專(zhuān)利名稱(chēng)：磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磺酸鹽官能的硅氧烷組合物、它們的制備方法、含有它們的乳液組合物、以及它們?cè)谠S多個(gè)人、家庭、健康護(hù)理配制劑、以及織物和紡織品處理劑中的用途。
背景技術(shù)：
大多數(shù)用于商業(yè)應(yīng)用的有機(jī)硅表面活性劑都是非離子的，其中通常聚氧化烯提供親水性。還已知陽(yáng)離子有機(jī)硅表面活性劑并且已發(fā)現(xiàn)特別是在頭發(fā)護(hù)理應(yīng)用中有用。相反，陰離子有機(jī)硅表面活性劑不為公知，大概是由于這些材料的有限和困難的合成路線。
陰離子有機(jī)硅表面活性劑的這樣一種路線是基于丙烷磺內(nèi)酯與氨基官能的硅氧烷的反應(yīng)，例如J.Polymer Science，Polymer Chem.Ed.，vol.17，pp 3559-3636(1979)中教導(dǎo)的。
U.S.4,496,705教導(dǎo)了一種制備高分子量的氨烷基-硅氧烷聚合物的方法，包括將二官能的氨烷基-硅烷水解，然后引入到硅氧烷聚合物中?！?05專(zhuān)利的該高分子量硅氧烷聚合物可以通過(guò)與丙烷磺內(nèi)酯反應(yīng)轉(zhuǎn)化成兩性離子硅氧烷膠料。
美國(guó)專(zhuān)利4,525,567和4,523,002教導(dǎo)了在叔硅原子上含有兩性離子的硅氧烷聚合物并提供了它們的氨烷基硅氧烷聚合物中間體?！?67和′002專(zhuān)利的所述氨烷基硅氧烷聚合物中間體和兩性離子硅氧烷聚合物是通過(guò)在酸催化劑的存在下用羥基封端的硅氧烷低聚物分別共聚合三官能的氨烷基硅烷或兩性離子硅烷獲得的。通過(guò)與有機(jī)基磺內(nèi)酯或有機(jī)基內(nèi)酯反應(yīng)可以將氨烷基硅氧烷聚合物中間體轉(zhuǎn)化成兩性離子硅氧烷聚合物。
以使用丙烷磺內(nèi)酯為基礎(chǔ)的制備陰離子有機(jī)硅表面活性劑的工業(yè)方法必需解決因丙烷磺內(nèi)酯的毒性引起的安全性問(wèn)題。同樣，由丙烷磺內(nèi)酯合成的磺酸鹽聚合物顏色趨于為黃色。因此，需要確定用比丙烷磺內(nèi)酯容易操作的中間體來(lái)制備陰離子有機(jī)硅表面活性劑(特別是磺酸鹽有機(jī)硅表面活性劑)的方法。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)了一種基于2-磺基苯甲酸環(huán)酐、磺基苯甲酸鈉鹽或其衍生物與氨基官能的硅氧烷反應(yīng)的方法。在通過(guò)比使用丙烷磺內(nèi)酯更安全的路線制備的同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)，與由丙烷磺內(nèi)酯制得的陰離子有機(jī)硅相比，所得化合物具有出人意料的性能益處。
方面內(nèi)容本發(fā)明涉及一種有機(jī)基聚硅氧烷，其含有下述通式的磺酸鹽基團(tuán)； 其中R1是與有機(jī)基聚硅氧烷相連的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，M是氫、堿金屬或季銨基團(tuán)，G是氧原子、NH或NR基團(tuán)，其中R是一價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
本發(fā)明還提供了一種磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷的制備方法，其包括使磺基苯甲酸化合物與胺官能的硅氧烷反應(yīng)。
而且，本發(fā)明涉及含本發(fā)明組合物的乳液組合物。
本發(fā)明組合物可用于各種工業(yè)應(yīng)用中，和可配制用于個(gè)人、家庭、健康護(hù)理、紡織品、紙張、皮革、油和氣開(kāi)采、軍事和商業(yè)滅火泡沫。
發(fā)明詳述有機(jī)基聚硅氧烷在本領(lǐng)域?yàn)楣⑶医?jīng)常規(guī)定為包含任意數(shù)量的M單元(R3SiO0.5)、D單元(R2SiO)、T單元(RSiO1.5)或Q單元(SiO2)，其中R獨(dú)立地是任意一價(jià)有機(jī)基團(tuán)。本發(fā)明的有機(jī)基聚硅氧烷可以含有任意數(shù)量的M、D、T或Q單元或其組合，但具有至少一個(gè)為下述通式的磺酸鹽基團(tuán)的取代基；
