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包含揮發(fā)性低分子量硅氧烷的彈性體凝膠的制作方法

文檔序號(hào):4929182閱讀:347來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:包含揮發(fā)性低分子量硅氧烷的彈性體凝膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用作低分子量揮發(fā)性硅氧烷增稠劑的硅氧烷組合物。本發(fā)明也涉及通過(guò)混合低分子量硅氧烷與凝膠,提煉包含流動(dòng)性凝膠的硅氧烷的方法和加工該混合物的方法。
硅氧烷在不同領(lǐng)域具有許多用途。已發(fā)現(xiàn)它們?cè)诓煌漠a(chǎn)品例如密封膠、有機(jī)硅橡膠、粘合劑和化妝品中的大量的工業(yè)應(yīng)用。已發(fā)現(xiàn)硅油是化妝品組合物中特別需要的成分,因?yàn)樵撐镔|(zhì)賦予化妝品組合物一種干燥、光滑均勻的觸感,其它益處包括如增加視在光澤(即發(fā)亮)。在較低分子量的硅氧烷賦予組合物所需性質(zhì)的同時(shí),它們易揮發(fā)和具有低的粘度,而能克服這些缺點(diǎn)的硅氧烷粘度卻太大的事實(shí)使得其在化妝品組合物中的一般應(yīng)用有點(diǎn)復(fù)雜。
所以,當(dāng)需要在化妝品中使用低粘度的硅氧烷時(shí),已經(jīng)使用增稠劑以便增加溶液的粘度和減緩揮發(fā)性低分子量硅油的蒸發(fā)損失。該方法盡管有效,但具有降低硅油的可展涂性和給皮膚留下嚴(yán)重的滑膩感的缺點(diǎn)??烧雇啃院透稍锲交惺桥c低粘度硅氧烷有關(guān)的性質(zhì),當(dāng)將其以化妝品制劑使用時(shí),它賦予所述組合物一種需要的感覺或觸覺。已發(fā)現(xiàn)用于使化妝品組合物中低分子量硅油的所需性質(zhì)被保留,同時(shí)降低由于高揮發(fā)性引起的蒸發(fā)損失的物質(zhì)包括糊精的脂肪酸酯、蔗糖的脂肪酸酯、三甲硅烷基取代的聚乙烯醇、三甲硅烷基取代的多糖、包含脂肪酸酯的纖維素醚和有機(jī)改性粘土材料。這些物質(zhì)的缺點(diǎn)為由低粘度的硅油賦予的輕快感和可展涂性被改變,因而所述組合物不再具有最初使用低粘度硅油提供的性質(zhì)。這些增稠劑或揮發(fā)抑制劑的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們當(dāng)中的大多數(shù)為水溶性的,必須用作水分散液或溶液。而對(duì)疏水性的硅油而言,加入水需要使用乳化劑和配伍劑,這使得化妝品制劑變得復(fù)雜,并且就其分層的組分相而言,一般降低了制劑的穩(wěn)定性。
最近,已經(jīng)提出另一個(gè)保留化妝品組合物中低粘度硅油性質(zhì)的方法,其中,使低粘度硅油與有機(jī)氫化聚硅氧烷和鏈烯基官能化的有機(jī)聚硅氧烷間的加成聚合產(chǎn)物混合(美國(guó)專利第4987169號(hào))。用在那些制劑中的有機(jī)氫化聚硅氧烷包含HSiO1.5(TH),RSiO1.5(T),RHSiO(DH),R2SiO(D),R2HSiO0.5(MH)和R3SiO0.5(M)基團(tuán)。所使用的交聯(lián)氫化物化合物為具通式MaMHbDcDHdTcTHf的化合物。盡管所述交聯(lián)化合物容許T基團(tuán)為氫化物或被R取代,但本技術(shù)中優(yōu)選為線性氫化物,因?yàn)樗黾映删酆戏磻?yīng)進(jìn)行的更平穩(wěn)。在上式中R基團(tuán)為一般本技術(shù)領(lǐng)域已知的典型有機(jī)取代基。接著,將低分子量的硅油加入所述交聯(lián)加成聚合產(chǎn)物中,并通過(guò)施加剪切力處理該混合物。該物質(zhì)本身可以用作化妝品成分或作為增稠劑,它具有潤(rùn)滑的性質(zhì),能在各種工業(yè)潤(rùn)滑用途中以及預(yù)想的化妝品用途中使用??梢哉J(rèn)為用該方法制備的物質(zhì)是其中溶解揮發(fā)性低分子量硅油的松弛交聯(lián)彈性體。