀。加入总共336 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=1.08µm,D90=1.40 µm,D99=1.75 µm。
实施例12
使用月桂醇非离子表面活性剂和胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料BLUESIL™ Gum FB (ElkemSilicones France)、6 g的氮含量为0.4%并且粘度为3000 cps的氨基-官能化的硅氧烷(Hansa ASR 7045,来自CHT Germany GmbH)、4 g月桂醇聚醚-4 (CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在Speed MixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入0.35 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=2.37 µm,D90=3.31 µm,D99=4.31 µm。
实施例13
使用月桂醇非离子表面活性剂和胺-官能化的硅氧烷作为助乳化剂的硅橡胶胶料乳液。
在150 mL聚丙烯杯中加入65 g的硅橡胶胶料、Shin-Etsu KE-76BS Gum (Shin-Etsu Silicones of America)、6 g的氮含量为0.4%并且粘度为3000 cps的氨基-官能化的硅氧烷(Hansa ASR 7045,来自CHT Germany GmbH)、4 g月桂醇聚醚-4 (CAS:9002-92-0)和6 g月桂醇聚醚-23 (CAS:9002-92-0)。将内容物在Speed MixerTM DAC 150FV中以3400 rpm混合60秒。重复该过程直到均匀,确保产品温度不超过45℃。向内容物中加入0.35 g冰醋酸和总共5 g水,几次加入确保混合物保持均匀。向混合物中加入总共14 g水,几次加入确保混合物保持均匀。所得混合物为浓稠的白色至浅黄色乳液,其中粒度Mv=3.54 µm,D90=5.87µm,D99=9.56 µm。
表1显示通过实施例11和7生产的乳液相对于可商购获得的前两名产品的粒度数据。竞争者产品1是Dow Chemical Company DOWSIL™ 51 Additive,而竞争者产品2是Evonik TEGO® Glide 482。产品1为具有硅烷醇官能度的水可分散的超高分子量聚二甲基有机硅分散体。产品2为高分子量聚二甲基硅氧烷的乳液。
产品 | D<sub>50</sub>粒度(µm) | D<sub>90</sub>粒度 |
实施例11 | 1.08 | 1.75 |
实施例7 | 2.39 | 3.63 |
竞争者产品1 | 3.27 | 5.65 |
竞争者产品2 | 0.83 | 1.35 |
表2描述稀释至30%非挥发性内容物,然后以3000 RPM经历离心30分钟的每种乳液的稳定性或分离。
产品 | 稳定性 |
5 | 5 %乳油化 |
6 | 完全分离(60%沉降,40%乳油化) |
7 | 5 %乳状液 |
8 | 5%乳状液,10%沉降 |
9 | 15%沉降,20%乳状液 |
10 | 完全分离(60%沉降,40%乳油化) |
11 | 痕量至不分离 |
离心30分钟是严格的测试,其显著地给乳液以压力。微量至没有都是理想的,因为实施例11(其也具有最佳粒度)的乳液将在>6个月的延长时间段内稳定而没有显著分离。5%乳状液是可接受的,因为这是乳液稳定但最终会分离的指示。20%或更多的乳状液将是乳液可能在数周到6个月的较短时间段内分离的指示。
尽管已经参考优选的实施方案描述了本发明,但是本领域技术人员将认识到,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以在形式和细节上进行改变。在整个说明书中引用的所有参考文献,包括在背景技术中的那些,都以其整体并入本文。本领域技术人员将认识到或能够确定,使用不超过常规实验,许多与本文具体描述的本发明的具体实施方案等同的方案。这样的等同物旨在包括在所附权利要求的范围内。
Claims (33)
1.组合物,其包含:
约10份至约80份的硅橡胶胶料;
约1份至约20份的氨基-官能化的有机聚硅氧烷;
约1份至约20份的非离子表面活性剂;
约0.01至约5份的酸;
任选的有机硅聚醚;和
任选的水性溶液,至等于100份的总组合物。
2.权利要求1所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料占约50至约70份。
3.权利要求3所述的组合物,其中所述有机硅占约65份。
4.权利要求1所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料包含二甲基硅氧烷的均聚物,或为羟基封端的二甲基硅氧烷。
5.权利要求1所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料为在25℃下在0.01 Hz下粘度为至少10,000,000 cP的聚二甲基硅氧烷胶料。
6.权利要求1所述的组合物,其中所述硅橡胶胶料为在25℃下在0.01 Hz下粘度为至少10,000,000 cP的羟基封端的聚二甲基硅氧烷胶料。
7.权利要求1所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷占约5份至约15份。
8.权利要求7所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷占约10份。
