JP2012201867A - オルガノポリシロキサンエマルション及びその製造方法 - Google Patents

オルガノポリシロキサンエマルション及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【解決手段】(A)式(1)
H−[O−Si(R12n−OH (1)
(R1は1価炭化水素基、nは5≦n≦100)
で示され、オクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ1,000ppm以下であるジオルガノポリシロキサン、
(B)界面活性剤、
(C)炭素数が6以下の多価アルコール、
(D)水
を含有し、(C)成分の配合量が1〜15質量%である混合物を乳化重合して得られ、乳化重合後のオルガノポリシロキサン中のオクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ10,000ppm以下であるオルガノポリシロキサンエマルション。
【効果】乳化重合することにより得られる高重合のオルガノポリシロキサン中のD4とD5の含有量がそれぞれ10,000ppm以下のオルガノポリシロキサンエマルションを製造することが可能である。
【選択図】なし

Description

本発明は、オルガノポリシロキサンを乳化重合で製造した場合に副生するオクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)とデカメチルシクロペンタシロキサン(D5)の生成を抑制させたオルガノポリシロキサンエマルション及びその製造方法に関するものである。
乳化重合によるオルガノポリシロキサンエマルションは、その保存安定性、希釈安定性等が優れるため、離型剤、繊維処理剤、潤滑剤等の成分として広く使用されている。最近の動きとして、乳化重合によるオルガノポリシロキサン中に含有されるD4とD5の環境に対する影響が懸念されはじめ、その含有量を制限する動きある。このため、D4とD5の生成をより抑制、低減させたオルガノポリシロキサンエマルションが求められている。
従来、オルガノポリシロキサンエマルションの乳化重合による製造方法としては、環状シロキサンオリゴマーを乳化した状態で強酸又は強アルカリを重合触媒として重合する方法(特公昭34−2041号公報:特許文献1、特公昭41−13995号公報:特許文献2)。塩型界面活性剤水溶液中に環状シロキサンオリゴマーを乳化分散させ、この分散系にイオン交換樹脂を添加して前記塩型界面活性剤のイオン交換を行い、重合する方法(特公昭54−19440号公報:特許文献3)、環状シロキサンオリゴマーとトリアルコキシシランを乳化した状態で酸又はアルカリ触媒により重合する方法(特公昭56−38609号公報:特許文献4)等が知られている。
また、環状シロキサンオリゴマーを低減した末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを40℃以下で乳化重合する方法(特開平4−178429号公報:特許文献5、特開平4−198321号公報:特許文献6、特開2003−252994号公報:特許文献7)、末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを更に低温(1−4℃)で乳化重合する方法(特開2000−53769号公報:特許文献8)、末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンと特定のアニオン系界面活性剤で乳化重合する方法(特開平11−222554号公報:特許文献9、特開2002−20490号公報:特許文献10)等が知られている。
しかしながら、これら末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを原料として、アニオン系界面活性剤等の乳化剤にて乳化を行い、触媒として塩酸、硫酸類、スルホン酸類等の酸性触媒を使用した場合、10℃以下の低温度で、乳化重合を20時間以内で実施しても、D4とD5の生成量をそれぞれ10,000ppm以下に抑制することはできず、また、オルガノポリシロキサンの高重合化を阻害せずにD4とD5等の環状シロキサンオリゴマーの生成を抑制させる添加剤の記載もみられない。例えば、特開平4−178429号公報では、粘度が78センチストークスで、ケイ素原子数20以下の非縮合反応性ジメチルシロキサンオリゴマー含有量(ΣD4〜D20)が850ppmである分子鎖末端がシラノール基封鎖ジメチルポリシロキサンをノニオン系界面活性剤とアニオン系活性剤で高圧乳化した後、25℃で24時間の乳化重合した場合、重合後の非縮合反応性ジメチルシロキサンオリゴマー含有量が3,770ppmと記載されているが、このレベルまで非縮合反応性ジメチルシロキサンオリゴマー生成をさせることは記載条件では到達できない。
特公昭34−2041号公報 特公昭41−13995号公報 特公昭54−19440号公報 特公昭56−38609号公報 特開平4−178429号公報 特開平4−198321号公報 特開2003−252994号公報 特開2000−53769号公報 特開平11−222554号公報 特開2002−20490号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを原料として、多価アルコールを添加して乳化重合することにより得られる高分子量オルガノポリシロキサン中に副生するD4とD5の生成をより抑制させたオルガノポリシロキサンエマルション及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の目的を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、(A)両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンと(B)アニオン界面活性剤と特定量の(C)炭素数が6以下の多価アルコールと(D)水を乳化させることに得られるエマルションを、酸性触媒存在下、低温度で乳化重合させることによって、高重合化を阻害せずに、乳化重合後のD4とD5の生成をより抑制させたオルガノポリシロキサンエマルションが得られることを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、下記に示すオルガノポリシロキサンエマルション及びその製造方法を提供する。
