JP2011513579A - シリコーンポリマー分散物およびその形成方法 - Google Patents

シリコーンポリマー分散物およびその形成方法 Download PDF

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Abstract

分散物は分散粒子を含む。前記粒子は、第一のポリマー、第二のポリマー、および連鎖停止剤の反応生成物を含む。第一および第二のポリマーは、それぞれ少なくとも2個のSi-H部分およびケイ素結合不飽和部分を有する。連鎖停止剤は、1個のSi-H部分および1個の不飽和炭化水素部分を有する。第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を、金属触媒の存在下で反応させる。分散物を、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を組み合わせる工程を含む方法により形成する。この方法はまた、金属触媒の存在下で、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を反応させ、分散粒子を形成する。

Description

本発明は、一般的にシリコーンポリマー分散物およびその分散物の形成方法に関する。より詳細には、分散物は、二種類の異なるポリマーと連鎖停止剤(chain terminator)の反応生成物を含む分散粒子を含む。
分散物および分散物中に分散される粒子、すなわち分散粒子(dispersed particle)は、プラスチック、コーティング、および化粧品に使用可能であることが知られており、当業者に既知の異なる製造方法を私用して形成することができる。あるタイプの方法、エマルション重合は、エマルション中に粒子を形成するが、複数の欠点を有する。例えば、このタイプの方法における重合は、「油−水」界面で起きる。そして、大きな表面領域を有する小粒子の形成が動力学的に好まれ、大きな粒子の精製を、困難でエネルギー消費が大きいものにしている。同様に、エマルション重合は、複数の高価な方法工程および材料を必要とする。一例では、エマルション重合は、長いバッチ時間および中和されなければならない。これらのタイプの必要性は、エンドユーザーに典型的に送達される製造コストを増大させる。別の例において、エマルション重合は、化粧用途に使用される場合、皮膚に炎症をおこすかもしれないアニオン性およびカチオン性界面活性剤の使用を必要とする。
分散物および分散粒子を製造するための第二のタイプの方法は、機械的エマルションである。この方法では、疎水性オイルまたはポリマーのような非極性化合物が、典型的には、機械的ミキサーを使用して、種々の界面活性剤と水で乳化される。長い処理時間を必要としないにもかかわらず、このタイプの方法は、機械的ミキサーにより導入することができるせん断応力、ならびに疎水性オイルまたはポリマーの粘度により制限される。
これらの方法の両方の欠点を補うために、他のタイプの分散重合方法が開発されている。有効であるが、これらの方法は、分散粒子の形成を最大限制御できるようにすることはできない。より詳細には、これらの方法では、分散粒子の分子量または粘度のカスタマイズができず、従って利用度が制限されている。
従って、分散粒子の分子量または粘度のカスタマイズ能力を最大化する方法を使用して、その中に分散粒子が分散している分散物を形成する機会が存在する。また、コスト効率がよく、効率的な方法を開発する機会も存在する。さらに、化粧用途にこれらの粒子を使用して、皮膚の炎症を減少させ、皮膚の感触を改善する機会も存在する。
米国特許第6,252,100号 米国特許公開第4,640,967号 欧州特許公開第539,065号
本発明は、分散物および分散物の形成方法を提供する。分散物は、分散粒子を含む。分散粒子は、第一のポリマー、第二のポリマー、および連鎖停止剤の反応生成物を含む。第一のポリマーは、少なくとも2個のSi-H部分を有する。第二のポリマーは、少なくとも2個のケイ素結合不飽和部分を有する。連鎖停止剤は、1個のSi-H部分または不飽和炭化水素部分を有する。第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤は、金属触媒の存在下で反応する。分散物を形成する方法は、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を組み合わせる工程を含む。その方法はまた、金属触媒の存在下で第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を反応させ、分散粒子を形成する工程を含む。
分散物および分散物の形成方法を、化粧およびコーティング用途を含む種々の産業で効果的に利用することができる。分散粒子は、化粧用途において改善した皮膚感覚を生み出す。塗料またはコーティングに取り込まれる場合、分散粒子により塗料またはコーティングの表面に潤滑性がもたらされ、また損傷(marring)に対する抵抗性ももたらされる。分散物によりまた、分散粒子の取り扱いが容易になり、分散粒子の質検査を効率的かつ正確に実行することが可能となる。さらに、この方法により、連鎖停止剤の、第一および第二のポリマーとの反応を介した分散粒子の分子量および粘度のカスタマイズ能力を最大化する。さらにまた、この方法はコスト効率がよい。
本発明は、分散物および分散物の形成方法を提供する。当業者に公知なように、分散物は、物質の別の相と混和する、およびその相の中に分散する、物質のある相、すなわち連続相中の分散相を含む。本発明において、分散物は、分散粒子を含む（以降、「粒子」と呼ぶ）。粒子は、固体、液体、気体、またはそれらの組み合わせであってよい。典型的には、粒子は液体または固体である。
ある実施態様において、分散物は液体を含み、粒子は液体中に分散している。もちろん、粒子自体は液体粒子であってよい、あるいは外部または付加的な液体が必要とされないように、希釈物として液体を含んでよいことが理解されるであろう。あるいは、液体は、他のいずれの成分とも独立に添加される、外部液体であってよい。ある実施態様において、液体は非極性液体である。別の実施態様において、液体は、アルコールまたは水のような極性液体である。典型的には、液体は水である。水は、水道水、井戸水、精製水、脱イオン水、およびそれらの組み合わせであってよく、分散物のタイプに応じて異なる量の分散物中に存在してよい。ある実施態様において、分散物は、分散相として固体粒子、連続相として液体を含む。別の実施態様において、分散物は、分散相として非極性液体（例えば、非極性液体粒子）、連続相として極性液体を含む。種々の実施態様において、液体は、分散物の100重量部に対して、分散物の総計が100重量部を越えない限り、20重量部から80重量部、30重量部ら70重量部、40重量部から60重量部の量、あるいは約50重量部の量で存在してよい。
分散物はさらに、相互に交換可能に使用することができる用語「コロイド」または「コロイド分散物」として規定してよい。典型的には、コロイドは連続相に分散した100ナノメートルより小さいサイズの粒子を含む。コロイドは、無数の方法で分類してよい。本発明の目的のために、コロイドをまた、ゲル（分散相として液体粒子、および固体連続相）、エマルション（分散相として液体粒子、および液体連続相）、ならびに/あるいはフォーム(foam)（分散相として気体粒子、および液体連続相）として分類されてよい。コロイドは、可逆性（すなわち、1つより多くの状態にある）、あるいは不可逆性であってよい。さらに、コロイドは、エラストマー性または粘弾性であってよい。
最初上記に導入したように、分散物をさらにエマルションとして規定してよい。当業者に理解されるように、エマルションは、あるタイプの分散物であり、典型的には分散および連続性の化学的特性に従って、1つから4つのカテゴリーに分類される。第一のカテゴリーは、水中油(O/W)エマルションである。O/Wエマルションは、典型的には粒子を形成する、水性連続相（例えば水）中の非極性分散相（例えば油）を含む。本発明の目的のために、「油」の語は、非極性分子を含み、いずれかの非極性化合物を含んでよく、本発明の粒子を含んでよい。第二のカテゴリーは、油中水(W/O)エマルションである。W/Oエマルションは、典型的には疎水性油またはポリマーのような非極性連続相中に、水または他の親水性物質またはそれらの混合物のような極成分散相を含む。第三のカテゴリーは、水中油中水(W/O/W)エマルションである。これらのタイプのエマルションは、極性連続相中に分散された非極性連続相中に、同様に極性分散相を含む。例えば、W/O/Wエマルションは、連続水相に分散した巨大な油滴に、同様に取り囲まれた水滴を含んでよい。第四のカテゴリーは、水中水(W/W)エマルションである。これらのタイプのエマルションは、連続水性相中に、水溶媒和分子、例えば本発明の粒子を含み、水溶媒和分子と連続水性溶液の両方は、水溶性の異なる分子を含む。いかなる特定の理論にとらわれることを意図することなく、前記のタイプのエマルションは、水素結合、パイ積層(pi stacking)、ならびに/あるいは分散および連続相の塩架橋に依存すると考えられる。本発明において、分散物は、さらにこれらの4つのタイプのエマルションのいすれかとして規定されてよい。
