專利名稱：一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅乳液，更準(zhǔn)確地說(shuō)本發(fā)明涉及到一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，它涉及精細(xì)化學(xué)品添加劑的制備，因此隸屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有機(jī)硅產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)單元是由硅-氧鏈節(jié)構(gòu)成的，側(cè)鏈則通過(guò)硅原子與其他各種有機(jī)基團(tuán)相連。因此，在有機(jī)硅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中既含有“有機(jī)基團(tuán)”，又含有“無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)”，這種特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使它集有機(jī)物的特性與無(wú)機(jī)物的功能于一身。與其他高分子材料相比，有機(jī)硅產(chǎn)品的最突出性能是耐溫特性、耐候性、電氣絕緣性能、生物特性、低表面張力和低表面能，因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛。有機(jī)硅乳液是重要的有機(jī)硅產(chǎn)品之一，由有機(jī)硅、水和表面活性劑等組成，由于它的獨(dú)特性能和特點(diǎn)，在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用，其中，用于紡織工業(yè)的有機(jī)硅乳液約占總量的五分之一。有機(jī)硅乳液分為非活性有機(jī)硅乳液、活性有機(jī)硅乳液、改性有機(jī)硅乳液及有機(jī)硅復(fù)合乳液，又分為陽(yáng)離子型有機(jī)硅乳液、陰離子型有機(jī)硅乳液、非離子型有機(jī)硅乳液及復(fù)合離子型有機(jī)硅乳液，還分為水包油型有機(jī)硅乳液及油包水型有機(jī)硅乳液。制備有機(jī)硅乳液的方法很多，但要制備穩(wěn)定的有機(jī)硅乳液，并使其在應(yīng)用于相應(yīng)領(lǐng)域時(shí)發(fā)揮作用，就要對(duì)乳液制備提出諸多要求。其中，乳液的穩(wěn)定性要求是普遍存在的。 所以針對(duì)有機(jī)硅物質(zhì)選擇合適的乳化劑及乳化方法是很重要的。有關(guān)制備有機(jī)硅乳液的文獻(xiàn)有不少專利CN1807512和CN101298027介紹了通過(guò)加入一些輔助物質(zhì)將高粘度的有機(jī)硅混合物分散于水中，制備成較穩(wěn)定的有機(jī)硅乳液；專利CN102002M2A介紹了一種引入高級(jí)脂肪醇聚醚來(lái)提高乳液穩(wěn)定性的方法；專利CN101003008介紹了通過(guò)對(duì)作為乳化劑的含有羥基的聚醚分子進(jìn)行化學(xué)改性處理，生成新的封端聚醚，然后將之用于乳液制備中，從而制得穩(wěn)定乳液。上述專利多為采用普通的硅聚醚作為乳化劑，來(lái)制備有機(jī)硅乳液的。本發(fā)明人通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用兩種丙烯醇聚醚(A和B)共同改性一種含氫聚硅氧烷W，得到硅聚醚記為W-AB，比單獨(dú)用丙烯醇聚醚A和丙烯醇聚醚B分別改性含氫聚硅氧烷W，得到的硅聚醚 W-A、W-B的乳化效率高。使用這類乳化劑制得的有機(jī)硅乳液具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和抗剪切性能，并且拓寬了有機(jī)硅乳液的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一類新的硅聚醚乳化劑，使用其制備的有機(jī)硅乳液具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，增加了其適用的范圍。本發(fā)明制備的有機(jī)硅乳液，其特征在于包括以下幾種組分1、硅聚醚所述硅聚醚，是由含氫聚硅氧烷與不飽和聚醚在催化劑的作用下發(fā)生加成反應(yīng)制備得到的，具體制備方法在專業(yè)技術(shù)文獻(xiàn)上可以查閱得知。所述硅聚醚在25°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為10 50，OOOmPa · s，優(yōu)選為50 20，OOOmPa · S。硅聚醚的結(jié)構(gòu)式用如下通式表示(CH3)3Si(H(CH3)2SiO)x (CH3GSiO)J (CH3)3①其中，G為聚醚基團(tuán)，用下面結(jié)構(gòu)通式表示-(CH2)z(EO)g(PO)hR②上述結(jié)構(gòu)式中，R為-H或-CH3或-COCH3 ；下標(biāo)χ，y，ζ, g, h為聚合度，χ為10 500的整數(shù)；y為1 50的整數(shù)；z為2 6的整數(shù)；g為1 40整數(shù)；h為1 60的整數(shù)。在結(jié)構(gòu)式①中，如果G為相同的丙烯醇聚醚基團(tuán)，則該硅聚醚為單一聚醚合成的硅聚醚(即上述的W-A和W-B)；若G為不同的丙烯醇聚醚基團(tuán)，則該硅聚醚為多種聚醚合成的硅聚醚(即W-AB)。本發(fā)明專利是用W-AB代替W-A和W-B乳化油相組分。以整個(gè)有機(jī)硅乳液為100% 質(zhì)量計(jì)，硅聚醚的用量為4 30%。2、油相組分本發(fā)明所述的油相組分為硅脂，是由聚有機(jī)硅氧烷與二氧化硅制備而成，這種處理工藝在一般的專業(yè)技術(shù)資料上都可以查詢得到。油相組分中涉及到的聚有機(jī)硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、烷基改性聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷，優(yōu)選聚二甲基硅氧烷，其在25°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為50 200，OOOmPa · S。以整個(gè)有機(jī)硅乳液為100%質(zhì)量計(jì)，油相組分的用量為8 50%。3、助乳化劑本發(fā)明中的助乳化劑，其包括非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和兩性表面活性劑。