其中R1是與有機(jī)基聚硅氧烷相連的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)；M是氫、堿金屬或季銨；G是氧原子、NH或NR基團(tuán)，其中R是一價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
所述磺酸鹽取代基經(jīng)Si-C鍵通過(guò)R1部分與有機(jī)基聚硅氧烷相連。磺酸鹽取代基可經(jīng)與任意有機(jī)基甲硅烷氧基單元鍵合而存在于有機(jī)基聚硅氧烷中，即，它可以存在于任意M、D或T甲硅烷氧基單元上。磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷也可以含有任意數(shù)量的通式(R3SiO0.5)、(R2SiO)、(RSiO1.5)或(SiO2)的額外的M、D、T或Q甲硅烷氧基單元，其中R是一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，條件是有機(jī)基聚硅氧烷具有至少一個(gè)帶有磺酸鹽官能團(tuán)的甲硅烷氧基單元。
有機(jī)基聚硅氧烷中的R代表的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)可以具有1-20個(gè)碳原子，或者1-10個(gè)碳原子，和可列舉但不限于烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、十一烷基和十八烷基；環(huán)烷基，例如環(huán)己基；芳基，例如苯基、甲苯基、二甲苯基、芐基和2-苯乙基；胺官能的有機(jī)基團(tuán)，例如氨丙基和氨乙基氨異丁基；聚氧化烯(聚醚)，例如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧丁烯或其混合物；和鹵代烴基，例如3，3，3-三氟丙基、3-氯丙基和二氯苯基。典型地，有機(jī)基聚硅氧烷中至少有50％，或者至少80％的有機(jī)基團(tuán)可以是甲基(用Me表示)。
磺酸鹽取代基中的R1可以是任意二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，但典型地是含2-6個(gè)碳原子的二價(jià)烴基。二價(jià)烴基以亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基或亞己基為代表?；蛘撸琑1是亞丙基-CH2CH2CH2-或異亞丁基-CH2CH(CH3)CH2-。
上述磺酸鹽取代基通式中的G是氧原子、NH或NR基團(tuán)，其中R是一價(jià)有機(jī)基團(tuán)。當(dāng)G是NR基團(tuán)時(shí)，R可以是上述任意的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)。典型地，G是形成上式磺酸鹽取代基中酰胺基的NH化學(xué)單元。
磺酸鹽取代基通式中M可以選自氫，堿金屬例如Li、Na和K，或季銨基團(tuán)。M的選擇典型地由磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷經(jīng)歷的加工條件或化學(xué)環(huán)境決定。在酸性至中性條件下，M是H。當(dāng)磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷經(jīng)歷堿性條件時(shí)，例如與堿金屬氫氧化物反應(yīng)時(shí)，磺酸鹽基團(tuán)可以鹽形式存在，其中M是堿金屬。
磺酸鹽取代基具有連接在芳環(huán)上的-SO3-M+基團(tuán)，如上面結(jié)構(gòu)中所示。-SO3-M+基團(tuán)可以位于芳環(huán)上的鄰、間或?qū)ξ?，但典型地位于下面結(jié)構(gòu)中所示的鄰位； 磺酸鹽取代基通式中的芳環(huán)也可以在環(huán)上含有其它取代基。若存在取代基，它們不應(yīng)對(duì)胺基具有反應(yīng)性。合適的環(huán)取代基可以是鹵素、硝基、胺、烷基、芳基、烷芳基。磺酸鹽取代基中所述的芳環(huán)也可以是延長(zhǎng)或稠合芳環(huán)結(jié)構(gòu)的部分，例如萘基。
本發(fā)明的有機(jī)基聚硅氧烷上的磺酸鹽取代基可以具有以下結(jié)構(gòu)之一； 其中Si代表來(lái)自有機(jī)基聚硅氧烷鏈的硅原子。
磺酸鹽基團(tuán)官能的有機(jī)基聚硅氧烷的重均分子量(MW)或數(shù)均分子量(MN)可以變化，且沒(méi)有限制。磺酸鹽基團(tuán)官能的有機(jī)基聚硅氧烷可以是液體或固體形式，但典型地是固體膠料類(lèi)型的材料。
磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷可以含有任意數(shù)量的通式(R3SiO0.5)、(R2SiO)、(RSiO1.5)或(SiO2)的M、D、T或Q甲硅烷氧基單元，其中R是一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，條件是有機(jī)基聚硅氧烷具有至少一個(gè)帶有磺酸鹽官能團(tuán)的甲硅烷氧基單元?；蛘?，磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷可以是含有通式MDxDsyM或MsDXMs的甲硅烷氧基單元的主要為線型的聚硅氧烷，其中Ds代表磺酸鹽基團(tuán)官能的二甲硅烷氧基單元和Ms代表磺酸鹽基團(tuán)官能的一甲硅烷氧基單元，x可以從0到500變化，y可以從1到500或者從1到200或者從1到100變化。
在另一實(shí)施方案中，磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷也含有胺官能團(tuán)，例如氨丙基或氨乙基氨異丁基。胺官能團(tuán)的數(shù)量可以變化，典型地以0.01-5meq胺/g，或者0.2-0.7meq胺/g的量存在于有機(jī)基聚硅氧烷中。
本發(fā)明的磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷可以通過(guò)任意方法制得，但是典型地按照如下所述的本文教導(dǎo)的方法制得。
磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷的制備方法包括使磺基苯甲酸化合物與胺官能的硅氧烷反應(yīng)。
可用于本發(fā)明的胺官能的硅氧烷可以是具有至少一個(gè)胺官能的取代基的任意有機(jī)基聚硅氧烷。有機(jī)基聚硅氧烷因此可具有如上所述的M、D、T或Q單元的任意組合，但必需含有至少一個(gè)胺官能的取代基。典型地，有機(jī)基聚硅氧烷是平均式MDxDAyM或MADXMA代表的主要為線型的聚硅氧烷，其中DA代表氨基官能的二甲硅烷氧基單元和MA代表氨基官能的一甲硅烷氧基單元，其中A是胺官能的有機(jī)基團(tuán)，例如氨丙基或氨乙基氨異丁基，x可以從0到500變化，y可以從1到500或者從1到200或者從1到100變化。
可用于本發(fā)明的胺官能的硅氧烷的代表性、非限制性商業(yè)實(shí)例包括DC2-8220、DC2-8566、DC2-8040、DC2-8822、DC2-8630(Dow CorningCorporation，Midland MI)，和氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷，例如得自Gelest Incorporation的DMS-A11、DMS-A12、DMSA15、DMSA21和DMS-A32。
本發(fā)明中的磺基苯甲酸化合物可以選自磺基苯甲酸環(huán)酐或磺基苯甲酸金屬鹽。當(dāng)磺基苯甲酸化合物是磺基苯甲酸環(huán)酐時(shí)，它可以是2-磺基苯甲酸環(huán)酐或其衍生物。下面示出了可用于本發(fā)明方法的磺基苯甲酸環(huán)酐化合物及其合適的衍生物的代表性、非限制性列舉。
(磺基苯甲酸環(huán)酐) 下面示出了可用于本發(fā)明方法的磺基苯甲酸鈉鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其衍生物的代表性非限制性列列舉。

3-磺基苯甲酸鈉鹽2-磺基苯甲酸環(huán)酐和胺官能的硅氧烷之間的反應(yīng)可以在各種條件下進(jìn)行，但典型地通過(guò)在合適溶劑中結(jié)合反應(yīng)物并在大氣壓下加熱反應(yīng)混合物足以保證完全反應(yīng)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行。
反應(yīng)中各原料的量可以變化，但相對(duì)反應(yīng)中所用2-磺基苯甲酸環(huán)酐的量，典型地使用摩爾過(guò)量的胺官能的硅氧烷(以有機(jī)基聚硅氧烷中胺官能團(tuán)的當(dāng)量為基礎(chǔ))。使用過(guò)量的胺官能的有機(jī)基聚硅氧烷和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件，確保2-磺基苯甲酸環(huán)酐的完全消耗，從而得到在所得產(chǎn)物中沒(méi)有任何殘留的2-磺基苯甲酸環(huán)酐的磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷。典型地，胺官能的硅氧烷與磺基苯甲酸化合物的摩爾比為0.1-15，或者0.1-5。