9.权利要求1所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷包含下式:
[R3SiO1/2][R2SiO2/2]a[RRNSiO2/2]b[R3SiO1/2]
其中:a为1-1000;
b为1-100;
各个R独立地为一价有机基团;
RN为-R3NHR4、-R3NR2 4或-R3NHR3NHR4;
各个R3为C2-C20烷基;和
各个R4为氢或C1-C20烷基。
10.权利要求1所述的组合物,其中所述氨基-官能化的有机聚硅氧烷包含R4N+X-季铵硅氧烷。
11.权利要求1所述的组合物,其中所述非离子表面活性剂包含仲醇乙氧基化物。
12.权利要求1所述的组合物,其中所述任选的有机硅聚醚以约2份至约15份存在。
13.权利要求1所述的组合物,其中所述任选的有机硅聚醚为环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物有机硅二醇。
14.权利要求1所述的组合物,其中所述酸为羧酸、有机酸或无机酸。
15.权利要求14所述的组合物,其中所述酸为乙酸。
16.权利要求1所述的组合物,其中所述组合物为乳液。
17.权利要求1所述的组合物,其中所述乳液不包括芳族溶剂。
18.权利要求17所述的组合物,其中所述芳族溶剂为二甲苯。
19.权利要求1所述的组合物,其进一步包含非芳族溶剂。
20.权利要求19所述的组合物,其中所述非芳族溶剂为C1-C20烷基或亚烷基一元或多元醇。
21.权利要求1所述的组合物,其中Mv为约1 µm至约5.5 µm。
22.权利要求1所述的组合物,其中Mv为约1.1 µm至约5.2 µm。
23.权利要求1所述的组合物,其中Mv为约2 µm至约3.5 µm。
24.权利要求1所述的组合物,其中D90为约1.3 µm至约8.5 µm。
25.权利要求1所述的组合物,其中D90为约2 µm至约5 µm。
26.权利要求1所述的组合物,其中D90为约3 µm至约4 µm。
27.权利要求1所述的组合物,其中D99为约1.5 µm至约12 µm。
28.权利要求1所述的组合物,其中D99为约2 µm至约10 µm。
29.权利要求1所述的组合物,其中D99为约3 µm至约6.5 µm。
30.段落1-29中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于个人护理应用。
31.段落1-29中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于涂料应用。
32.段落1-29中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于皮革涂饰和皮革涂料应用。
33.段落1-29中任一项所述的组合物,其中所述组合物适合于脱模涂料和脱模应用。
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Citations (6)
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---|---|---|---|---|
JP2000154495A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 拭き取り紙用水系処理剤 |
WO2002096375A2 (en) * | 2001-04-06 | 2002-12-05 | Unilever Plc | Hair treatment compositions comprising silicones |
US20050176601A1 (en) * | 2004-01-07 | 2005-08-11 | Henri Samain | Detergent cosmetic compositions comprising at least one aminosilicone and at least one drawing polymer, and uses thereof |
US20090069206A1 (en) * | 2006-03-22 | 2009-03-12 | The Procter & Gamble Company | Liquid treatment composition |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000154495A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 拭き取り紙用水系処理剤 |
WO2002096375A2 (en) * | 2001-04-06 | 2002-12-05 | Unilever Plc | Hair treatment compositions comprising silicones |
US20050176601A1 (en) * | 2004-01-07 | 2005-08-11 | Henri Samain | Detergent cosmetic compositions comprising at least one aminosilicone and at least one drawing polymer, and uses thereof |
US20090069206A1 (en) * | 2006-03-22 | 2009-03-12 | The Procter & Gamble Company | Liquid treatment composition |
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