当業者に公知であるように、分散物は、ある程度、不安定である。典型的には、以下を含む3つのタイプの分散物不安定性が存在する：
(i) 分散相の粒子が、連続相中で塊を形成する、凝集(flocculation)、
(ii) 分散相の粒子が、それぞれ連続相の上面または下面に向かって濃縮する、クリーム化(creaming )または沈殿(sedimentation)、
(iii) 分散相の粒子が、連続相に合体および液体の層を形成する、遮断(breaking)および合体(coalescence)。
本発明の分散物は、これらのタイプの不安定性のうち1つ以上を提示してよい。
当業者に公知であるように、分散物は、典型的には2つの異なるタイプの粘性、総粘性(total viscosity)および分散相の粘性を有する。本発明の分散物は、典型的には25°Cの温度で、少なくとも20センチストークス(centistokes)の総粘度を有する。種々の実施態様において、分散物は、25°Cの定温および5 rpmの回転速度で操作されるサーマルセルおよびSC4-31スピンドルを装備する、Brookfield回転ディスク粘度計を使用して測定される、25°Cの温度で、少なくとも20センチストークス、より典型的には約30センチストークスから約100センチストークス、最も典型的には約40センチストークスから約75センチストークスの粘度を有する。分散相の粘度は、制限されず、総粘度に影響しないと考えられる。ある実施態様において、分散相は、固体であり、無限大の粘度を有する。
特に上記導入した粒子を参照して、粒子は種々のサイズで製造されてよい。ある実施態様において、分散物は、1 nmから100 μm、より典型的には1 μmより小さい、さらにより典型的には1 nmから1 μm、最も典型的には100 nmから1000 nmの粒子を含む。ある実施態様において、分散物は、ナノエマルションとして分類されてよい。分散物は、当業者の望みに応じて、上記のサイズよりも小さいまたは大きい粒子を含んでよい。粒子は典型的には、102から10-3Hzのオシレーション処理（周波数掃引(frequency sweep)）を伴うレオメーターを使用して測定される、105から109、より典型的には106から108 cP x 106の力学的粘度(η)を有する。しかし、粒子は、所望であればこの範囲の外の力学的粘度を有することができる。
粒子は、第一のポリマー、第二のポリマー、および連鎖停止剤の反応生成物を含む。粒子は、第一のポリマー、第二のポリマー、および連鎖停止剤の反応生成物から本質的になる、あるいはそれらからなると考えられる。ある実施態様において、反応生成物はエラストマー性である。別の実施態様において、反応生成物は非エラストマー性である。反応生成物は熱可塑性または熱硬化性ポリマーであってよい。あるいは、反応生成物は直鎖状または分枝状であってよい。典型的には、反応生成物は直鎖状である。
第一のポリマーは、ダイマー、オリゴマー、ポリマー、プレポリマー、コポリマー、ブロックポリマー、スターポリマー、グラフトポリマー、ランダムコポリマー、およびそれらの組み合わせを含んでよい。第一のポリマーは、末端または非末端であってよい、少なくとも2個のSi-H（水素化ケイ素）部分を有する。ある実施態様において、2個のSi-H部分は、非末端部分である。別の実施態様において、1個のSi-H部分は末端であり、もう1個は末端ではない。さらなる実施態様において、2個のSi-H部分は末端部分であり、反応生成物はエラストマー性ではない。さらに別の実施態様において、第一のポリマーは2個のSi-H部分を有し、反応生成物は直鎖状である。さらなる実施態様において、第一のポリマーは実質的に直鎖状であり、約2モル％より少ない分枝単位を含む。さらなる実施態様において、第一のポリマーは2個のSi-H部分を有する。記述的な目的のみのために、第一のポリマーの可能なタイプの一つの例示的な化学構造を以下に示す。
Figure 2011513579
式中、Rは有機または無機基のいずれかであり、R1からR4のそれぞれは、同じであっても異なっていてもよい。ある実施態様において、R1からR4のいずれも、不飽和基と反応性ではない。
典型的には、R1からR4のそれぞれは独立に、20個以下の炭素原子を有する炭化水素、例えばアルキルおよびアリール炭化水素、脂肪族不飽和基、例えばビニル、アリル及びヘキシル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、及びプロポキシ基、アルコキシ−アルコキシ基、アセトキシ基、アミノ基、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。別の実施態様において、R1からR4の1個以上は、窒素基、エポキシ基、硫黄基、ケイ素基、酸素基、またはそれらの組み合わせで置換される。別の実施態様において、R1からR4の少なくとも80%は、メチル基のようなアルキル基である。
さらに別の実施態様において、第一のポリマーは、シラン、シロキサン、シラザン、シリカ、シレン、シルセスキオキサン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。さらに別の実施態様において、第一のポリマーは、シロキサンを含む。シロキサンは、さらにポリジメチルシロキサンとして規定されてよい。ポリジメチルシロキサンは、少なくとも2個のSi-H部分を含む限り、当業者に公知であってよい。特に適切なポリジメチルシロキサンの1つは、25°Cで約55,000 mm2/秒の粘度を有する、ジメチルビニルシロキシ末端化ポリジメチルシロキサンである。あるいは、第一のポリマーは、末端キャッピング基としてSi-H基を有する有機ポリマーであってよい。適切な、非限定的な有機ポリマーの例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミドおよびそれらの組み合わせを含む。典型的には、第一のポリマーは、サーマルセルセルおよびSC4-31スピンドルを装備し、定温25°C及び回転速度5 rpmで操作されるBrookfield回転ディスクビスコメーターを使用して決定される、25°Cにおいて、5から5,000、より典型的には5から100、最も典型的には約10 cpsの粘度を有する。
第一のポリマーのように、第二のポリマーは、ダイマー、オリゴマー、ポリマー、プレポリマー、コポリマー、ブロックポリマー、スターポリマー、グラフトポリマー、ランダムコポリマー、およびそれらの組み合わせを含んでよい。第二のポリマーは、少なくとも2個のケイ素結合不飽和部分を有し、鎖延長剤(chain extender)であってよい。「ケイ素結合不飽和部分(silicon bonded unsaturated moieties)」の語は、少なくとも1個のケイ素原子に直接結合する不飽和部分を含むと理解される。典型的には、ケイ素結合不飽和部分は、ビニル部分である。しかし、アリル部分もまた使用されてよい。当業者に公知なように、「不飽和部分」は炭素−炭素二重または三重結合を有する化学基、すなわち水素原子で飽和されていない基である。ある実施態様において、2個のケイ素結合不飽和部分は、末端部分である。あるいは、2個のケイ素結合不飽和部分は、非末端であってよい。別の実施態様において、1個の不飽和部分は末端であり、もう1個は末端ではない。さらに別の実施態様において、第二のポリマーは2個のケイ素結合不飽和部分を有する。さらなる実施態様において、第二のポリマーは2個のケイ素結合不飽和部分を有し、反応生成物はエラストマー性ではない。さらなる実施態様において、第二のポリマーは実質的に直鎖状であり、約2モル％より少ない分枝単位を含む。第一および第二のポリマーはは、両方とも実質的に直鎖状であり、約2モル％より少ない分枝単位を含むと考えられる。記述的な目的のみのために、第二のポリマーの可能なタイプの一つの例示的な化学構造を以下に示す。
Figure 2011513579