〔1〕(A)下記一般式(1)
H−[O−Si(R12n−OH (1)
(式中、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、nは5≦n≦100を満足する整数である。)
で示され、オクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ1,000ppm以下である両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、
(B)界面活性剤、
(C)炭素数が6以下の多価アルコール、
(D)水
を含有し、(C)成分の配合量が1〜15質量%である混合物を乳化重合して得られるオルガノポリシロキサンエマルションであって、乳化重合後のオルガノポリシロキサン中のオクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ10,000ppm以下であることを特徴とするオルガノポリシロキサンエマルション。
〔2〕(C)成分の多価アルコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、グリセリンから選ばれる少なくとも1種である請求項1記載のオルガノポリシロキサンエマルション。
〔3〕更に、(E)成分として、下記一般式(2)で示されるオルガノアルコキシシラン又はその部分加水分解物から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1又は2記載のオルガノポリシロキサンエマルション。
1 aSi(OR24-a (2)
(ここで、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、R2は同一又は異種の炭素数1〜4の1価炭化水素基、aは1〜3の整数である。)
〔4〕(A)下記一般式(1)
H−[O−Si(R12n−OH (1)
(式中、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、nは5≦n≦100を満足する整数である。)
で示され、オクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ1,000ppm以下である両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、
(B)界面活性剤、
(C)炭素数が6以下の多価アルコール、
(D)水
を含有し、(C)成分の配合量が1〜15質量%である混合物を乳化分散させ、このエマルションを−10〜10℃に冷却した後、酸性触媒存在下、重合時間が20時間以内で乳化重合を行い、次いで中和させることを特徴とするオルガノポリシロキサンエマルションの製造方法。
〔5〕(C)成分の多価アルコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、グリセリンから選ばれる少なくとも1種である請求項4記載のオルガノポリシロキサンエマルションの製造方法。
〔6〕上記混合物が、更に、(E)成分として、下記一般式(2)で示されるオルガノアルコキシシラン又はその部分加水分解物から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項4又は5記載のオルガノポリシロキサンエマルションの製造方法。
1 aSi(OR24-a (2)
(ここで、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、R2は同一又は異種の炭素数1〜4の1価炭化水素基、aは1〜3の整数である。)
本発明によれば、乳化重合することにより得られる高重合のオルガノポリシロキサン中のD4とD5の含有量がそれぞれ10,000ppm以下のオルガノポリシロキサンエマルションを製造することが可能である。このオルガノポリシロキサンエマルションは、その保存安定性、希釈安定性等が良好であることから、離型剤、繊維処理剤、潤滑剤等として有用なエマルションを提供するものである。
(A)成分
本発明に用いられる(A)成分である両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンは、下記一般式(1)で示されものを用いることができる。D4とD5の含有量がそれぞれ1,000ppm以下である両末端基がヒドロキシ基を有するオルガノポリシロキサンである。
H−[O−Si(R12n−OH (1)
(式中、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、nは5≦n≦100を満足する整数である。)
上記式中、R1は同一又は異種の炭素数1〜20の1価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール基、ビニル、アリル等のアルケニル基、あるいはこれらの1価炭化水素基構造中の水素原子の一部をハロゲン原子や、アミノ基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、エポキシ基、メルカプト基、カルボキシル基等の極性基含有の有機基で置換したもの等が挙げられる。これらの中でも、90モル%以上がメチル基であることが望ましい。
