JP6394948B2 - シリコーン変性剤、界面活性剤および乳化組成物 - Google Patents
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Description
(2) 単官能のアルケニルグリコール基と単糖類単位1〜10個のグルコシド基から構成されるシリコーン変性剤と、ハイドロジェンオルガノポリシロキサンとのヒドロシリル化反応によって得られる変性オルガノポリシロキサン化合物(例えば特許文献2)。
(3) ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルと五糖類以下の糖類から構成されるシリコーン変性剤と、ハイドロジェンオルガノポリシロキサンとのヒドロシリル化反応によって得られる変性オルガノポリシロキサン化合物(例えば特許文献3)。
(1) 式(1)で表される化合物からなるシリコーン変性剤。
A1Oは、炭素数2のオキシアルキレン基である。
A2Oは、炭素数3〜4であって、かつアルキル分岐を有するオキシアルキレン基である。
A 1 OとA 2 Oはブロック状に付加している。
a、b、c、dは、それぞれ、A1Oの平均付加モル数を示し、a+b+c+d=5〜30である。
e、f、g、hは、それぞれ、A2Oの平均付加モル数を示し、e+f+g+h=5〜30である。
R1は、炭素数1〜3のアルキル基である。
R2、R3、R4、R5は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数3〜5のアルケニル基であり、平均アルケニル基数は2〜4である。)
下記式(2)で表されるポリオキシアルキレン誘導体、および
下記式(3)で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサンを反応させて得られる界面活性剤であって、
[式(3)のハイドロジェンオルガノポリシロキサンのSiH当量]:{[式(1)の化合物の不飽和当量]+[式(2)のポリオキシアルキレン誘導体の不飽和当量]}=100:100〜150であり、[式(1)の化合物の不飽和当量]:[式(2)のポリオキシアルキレン誘導体の不飽和当量]=1:99〜20:80であることを特徴とする、界面活性剤。
CH2 = CH CH2 O (A3O)p R6 ・・・(2)
(式(2)中、A3Oは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。
pは、A3Oの平均付加モル数を示し、pは1〜100を示す。
R6は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数2〜4のアシル基である。)
(式(3)中、mは1〜100、nは0〜50であり、n/mは0〜1である。
R7は、炭素数1〜8の炭化水素基である。
R8は、水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であり、n=0のときにはR8の少なくとも一つは水素原子である。)
成分(A): (2)の界面活性剤
成分(B): 25℃で液状の炭化水素油、エステル油およびシリコーン油からなる群より選ばれた一種以上の油剤
成分(C): 水
本発明によるシリコーン変性剤は、式(1)で表される化合物からなるものである。
式(1)において、A1Oは炭素数2のオキシアルキレン基であり、例えばオキシエチレン基である。
e、f、g、hは、それぞれ、A2Oの平均付加モル数を示し、e+f+g+h=5〜30である。
R2、R3、R4、R5は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数3〜5のアルケニル基であり、平均アルケニル基数は2〜4である。好ましくは平均アルケニル基数は2〜3であり、最も好ましくは平均アルケニル基数は2である。
ただし、アルケニル基数とは、R2、R3、R4、R5のうちアルケニル基が占める個数を意味している。また、平均アルケニル基数とは、シリコーン変性剤中に含まれる式(1)の化合物の各アルケニル基数の平均値を意味しており、整数とは限らない。
炭素数3〜5のアルケニル基については、例えばアリル基、メタリル基、3−ブテニル基、2−メチル−3−ブテニル基、3−メチル−3−ブテニル基、1,1,−ジメチル−2−プロペニル基、4−ペンテニル基などがあげられ、好ましくはアリル基、メタリル基であり、特に好ましくはアリル基である。
本発明の界面活性剤は、式(1)で表されるシリコーン変性剤、式(2)で表されるポリオキシアルキレン誘導体、式(3)で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサンを反応させて得られるものである。
式(2)において、A3Oは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基であり、例えば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、1,2−オキシブチレン基があげられ、油剤との相溶性の観点から好ましくはオキシエチレン基、オキシプロピレン基である。
R6は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数2〜3のアシル基である。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等があげられ、好ましくはメチル基である。炭素数2〜4のアシル基としては、例えばアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基があげられ、好ましくはアセチル基である。R6は、炭素数1〜4のアルキル基であることがより好ましい。