式中、Rは有機または無機基のいずれかであり、R5からR8のそれぞれは、同じであっても異なっていてもよい。ある実施態様において、R5からR8のいずれも水素ではないか、あるいはSi-H基と反応性ではない。
第二のポリマーは、シラン、シロキサン、シラザン、シリカ、シレン、シルセスキオキサン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されてよい。ある実施態様において、第二のポリマーはシロキサンを含む。シロキサンは、さらにポリジメチルシロキサンとして規定されてよい。ポリジメチルシロキサンは、少なくとも2個のSi-H部分を含む限り、当業者に公知であってよい。特に適切なポリジメチルシロキサンの1つは、25°Cで約10 mm2/秒の粘度を有する、水素ジメチルシロキシ末端化ポリジメチルシロキサンである。あるいは、第二のポリマーは、末端キャッピング基としてケイ素結合不飽和部分を有する有機ポリマーであってよい。適切な、非限定的な有機ポリマーの例は、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミドおよびそれらの組み合わせを含む。ある実施態様において、ケイ素結合不飽和部分は、例えば、ビニルまたはアリール基である。別の実施態様において、第二のポリマーは、付加ポリマーのような炭素−炭素結合の主鎖を有するポリマーである。第二のポリマーは、種々の長さで市販されているジアリールエンドブロック化ポリイソブチレンのような電子ドナー特性を有する繰り返し単位を有するポリマーであってよい。特に適切なポリイソブチレンは、1,000から50,000、特に典型的には2,000から20,000の数平均分子量を有する。あるいは第二のポリマーは、エーテル、エステル、アミド、イミド、またはウレタン結合のようなヘテロ原子結合を含むことができる。ポリエチレングリコールジビニルエーテルのような不飽和基でエーテル化したポリアルキレングリコール、あるいは、ウレタンアクリレートのようなアクリレートまたはメタクリレートポリマーが例に含まれる。
あるいは第二のポリマーは、1,5-ヘキサジエンまたは1,7-オクタジエンのような6個から30個の炭素原子を有するアルファ、オメガ−ジエンのような非接合ジエンを含んでよい。ジエンは、30個より多い炭素原子を有することができるが、典型的には液体である。ある実施態様において、第二のポリマーは、2個のビニルまたはアリール基を含み、あるいはジアリールエーテル、ジアリールアミン、ジアリールカーボネート、ジアリールフタレート、ジアリールスクシネート、1,3-ジアリール尿素、アリールメタクリレート、プロピレングリコールジビニルエーテルまたはテトラエチレングリコールジビニルエーテルであってよい。典型的には、第二のポリマーは、25°Cの定温および5 rpmの回転速度で操作されるサーマルセルおよびSC4-31スピンドルを装備する、Brookfield回転ディスク粘度計を使用して測定される、25°Cの温度で、100から600,000、より典型的には10,000から100,000、最も典型的には約50,000 cpsの粘度を有する。複数の実施態様において、ポリマーはお互いに可溶性でなくてもよく、溶媒または他の共存可能な基質を使用して、より共存可能な組成物を達成してよい。
上述のように、粒子は、第一のポリマー、第二のポリマー、および連鎖停止剤の反応生成物を含む。連鎖停止剤は、分子あたり1個のSi-H部分または不飽和炭化水素部分、すなわち、分子あたり正確に1個のSi-Hまたは不飽和炭化水素部分を有する。ある実施態様において、連鎖停止剤は、単独のSi-H部分または不飽和炭化水素部分からなる。「単独のSi-H部分または不飽和炭化水素部分からなる」の語は、連鎖停止剤のみを指すと理解される。言い換えれば、連鎖停止剤は、単独のSi-H部分または不飽和炭化水素部分を有する限り、他の官能または非官能基を有することができる。しかし、連鎖停止剤は、Si-H部分および不飽和炭化水素部分の両方を有することはできない。特定の理論に制限されることを意図することなく、連鎖停止剤は、第一または第二のポリマーと反応して、鎖長を減少させ、第一のポリマーと第二のポリマーの反応を停止させると考えられる。ある実施態様において、第一および第二のポリマーと連鎖停止剤の反応は、分散物中の第一および第二のポリマーの液滴の内部で（すなわち、「油/水」界面ではない）起きる。特定の理論に制限されることを意図することなく、重合度は液滴サイズにより制御されないが、第一および第二のポリマーの比率ならびに使用する連鎖停止剤の量により制御されると考えられる。単独のSi-H部分により、連鎖停止剤は第二のポリマーの不飽和部分と反応することができるが、連鎖の成長を防ぐ、および連鎖を「停止」させる付加反応を行うことはできない。あるいは、連鎖停止剤の単独の不飽和炭化水素部分は、第一ポリマーのSi-H部分と反応してよいが、連鎖の成長を防ぐ、および連鎖を「停止」させる付加反応を行うことはできない。記述的な目的のみのために、連鎖停止剤に可能なタイプの二つの例示的な化学構造を以下に示す。
Figure 2011513579
式中、Rは有機または無機基のいずれかであってよい。
また記述的な目的のみのために、典型的な第一および第二のポリマーと典型的な連鎖停止剤の反応の例示的な化学反応スキームを以下に示す。
Figure 2011513579
式中、ｎは正の数のいずれかであってよい。当然、上記の反応スキームにおいて、3つの反応矢印は、鎖伸長反応とそれに続く連鎖停止剤の反応における第一のポリマーと第二のポリマーの複数の反応を示す。
上記に直接示すように、連鎖停止剤は、その単独のSi-H部分または不飽和炭化水素部分によりポリマーの一端で鎖伸長を停止する。連鎖停止剤はまた、粒子を形成するポリマーの両端で鎖成長（鎖伸長）を停止することもできる。これは、高濃度において、鎖の両端が終結する可能性が高くなる点において、連鎖停止剤の濃度に関連する。一端または両端における鎖伸長のこの停止により、ポリマーサイズ、数及び重量平均分子量、ならびに粘度を制御する。そして、連鎖停止剤により、ポリマーサイズおよび粘度を操作および制御することが可能となり、エンドユーザーの好みによりカスタム化することが可能となる。連鎖停止剤によりまた、より広い範囲の、粘度を制御した、ポリシロキサンを含む単分散液滴サイズを形成することもできる。
連鎖停止剤は、構造において、1個のSi-H部分または1個の不飽和炭化水素部分を有するべきもの以外に限定されない。Si-H部分または不飽和炭化水素部分は、末端基または内部基(internal group)であってよい。ある実施態様において、連鎖停止剤は、1個のSi-H部分を有し、シラン、シロキサン、シラザン、シリコーン、シリカ、シレン、シルセスキオキサン、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。別のある実施態様において、連鎖停止剤は、シロキサンであり、化学式：(CH3)3SiOSiH(CH3)OSi(CH3)3を有する。あるいは、連鎖停止剤は、シランであり、化学式：(CH3)2Si(C6H5)Hを有してよい。さらに、連鎖停止剤は、シロキサンおよびシランを含んでよい。可能性のある他の連鎖停止剤は、(CH3)3SiH, (C2H5)3SiH, ((CH3)3SiO)3SiHおよびそれらの組み合わせを含む。
あるいは、連鎖停止剤は、有機ポリマーであってよい。適切で、非限定的なそのような有機ポリマーの例は、連鎖停止剤が1個のSi-H部分または1個の不飽和炭化水素部分を有する限りにおいて、アルファオレフィン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミドおよびそれらの組み合わせを含む。そのようなケイ素結合不飽和部分は、典型的にはSi-H部分と反応させることができる。そのような化合物の例には、限定されないが、(CH3)3SiCH=CH2、(CH3)3SiCH2CH=CH2,、(C2H5)3SiCH=CH2、((CH3)3SiO)3SiCH=CH2、C6H13CH=CH2、スチレン、α−メチルスチレン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、およびそれらの組み合わせを含む。ある実施態様において、連鎖停止剤は、1個の不飽和炭化水素部分を有し、さらにアルファオレフィンとして規定される。典型的には、連鎖停止剤は、サーマルセルセルおよびSC4-31スピンドルを装備し、定温25°C及び回転速度5 rpmで操作されるBrookfield回転ディスクビスコメーターを使用して決定される、25°Cにおいて、0.5から5,000、より典型的には0.5から10、最も典型的には約0.8cpsの粘度を有する。