盡管反應(yīng)可以在沒(méi)有溶劑的情況下進(jìn)行，但在合適溶劑中進(jìn)行反應(yīng)將促進(jìn)反應(yīng)。合適的溶劑是不與任何一種原料反應(yīng)的溶劑。因此，合適的溶劑包括芳族溶劑，例如苯、甲苯或二甲苯；氯化烴，例如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳；和非質(zhì)子有機(jī)溶劑，例如四氫呋喃、二甲基甲酰胺和二烷。
一旦在溶劑中或者在沒(méi)有溶劑的情況下結(jié)合，通過(guò)加熱這些組分進(jìn)行反應(yīng)。如果使用溶劑，則溶劑的回流溫度典型地將控制反應(yīng)溫度。如果沒(méi)有溶劑，應(yīng)將這些組分加熱并使其在25-150℃或者50-120℃的溫度下反應(yīng)。
在溶劑中反應(yīng)完成之后，通過(guò)除去溶劑，典型地通過(guò)本領(lǐng)域已知的技術(shù)在減壓下加熱反應(yīng)內(nèi)容物，可以分離所得磺酸鹽官能的硅氧烷。
本發(fā)明還涉及含有本文教導(dǎo)的磺酸鹽官能的硅氧烷的乳液組合物。該乳液典型地是水連續(xù)乳液，其中疏水相包括磺酸鹽官能的硅氧烷。該乳液可以按照制備乳液(特別是有機(jī)基聚硅氧烷或有機(jī)硅乳液)的本領(lǐng)域已知的任意技術(shù)來(lái)制備。例如，本發(fā)明的乳液可以按照美國(guó)專(zhuān)利6,607,717的教導(dǎo)制備，該專(zhuān)利引入本文作為參考。典型地，本發(fā)明的乳液可以通過(guò)結(jié)合磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷與表面活性劑和水來(lái)制備。表面活性劑可以是陰離子、陽(yáng)離子、非離子、兩性離子、或其任意組合。
發(fā)現(xiàn)尤其可用于制備本發(fā)明的乳液的表面活性劑的一些具體的代表性實(shí)例包括Brij 30和Brij 35的混合物、TergitolTMN-6和Tergitol15-S-15的混合物、GenapolUD 050和GenapolUD 110的混合物、Softanol70和Softanol120的混合物、LutensolON70和LutensolT05的混合物、以及單獨(dú)的LutensolON70。Brij 30是得自Uniqema的HLB為9.7的聚氧乙烯(4)月桂基醚。Brij 35是得自Uniqema的HLB為16.9的聚氧乙烯(23)月桂基醚。TergitolTMN-6是得自Dow Chemical Company的HLB為11.7的C12(十二碳)仲醇乙氧基化物。Tergitol15-S-15是HLB為15.6的C11-15仲醇，且也得自Dow Chemical Company。HLB為11.0的GenapolUD050和HLB為15的GenapolUD110是得自Clariant Corporation的C11羰基合成醇聚二醇醚。Softanol70是得自BP Chemicals的HLB為12.1的C12-14仲醇E07(七個(gè)乙氧基單元)乙氧基化物。Softanol120是也得自BP Chemicals的HLB為14.5的C12-14仲醇EO 12(十二乙氧基單元)乙氧基化物。LutensolON7是得自BASF的HLB為13.0的C13羰基合成醇E07乙氧基化物。LutensolT05是也得自BASF的HLB為10.5的C10羰基合成醇E05乙氧基化物。
本發(fā)明的乳液典型地是“水包油型”。即，有機(jī)硅在水基連續(xù)相中。這種乳液的粒徑典型地是0.02-10μm，經(jīng)常優(yōu)選范圍是0.02-2μm和0.02-0.2μm。
按照本發(fā)明制得的組合物可用于各種非處方(OTC)個(gè)人護(hù)理組合物、健康護(hù)理組合物、和家庭護(hù)理組合物，但是尤其用于個(gè)人護(hù)理場(chǎng)合。因此，它們可用于止汗藥、除臭劑、護(hù)膚霜、潤(rùn)膚液、保濕劑、面部處理例如粉刺或皺紋去除劑、個(gè)人和面部清洗劑、浴油、香水、古龍香水、香袋、防曬劑、剃須前和剃須后洗劑、液體皂、剃須皂、剃須泡沫、洗發(fā)香波、頭發(fā)調(diào)理劑、頭發(fā)噴劑、摩絲、長(zhǎng)久定型劑、脫毛劑、頭發(fā)表皮涂層、化妝品、彩色化妝品、粉底、腮紅、唇膏、唇香膏、眼線膏、眉毛油、除油劑、彩色化妝品去除劑、指甲油和粉。