因?yàn)楫?dāng)加入T基團(tuán)時(shí),前體交聯(lián)氫化物優(yōu)選為直鏈的和僅有適度分支的,在生成的聚合物中,所述加成聚合產(chǎn)物不具有交聯(lián)的緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。線性和松弛的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有的缺點(diǎn)為在提高低分子量硅氧烷的粘度方面具有很低的效率。除了增加產(chǎn)品的成本外,當(dāng)所述揮發(fā)性低分子量硅氧烷在使用當(dāng)中蒸發(fā)時(shí),較高濃度的交聯(lián)硅氧烷導(dǎo)致留下更多的殘留物。在一些化妝品例如除臭劑或防汗劑的使用當(dāng)中,增加的殘留物是明顯的缺點(diǎn),因?yàn)樗梢晕廴疽挛铩?br> 此外,線性和松弛的交聯(lián)硅氧烷不能像更緊密的交聯(lián)硅氧烷那樣容易地形成薄膜。不能形成薄膜在化妝品使用當(dāng)中是個(gè)缺點(diǎn),因?yàn)榕c線性硅氧烷的粘稠、不合需要的感覺相比,薄膜可以提供一種輕柔、平滑的感覺。
現(xiàn)在公開可以使由鏈烯基有機(jī)聚硅氧烷和MHQ樹脂的加成聚合反應(yīng)制備的緊密交聯(lián)彈性體與揮發(fā)性低分子量硅油混合,并加工處理以便為化妝品組合物提供所需的成分。本發(fā)明提供包含下列成分的硅氧烷組合物(A)通過(guò)下列成分的氫化硅烷化產(chǎn)物形成的硅氧烷(1)具有下式的線性鏈烯基阻斷的聚有機(jī)硅氧烷MviaDxDviyM2-a其中,腳標(biāo)x是大于500的數(shù),腳標(biāo)y是0-約20范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)a是0-2范圍內(nèi)的數(shù),并限制a+y在1-約20范圍內(nèi),Mvi的定義為R1R2R3SiO1/2其中,R1為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R2和R3各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,Dvi的定義為Dvi=R6R7SiO2/2其中,R6為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R7獨(dú)立為具有1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,M的定義為M=R8R9R10SiO1/2其中,R8,R9和R10各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基;和(2)具有下式的樹脂(MHwQz)j其中,Q代表式SiO4/2和MH的定義為HbR113-bSiO1/2其中,R11為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,其中腳標(biāo)b為1-3范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)w和z分別具有0.5-4.0的比值,及腳標(biāo)j在約2.0-約100范圍內(nèi);其中所述氫化硅烷化反應(yīng)在下述成分存在下進(jìn)行(3)粘度低于約1000厘沲(25℃)的第一硅氧烷;由此形成ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5的凝膠;和(B)其粘度低于約1000厘沲(25℃)的第二硅氧烷,其中,使所述凝膠在所述第二硅氧烷中形成淤漿并與所述第二硅氧烷混合;由此產(chǎn)生包含所述第二硅氧烷和所述凝膠的均一的液體,該均一液體的粘度為500-150000厘沲(25℃)。
優(yōu)選在選自具有下式的環(huán)狀硅氧烷中的硅氧烷中制備所述凝膠(其ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5)Df其中,腳標(biāo)f為約3-約6范圍內(nèi)的整數(shù),D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基和具有下式的線性硅氧烷M’D’iM’其中,D’定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,M’具有下式R12R13R14SiO1/2其中,R12,R13和R14各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基。