再度第一および第二のポリマーに言及すると、これらのポリマーは、典型的には、およそ１：１までのモル比で反応する。ある実施態様において、第一および第二のポリマーは、およそ１：１までのモル比で反応する。しかし、第一および第二のポリマーは、これらの量に限定されず、当業者により選択される量で反応してよい。第一および第二のポリマーのうち一方は、他方に比較して過剰に反応してよい。連鎖停止剤は、典型的には、第一および第二のポリマーの混合重量に対して、0.001重量%から10重量%の量で反応する。反応する連鎖停止剤の量は、この量に限定されず、当業者により変化してよい。典型的には、当業者は分散粒子のポリマーの所望の粘度に基づいて、連鎖停止剤の量を選択するであろう。
第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤は、金属触媒の存在下で反応する。金属触媒は、元素金属、金属化合物、金属アロイ、金属塩、およびそれらの組み合わせを含んでよい。ある実施態様において、金属触媒は、さらに有機金属触媒として規定される。典型的には、金属触媒はVIII族遷移金属を含む。別の実施態様において、金属触媒は、白金、パラジウム、スズ、チタン、銅、ラジウムまたは鉛のうちの少なくとも一つを含む。さらなる実施態様において、金属触媒は、パラジウムまたは白金のうちの少なくとも一つを含む。さらなる実施態様において、金属触媒は、白金を含む。金属触媒は、金属（例えばパラジウムまたは白金）から本質的になる、あるいはそれらからなると考えられる。
典型的には、金属触媒は、不飽和シロキサンへのSi-H官能性シロキサンの付加反応として知られているタイプのものである。金属触媒は、ヒドロシリル化触媒であってよく、シリカゲルまたは粉末木炭のような担体上に蓄積してよい。あるいは、金属触媒は、白金クロリドまたは塩化白金酸のような、白金またはラジウム塩または化合物、あるいは白金またはラジウム複合体であってよい。最も典型的には、金属触媒は、さらにメチルシロキサン可溶性白金触媒として規定され、白金及びビニルシロキサンの複合体(complex )を含んでよい。金属触媒は、PtIV、例えば白金クロリドまたは塩化白金酸、あるいは塩化白金酸ヘキサヒドレートおよびジビニルテトラメチルジシロキサンから調製される混合物を含んでよい。
分散物は、界面活性剤も含んでよい。種々の実施態様において、分散物は、（第一の）界面活性剤および第二の界面活性剤または複数の界面活性剤を含む。界面活性剤を、分散物の形成の前に、ポリマー性液体のような液体と、第一のポリマー、第二のポリマー、および/または連鎖停止剤と組み合わせててよい。典型的には、界面活性剤を、分散物が形成される前に、ポリマー性液体と組み合わせる。界面活性剤はまた乳化剤(emulsifier)、エマルジェント(emulgent)およびテンシド(tenside)としても知られている。本発明に関して、「界面活性剤」、「乳化剤」、「エマルジェント」および「テンシド」の用語は、相互に交換して使用してよい。界面活性剤は、液体−気体界面に吸着することにより、液体の表面張力を低下させる。界面活性剤はまた、液体−液体界面に吸着することにより、極性および非極性分子の間の界面張力を低下させる。いかなる特定の理論にとらわれることを意図することなく、界面活性剤はこれらの界面で作用し、除外容積反発力(excluded volume repulsion forces)、弾性界面力(electrostatic interaction force)、ファンデルワールス力、エントロピー力、および立体力に依存すると考えられる。本願発明において、界面活性剤を、これらのうち1種類以上の力に基づいて選択または操作してよい。
界面活性剤、第一および第二の界面活性剤、または第一／第二／および複数の界面活性剤を、独立に、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、およびそれらの組み合わせの群より選択してよい、適切な界面活性剤は、アルキルフェノールアルコキシレート、エトキシ化およびプロポキシル化脂肪アルコール、アルキルポリグルコシドおよびヒドロキシアルキル化ポリグルコシド、ソルビタン誘導体、Ｎ−アルキルグルカミド、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよび/またはブチレンオキシドのようなアルキレンオキシドブロックコポリマー、ポリヒドロキシおよびポリアルコキシ脂肪酸誘導体、アミン酸化物、シリコーンポリマー、ポリサッカリドに対する種々のポリマー界面活性剤、ならびにポリビニルアルコールおよびポリアクリルアミドに対するポリサッカリド、ポリマー性界面活性剤に対する種々のポリマー界面活性剤を含む。
適切なカチオン性界面活性剤は、限定されるものではないが、ハロゲン化アルキルジメチルアンモニウムのようなアンモニウム基を含む界面活性化合物、ならびに化学式RR’R’’R’’’N+X-
［前記式中、R, R’, R’’, およびR’’’は独立に、アルキル基、アリール基、アルキルアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヒドロキシアルキル（アルコキシ）基、およびヒドロキシアリール（アルコキシ）基の群より選択され、Xはアニオンである］
を有する化合物を含む。
適切なアニオン性界面活性剤は、限定されるものではないが、脂肪族アルコールサルフェート、およびエトキシル化脂肪族アルコールのサルフェートを含む。適切なアニオン性界面活性剤の非限定的なさらなる例は、アルカンスルフォネート、直鎖アルキルベンゼンスルフォネート、直鎖アルキルトルエンスルフォネート、ジフェニルスルフォネート、およびジフェニルエーテルスルフォネートを含む。さらに、アニオン性界面活性剤は、オレフィンスルフォネート及びジスルフォネート、アルケン−およびヒドロキシアルケン−スルフォネートまたはジスルフォネート、アルキルエステルスルフォネート、スルホン化ポリカルボン酸、アルキルグリセリルスルフォネート、脂肪酸グリセロールエステルスルフォネート、アルキルフェノールポリグリコールエーテルサルフェート、パラフィンスルフォネート、アルキルホスフェート、アシルイソチオネート、アシルタウレート、アシルメチルタウレート、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸および相当するそのエステルおよびアミド、アルキルスルフォコハク酸および相当するアミド、スルフォコハク酸のモノ−およびジ−エステル、アシルサルコシネート、硫酸アルキルポリグルコシド、アルキルポリグリコールカルボキシレート、ヒドロキシアルキルサルコシネート、ならびにそれらの組み合わせを含む。さらに、アクリル酸またはスルホン化ポリスチレン、ならびにそれらの組み合わせに基づくポリマー性アニオン性界面活性剤もまた使用してよい。適切な両性界面活性剤は、限定されないが、アニオン基、ベタイン誘導体、およびそれらの組み合わせを含む二級および/または三級アミンの両性誘導体を含む。
さらに、界面活性剤ならびに/あるいは第一および第二の界面活性剤は、独立に、脂肪族および/または芳香族アルコキシル化アルコール、LAS（直鎖アルキルベンゼンスルフォネート）、パラフィンスルフォネート、FAS（脂肪アルコールスルフォネート）、FAES（脂肪アルコールエーテルスルフォネート）、アルキレングリコール、トリメチロールプロパンエトキシレート、グリセロールエトキシレート、ペンタエリトリトールエトキシレート、ビスフェノールAのアルコキシレート、ならびに４−メチルヘキサノールおよび５−メチル−２−プロピルヘプタノールのアルコキシレート、ならびにそれらの組み合わせを含んでよい。さらに、界面活性剤ならびに/あるいは第一および第二の界面活性剤は、直鎖または分枝アルキル基、直鎖または分枝アルケニル基、アルキルフェニル基、アルキレン基、および/またはそれらの組み合わせのアルキルポリサッカリドを含んでよい。典型的には、界面活性剤は、分散物の100重量部に対して、0.1重量部から100重量部、より典型的には0.01重量部から5重量部、さらにより典型的には0.5重量部から5重量部、最も典型的には1.5重量部から2.5重量部の量で存在する。
