本發(fā)明涉及有機硅技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種mq樹脂增強有機硅乳液來制備透明高彈性硅膠薄膜。
背景技術(shù):
有機硅聚合物由于具有高柔順性、低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、透氣性、低表面能、耐候性、生理惰性等獨特的性能受到研究者的青睞。有機硅橡膠乳液是一種憎水性、抗老化及化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性良好的硅橡膠產(chǎn)品,其性能克服了傳統(tǒng)室溫硫化硅橡膠不易薄膜涂覆和潤濕基材的不足,在化妝品、紡織品、皮革和醫(yī)用材料及醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域中擁有廣闊的應(yīng)用前景。
有機硅橡膠乳液一般分為水包油型和油包水型。從理論上講,陰離子型,陽離子型及非離子性乳化劑均可選用。油包水型乳化體雖然有自身的一些缺陷,但對于干性皮膚來說是一種非常適合的載體,因為它們可以在皮膚表面形成一層脂質(zhì)膜,從而有效降低皮膚的經(jīng)皮失水率;另一個優(yōu)點是:相比水包油型乳化體,油包水型乳化體不易被水沖刷掉,從而提供了更好的防水和防汗效果。
2016年robertlanger研究團隊報道了有機硅橡膠乳液制備出一種人體用硅膠乳液,所采用的增強填料為納米二氧化硅;然而,納米二氧化硅高比表面積使得其極易團聚,這對硅膠薄膜的透明性和力學(xué)性能有著至關(guān)重要的影響;而分散性較差的納米二氧化硅不僅會導(dǎo)致體系加工難度,甚至?xí)?dǎo)致材料力學(xué)強度不夠理想,難以滿足實際使用要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決制備硅膠乳液中增強材料存在的問題,本發(fā)明提出一種mq樹脂增強有機硅彈性硅膠薄膜的制備方法,采用相容性好的mq樹脂作為增強填料,利用簡單物理共混將mq樹脂添加到有機硅乳液中,實現(xiàn)對材料的粘度進行有效控制,所制備得到硅膠具有透明、高彈性等優(yōu)異特點。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種mq樹脂增強有機硅彈性硅膠薄膜由a、b組份按照質(zhì)量比1:1混合后涂勻,固化3-5分鐘得到,其中,
a組份為mq樹脂增強的聚硅氧烷乳液,由油相、水相混合后,再調(diào)節(jié)ph值為5-7后制成,油相包括:乙烯基硅油、含氫硅油、mq樹脂、乳化劑、輔助乳化劑、稀釋劑;水相包括:去離子水、增稠劑、防腐劑;
b組份為保濕乳液,其中油相包括:有機硅彈性體、乳化劑、輔助乳化劑、稀釋劑、固化催化劑;水相包括:去離子水、保濕劑、防腐劑,先將油相中有機硅彈性體、乳化劑、輔助乳化劑、稀釋劑混合,然后再與水相混合,最后加入固化催化劑混合制成。
兩個組份可直接制備目標(biāo)固含量的有機硅乳液,所得有機硅乳液外觀均一,固化制得薄膜材料具有透明性、高彈性和優(yōu)異的力學(xué)強度。該制備方法無需特殊的高速剪切混合設(shè)備,工藝簡單,生產(chǎn)效率高,適合于放大生產(chǎn)。
作為優(yōu)選,a組份油相的重量份為:乙烯基硅油20-50份,含氫硅油5-15份,mq樹脂10-40,乳化劑0.3-3份、輔助乳化劑2-15份,稀釋劑15-50份;a組份水相的重量份為:去離子水100份,增稠劑0.2-5份,防腐劑0.2-3份;
作為優(yōu)選,b組份油相的重量份為:有機硅彈性體20-50份,乳化劑0.3-3份,輔助乳化劑2-15份,稀釋劑20-60份;b組份水相的重量份為:去離子水30-60份,保濕劑35-65份,防腐劑0.2-3份。
所述的含氫硅油分子內(nèi)具有至少兩個硅氫鍵,其含氫量為0.03-l.5%。
所述的乙烯基硅油分子內(nèi)具有至少兩個乙烯基的聚硅氧烷,包括端乙烯基聚二甲基硅氧烷和端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷,粘度為50cst-100000cst,乙烯基含量為0.03-10%。