また、nは5より小さいとD4とD5の含有量を1,000ppm以下に調節することが難しく、100より大きいとエマルションにした際の平均粒径が大きくなり、保存安定性が悪くなることから、nは5≦n≦100であり、好ましくは20≦n≦60である。
この両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン中に含まれるD4とD5のそれぞれの含有量は1,000ppm以下の必要がある。D4とD5のそれぞれの含有量が1,000ppmを超える場合、−10〜10℃で、乳化重が20時間以内の場合でも、D4とD5が増加して、乳化重合終了後の高重合のオルガノポリシロキサン中のD4とD5のそれぞれの含有量が10,000ppmを超える値となってしまうためである。
本発明に使用される両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンは、工業的に大量生産されるD4とD5をそれぞれ5,000〜10,000ppm含有する両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサンを、窒素バブリング下で、120〜150℃、5〜10mmHgの条件でストリップすることにより得ることができる。
(B)成分
(B)成分である界面活性剤としては、(A)成分を水中に均一分散させるためのものであり、重合触媒として酸性触媒を使用するためカチオン系界面活性剤は使用できない以外は特に制限はない。例えば、アルキル硫酸エステル塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。アルキル硫酸エステル塩として、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化オレフィン等が挙げられる。スルホン酸塩としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩、N−アシルタウリン塩等が挙げられる。具体例として、アルキル硫酸エステル塩としては、オクチル硫酸ナトリウム、2−エチルヘキシル硫酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸カリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ミリスチル硫酸ナトリウム、セチル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等が挙げられ、スルホン酸塩としては、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム、デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム等が挙げられる。特に好ましいものはアルキル硫酸エステル塩である。
ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキルエステル等が挙げられる。
これらは単独で使用してもよいし、2種類以上を混合使用することもできる。
(C)成分
(C)成分は、炭素数が6以下の多価アルコールである。多価アルコールは、1分子中に2個以上のヒドロキシ基を有する化合物のことである。例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジオール類、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−ジ(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノン等の脂環式ジオール、1,2−ジ(ヒドロキシメチル)ベンゼン等の芳香族ジオール、ペンタエリスリトール、グリセリン等のアルカンポリオール、ソルビトール、マンニトール等の糖誘導体、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン等のポリグリセリン及びジペンタエリスリトール等のポリアルカンポリオールなどが挙げられ、これら1種又は2種以上の混合物として使用される。この中でも、特にエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4ペンタンジオール、グリセリンから選ばれるもの1種又は2種以上の混合物が好ましく用いられ、とりわけ1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオールから選ばれる1種又は2種以上が好ましい。
(E)成分
(E)成分としては、下記一般式(2)で示されるオルガノアルコキシシラン又はその部分加水分解物がある。
1 aSi(OR24-a (2)
(ここで、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、R2は同一又は異種の炭素数1〜4の1価炭化水素基、aは1〜3の整数である。)
上記式中、R1は前出と同じである同一又は異種の炭素数1〜20の1価炭化水素基であり、同様なものが例示できる。R2は同一又は異種の炭素数1〜4の1価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。そして、その部分加水分解物は上記アルコキシシランのオリゴマーであり、主として2〜15量体である。