本發(fā)明優(yōu)選非離子表面活性劑，具體選自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、 月桂酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇單油酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇三硬脂酸聚氧乙烯醚酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚。以整個(gè)有機(jī)硅乳液為100%質(zhì)量計(jì)，助乳化劑的用量為0. 5 10%。4、水以整個(gè)有機(jī)硅乳液為100%質(zhì)量計(jì)，水的用量為50 80%。根據(jù)對(duì)乳液粘度的要求，可加入增稠劑，增稠劑包括聚丙烯酰胺、卡波姆、漢生膠、 聚丙烯酸酯、纖維素醚類，增稠劑的加量根據(jù)乳液的粘度進(jìn)行調(diào)整。長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)需要加入殺菌劑和防腐劑，如次氯酸鈉、山梨酸鉀、均三嗪、凱松等。本發(fā)明中有機(jī)硅乳液的制備方法如下室溫下，將油相組分、助乳化劑、硅聚醚在攪拌下充分混合10 40min，優(yōu)選15min 30min ；將上述體系的溫度升高至55°C 85°C， 然后，保持體系溫度，緩慢地加入水，提高攪拌速度使其由油包水型乳液變?yōu)樗托腿橐恨D(zhuǎn)相，繼續(xù)加水至所需要的質(zhì)量濃度，一般為40 % 70 %，優(yōu)選為50 % 65 % ；粗乳液通過(guò)膠體磨進(jìn)一步乳化；最后用增稠水稀釋到所需要的乳液濃度。
具體實(shí)施例方式制備油相組分D1. D2、D3> D4
聚硅氧烷d1 聚二甲基硅氧烷，運(yùn)動(dòng)粘度:5000mPa · s聚硅氧烷d2 聚二乙基硅氧烷，運(yùn)動(dòng)粘度:200mPa · s聚硅氧烷d3 聚甲基乙烯基硅氧烷，運(yùn)動(dòng)粘度:60000mPa · s聚硅氧烷d4 聚甲基三氟丙基硅氧烷，運(yùn)動(dòng)粘度180000mPa · 5先將上述聚有機(jī)硅氧烷和疏水粒子分別在室溫下混合均勻，以保持充分接觸。然后升溫至50 300°C，然后分別加入一定量的催化劑反應(yīng)2 他。反應(yīng)完畢降溫至室溫即得油相組分Di、D2、D3、D4。
制備硅聚醚制備硅聚醚EpE2JyE4J5, E6，其通式為(CH3) 3SiO{ (CH3)2SiO)x (CH3GSiO)y} (CH3) 3G為聚醚基團(tuán)，用結(jié)構(gòu)通式表示-(CH2)z(EO)s(PO)hR 其中x、y、z、g、h的取值見(jiàn)下表1和表2。表1硅聚醚E1E2E3和E權(quán)利要求
1.一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，所述的有機(jī)硅乳液由硅聚醚、油相組分、助乳化劑和水組成，所述油相組分為硅脂，所述助乳化劑為非離子表面活性劑，其特征在于所述的硅聚醚是由兩種丙烯醇聚醚共同改性一種含氫聚硅氧烷得到的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，其中，硅聚醚的結(jié)構(gòu)式為(CH3) 3SiO {(CH3) 2SiO) x (CH3GSiO) y} (CH3)3，G 為聚醚基團(tuán)，結(jié)構(gòu)式為-(CH2)z (EO)g (PO)hR, 其中，R為-H或_013或_0)013;下標(biāo)x，y，z，g，h為聚合度，χ為10 500的整數(shù)；y為1 50的整數(shù)；z為2 6的整數(shù)；g為1 40整數(shù)；h為1 60的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，其中，硅聚醚在25°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為10 50，OOOmPa · s，所述硅聚醚的用量占有機(jī)硅乳液總質(zhì)量的4 30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，其中，硅聚醚在25°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為50 20，OOOmPa · S。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，其中，助乳化劑選自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇單油酸聚氧乙烯醚酯、失水山梨醇三硬脂酸聚氧乙烯醚酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚，所述助乳化劑的用量占有機(jī)硅乳液總質(zhì)量的 0. 5 10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，其中，油相組分硅脂是由聚有機(jī)硅氧烷與二氧化硅制備而成，制備方法為公知技術(shù)，所述的聚有機(jī)硅氧烷為聚二甲基硅氧烷，其在25°C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為50 200，OOOmPa · s，所述油相組分用量占有機(jī)硅乳液總質(zhì)量的8 50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，其中，有機(jī)硅乳液的制備方法為①室溫下，將油相組分、助乳化劑、硅聚醚在攪拌下充分混合10 40min；②將上述體系的溫度升高至 85°C，然后保持體系溫度，緩慢地加入水，提高攪拌速度使乳液轉(zhuǎn)相，繼續(xù)加水至質(zhì)量濃度40% 70% ；③將粗乳液通過(guò)膠體磨進(jìn)一步乳化；④最后用增稠水稀釋到所需要的乳液濃度，即得。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種提高有機(jī)硅乳液穩(wěn)定性的方法，采用兩種丙烯醇聚醚共同改性一種含氫聚硅氧烷制得的硅聚醚乳化劑，比單獨(dú)用一種丙烯醇聚醚改性含氫聚硅氧烷制得的硅聚醚乳化劑的乳化效率高，而且使用這類乳化劑制得的有機(jī)硅乳液具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和抗剪切性能，拓寬了有機(jī)硅乳液的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C08L83/10GK102286203SQ20111017848
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者吳飛, 曹添, 眭花蘭, 許勇, 鐘翔, 黃偉 申請(qǐng)人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司