式(3)において、mは1〜100、nは0〜50であり、n/mは0〜1を示す。
n/mは0.05以上が更に好ましく、また、0.5以下が更に好ましい。
n=0のとき、R8の少なくとも一つは水素原子である。
本発明の乳化組成物は、成分(A)、成分(B)および成分(C)の組成物である。
ここで、成分(A)、成分(B)および成分(C)重量の合計を100重量%とする。また、以下の数値単位は重量%である。
[成分(A)]:
好ましくは2〜40重量%、更に好ましくは2〜30重量%、特に好ましくは2〜20重量%。
[成分(B):
好ましくは50〜96重量%、更に好ましくは、60〜96重量%、特に好ましくは70〜96重量%
好ましくは60〜98重量%、更に好ましくは75〜98重量%、特に好ましくは85〜98重量%
[成分(C)]:
好ましくは2〜40重量%、更に好ましくは2〜25重量%、特に好ましくは2〜15重量%
ここで、成分(A)、成分(B)および成分(C)重量の合計を100重量%とする。また、以下の数値単位は重量%である。
好ましくは2〜40重量%、更に好ましくは2〜30重量%、特に好ましくは2〜20重量%
[成分(B):
好ましくは2〜40重量%、更に好ましくは2〜30重量%、特に好ましくは2〜20重量%
好ましくは4〜40重量%、更に好ましくは4〜30重量%、特に好ましくは4〜25重量%
[成分(C)]:
好ましくは60〜96重量%、更に好ましくは70〜96重量%、特に好ましくは75〜96重量%
(分析方法)
水酸基価: JIS K 1557−1
動粘度 : JIS K 2283
不飽和度: JIS K 1557−3
撹拌装置、窒素導入管、および熱電対を取り付けた5リットル容量のオートクレーブにポリオキシエチレン(10モル)メチルグルコシド1005.0g、水酸化カリウム5.9gを仕込んだ。窒素置換後、100℃でプロピレンオキシド1022.2gを滴下し、11時間反応を行なった。135.3gサンプリングした後、水酸化カリウム448.0gおよびアリルクロライド298.1gを仕込んだ。窒素置換後、120℃で3時間反応を行なった。水1361.6gを添加して10分間撹拌した。1時間静置した後、分相した下層を廃水し、さらに上層を回収した。中和した後、水200.0gと吸着剤(キョーワード#700および#1000、協和化学工業(株)製)各6.0gを添加し、80℃、窒素バブリング中で水分の除去を行ない、その後、90℃、−0.097MPa(ゲージ圧力)以下、窒素バブリング中で2時間吸着処理を行ない、ろ過により、メチルグルコシドポリオキシエチレン(10モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ブロックジアリルエーテル(x−1)1742.7gを得た。水酸基価は87.9mgKOH/g、動粘度(25℃)は179.0mm2/s、不飽和度は1.5meq/gであった。
撹拌装置、窒素吹き込み管、熱電対および冷却管を取り付けた1リットル容四ツ口フラスコに、式(4)で表されるハイドロジェンジメチルポリシロキサン(z−1)(HMS−082、Gelest社製、1g当たりのSiH当量;1.081meq/g)120.0g(SiH当量;129.8meq)と式(5)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−1)73.7g(不飽和当量;116.8meq)を仕込み、触媒として塩化白金酸六水和物のイソプロピルアルコール溶液(1×10−3モル/リットル)を白金換算で70ppmとなるように仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら、90℃で反応を行なった。途中、メチルグルコシドポリオキシエチレン(10モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ブロックジアリルエーテル(x−1)5.8g(不飽和当量;13.0meq)を滴下し、サンプリングを行ない、N/10水酸化カリウムのイソプロピルアルコール溶液を加えて水素ガスが発生しなくなるまで反応を継続し、FT−IR測定により、SiH基に由来する2100〜2300cm−1の吸収が消失したことを確認し、せん断粘度(25℃)が2.1×103mPa・sの変性オルガノポリシロキサン化合物(I)を得た。本実施例において、[式(4)のSiH当量]:{[メチルグルコシドポリオキシエチレン(10モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ジアリルエーテルの不飽和当量]+[式(5)の化合物の不飽和当量]}=100:100であり、[メチルグルコシドポリオキシエチレン(10モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ブロックジアリルエーテルの不飽和当量]:[式(5)の化合物の不飽和当量]=10:90である。
CH2 = CH CH2 O (CH2 CH2 O)11 CH3 (5)
撹拌装置、窒素導入管、および熱電対を取り付けた5リットル容量のオートクレーブにポリオキシエチレン(20モル)メチルグルコシド1520.8g、水酸化カリウム7.5gを仕込んだ。窒素置換後、100℃でプロピレンオキシド952.6gを滴下し、11時間反応を行なった。780.9gサンプリングした後、水酸化カリウム319.8gおよびアリルクロライド200.2gを仕込んだ。窒素置換後、120℃で3時間反応を行なった。水959.9gを添加して10分間撹拌した。1時間静置した後、分相した下層を廃水し、さらに上層を回収した。中和した後、水172.6gと吸着剤(キョーワード#700および#1000、協和化学工業(株)製)各8.6gを添加し、80℃、窒素バブリング中で水分の除去を行ない、その後、90℃、−0.097MPa(ゲージ圧力)以下、窒素バブリング中で2時間吸着処理を行ない、ろ過により、メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ブロックジアリルエーテル(x−2)1510.3gを得た。水酸基価は62.7mgKOH/g、動粘度(25℃)は216.3mm2/s、不飽和度は1.2meq/gであった。