上述した(A)成分、(B)成分、(C)成分、(E)成分及び必要によりその他の成分をホモミキサー、ホモジナイザー等の乳化機を使用して(D)成分である水中に均一分散した後、10℃以下に冷却後、(B)成分であるアニオン系界面活性剤をイオン交換して酸性触媒とするために、触媒量の塩酸、硫酸類、スルホン酸類など酸性触媒を添加して、−10〜10℃の温度で、20時間以内で乳化重合反応を実施する。
なお、この際に(C)成分であるアニオン系界面活性剤として、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸のような酸型アニオン系界面活性剤を使用する場合には、それ自体が酸性触媒として作用するため、触媒を新たに添加する必要はない。
ここで、上記成分の配合割合としては、(A)成分が5〜80質量%、特に10〜70質量%、(B)成分が0.1〜10質量%、特に0.2〜5質量%、(C)成分が1〜15質量%、特に3〜10質量%、酸性触媒が、特に0.1〜0.5質量%、(D)成分の水が残部であるが、(D)成分の水は20〜95質量%、特に30〜80質量%であることが好ましい。(E)成分量は、(A)成分100質量部あたり、0.1〜20質量部、特に1〜20質量部である。
(A)成分が5質量%より少ない場合は経済的ではなく、80質量%より多い場合、水中油型エマルションが得られない場合がある。(B)成分が少なすぎるとエマルションの安定性が低下する場合があり、多すぎると所定の重合度のオルガノポリシロキサンが得られない場合がある。更に、酸性触媒が多すぎるとエマルションの安定性が低下する場合がある。
本発明では、(C)成分である炭素数が6以下の多価アルコールを1〜15質量%配合して、乳化重合させることにより、オルガノポリシロキサン中のD4とD5生成をそれぞれ10,000ppm以下に抑制させることができる。(C)成分量が1質量%より少ない場合には、D4とD5の生成を十分に抑制させる効果が小さくなる。15質量%より多い場合には、エマルションの安定性が低下することがある。より好ましくは3〜10質量%である。
また、この乳化分散後のエマルジョンの平均粒径が100〜800nm、特には200〜600nmであることが好ましい。なお、本発明において、平均粒径はCoulter N4 Plusサブミクロン粒度分布測定装置(ベックマンコールター株式会社製)、レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置LA−920(株式会社堀場製作所製)等により測定することができる。
また、乳化重合時の液温度を−10〜10℃とすることが好ましい。より好ましくは0℃近辺である。液温度が10℃より高い場合には、D4とD5の生成が増加して10,000ppm以下に抑制できない。−10℃より低い場合は、D4とD5の生成は殆どなくなるが、ヒドロキシル基の縮合反応が低下して、所定の重合度のオルガノポリシロキサンが得られない場合がある。酸性触媒として塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸性触媒を添加して、20時間以内、好ましくは5〜20時間の乳化重合反応を実施する。
乳化重合終了後は、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、トリエタノールアミン、アンモニア等のアルカリ性物質で中和を行う。
なお、乳化重合によって得られる本発明のオルガノポリシロキサンエマルションの安定性を向上させるために、更に他のノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤等を本発明の目的を損なわない範囲で中和後に添加してもよい。
この乳化重合により、重合度が300〜3,000、特に1,000〜2,000、回転粘度計による25℃の粘度として10,000〜1,000,000mPa・sのオルガノポリシロキサンが得られる。このオルガノポリシロキサンは、水に乳化したエマルションとして得られるが、この場合、エマルション中の固形分濃度は、10〜70質量%であることが好ましい。
本発明の乳化重合で得られるオルガノポリシロキサンエマルションは、オルガノポリシロキサンの高重合化を阻害せずに、D4とD5の生成を10,000ppm以下に抑制したエマルションであり、その保存安定性、希釈安定性等が優れるため、離型剤、繊維処理剤、潤滑剤等として有用なエマルションである。
以下に、本発明の実施例及び比較例を詳しく説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、下記の例において、粘度はTVB−10M型粘度計(東機産業株式会社製)により測定した25℃における値を示し、平均粒径はN4 Plusサブミクロン粒度分布測定装置(ベックマンコールター株式会社製)により測定した値を示す。
[実施例1]
オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)含有量が260ppm、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)含有量が730ppmである、
H−[O−Si(CH3240−OH
で示される両末端ヒドロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン750g(粘度:61mPa・s)、1,3−ブタンジオール90g(和光純薬工業株式会社製)を2リットルのポリエチレン製ビーカーに仕込み、10質量%ラウリル硫酸ナトリウム75g及び水75gを加え、ホモミキサーにて均一に乳化した後、更に水465gを加え、高圧ホモジナイザーにて圧力50MPaで3回乳化分散を行い、平均粒径が290nmの乳白色エマルションを得た。得られたエマルションを0℃設定の低温インキューベーター中で12時間冷却後、エマルション内温度を1℃として、触媒である10質量%ドデシルベンゼンスルホン酸37.5gを添加、攪拌した後、20時間乳化重合を行った。次いで10質量%炭酸ナトリウム7.5gを加えてpH7に中和して、均一な乳白色の「エマルション(1)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が46.4質量%であり、D4とD5の含有量測定をガスクロマトグラフィーで行った結果、D4量は7,430ppm、D5量は3,880ppmであった。物性を表1に示した。