分散物はまた、増粘剤を含んでもよい。当業者に公知であるように、増粘剤は、低せん断率で分散物の粘度を増大させる一方、高せん断率で分散物の流動特性を維持する。本発明における使用のために適切な増粘剤は、限定されないが、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド、およびそれらの組み合わせのような、ポリアルキレンオキシドを含む。ある実施態様において、増粘剤は、アルギン酸およびその誘導体、ポリエチレンオキシド、ポリビニルオキシド、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、アルキルおよびヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、グアガム、アラビアゴム、ガチックガム(gum ghatic)、ポリビニルピロリドン、デンプン、変性デンプン、タマリンガム、キサンタンガム、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ならびにそれらの組み合わせの群より選択される。
増粘剤を、分散物を形成する前または形成した後に、液体と、第一のポリマー、第二のポリマー、および/または連鎖停止剤と組み合わせてもよい。典型的には、増粘剤を、分散物を形成した後に、液体と組み合わせる。ある実施態様において、増粘剤を、可溶ではない液体と組み合わせ、この混合物を、分散物を形成した後に、分散物と組み合わせる。そのような液体の例には、限定されないが、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、およびそれらの組み合わせが含まれる。増粘剤は、典型的には、分散物の100重量部に対して、0.001重量部から25重量部、より典型的には0.05重量部から5重量部、最も典型的には0.1重量部から0.5重量部の量で存在する。
分散物はまた、添加剤も含んでよい。添加剤は、限定されないが、導電率向上添加剤、塩、染料、香料、保存剤、殺生物剤、可塑剤、活性成分、着色料、ラベリング剤、さび防止剤、およびそれらの組み合わせを含んでよい。ある実施態様において、導電率向上添加剤は、イオン性化合物を含む。別の実施態様において、導電率向上添加剤は、アミン、有機塩および無機塩、ならびにそれらの混合物から一般的に選択される。典型的な導電率向上添加剤は、アミン、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、四級スルホニウム塩、ならびに有機リガンドとの武器塩の混合物を含む。最も典型的な電率向上添加剤は、限定されないが、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムヨージド、フェニルトリメチルアンモニウムクロリド、フェニルトリエチルアンモニウムクロリド、フェニルトリメチルアンモニウムブロミド、フェニルトリメチルアンモニウムヨージド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムヨージド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラデシルトリメチルアンモニウムヨージド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、およびヘキサデシルトリメチルアンモニウムヨージドを含む、四級アンモニウムベースの有機塩を含む。添加物は、その量の添加物により、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤が反応することができる限りにおいて、当業者により選択されるいずれかの量で、分散物の連続相または分散相のいずれかに存在してよい。種々の実施態様において、添加物の量は、第一および第二のポリマーの総重量に対して、典型的には約0.0001%から約25%、より典型的には約0.001%から約10%、最も典型的には約0.01%から約1%である。
ある実施態様において、分散物は、炭化水素溶媒、例えばトルエンと混合してよい脂溶性添加物を含む。別の実施態様において、脂溶性添加物は、トリオルガノシリル単位およびSiO4/2単位を含むMQ樹脂であり、処理済シリカのような疎水性フィラーを含んでよい。さらにまた、芳香剤、日焼け止め剤、または薬剤添加物のような脂溶性添加物も、分散物に添加してよい。
分散物はさらに、エマルションとして規定され、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を反応させて、水中にシリコーン有機コポリマーを形成してよい。ある実施態様において、シリコーン有機コポリマーは、ポリオルガノシロキサンブロックおよび有機ブロックを含み、かつ25°Cで10から1,000,000 Paの範囲の0.01 Hzにおける動粘性係数、および0.3から1,000マイクロメートルの平均粒子サイズを有する。ある実施態様において、分散物は、1から94重量%の負荷量のシリコーンを有する。液体、第一および第二のポリマー、金属触媒、ならびに添加物、界面活性剤、または増粘剤のいずれかは、本明細書に参照して取り入れられる米国特許番号第6,878,773号および米国特許番号第6,013,68号に開示されるものと同じであってよいと考えられる。
本発明の分散物は、シリコーンエマルションのための既知の用途、例えば、毛髪、皮膚、粘膜または歯のようなパーソナルケア用途において有用である。これらの用途の多くにおいて、分散物は滑らかであり、スキンクリーム、スキンケアローション、保湿剤、にきびまたはしわリムーバーのような顔面トリートメント、パーソナルおよび顔面クレンザー、バスオイル、芳香剤、香料、オーデコロン、匂い袋、日焼け止め、プレシェーブおよびアフターシェーブローション、シャエービングソープおよびシャエービング泡の特性を改善する。同様に分散物を、毛髪シャンプー、毛髪コンディショナー、ヘアスプレー、ムース、パーマネント、脱毛剤、およびキューティクルコート(cuticle coat)中で使用して、例えばスタイリングおよびコンディショニングに便益を供与することができる。化粧品において、分散物は、メークアップにおける顔料用の平滑化剤および拡散剤、着色化粧品、ファウンデーション、ブラシ、口紅、アイライナー、マスカラ、オイルリムーバー、着色化粧品リムーバーおよびパウダーとして機能してよい。分散物はまた、ビタミン、有機日焼け止め剤、セラミド、薬剤などのような油および水可溶性基質のための送達系として有用であってよい。スティック、ゲル、ローション、エアロゾル、およびロールオン(roll-on)に調合される場合、分散物を、乾燥シルク様平滑配向(dry silky-smooth payout)を付与してよい。分散物をまた、沈着ポリマー、界面活性剤、合成洗剤、抗菌剤、ふけ防止剤、フォームブースター、タンパク質、加湿剤、懸濁剤、乳白剤、芳香剤、着色剤、植物抽出物、ポリマー、および他の慣用的なケア成分と混合してもよい。ある実施態様において、分散物は、化粧品組成物、コーティング組成物、およびそれらの組み合わせの群より選択される、水ベースの組成物中に含まれる。分散物を、パーソナルケア製品のうち、0.01重量%から約50重量%の量、より典型的には0.1重量%から25重量%の量で使用してよい。
分散物をまた、織物繊維トリートメント、皮革潤滑化剤、繊維柔軟化剤、離型剤、水ベースのコーティング、特に原油パイプラインにおける、石油ドラッグ減少剤(oil drag reduction)、潤滑剤、セルロース物質切断の容易化剤などとしての無数の他の適用、ならびにシリコーンが慣用的に使用される他の多くの領域に使用してもよい。分散物をまた使用して、石油ドラッグを軽減してもよい。
本発明はまた、分散物を形成する方法も提供する。前記方法は、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を組み合わせる工程を含む。ある実施態様において、前記組み合わせる工程は、さらに、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤に液体を組み合わせる工程を含む。前記工程は、液体で第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤をエマルション化する工程を含んでよい。前記組み合わせる工程は、分散物を形成するが、粒子を形成しなくてもよい。液体、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤をいずれの順序で組み合わせてもよい。ある実施態様において、第一および第二のポリマーを組み合わせて、混合物を形成する。その後、液体（例えば、水）を、第一および第二のポリマーの混合物に添加する。任意に、この実施態様において、第一および第二のポリマーに添加する前、添加と同時、または添加の後に、界面活性剤を液体に添加してよい。ある実施態様において、金属触媒を分散物に添加してよい。金属触媒を、第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤、ならびに/あるいは液体のいずれか一つまたは組み合わせに添加してよい。典型的には、金属触媒を、第一および第二のポリマー、ならびに/あるいは連鎖停止剤のうち一つ以上に添加してよい。金属触媒を、分散物の形成前または形成後、あるいは形成前と形成後の両方で添加することができる。ある場合には、金属触媒によって、即座に第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を反応させる。この場合、触媒阻害剤を使用してよく、あるいは水と界面活性剤のエマルション化後に第一および第二のポリマーの混合物に触媒を添加してよい。適切な白金触媒阻害剤は当業者に既知であり、限定されないが、アセチレンジオール、シクロヘキセニルアルコール誘導体、マレイン酸エステル、およびそれらの組み合わせを含む。