撹拌装置、窒素吹き込み管、熱電対および冷却管を取り付けた1リットル容四ツ口フラスコに、式(4)で表されるハイドロジェンジメチルポリシロキサン(z−1)(HMS−082、Gelest社製、1g当たりのSiH当量;1.081meq/g)120.0g(SiH当量;129.8meq)と式(5)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−1)73.7g(不飽和当量;116.8meq)を仕込み、触媒として塩化白金酸六水和物のイソプロピルアルコール溶液(1×10−3モル/リットル)を白金換算で70ppmとなるように仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら、90℃で反応を行なった。途中、メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ブロックジアリルエーテル(x−2)12.6g(不飽和当量;13.0meq)を滴下し、サンプリングを行ない、N/10水酸化カリウムのイソプロピルアルコール溶液を加えて水素ガスが発生しなくなるまで反応を継続し、FT−IR測定により、SiH基に由来する2100〜2300cm−1の吸収が消失したことを確認し、せん断粘度(25℃)が4.7×103mPa・sの変性オルガノポリシロキサン化合物(II)を得た。本実施例において、[式(4)のSiH当量]:{[メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ブロックジアリルエーテルの不飽和当量]+[式(5)の化合物の不飽和当量]}=100:100であり、[メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(10モル)ブロックジアリルエーテルの不飽和当量]:[式(5)の化合物の不飽和当量]=10:90である。
撹拌装置、窒素導入管、および熱電対を取り付けた5リットル容量のオートクレーブにポリオキシエチレン(20モル)メチルグルコシド1312.2g、水酸化カリウム8.9gを仕込んだ。窒素置換後、100℃でプロピレンオキシド1586.1gを滴下し、18時間反応を行なった。122.2gサンプリングした後、水酸化カリウム419.2gおよびアリルクロライド251.9gを仕込んだ。窒素置換後、120℃で3時間反応を行なった。水1316.5gを添加して10分間撹拌した。1時間静置した後、分相した下層を廃水し、さらに上層を回収した。中和した後、水152.8gと吸着剤(キョーワード#700および#1000、協和化学工業(株)製)各15.2gを添加し、80℃、窒素バブリング中で水分の除去を行ない、その後、90℃、−0.097MPa(ゲージ圧力)以下、窒素バブリング中で2時間吸着処理を行ない、ろ過により、メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(20モル)ブロックジアリルエーテル(x−3)2547.0gを得た。水酸基価は45.4mgKOH/g、動粘度(25℃)は267.2mm2/s、不飽和度は1.0meq/gであった。
撹拌装置、窒素吹き込み管、熱電対および冷却管を取り付けた1リットル容四ツ口フラスコに、式(4)で表されるハイドロジェンジメチルポリシロキサン(z−1)(HMS−082、Gelest社製、1g当たりのSiH当量;1.081meq/g)120.0g(SiH当量;129.8meq)と式(5)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−1)73.8g(不飽和当量;116.8meq)を仕込み、触媒として塩化白金酸六水和物のイソプロピルアルコール溶液(1×10−3モル/リットル)を白金換算で70ppmとなるように仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら、90℃で反応を行なった。途中、メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(20モル)ブロックジアリルエーテル(x−3)16.0g(不飽和当量;13.0meq)を滴下し、サンプリングを行ない、N/10水酸化カリウムのイソプロピルアルコール溶液を加えて水素ガスが発生しなくなるまで反応を継続し、FT−IR測定により、SiH基に由来する2100〜2300cm−1の吸収が消失したことを確認し、せん断粘度(25℃)が1.1×104mPa・sの変性オルガノポリシロキサン化合物(III)を得た。本実施例において、[式(4)のSiH当量]:{[メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(20モル)ブロックジアリルエーテルの不飽和当量]+[式(5)の化合物の不飽和当量]}=100:100であり、[メチルグルコシドポリオキシエチレン(20モル)ポリオキシプロピレン(20モル)ブロックジアリルエーテルの不飽和当量]:[式(5)の化合物の不飽和当量]=10:90である。
[比較例1]