優(yōu)選使所述凝膠在選自具有下式的環(huán)狀硅氧烷中的硅氧烷中形成淤漿并混合Df其中,腳標(biāo)f為約3-約6范圍內(nèi)的一個(gè)整數(shù),D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基和具有下式的線性硅氧烷M’D’iM’其中D’的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基和M’具有下式R12R13R14SiO1/2其中,R12,R13和R14各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基。
本發(fā)明也提供用于在硅氧烷液體中分散具有ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5的硅氧烷凝膠的方法,它包括(A)氫化硅烷化(1)具有下式的線性鏈烯基阻斷的聚硅氧烷MviaDxDviyM2-a其中,腳標(biāo)x是大于500的數(shù),腳標(biāo)y是0-約20范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)a是0-2范圍內(nèi)的數(shù),并限制a+y在1-約20范圍內(nèi),Mvi的定義為R1R2R3SiO1/2其中,R1為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R2和R3各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,Dvi的定義為Dvi=R6R7SiO2/2其中,R6為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R7獨(dú)立為具有1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,M的定義為M=R8R9R10SiO1/2其中,R8,R9和R10各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基;和(2)具有下式的樹脂(MHwQz)j其中,Q代表式SiO4/2和MH的定義為HbR113-bSiO1/2其中,R11為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,其中腳標(biāo)b為1-3范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)w和z分別具有0.5-4.0的比值,及腳標(biāo)j在約2.0-約100范圍內(nèi);其中所述氫化硅烷化反應(yīng)在下述成分存在下進(jìn)行(3)粘度低于約1000厘沲(25℃)的第一硅氧烷;由此(B)形成具有ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5的凝膠;和(C)使所述凝膠與具有粘度低于約1000厘沲(25℃)的第二硅氧烷形成淤漿;和(D)使所述凝膠與所述第二硅氧烷混合,由此(E)產(chǎn)生包含所述第二硅氧烷和所述凝膠的均一液體,從而,所述均一液體的粘度為500-150000厘沲(25℃)。
本發(fā)明的組合物包含下列成分的氫化硅烷化加成產(chǎn)物(1)具有下式的線性鏈烯基阻斷的聚有機(jī)硅氧烷MviaDxDviyM2-a其中,腳標(biāo)x是大于500的數(shù),優(yōu)選大于600,更優(yōu)選大于700,最優(yōu)選大于800,腳標(biāo)y為0-約20范圍內(nèi)的數(shù),優(yōu)選0-約10,更優(yōu)選0-約5,最優(yōu)選0-約4,腳標(biāo)a為0-2范圍內(nèi)的數(shù),并限制a+y在1-約20的范圍內(nèi),優(yōu)選1-約10,更優(yōu)選約1.5-約10,最優(yōu)