實(shí)施例給出以下實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明的組合物和方法，但不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。這些實(shí)施例中所有份和百分?jǐn)?shù)都是以重量計(jì)，和所有測(cè)定都是在23℃下獲得的，除非另有指示。
材料AFS1是DC2-8220(Dow Corning Corporation，Midland MI)，一種150cS(mm2/s)的二甲基硅氧烷共聚物，其含有約2mol％氨乙基氨異丁基甲基硅氧烷(0.507meq胺/g)。
AFS2是DC2-8630(Dow Corning Corporation，Midland MI)，一種900cS(mm2/s)的二甲基硅氧烷共聚物，其含有約1mol％氨丙基硅氧烷(0.267meq胺/g)。
實(shí)施例1由氨基官能的硅氧烷和磺基苯甲酸環(huán)酐制備磺酸鹽官能的硅氧烷-33％的胺氫反應(yīng)在500mL三頸燒瓶中裝入100.39g AFS1、4.71g 2-磺基苯甲酸環(huán)酐(SBAA)和100.24g甲苯。在攪拌、在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，將反應(yīng)混合物加熱至80℃，然后在該溫度下保持4小時(shí)。將所得混合物經(jīng)真空汽提以除去甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集92.73g的產(chǎn)物。該干燥物質(zhì)是透明、略帶黃色、高粘度膠料。該膠料不溶于水或醇，但溶于甲苯、四氫呋喃和氯仿。所得聚合物的數(shù)均分子量Mn＝4,261，多分散度為3.92。
實(shí)施例2(對(duì)比)由氨基官能的硅氧烷和丙烷磺內(nèi)酯制備磺酸鹽官能的硅氧烷-33％的胺氫反應(yīng)在三頸500mL燒瓶中裝入100.03g AFS1、3.12g丙烷磺內(nèi)酯和209.9g甲苯。在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，將反應(yīng)混合物加熱至65℃2小時(shí)。然后將該混合物加熱至80℃并在該溫度下保持2小時(shí)。將所得混合物經(jīng)真空汽提以除去甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集93.41g的產(chǎn)物。該干燥物質(zhì)是透明、黃色高粘度膠料。該膠料不溶于水或醇，但溶于甲苯、四氫呋喃和氯仿。所得聚合物的數(shù)均分子量Mn＝4,4061，多分散度為2.69。
實(shí)施例3由氨基官能的硅氧烷和磺基苯甲酸環(huán)酐制備磺酸鹽官能的硅氧烷-33％的胺氫反應(yīng)在1L三頸燒瓶中裝入200.04g AFS1、9.44g 2-磺基苯甲酸環(huán)酐(SBAA)和414.0g甲苯。在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，將反應(yīng)混合物加熱至80℃，然后在該溫度下保持4小時(shí)。將所得混合物經(jīng)真空汽提以除去甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集189.60g的產(chǎn)物。該干燥物質(zhì)是透明、略帶黃色、高粘度膠料。該膠料不溶于水或醇，但溶于甲苯、四氫呋喃和氯仿。所得聚合物的數(shù)均分子量Mn＝7,750。
實(shí)施例4(對(duì)比)由氨基官能的硅氧烷和丙烷磺內(nèi)酯制備磺酸鹽官能的硅氧烷-33％的胺氫反應(yīng)在三頸1L燒瓶中裝入200.01g AFS1和399.8g甲苯并在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)加熱至75℃2小時(shí)。然后，緩慢加入6.29g丙烷磺內(nèi)酯。添加時(shí)間是10分鐘。然后將該混合物加熱至80℃并在該溫度下保持4小時(shí)。將所得混合物經(jīng)真空汽提以除去甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集189.1g的產(chǎn)物。該干燥物質(zhì)是透明、黃色高粘度膠料。該膠料不溶于水或醇，但溶于甲苯、四氫呋喃和氯仿。所得聚合物的數(shù)均分子量Mn＝3,340。