式(4)で表されるハイドロジェンジメチルポリシロキサン(z−1)(SiH当量;64.9meq)と式(5)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−1)(不飽和当量;64.9meq)を反応させて得られる式(6)で表されるせん断粘度(25℃)が3.2×103mPa・s変性オルガノポリシロキサン化合物(IV)。本比較例において、[式(4)の化合物のSiH当量]:[式(6)の化合物の不飽和当量]=100:100である。
式(4)で表されるハイドロジェンジメチルポリシロキサン(z−1)(SiH当量;64.9meq)と式(5)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−1)(不飽和当量;58.4meq)および式(7)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−2)(不飽和当量;6.5meq)を反応させて得られる、せん断粘度(25℃)が1.3×103mPa・sの変性オルガノポリシロキサン化合物(V)。本比較例において、[式(4)の化合物のSiH当量]:{[式(5)の化合物の不飽和当量]+[式(7)の化合物の不飽和当量]}=100:100であり、[式(7)の化合物の不飽和当量]:[式(5)の化合物の不飽和当量]=10:90である。
CH2 = CH CH2 O (CH2 CH2 O)9 CH2 CH = CH2 (7)
式(4)で表されるハイドロジェンジメチルポリシロキサン(z−1)(SiH当量;64.9meq)と式(5)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−1)(不飽和当量;58.4meq)および式(8)で表されるポリオキシアルキレン誘導体(y−3)(不飽和当量;6.5meq)を反応させて得られる、せん断粘度(25℃)が3.2×103mPa・sの変性オルガノポリシロキサン化合物(VI)。本比較例において、[式(4)の化合物のSiH当量]:{[式(5)の化合物の不飽和当量]+[式(8)の化合物の不飽和当量]}=100:100であり、[式(8)の化合物の不飽和当量]:[式(5)の化合物の不飽和当量]=10:90である。
[CH2 = CH CH2 O (CH2 CH2 O)2.8]2C[(CH2 CH2 O)2.8 H]2 (8)
式(9)で表される特開平5−186596号公報の実施例1による化合物(VII)。
[乳化組成物の安定性評価]
下記に示す方法で乳化組成物を作成し、安定性評価を行なった。
[乳化組成物のチキソトロピー性評価]
化合物(I)〜(VI)1gを試験管に精秤し、シリコーンオイル(KF−995、信越化学工業(株)製)3.75g、水0.25gを順に加え、70℃の温浴中で30分間十分に撹拌し、乳化組成物を得た。得られた乳化組成物の25℃における粘度(Pa・s)を、せん断速度0.1〜100m/sの範囲でレオメータを用いて測定した。得られた結果を表7に示す。TI値とはチキソトロピーインデックスを意味し、せん断粘度のせん断速度依存性を示す。
Claims (3)
- 式(1)で表される化合物からなるシリコーン変性剤。
(式(1)中、
A1Oは、炭素数2のオキシアルキレン基である。
A2Oは、炭素数3〜4であって、かつアルキル分岐を有するオキシアルキレン基である。
A 1 OとA 2 Oはブロック状に付加している。
a、b、c、dは、それぞれ、A1Oの平均付加モル数を示し、a+b+c+d=5〜30である。
e、f、g、hは、それぞれ、A2Oの平均付加モル数を示し、e+f+g+h=5〜30である。
R1は、炭素数1〜3のアルキル基である。
R2、R3、R4、R5は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数3〜5のアルケニル基であり、平均アルケニル基数は2〜4である。)
- 請求項1記載のシリコーン変性剤、
下記式(2)で表されるポリオキシアルキレン誘導体、および
下記式(3)で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサンを反応させて得られる界面活性剤であって、
[式(3)のハイドロジェンオルガノポリシロキサンのSiH当量]:{[式(1)の化合物の不飽和当量]+[式(2)のポリオキシアルキレン誘導体の不飽和当量]}=100:100〜150であり、[式(1)の化合物の不飽和当量]:[式(2)のポリオキシアルキレン誘導体の不飽和当量]=1:99〜20:80であることを特徴とする、界面活性剤。
CH2 = CH CH2 O (A3O)p R6 ・・・(2)
(式(2)中、A3Oは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。
pは、A3Oの平均付加モル数を示し、pは1〜100を示す。
R6は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数2〜4のアシル基である。)
(式(3)中、mは1〜100、nは0〜50であり、n/mは0〜1である。
R7は、炭素数1〜8の炭化水素基である。
R8は、水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であり、n=0のときにはR8の少なくとも一つは水素原子である。) - 下記成分(A)、成分(B)および成分(C)を含有することを特徴とする、乳化組成物。
成分(A): 請求項2記載の界面活性剤
成分(B): 25℃で液状の炭化水素油、エステル油およびシリコーン油からなる群より選ばれた一種以上の油剤
成分(C): 水
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