所述的mq樹脂增強填料選自甲基乙烯基mq樹脂,甲基mq樹脂,苯基乙烯基mq樹脂,甲基苯基mq樹脂中一種或幾種。
當(dāng)不使用填料時,薄膜的強度是比較低的,沒有太多的實際應(yīng)用價值。采用mq樹脂補強后,相容性好,容易與基礎(chǔ)聚合物混合;無色透明,透光率極高;補強效果好;而且不會增加彈性薄膜的密度。
所述的有機硅彈性體選自硅氧烷或改性硅氧烷立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。作為優(yōu)選,有機硅彈性體選自bt-9063,dc9040,dc9045,dc9046,dc9546,rg100,ksg-15,ksg-16,ksg-19,ke-306中一種或幾種。
所述的固化催化劑選自過渡金屬及其絡(luò)合物,以過渡原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)計,用量為所在b組份油相總重量份的1-500ppm。作為優(yōu)選,固化催化劑選自氯鉑酸的異丙醇溶液、乙烯基鉑絡(luò)合物中一種或幾種。
所述的稀釋劑選自聚二甲基硅氧烷,包括環(huán)狀聚二甲基硅氧烷(d3、d4、d5等及其混合物)、線性聚二甲基硅氧烷,其用量為所在組份油相總重量份的2-50%,其中,線性聚二甲基硅氧烷的粘度為5cst-1000cst。
所述的防腐劑選自己二醇、戊二醇、辛二醇中一種與乙基己基甘油的混合物,己二醇與對羥基苯乙酮的混合物,戊二醇、辛二醇、癸二醇、己二醇中一種與對羥基苯乙酮的混合物,尼泊金酯,苯氧乙醇,苯甲醇,苯乙醇中的一種或者幾種。
所述的乳化劑選自hlb為7以下的乳化劑,作為優(yōu)選,乳化劑選自聚羥基硬脂酸酯的聚羥基硬脂酸亞烷基二醇酯、聚羥基硬脂酸聚甘油酯、作為聚醚改性硅酮類表面活性劑的二甲基硅氧烷共聚多元醇、含有聚氧化乙烯鏈和/或聚氧化丙烯鏈的交聯(lián)型有機聚硅氧垸彈性體等中的一種或者幾種。更優(yōu)選為聚乙二醇二聚羥基硬酯酸酯或聚甘油-2二聚羥基硬脂酸酯。
所述的輔助乳化劑選自月桂基甲基硅油共聚醇、十六烷基二甲基硅油共聚醇、二甲基硅油共聚醇與環(huán)甲基硅油的混合物、十六烷基二甲基硅油共聚醇與聚甘油基-4-異硬脂酸酯和己基月桂酸酯的混合物中的一種或者幾種。
上述各混合物中各組份均為任意比。
所述的保濕劑選自甘油、1,3-丁二醇、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇、蘆薈、海藻提取物等一種或者幾種。
所述的增稠劑是一種粘度調(diào)節(jié)劑,選自黃原膠、卡波姆u-10、卡波姆u-21、卡波姆tr-1中的一種或者幾種。
本發(fā)明將mq樹脂均勻分散有機硅乳液中,通過添加催化劑和交聯(lián)劑在室溫條件下制備了透明彈性硅膠薄膜;不僅解決有機硅乳液固化薄膜的力學(xué)性能,同時保證其透明性的難題。而且設(shè)備簡單,乳化效率高,操作方便,適合大規(guī)模生產(chǎn)。由于不用有機溶劑,因而使用時大大減少了有毒有容氣體,減少環(huán)境污染,具有廣泛應(yīng)用前景。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:增強填料相容性好,乳液粘度可控,所制備的薄膜具有透明、高彈性等優(yōu)異特點,且乳液體系中不使用有機溶劑,集多種優(yōu)點于一身。
附圖說明
圖1為本發(fā)明有機硅乳液固化成膜后的照片。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明,實施例中所用原料均可市購或采用常規(guī)方法制備。
實施例1
a組分:將粘度為2000cst端乙烯基聚二甲基硅氧烷15.8g、和氫含量為0.2%的含氫硅油2.8g,以及甲基乙烯基mq樹脂7.4g混合均勻,然后加入聚乙二醇(30)二聚羥基硬酯酸酯0.5g,二甲基硅氧烷共聚多元醇與環(huán)甲基硅氧烷混合物3.3g,在放入攪拌釜中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?,并用粘度?0cst二甲基硅油15g進行稀釋;在另一攪拌釜中加入0.7g卡波姆tr-1以及0.32g苯氧乙醇,將其溶解于48g水中直到分散均勻;用高速混合器將水相加入到油相中混合均勻,最后將乳液的ph值調(diào)節(jié)到7.0。