ある実施態様において、本発明の分散物を、単独の撹拌により形成し、オイル混合物中に粗い水相を形成する。その後この混合物をエマルション化する。エマルション化の間、オイル混合物中の粗い水相を、水エマルション中の微細なシリコーンに転換する。エマルション化を、リボンミキサー、プラウミキサー、液状化パドルミキサー、シグマブレードミキサー、タンブルブレンダー、ボルテックスミキサー、フィードミキサー、垂直ミキサー、水平ミキサー、およびそれらの組み合わせのような慣用的な方法により達成することができる。
別の実施態様において、第一および第二のポリマーを、界面活性剤で水中にエマルション化し、エマルションに金属触媒を添加する。典型的には非イオン性界面活性剤をこの実施態様において使用する。しかし、他のタイプの界面活性剤もまた使用することができることが理解されるべきである。典型的には、分散物の最終使用により、どのタイプ、および、存在するならば、どの特定の界面活性剤を使用するか決定されるであろう。しかし、カチオン性界面活性剤のような複数の界面活性剤は、PtIV化合物を含む金属触媒によるヒドロキシル化反応の触媒を阻害する可能性のある触媒を含むかもしれない。
さらなる実施態様において、第一および第二のポリマーを、アニオン性、カチオン性または両性界面活性剤で水中にエマルション化し、エマルションに添加する前に金属触媒を非イオン性界面活性剤中に分散させる。金属触媒を、単純に非イオン性界面活性剤と混合し、分散物に添加することができ、あるいは金属触媒と非イオン性界面活性剤を、添加する前に水とプレミックスすることもできる。使用する非イオン性界面活性剤の量は、典型的には市販白金触媒調製物の容量部に対して0.1容量部から10容量部（金属触媒中白金の重量部に約2重量部から200重量部）である。ある実施態様において、金属触媒は、分散物と異なるエマルション中に存在し、分散物と組み合わされている。
前記方法はまた、金属触媒の存在下で第一および第二のポリマー、ならびに連鎖停止剤を反応させて、分散粒子を形成する工程も含む。上述のように、第一および第二のポリマーは、典型的には金属触媒の存在下で鎖伸長反応（例えばステップ成長重合反応）において反応する。反応工程はまた、機械的懸濁重合型の反応工程と呼ばれてもよい。より詳細には、第一のポリマーのSi-H部分が、第二のポリマーのケイ素結合不飽和部分と反応し、鎖を形成すると考えられる。上述のように、金属触媒は、分散物と異なるエマルション中に存在してよく、反応工程はさらに、分散物とエマルションを組み合せることとして定義されてよい。前記方法は、組み合わせと反応の工程から本質的になる、あるいはそれらからなると考えられる。
前記方法はまた、粒子の所望の粘度を決定し、分散物中に含まれる連鎖停止剤の概算量を決定する工程も含む。この実施態様において、組み合わせ工程はさらに、第一および第二のポリマーと、決定された量の連鎖停止剤の組み合わせとして定義される。粒子の所望の粘度を決定する工程は、当業者に公知ないずれの方法を用いてもよいと考えられる。同様に、分散物中に含まれる連鎖停止剤の概算量を決定する工程もまた、当業者に公知ないずれの方法を用いてもよいと考えられる。典型的には、一連の分散物を、ゼロから開始して、変動する量の連鎖停止剤を使用して製造する。その後これらの分散物を、当業者に公知ないずれの方法で処理することができ、以下の実施例でより詳細に記載されるように、粒子の粘度を測定することができる。粘度測定を、使用する種々の量の連鎖停止剤に対してグラフ上でプロットすることができる。これにより、エンドユーザーのニーズを最大限満たすように操作およびカスタマイズ化した分散物および粒子の制御された形成が可能となる。
一連の分散物および分散粒子を、本発明により製造する。その後分散粒子を、分散物から分離し、動粘性係数を決定するよう測定する。以下により詳細に記載されるように、かつ表１および２に示されるように、分散物を調整する本発明の方法により、粒子の動粘性係数を制御することが可能となる。
実施例１Ａ：第一の分散物の形成
第一の分散物を形成するために、第一のポリマーとして、55,000 mm2/秒の動粘性率、30,800のおよその分子量、および0.088のビニル含量を有するジメチルビニル末端化ポリジメチルシロキサンポリマー58.82 gを、最大100カップに注入し、その後、第二のポリマーとしておよそ10 mm2/秒の動粘性率、および0.16%の水素含量を有するジメチル水素末端化ポリジメチルシロキサン1.18 g、ならびに連鎖停止剤として、(CH3)3SiOSiH(CH3)OSi(CH3)3を0.028 g加えた。その後前記カップを、Landrum SCのFlackTek, Inc.より市販されているSpeedMixer(登録商標)DAC 150を使用して最大速度で20秒間スピンした。その後、第一の界面活性剤として、ポリオキシエチレン4ラウリルエーテル（Brij(登録商標)30）1.6 gをカップに添加し、第二の界面活性剤としてポリオキシエチレン23ラウリルエーテル（Brij(登録商標)35L）の72%溶液を2.0 gおよび水1.2 gを添加した。前記カップを、20秒間で2回スピンし、カップの内壁を各スピンの間にこすり落とす。混合後、厚いペースト状の分散物が形成され、2グラムから出発して増加させながら水を添加して希釈する。増加分は、水を添加する各回の後、約2倍に増加させる。水の各添加の後、前記カップを、20秒間スピンする。全体で、水34.2 gがさらに分散物に添加される。水の添加後、分散物は、乳白色エマルションの外観を有している。
その後、白金触媒の水性エマルション0.35 gを前記カップに添加し、20秒間スピンする。スピン後、前記カップおよびその含有物を、18時間静置させる。白金触媒エマルションが、水でバランスして、元素Ptとしておよそ40 ppmのPtを（およそ8%の市販Pt触媒混合物）、ならびにおよそ30%のエトキシル化アルコール界面活性剤を含むように、およそ14.5のHLBを有するエトキシル化アルコール界面活性剤の存在下で、超音波プローブまたはホモジェナイザーのような高せん断法を使用して、（Dow Corning(登録商標)Syloff 4000 Catalystのような）ビニルシロキサン中かつ水中にPtジビニルテトラメチルジシロキサン複合体をエマルション化することにより、白金触媒のエマルションを調製する。周辺実験室条件で白金触媒エマルションを18時間静置した後、保存剤（Kathon(登録商標)SCG）0.09 gを前記カップに添加し、前記カップを20秒間スピンし、成分を混合して分散物を形成する。得られた分散物は、水性水中油分散物（すなわち、エマルション）中に、およそ60重量%の分散ポリマー性粒子を含む。前記分散物は、およそ0.5 μmの平均粒子サイズを有する。
実施例１Ｂ：第一の分散物の評価
第一の分散物の形成後、第一の分散物10 gを、30 mlガラスバイアル中にロードし、その後イソプロピルアルコール15 gを添加する。前記バイアルを激しく手で浸透し、分離する（脱エマルション化した）第一の分散物が得られる。順に、バイアルを実験用遠心器を使用して5分間遠心し、厚みが低い、乳白色のポリマー層、および粘度の低い濁ったアルコール層を含む多層混合物が生成される。アルコールをデカント(decant)し、除去する。その後、イソプロピルアルコール15 gと水2 gをバイアルに添加し、含有物をスパチュラを使用して手で、およびバイアルを激しく振盪することにより、混合する。その後、バイアルを5分間遠心する。清澄なアルコール層を再度デカントし、除去する。分散ポリマー性粒子は、ポリマー性塊に共凝縮し、その後この塊をバイアルから除去し、ペトリ皿に移し、周辺実験室条件で7日間乾燥させる。ポリマー性粒子の動粘性係数を、102から10-2 Hzオシレーション処理（周波数掃引）を伴うレオダインレオミクス(Rheodyne Rheomics)レオメーターを使用して測定する。ポリマー性粒子の動粘性係数を表１に示す。