[実施例2]
実施例1において、1,3−ブタンジオールを30g、乳化後に加える水を525gとした以外は実施例1と同様にして、平均粒径は300nmの均一な乳白色の「エマルション(2)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が47.8質量%であった。物性を表1に示した。
[実施例3]
実施例1において、1,3−ブタンジオールを150g、乳化後に加える水を405gとした以外は実施例1と同様にして、平均粒径は290nmの均一な乳白色の「エマルション(3)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が45.0質量%であった。物性を表1に示した。
[実施例4]
実施例1において、乳化重合時間を10時間とした以外は、実施例1と同様にして、平均粒径は280nmの均一な乳白色の「エマルジョン(4)」を調製した。このエマルションは105℃で3時間後の不揮発分が47.8質量%であった。物性を表1に示した。
[実施例5]
実施例1において、1,3−ブタンジオールを1,4−ブタンジオール(和光純薬工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、平均粒径は290nmの均一な乳白色の「エマルション(5)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が46.5質量%であった。物性を表1に示した。
[実施例6]
実施例1において、1,3−ブタンジオールを1,3−プロパンジオール(和光純薬工業株式会社製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、平均粒径は280nmの均一な乳白色の「エマルジョン(6)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が46.7質量%であった。物性を表1に示した。
[実施例7]
実施例1において、−5℃設定の低温インキューベータ中で12時間冷却後、エマルション内温度は−4℃とした以外は、実施例1と同様にして、平均粒径は280nmの均一な乳白色の「エマルション(7)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が46.5質量%であった。物性を表1に示した。
[比較例1]
オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)含有量が260ppm、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)含有量が730ppmである、
H−[O−Si(CH3240−OH
で示される両末端ヒドロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン750g(粘度:61mPa・s)を2リットルのポリエチレン製ビーカーに仕込み、10質量%ラウリル硫酸ナトリウム75g及び水75gを加え、ホモミキサーにて均一に乳化した後、更に水を555g加え、高圧ホモジナイザーにて圧力50MPaで3回乳化分散を行い、平均粒径が320nmの乳白色エマルションを得た。得られたエマルションを0℃の低温インキューベーター中で12時間冷却後、エマルション内温度は1℃として触媒である10質量%ドデシルベンゼンスルフォン酸37.5gを添加、攪拌した後、20時間乳化重合を行った。次いで10質量%炭酸ナトリウム7.5gを加えてpH7に中和して、平均粒径が320nmの均一な乳白色の「エマルジョン(8)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が48.3質量%であり、D4とD5の含有量測定をガスクロマトグラフィーで行った結果、D4量は18,300ppm、D5量は9,490ppmであった。物性を表1に示した。
[比較例2]
比較例1で使用した
H−[O−Si(CH3240−OH
で示される両末端ヒドロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン750g(粘度:61mPa・s)、1−オクタノール(和光純薬工業株式会社製)を2リットルのポリエチレン製ビーカーに仕込み、10質量%ラウリル硫酸ナトリウム75g及び水75gを加え、ホモミキサーにて均一に乳化した後、更に水を525g加え、比較例1と同様にして、平均粒径が310nmの均一な乳白色の「エマルション(9)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が46.4質量%であった。物性を表1に示した。
[比較例3]
比較例2において、1−オクタノールをポリオキシエチレン(4モル)分岐デシルエーテル30g(ノイゲンXL40、第一工業製薬株式会社製)に変更した以外は、比較例2と同様にして、平均粒径が300nmの均一な乳白色の「エマルション(10)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が46.4質量%であった。物性を表1に示した。
[比較例4]