b組分:將12.5g有機硅彈性體bt-9063和聚乙二醇(30)二聚羥基硬酯酸酯0.5g,二甲基硅氧烷共聚多元醇和環(huán)甲基硅氧烷3.3g,在放入攪拌釜中充分?jǐn)嚢杈鶆?,并?5.7gd5進行稀釋;在另一攪拌釜中的加入18.5g丙二醇、8.5g1,3-丁二醇、5.5g甘油和0.42g苯氧乙醇,將其溶解于28.5g水中直到分散均勻;用高速混合器將水相慢慢地加入到油相中混合均勻形成透明乳液。最后將含有鉑32ppm的乙烯基絡(luò)合物溶液加到乳液中,混合直至均勻分散。
將a組分均勻的涂抹在基體上,將同質(zhì)量的b組分涂抹在a組分上,兩者混合涂抹均勻后等待約4分鐘,固化后得到一種mq樹脂增強有機硅彈性硅膠薄膜1,薄膜1透明性好、彈性強,效果見圖1。
實施例2:
a組分:將粘度為3200cp端乙烯基聚二甲基硅氧烷18.2g、和氫含量為0.2%的含氫硅油3.2g,以及苯基乙烯基mq樹脂8.5g混合均勻,然后加入聚甘油-2二聚羥基硬脂酸酯0.4g,十六烷基二甲基硅油共聚醇4.2g,在放入攪拌釜中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆虿⒂谜扯葹?0cst二甲基硅油12g進行稀釋;在另一攪拌釜中加入0.8g黃原膠以及0.32g己二醇和對羥基苯乙酮,將其溶解于48g水中直到分散均勻;用高速混合器將水相加入到油相中混合均勻,最后將乳液的ph值調(diào)節(jié)到6.0。
b組分:將12.5g有機硅彈性體ke-306和聚甘油-2二聚羥基硬脂酸酯0.4g,十六烷基二甲基硅油共聚醇4.2g,在放入攪拌釜中充分?jǐn)嚢杈鶆?,并?0gd5進行稀釋;在另一攪拌釜中的加入20.5g丙二醇、8.5g甘油和0.21g己二醇和0.21g對羥基苯乙酮,將其溶解于30.5g水中直到分散均勻;用高速混合器將水相慢慢地加入到油相中混合均勻形成透明乳液。最后將含有鉑35ppm的乙烯基絡(luò)合物溶液加到乳液中,混合直至均勻分散。
將a組分均勻的涂抹在基體上,將同質(zhì)量的b組分涂抹在a組分上,兩者混合涂抹均勻后等待約5分鐘,固化后得到一種mq樹脂增強有機硅彈性硅膠薄膜2,薄膜2透明性好、彈性強。
實施例3:
a組分:將粘度為8000cp端乙烯基聚二甲基硅氧烷18.2g、和氫含量為0.2%的含氫硅油2.7g,以及甲基mq樹脂7.1g,然后加入聚甘油-2二聚羥基硬脂酸酯0.3g,二甲基硅氧烷共聚多元醇與環(huán)甲基硅氧烷混合物3.5g,在放入攪拌釜中充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆虿⒂谜扯葹?0cst二甲基硅油17g進行稀釋;在另一攪拌釜中加入0.5g卡波姆u-10以及0.32g己二醇與對羥基苯乙酮混合液,將其溶解于43g水中直到分散均勻;用高速混合器將水相加入到油相中混合均勻,最后將乳液的ph值調(diào)節(jié)到5.0。
b組分:將9.5g有機硅彈性體dc9045和聚甘油-2二聚羥基硬脂酸酯0.3g,二甲基硅氧烷共聚多元醇與環(huán)甲基硅氧烷混合物3.5g,在放入攪拌釜中充分?jǐn)嚢杈鶆?,并?4gd5進行稀釋;在另一攪拌釜中的加入20.5g丙二醇、4.0g甘油和0.42g己二醇與對羥基苯乙酮混合物,將其溶解于28.5g水中直到分散均勻;用高速混合器將水相慢慢地加入到油相中混合均勻形成透明乳液。最后將含有鉑27ppm的氯鉑酸的異丙醇溶液加到乳液中,混合直至均勻分散。
將a組分均勻的涂抹在基體上,將同質(zhì)量的b組分涂抹在a組分上,兩者混合涂抹均勻后等待約3分鐘,固化后得到一種mq樹脂增強有機硅彈性硅膠薄膜3,薄膜3透明性好、彈性強。
最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然,本發(fā)明不限于上述實施例,還可以許多的操作組合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有情形,均應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護范圍。