実施例２Ａ／Ｂ−５Ａ／Ｂ：付加分散物の形成
3つの付加分散物（第二、第三、および第四の分散物）もまた、本発明により形成される。これらの付加分散物を、異なる量の連鎖停止剤を使用する点を除いて、上記と同じ方法で形成する。より詳細には、第二の分散物を、連鎖停止剤として(CH3)3SiOSiH(CH3)OSi(CH3)3を0.087 g使用して形成する。第三の分散物を、連鎖停止剤として(CH3)3SiOSiH(CH3)OSi(CH3)3を0.122 g使用して形成する。第四の分散物を、連鎖停止剤として(CH3)3SiOSiH(CH3)OSi(CH3)3を0.230 g使用して形成する。形成後、第二から第四の分散物それぞれのポリマー性粒子を、上記と同じ方法で動粘性係数について評価する。ポリマー性粒子の動粘性係数をまた表１に示す。
比較例１Ａ：第一の比較分散物の形成
第一の比較分散物を、連鎖停止剤を使用しない点を除いて、上記と第一から第四の分散物と同じ方法で形成する。
比較例１Ｂ：第一の比較分散物の評価
第一の比較分散物のポリマー性粒子を、上記と同じ方法で動粘性係数について評価する。ポリマー性粒子の動粘性係数をまた表１に示す。
Figure 2011513579
実施例６Ａ：第六の分散物の形成
第六の分散物を形成するために、第一のポリマーとして、55,000 mm2/秒の動粘性率、30,800のおよその分子量、および0.088のビニル含量を有するジメチルビニル末端化ポリジメチルシロキサンポリマー50.15 gを、最大100カップに注入し、その後、第二のポリマーとしておよそ10 mm2/秒の動粘性率、および0.16%の水素含量を有するジメチル水素末端化ポリジメチルシロキサン1.04 g、ならびに連鎖停止剤として、(CH3)2Si(C6H5)Hを0.034 g加える。その後前記カップを閉じ、SpeedMixer(登録商標)DAC 150を使用して最大速度で20秒間スピンする。順に、第一の界面活性剤として、ポリオキシエチレン3ラウリルエーテル（Volpo(登録商標)L3）1.75 gをカップに添加し、第二の界面活性剤としてポリオキシエチレン23ラウリルエーテル（Volpo(登録商標)L23）2.39 gをカップ中にロードし、その後水1.46 gを添加する。その後前記カップを閉じ、最大速度20秒間で2回スピンし、分散物を形成する。前記分散物を、最初のスピンで転換し、厚い、ペースト状の堅さを実現する。スピンの間に、カップの内壁をスパチュラでかき落とす。その後分散物を、水で増加させながら希釈し、各希釈の間にカップをスピンする。全体で、27.44 gのH2Oが分散物に添加される。希釈後、上記と同じPt触媒水性エマルション0.162 gを添加し、カップを再度20秒間スピンし、成分を混合し、分散物を形成する。得られた分散物は、1 μmより小さい平均粒子サイズを有し、およそ0.5 μmの平均粒子サイズを有する水性水中油分散物（すなわち、エマルション）中に分散した、およそ60重量%の分散ポリマー性粒子を含む。
実施例６Ｂ：第六の分散物の評価
一日後、実施例１Ａに記載されたものと同じ方法を使用して、分散物からポリマー性粒子を分離する。その後、カムド(Cammed)レオメーターを使用して、ポリマー性粒子の動粘性係数を決定する。
実施例７Ａ／Ｂ−１０Ａ／Ｂ：付加分散物の形成および評価
4つの付加分散物（第七、第八、および第九の分散物）もまた、本発明により形成される。第七から第九の分散物を、異なる量の連鎖停止剤を使用する点を除いて、上記実施例６と同じ方法で形成する。より詳細には、第七の分散物を、連鎖停止剤として(CH3)2Si(C6H5)Hを0.068 g使用して形成する。第八の分散物を、連鎖停止剤として(CH3)2Si(C6H5)Hを0.134 g使用して形成する。第九の分散物を、連鎖停止剤として(CH3)2Si(C6H5)Hを0.248 g使用して形成する。形成後、第七から第九の分散物それぞれのポリマー性粒子を、上記と同じ方法で動粘性係数について評価する。ポリマー性粒子の動粘性係数を表２に示す。
第十の分散物を形成するために、第一のポリマーとして、55,000 mm2/秒の動粘性率、30,800のおよその分子量、および0.088のビニル含量を有するジメチルビニル末端化ポリジメチルシロキサンポリマー55.0 gを、最大100カップに注入し、その後、第二のポリマーとしておよそ10 mm2/秒の動粘性率、および0.16%の水素含量を有するジメチル水素末端化ポリジメチルシロキサン1.10 g、ならびに連鎖停止剤として、1-ヘキセンを0.051 g加える。その後前記カップを、FlackTek, Inc., Landrum, SC 2936より市販されているSpeedMixer(登録商標)DAC 150を使用して最大速度で25秒間スピンする。順に、界面活性剤として、ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテル（Brij(登録商標)35L）の72%溶液を2.65 g、および水2.8 gをカップ中に添加する。その後前記カップを、最大速度25秒間で2回スピンし、カップの内壁を各スピンの間にこすり落とす。混合後、厚いペースト状の分散物が形成され、2グラムから出発して増加させながら水を添加して希釈する。増加分は、水を添加する各回の後、約2倍に増加させる。水の各添加の後、前記カップを、25秒間スピンする。全体で、水31.0 gがさらに分散物に添加される。水の添加後、分散物は、乳白色エマルションの外観を有している。
その後、実施例１Ａに記載されている白金触媒の水性エマルション0.68 gを前記カップに添加し、20秒間スピンする。スピン後、前記カップおよびエマルションを、50°Cで4時間オーブン上で加熱する。エマルションを室温で１時間冷却させ、その後ピペットを使用してエマルション10 gを除去し、最大40個のカップに配置する。その後無水エタノールを最大40個のカップに添加し、カップおよびその含有物をSpeedMixer DAC 150中で最大速度で25秒間スピンする。スピン中、エマルションは分離し、2つの相：上のアルコール/水相および下のポリマー相を形成する。アルコール/水層を、カップからデカントし、ポリマー相をスパチュラでカップから除去し、100 mm径のペトリ皿に静置する。ペトリ皿を、60°C空気循環オーブン中に18時間静置する。その後ポリマー性相を室温で30分間冷却させ、その粘度をレオメーターを使用して決定する。このポリマー性相の動粘性係数は、24°C、10-2/秒でおよそ5.33 x 106センチポア(cP)である。
比較例２Ａ：第二の比較分散物の形成
第二の比較分散物を、連鎖停止剤を使用しない点を除いて、上記第七から第九の分散物と同じ方法で形成する。
比較例２Ｂ：第二の比較分散物の評価
第二の比較分散物のポリマー性粒子を、上記と同じ方法で動粘性係数について評価する。これらのポリマー性粒子の動粘性係数をまた以下の表２に示す。
比較例３Ａ：第三の比較分散物の形成
第三の比較分散物を、連鎖停止剤を使用しない点を除いて、上記第十の分散物と同じ方法で形成する。
比較例３Ｂ：第三の比較分散物の評価
第三の比較分散物のポリマー性粒子を、上記と同じ方法で動粘性係数について評価する。これらのポリマー性粒子の動粘性係数をまた以下の表２に示す。
Figure 2011513579
上記表１および２に示すように、第一から第十の分散物の粒子の動粘性係数は、第一、第二、および第三の比較分散物の粒子の動粘性係数よりもはるかに低い。すなわち、連鎖停止剤を使用しない場合、、第一、第二、および第三の比較分散物の粒子の動粘性係数は非常に高い。データは、連鎖停止剤を付加することにより、粒子の動粘性係数は低下し、制御可能となることを示す。動粘性係数対連鎖停止剤の量の放物線グラフを、第一から第五の分散物、第六から第九の分散物、および第十の分散物に対して作製することができる。さらに、グラフにフィットする方程式を作成し、動粘性係数を予測するために使用することができる。これらの方程式により、エンドユーザーのニーズに合わせた分散物および粒子の操作およびカスタマイズ化が可能となる。
本発明は例示的な方法で記載されたものであり、使用された用語は、限定よりは記載の言語の特性において意図されると理解されるべきである。本発明の多くの改変および変動が、上記の教唆より可能であり、本発明は特定の記載と葉別の実際のものであるとしてよい。

Claims (43)

  1. 分散粒子を含む分散物を形成する方法であって、