比較例1において、乳化重合の温度を15℃とした以外は、比較例1と同様にして「エマルジョン(11)」を調製した。平均粒径が310nm、105℃で3時間後の不揮発分が48.5質量%であった。物性を表1に示した。
[比較例5]
D4含有量が260ppm、D5含有量が730ppmである、
H−[O−Si(CH3240−OH
で示される両末端ヒドロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン400g(粘度:61mPa・s)、ポリオキシエチレン(9モル)ラウリルエーテル20g(エマルゲン109P、花王株式会社)、ドデシルベンゼンスルホン酸20g及び水50gを2リットルのポリエチレン製ビーカーに仕込み、ホモミキサーにて均一に乳化した後、水を510g加え、高圧ホモジナイザーにて圧力50MPaで3回乳化分散を行い、25℃にて20時間乳化重合を行った。次いで10質量%炭酸ナトリウム36gを加えてpH7に中和して、平均粒径が370nmの均一な乳白色の「エマルジョン(12)」を調製した。このエマルジョンは105℃で3時間後の不揮発分が38.0質量%であった。
Figure 2012201867
D4とD5の定量法
調製したエマルション0.1gを内部標準入りアセトン10mLで抽出(1時間振とう)後、一晩放置した後にアセトン層をガスクロマトグラフィー分析にて定量した。
抽出シロキサン粘度
調製したエマルション300gにイソプロピルアルコール300gを攪拌しながら、添加し、析出したジメチルシロキサンのみを105℃で3時間乾燥したものを回転粘度計により測定した25℃における粘度である。
希釈安定性
調製したエマルションをイオン交換水で2質量%に希釈し、24時間後の表面状態を目視にて観察した。
○:干渉膜、オイルスポットない。
×:干渉膜、オイルスポットある。

Claims (6)

  1. (A)下記一般式(1)
    H−[O−Si(R12n−OH (1)
    (式中、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、nは5≦n≦100を満足する整数である。)
    で示され、オクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ1,000ppm以下である両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、
    (B)界面活性剤、
    (C)炭素数が6以下の多価アルコール、
    (D)水
    を含有し、(C)成分の配合量が1〜15質量%である混合物を乳化重合して得られるオルガノポリシロキサンエマルションであって、乳化重合後のオルガノポリシロキサン中のオクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ10,000ppm以下であることを特徴とするオルガノポリシロキサンエマルション。
  2. (C)成分の多価アルコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、グリセリンから選ばれる少なくとも1種である請求項1記載のオルガノポリシロキサンエマルション。
  3. 更に、(E)成分として、下記一般式(2)で示されるオルガノアルコキシシラン又はその部分加水分解物から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1又は2記載のオルガノポリシロキサンエマルション。
    1 aSi(OR24-a (2)
    (ここで、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、R2は同一又は異種の炭素数1〜4の1価炭化水素基、aは1〜3の整数である。)
  4. (A)下記一般式(1)
    H−[O−Si(R12n−OH (1)
    (式中、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、nは5≦n≦100を満足する整数である。)
    で示され、オクタメチルシクロテトラシロキサンとデカメチルシクロペンタシロキサンの含有量がそれぞれ1,000ppm以下である両末端ヒドロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン、
    (B)界面活性剤、
    (C)炭素数が6以下の多価アルコール、
    (D)水
    を含有し、(C)成分の配合量が1〜15質量%である混合物を乳化分散させ、このエマルションを−10〜10℃に冷却した後、酸性触媒存在下、重合時間が20時間以内で乳化重合を行い、次いで中和させることを特徴とするオルガノポリシロキサンエマルションの製造方法。
  5. (C)成分の多価アルコールが、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、グリセリンから選ばれる少なくとも1種である請求項4記載のオルガノポリシロキサンエマルションの製造方法。
  6. 上記混合物が、更に、(E)成分として、下記一般式(2)で示されるオルガノアルコキシシラン又はその部分加水分解物から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項4又は5記載のオルガノポリシロキサンエマルションの製造方法。
    1 aSi(OR24-a (2)
    (ここで、R1は同一又は異種の置換又は非置換の炭素数1〜20の1価炭化水素基、R2は同一又は異種の炭素数1〜4の1価炭化水素基、aは1〜3の整数である。)
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