選約1.5-約6,Mvi的定義為R1R2R3SiO1/2其中,R1為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,優(yōu)選苯乙烯基、烯丙基和乙烯基,更優(yōu)選烯丙基和乙烯基,最優(yōu)選乙烯基,及R2和R3各獨(dú)立選自1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,優(yōu)選1-20個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,更優(yōu)選甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、芐基和基,最優(yōu)選甲基和苯基;D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,優(yōu)選1-20個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,更優(yōu)選甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、芐基和基,最優(yōu)選甲基和苯基;Dvi的定義為Dvi=R6R7SiO2/2其中,R6為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,優(yōu)選苯乙烯基、烯丙基和乙烯基,更優(yōu)選烯丙基和乙烯基,最優(yōu)選乙烯基,R7獨(dú)立選自具有1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,優(yōu)選1-20個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,更優(yōu)選甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、芐基和基,最優(yōu)選甲基和苯基,M的定義為M=R8R9R10SiO1/2,R8,R9和R10各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,優(yōu)選1-20個(gè)碳原子一價(jià)烴基,更優(yōu)選甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、芐基和基,最優(yōu)選甲基和苯基和(2)具有下式的樹脂(MHwQz)j其中,Q代表式SiO4/2和MH代表式HbR113-bSiO1/2,腳標(biāo)b在1-3范圍內(nèi),其中R11為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,優(yōu)選1-20個(gè)碳原子一價(jià)烴基,更優(yōu)選甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、芐基和基,最優(yōu)選甲基和苯基;腳標(biāo)w和z分別具有0.5-4.0的比值,優(yōu)選0.6-3.5,更優(yōu)選0.75-3.0,最優(yōu)選1.0-3.0;腳標(biāo)j在約2.0-約100范圍內(nèi),優(yōu)選約2.0-約30,更優(yōu)選約2.0-約10,最優(yōu)選約3.0-約5.0;和(3)硅氧烷,其中已使(3)與(1)和(2)的加成物的混合物經(jīng)受剪切力的作用。
所述氫化硅烷化反應(yīng)在下列氫化硅烷化催化劑存在下進(jìn)行,所述催化劑包含釕、鋨、銠、銥、鈀、鉑氫化硅烷化催化劑。該類催化劑的典型實(shí)例在美國(guó)專利第2823218號(hào)、3159601號(hào)、3159662號(hào)和3775452號(hào)中被介紹。