    Ａ．少なくとも2個のSi-H部分を有する第一のポリマー、少なくとも2個のケイ素結合不飽和部分を有する第二のポリマー、ならびに1個のSi-H部分または1個の炭素−炭素二重結合を有する連鎖停止剤を組み合わせる工程；ならびに
    Ｂ．金属触媒の存在下で第一のポリマー、第二のポリマー、および連鎖停止剤を反応させ、分散粒子を形成する工程
    を含む、方法。
  2. 前記少なくとも2個のSi-H部分および少なくとも2個のケイ素結合不飽和部分が、末端部分である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第一のポリマーが2個の末端Si-H部分を有し、前記第二のポリマーが2個の末端ケイ素結合不飽和部分を有する、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記組み合わせる工程がさらに、液体を第一のポリマー、第二のポリマー、および連鎖停止剤と組み合わせる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記液体が、さらに水と規定される、請求項４に記載の方法。
  6. 前記第一および第二のポリマーが、2モルパーセントより少ない分枝単位を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記第一および第二のポリマーが液体であり、前記分散物がさらにエマルションと規定される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記2個のケイ素結合不飽和部分が、さらにビニル部分と規定される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記第一および第二のポリマーがさらに、ポリジメチルシロキサンと規定される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記連鎖停止剤が1個のSi-H部分を有し、シロキサン、シラン、およびそれらの組み合わせより選択される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記連鎖停止剤が、化学式(CH3)3SiOSi(CH3)HOSi(CH3)3を有する、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記連鎖停止剤が、化学式(CH3)2Si(C6H5)Hを有する、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記連鎖停止剤が、1個の炭素−炭素二重を有し、さらにアルファオレフィンと規定される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記連鎖停止剤が、前記第一および第二のポリマー100重量部に対して、0.01重量部から10重量部の量で存在する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記金属触媒が、白金、パラジウム、スズ、チタン、銅、ラジウムまたは鉛のうちの少なくとも一つを含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記金属触媒が白金を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記金属触媒がさらに有機金属触媒と規定される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記分散粒子が約1 μmより小さいサイズを有する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記分散物が、25°Cで約50,000 cpsの粘度を有する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記第一および第二のポリマーをおよそ1:1のモル比で反応させる、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記金属触媒が、分散物と異なるエマルション中に存在し、前記反応工程がさらに、前記エマルションを前記分散物と組み合わせる工程と規定される、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
  22. 分散粒子のポリマーの所望の粘度を決定する工程、および分散物中に含まれる連鎖停止剤のおよその量を決定する工程をさらに含む方法であって、前記組み合わせ工程がさらに、決定した量の連鎖停止剤を、前記第一および第二のポリマーと組み合わせる工程として規定される、請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
  23. 水、ならびに水中に分散する粒子を含み、かつ
    Ａ．少なくとも2個のSi-H部分を有する第一のポリマー、
    Ｂ．少なくとも2個のケイ素結合不飽和部分を有する第二のポリマー、ならびに
    Ｃ．1個のSi-H部分または1個の炭素−炭素二重結合を有する連鎖停止剤
    の反応生成物を含む分散物であって、前記第一のポリマー、前記第二のポリマー、および前記連鎖停止剤を金属触媒の存在下で反応させる、分散物。
  24. 前記第一のポリマーが2個の末端Si-H部分を有し、前記第二のポリマーが2個の末端ケイ素結合不飽和部分を有する、請求項２３に記載の分散物。
  25. 前記第一のポリマーが2個の末端Si-H部分を有し、前記第二のポリマーが2個の末端ケイ素結合不飽和部分を有する、請求項１から２４のいずれか一項に記載の分散物。
  26. 前記第一および第二のポリマーが、2モルパーセントより少ない分枝単位を含む、請求項１から２５のいずれか一項に記載の分散物。
  27. 前記第一および第二のポリマーが液体であり、前記分散物がさらにエマルションと規定される、請求項１から２６のいずれか一項に記載の分散物。
  28. 前記2個のケイ素結合不飽和部分が、さらにビニル部分と規定される、請求項１から２７のいずれか一項に記載の分散物。
  29. 前記第一および第二のポリマーがさらに、ポリジメチルシロキサンと規定される、請求項１から２８のいずれか一項に記載の分散物。
  30. 前記連鎖停止剤が1個のSi-H部分を有し、シロキサン、シラン、およびそれらの組み合わせより選択される、請求項１から２９のいずれか一項に記載の分散物。
  31. 前記連鎖停止剤が、化学式(CH3)3SiOSi(CH3)HOSi(CH3)3を有する、請求項３０に記載の分散物。
  32. 前記連鎖停止剤が、化学式(CH3)2Si(C6H5)Hを有する、請求項３０に記載の分散物。
  33. 前記連鎖停止剤が、1個の炭素−炭素二重を有し、さらにアルファオレフィンと規定される、請求項２３から２９のいずれか一項に記載の分散物。
  34. 前記連鎖停止剤が、前記第一および第二のポリマー100重量部に対して、0.01重量部から10重量部の量で存在する、請求項１から３３のいずれか一項に記載の分散物。
  35. 前記金属触媒が、白金、パラジウム、スズ、チタン、銅、ラジウムまたは鉛のうちの少なくとも一つを含む、請求項１から３４のいずれか一項に記載の分散物。
  36. 前記金属触媒が白金を含む、請求項３５に記載の分散物。
  37. 前記金属触媒がさらに有機金属触媒と規定される、請求項１から３６のいずれか一項に記載の分散物。
  38. 前記金属触媒が、前記第一および第二のポリマー100重量部に対して、0.001重量部から10重量部の量で存在する、請求項１から３７のいずれか一項に記載の分散物。
  39. 前記分散粒子が約1 μmより小さいサイズを有する、請求項１から３８のいずれか一項に記載の分散物。
  40. 前記分散物が、25°Cで約50,000 cpsの粘度を有する、請求項１から３９のいずれか一項に記載の分散物。
  41. 前記第一および第二のポリマーをおよそ1:1のモル比で反応させる、請求項１から４０のいずれか一項に記載の分散物。
  42. 前記金属触媒が、分散物と異なるエマルション中に存在し、前記反応工程がさらに、前記エマルションを前記分散物と組み合わせる工程と規定される、請求項１から４１のいずれか一項に記載の分散物。
  43. 化粧品組成物、コーティング組成物、およびそれらの組み合わせより選択され、請求項１から４３のいずれか一項に記載の分散物を含む、水ベースの組成物。
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