實(shí)施例5-1由氨基官能的硅氧烷和磺基苯甲酸環(huán)酐制備磺酸鹽官能的硅氧烷-25％的胺氫反應(yīng)在1L三頸燒瓶中裝入200.17g AFS2、5.05g 2-磺基苯甲酸環(huán)酐和385.44g甲苯。在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，將反應(yīng)混合物加熱至80℃，然后在該溫度下保持4小時(shí)。將樣品溶液經(jīng)真空汽提以除去大多數(shù)甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜將其完全干燥。最后，收集187.80g的產(chǎn)物。該干燥物質(zhì)是透明、高粘度膠料。該干燥物質(zhì)是透明、黃色高粘度膠料。該膠料不溶于水或醇，但溶于甲苯、四氫呋喃和氯仿。所得聚合物的數(shù)均分子量Mn＝17,400。
實(shí)施例5-2由氨基官能的硅氧烷和磺基苯甲酸環(huán)酐制備磺酸鹽官能的硅氧烷-15％的胺氫反應(yīng)在500mL三頸燒瓶中裝入100.01g AFS2、1.52g 2-磺基苯甲酸環(huán)酐和190.23g甲苯。在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，將反應(yīng)混合物加熱至80℃，然后在該溫度下保持4小時(shí)。將樣品溶液經(jīng)真空汽提以除去大多數(shù)甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集96.17g的產(chǎn)物。該干燥物質(zhì)是透明高粘度流體。該流體不溶于水或醇，但溶于甲苯、四氫呋喃和氯仿。將實(shí)施例5的磺酸鹽聚合物與10％的高分子量醇(Isofol 12)共混。
表I中列出了這些材料與原料胺官能的流體的粘度的對(duì)比。表I中所列的聚合物A是通過(guò)共混90％的實(shí)施例3制得的聚合物與10％的高沸點(diǎn)醇(Isofol 12)獲得的。聚合物B是通過(guò)共混90％的實(shí)施例5-1制得的聚合物與10％的Isofol 12獲得的。
表I
實(shí)施例6(對(duì)比實(shí)施例)由氨基官能的硅氧烷和丙烷磺內(nèi)酯制備磺酸鹽官能的硅氧烷-26％的胺氫反應(yīng)在三頸1L燒瓶中裝入200.02g的AFS2和401.61g甲苯并在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，加熱至75℃2小時(shí)。然后，緩慢加入3.43g丙烷磺內(nèi)酯。添加時(shí)間是10分鐘。然后將該混合物加熱至80℃并在該溫度下保持4小時(shí)。將所得混合物經(jīng)真空汽提以除去甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集195.0g的產(chǎn)物。該干燥物質(zhì)是透明、黃色高粘度膠料。該膠料不溶于水或醇，但溶于甲苯、四氫呋喃和氯仿。所得聚合物的數(shù)均分子量Mn＝7130。
實(shí)施例7由磺酸鹽硅氧烷制備的乳液由實(shí)施例3-6的磺酸鹽硅氧烷聚合物制備乳液。表II列出了這些樣品的組合物。
表II
由丙烷磺內(nèi)酯合成的聚合物制得的乳液不穩(wěn)定。它們略帶黃色且在室溫下5天內(nèi)相分離。
實(shí)施例8
由氨基官能的硅氧烷和磺基苯甲酸鈉鹽制備磺酸鹽官能的硅氧烷在500mL三頸燒瓶中裝入100.01g AFS1、9.04g 3-磺基苯甲酸鈉鹽(SBAS)和201.52g甲苯。在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，將反應(yīng)混合物加熱至80℃，然后在加入5.02g的水之后在該溫度下保持4小時(shí)。將所得混合物經(jīng)真空汽提以除去甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集96.14g的產(chǎn)物。將聚合物溶解在甲苯中，經(jīng)0.8μm過(guò)濾紙過(guò)濾并再次于60℃真空烘箱中過(guò)夜干燥。用Brookfield粘度計(jì)在25℃下測(cè)定的最終共聚物的粘度是1,140,000cS(mm2/s)。