申請(qǐng)人將所述硅氧烷即成分(3)規(guī)定為其粘度低于約1000厘沲(25℃),優(yōu)選低于約500厘沲(25℃),更優(yōu)選低于約250厘沲(25℃),最優(yōu)選低于100厘沲(25℃)的任何有機(jī)硅化合物。由此,低分子量環(huán)狀硅氧烷例如D3、D4、D5和D6(即Df,其中腳標(biāo)f在3-6范圍內(nèi))為揮發(fā)性的硅氧烷,其中,D如前定義,R4和R5優(yōu)選甲基及具有下式的低分子量線性硅氧烷M’D’iM’其中,D’上的取代基獨(dú)立地選自如前為D定義的相同的取代基,M’具有下式R12R13R14SiO1/2其中,R12,R13和R14各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,優(yōu)選1-20個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,更優(yōu)選甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、芐基和基,最優(yōu)選甲基和苯基;腳標(biāo)i在0-約300范圍內(nèi),優(yōu)選0-約100,更優(yōu)選0-約50,最優(yōu)選0-約20。優(yōu)選成分(3)為揮發(fā)性低分子量的硅氧烷。
用于制備本發(fā)明凝膠的物質(zhì)已經(jīng)根據(jù)在硅化學(xué)實(shí)踐中普遍接受的定義范圍內(nèi)列舉的結(jié)構(gòu)因素M、D、T和Q的分子式所定義。作為單獨(dú)分子或作為純化合物,這些分子式中的腳標(biāo)可以假定為只有整數(shù)(如合適,包含零)。作為化合物的復(fù)雜混合物,其中每一個(gè)要獨(dú)立滿足所述分子定義,在描述所述混合物中的腳標(biāo)將假定為非整數(shù)(如合適,包含零)。但是,就某一腳標(biāo)而言,那些非整數(shù)值仍將在具體腳標(biāo)規(guī)定為整數(shù)的上限和下限的范圍內(nèi)。因此,例如在成分(1)的純化合物描述中,其腳標(biāo)a可以為0、1或2。作為化合物的混合物,成分(1)其腳標(biāo)a將具有平均值,它將取決于具有腳標(biāo)為0、1和2的單獨(dú)分子的數(shù)目。同樣的解釋也適用于成分(2)。
因此,當(dāng)成分(1)作為具有特定的鏈烯基官能化作用的乙烯基官能化的硅氧烷,并且為不同的包含乙烯基化合物的混合物時(shí),按照定義,成分(1)的腳標(biāo)的平均值將覆蓋約1500-約150000,優(yōu)選約4500-約110000,更優(yōu)選約10000-約70000,最優(yōu)選約15000-約45000的乙烯基當(dāng)量范圍。要注意的是,這些當(dāng)量為乙烯基取代的特定當(dāng)量,用其它烯屬取代基的取代將產(chǎn)生不同的但可比的當(dāng)量范圍。同樣,作為混合物的成分(2)的平均腳標(biāo),按照定義將覆蓋約80-約190,優(yōu)選約82-約170,更優(yōu)選約85-約150,最優(yōu)選約87-約130的氫化物的當(dāng)量范圍。
此外,在成分(1)中的鏈烯基官能度需要平均在每分子約1-約20個(gè)鏈烯基,優(yōu)選約每分子約1-約10個(gè)鏈烯基,更優(yōu)選每分子約1.5-約10個(gè)鏈烯基,最優(yōu)選每分子1.5-約6個(gè)鏈烯基的范圍內(nèi)。另外,在成分(2)中所述氫化物官能度需要在平均每分子約8-400 SiH基團(tuán),優(yōu)選每分子約8-約100 SiH基團(tuán),更優(yōu)選每分子約8-約50 SiH基團(tuán),最優(yōu)選每分子約8-約20 SiH基團(tuán)的范圍內(nèi)。
使成分(1)和(2)(作為純化合物或混合物)在成分(3)存在下,一起催化反應(yīng)產(chǎn)生具有的聚合物含量大約為約5-約75%(重量)的交聯(lián)聚合物,優(yōu)選約10-約60%(重量)的交聯(lián)聚合物,更優(yōu)選約15-約40%(重量)的交聯(lián)聚合物,最優(yōu)選約20-約35%(重量)的交聯(lián)聚合物的凝膠及平衡量的揮發(fā)性低分子量硅油。一旦制備出初生成的凝膠,使其與追加量的揮發(fā)性低分子量硅氧烷即追加成分(3)[可能與用于制備初生成凝膠的成分(3)不同]混合,并經(jīng)受混合或剪切力的作用,產(chǎn)生均勻的液體凝膠,該凝膠為約1-約25%(重量)的交聯(lián)聚合物,優(yōu)選約2-約20%(重量)的交聯(lián)聚合物,更優(yōu)選約3-約15%(重量)的交聯(lián)聚合物,最優(yōu)選約3-約10%(重量)的交聯(lián)聚合物及平衡量的揮發(fā)性低分子量硅油[成分(3)]或滿足成分(3)定義化合物的混合物。
所述初生成的凝膠足夠粘,以致通常觀察不到該液體流動(dòng)。作為交聯(lián)聚合物,具有25%交聯(lián)聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的最初生成凝膠的ASTMD-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5,優(yōu)選至少為7,更優(yōu)選至少為10,最優(yōu)選至少為15。所述硬度計(jì)硬度試驗(yàn)的ASTM試驗(yàn)值顯示其為具足夠流動(dòng)阻力的物質(zhì),它完全可以作為固體。
通過(guò)高速混合或剪切,克服最初生成凝膠的流動(dòng)阻力,其中,生成的組合物或混合物為均勻液體,其粘度為約500-150000厘沲(25℃),更優(yōu)選所述組合物或混合物的生成粘度約1000-約100000厘沲(25),最優(yōu)選所述組合物或混合物的生成粘度約10000-約60000厘沲(25)。所謂剪切,申請(qǐng)人指的是在所述組合物上施加力,其中,使用三輥式研磨機(jī)、二輥式研磨機(jī)、沙研磨機(jī)、膠體磨、Gaulin勻化器、Sonilator、RossTM混合機(jī)、Microfluidizer等處理所述組合物。
使這些組合物經(jīng)受剪切力,產(chǎn)生適合用在個(gè)人護(hù)理或化妝品中的成分,它具有改善的可展涂性和改善的結(jié)構(gòu)(substance)或感覺。最需要該性質(zhì)的個(gè)人護(hù)理用品(包含但不限于此)包含去臭劑、止汗劑、潤(rùn)膚霜、面霜、護(hù)發(fā)用品例如香波、摩絲、發(fā)膠、防護(hù)霜和染色化妝品例如口紅、粉底霜、胭脂、美容品和睫毛油及其它加入硅氧烷成分的化妝用品。
在此,所有有關(guān)的美國(guó)專利結(jié)合在本發(fā)明中,作為參考。
實(shí)施例1在揮發(fā)性低分子量硅油中的交聯(lián)硅氧烷聚合物的制備通過(guò)在反應(yīng)容器中混合一定量的甲硅烷基氫化物、一定量的乙烯基化合物和揮發(fā)性的低分子量硅油制備交聯(lián)硅氧烷聚合物,并混合。將標(biāo)準(zhǔn)氫化硅烷化催化劑加入該混合物中。在鉑催化劑存在下的氫化硅烷化反應(yīng)見美國(guó)專利第3159601號(hào)、3159662號(hào)、3220972號(hào)、3715334號(hào)、3775452號(hào)和3814730號(hào),在此,結(jié)合到本發(fā)明中作為參考。加熱包含所述氫化硅烷化催化劑的混合物,并使其在一定條件下反應(yīng)。因而,例如將1.11g的(MH2Q)4(w=2、z=1、和j=4)、250g具有當(dāng)量為33750克/當(dāng)量乙烯基的乙烯基端基化硅氧烷和650g的八甲基環(huán)四硅氧烷加入揉面機(jī)(dough mixer)中并攪拌。加入100g在八甲基環(huán)四硅氧烷中的0.11%的鉑催化劑。攪拌所述反應(yīng)物并加熱到80℃達(dá)2小時(shí)。將所述反應(yīng)物冷卻并分離出其產(chǎn)物。按照該通用方法制備組合物A-T。這些制劑中的乙烯基硅氧烷不同1)二乙烯基硅氧烷(A)為MviDxMvi其中Mvi為R1R2R3SiO1/2而R1為(CH2=CH)和R2和R3各單獨(dú)為CH3;D為R4R5SiO2/2,其中R4和R5各單獨(dú)為CH3;x在約450-約1250范圍內(nèi)變化;2)一乙烯基硅氧烷(B)為MviDyM其中Mvi為R1R2R3SiO1/2而R1為(CH2=CH)和R2和R3各單獨(dú)為CH3;D為R4R5SiO2/2,其中R4和R5各單獨(dú)為CH3;y約等于200;M為R8R9R10SiO1/2,R8,R9和R10各獨(dú)立為CH3;和
3)五乙烯基硅氧烷(C)為MDiDvikM其中M為R8R9R10SiO1/2,R8,R9和R10各獨(dú)立為CH3;D為R4R5SiO2/2,其中R4和R5各單獨(dú)為CH3;i約等于200;Dvi的定義為Dvi=R6R7SiO2/2,其中為R6為(CH2=CH),R7獨(dú)立為CH3,k約等于5。