實(shí)施例9由氨基官能的硅氧烷和磺基苯甲酸鈉鹽制備磺酸鹽官能的硅氧烷在500mL三頸燒瓶中裝入100.02g AFS2、3.02g 3-磺基苯甲酸鈉鹽(SBAS)和201.74g甲苯。在靜態(tài)氮下攪拌的同時(shí)，將反應(yīng)混合物加熱至80℃，然后在加入5.04g的水之后在該溫度下保持4小時(shí)。將所得混合物經(jīng)真空汽提以除去甲苯，并通過(guò)置于60℃真空烘箱中過(guò)夜使其完全干燥。最后，收集95.67g的產(chǎn)物。將聚合物溶解在甲苯中，經(jīng)0.8μm過(guò)濾紙過(guò)濾并再次于60℃真空烘箱中過(guò)夜干燥。用Brookfield粘度計(jì)在25℃下測(cè)定的最終共聚物的粘度是127,400cS(mm2/s)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)基聚硅氧烷，其含有下述通式的磺酸鹽基團(tuán)； 其中R1是與有機(jī)基聚硅氧烷相連的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，M是氫、堿金屬或季銨基團(tuán)，G是氧原子、NH或NR基團(tuán)，其中R是一價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
2.權(quán)利要求1的有機(jī)基聚硅氧烷，其中所述有機(jī)基聚硅氧烷是含有通式MDxDSyM或MsDxMS的甲硅烷氧基單元的主要為線型的聚硅氧烷，其中Ds代表磺酸鹽基團(tuán)官能的二甲硅烷氧基單元，Ms代表磺酸鹽基團(tuán)官能的一甲硅烷氧基單元，和x可以從0到500變化，y可以從1到500變化。
3.權(quán)利要求1或2的有機(jī)基聚硅氧烷，還含有胺官能團(tuán)。
4.權(quán)利要求3的有機(jī)基聚硅氧烷，其中胺官能團(tuán)是氨丙基或氨乙基氨異丁基。
5.權(quán)利要求1的有機(jī)基聚硅氧烷，其中R1是亞丙基。
6.權(quán)利要求1的有機(jī)基聚硅氧烷，其中M是堿金屬。
7.權(quán)利要求6的有機(jī)基聚硅氧烷，其中堿金屬是鈉。
8.權(quán)利要求1的有機(jī)基聚硅氧烷，其中G是NH。
9.權(quán)利要求1的有機(jī)基聚硅氧烷，其中磺酸鹽基團(tuán)具有下述通式
10.權(quán)利要求1的有機(jī)基聚硅氧烷，其中磺酸鹽基團(tuán)具有下述通式
11.一種制備磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷的方法，其包括使磺基苯甲酸化合物與胺官能的硅氧烷反應(yīng)。
12.權(quán)利要求11的方法，其中磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷是磺基苯甲酸環(huán)酐。
13.權(quán)利要求11的方法，其中磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷是2-磺基苯甲酸環(huán)酐。
14.權(quán)利要求11的方法，其中磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷是磺基苯甲酸金屬鹽。
15.權(quán)利要求11的方法，其中磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷是3-磺基苯甲酸鈉鹽。
16.權(quán)利要求11的方法，其中胺官能的硅氧烷是由平均式MDxDAyM或MADxMA代表的主要為線型的聚硅氧烷，其中DA代表氨基官能的二甲硅烷氧基單元，和MA代表氨基官能的一甲硅烷氧基單元，x可以從0到500變化，和y可以從1到500變化。
17.權(quán)利要求11的方法，其中胺官能的硅氧烷與磺基苯甲酸化合物的摩爾比在0.1-15的范圍內(nèi)。
18.通過(guò)權(quán)利要求11-17任一項(xiàng)的方法制備的磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷。
19.一種乳液，其包含權(quán)利要求1或18的磺酸鹽官能的有機(jī)基聚硅氧烷組合物。
全文摘要
公開(kāi)了磺酸鹽官能的硅氧烷組合物、它們的制備方法、含有它們的乳液組合物。該組合物可用于各種個(gè)人、家庭、健康護(hù)理配制劑、以及織物和紡織品處理劑。
文檔編號(hào)C08L83/08GK101080435SQ200580043250
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者J·J·凱南, M·K-J·李 申請(qǐng)人:陶氏康寧公司