表1在揮發(fā)性低分子量硅油中交聯(lián)聚合硅氧烷的制備(MH2Q)4樹脂與端接二乙烯基硅氧烷(A)的反應(yīng)組合物Si-H與二乙烯基 聚合物 揮發(fā)性 鉑Si-乙烯基 硅氧烷A wt.% 低分子量ppm比mol.wt. 硅氧烷wt.%A 0.7/1.0 66800 2575 10B 0.9/1.0 66800 2575 10C 1.0/1.0 66800 2575 10D 1.1/1.0 66800 2575 10E 1.3/1.0 66800 2575 10F 1.5/1.0 66800 2575 10G 1.58/1.0 66800 2575 10H 1.3/1.0 33500 2575 10I 1.3/1.0 92700 2575 10J 1.3/1.0 66800 2575*10U 1.3/1.0 66800 5050 5V 1.3/1.0 66800 1585 5注解*除制劑j使用D5(十甲基環(huán)五硅氧烷)外,所有其它制劑使用D4(八甲基環(huán)四硅氧烷)。
制劑A-G的研究,所述氫化硅烷化反應(yīng)中的氫化物與乙烯基比例發(fā)生改化。制劑E、H和I的研究,所述氫烷基化反應(yīng)中的所述乙烯基成分的分子量發(fā)生改化。制劑E和J的研究,所述低分子量硅油發(fā)生改化。
下列制劑使用乙烯基硅氧烷化合物—二乙烯基硅氧烷A和一乙烯基硅氧烷B的混合物,作為對(duì)比,表1中所列的那些制劑只使用一種乙烯基硅氧烷化合物即二乙烯基硅氧烷A。
表2在揮發(fā)性低分子量硅油中的交聯(lián)聚合硅氧烷的制備(MH2Q)4樹脂與混合端接二乙烯基硅氧烷(A)和一乙烯基硅氧烷(B)的反應(yīng)組合物 Si-H與二乙烯基 一乙烯基 A/B 聚合物 揮發(fā)性鉑Si-乙烯基 硅氧烷A 硅氧烷Bwt.%低分子量,ppm比mol.wt. mol.wt. 硅氧烷wt.%K1.3/1.0 66800 15900 90/10 25 7510L1.3/1.0 66800 15900 80/20 25 7510M1.3/1.0 66800 15900 70/30 25 7510N1.3/1.0 66800 15900 60/40 25 7510O1.3/1.0 66800 15900 50/50 25 7510P1.1/1.0 66800 15900 90/10 25 7510Q1.1/1.0 66800 15900 70/30 25 7510R1.1/1.0 66800 15900 50/50 25 7510制劑K-O在氫化物與乙烯基比例恒定條件下,改變二烯基硅氧烷A與一烯基硅氧烷B的比例。制劑P-R也改變二烯基硅氧烷A與一烯基硅氧烷B的比例,但是,與K-O不同的是其氫化物與乙烯基的比例常數(shù)不同。
下列制劑使用乙烯基硅氧烷化合物—二乙烯基硅氧烷A和五乙烯基硅氧烷C的混合物,作為對(duì)比,表1中所列的那些制劑只使用一種乙烯基硅氧烷化合物即二乙烯基硅氧烷A。
表3在揮發(fā)性低分子量硅油中的交聯(lián)聚合硅氧烷的制備(MH2Q)4樹脂與混合端接二乙烯基硅氧烷(A)和五乙烯基硅氧烷(C)的反應(yīng)組合物Si-H與 二乙烯基 五乙烯基 A/B 聚合物 揮發(fā)性鉑Si-乙烯基 硅氧烷A硅氧烷B wt.% 低分子量,ppm比 mol.wt.mol.wt. 硅氧烷wt.%S 1.3/1.066800 16200 90/10 25 75 10T 1.3/1.066800 16200 80/20 25 75 10
表3中所述制劑與表2中所述制劑的不同之處在于用于制備所述交聯(lián)物質(zhì)的乙烯基硅氧烷的混合物不同。
實(shí)施例2使用揮發(fā)性低分子量硅油稀釋交聯(lián)凝膠使用揮發(fā)性低分子量硅油進(jìn)一步稀釋實(shí)施例1中制備的交聯(lián)凝膠,以便產(chǎn)生淤漿。用來(lái)稀釋用的揮發(fā)性低分子量硅油與用來(lái)制備所述交聯(lián)凝膠的硅油相同或不同。使所述淤漿在勻化器中經(jīng)受剪切力的作用產(chǎn)生具有特定化妝用途要求粘度的透明產(chǎn)物。已經(jīng)經(jīng)受剪切力的作用的所述凝膠揮發(fā)性淤漿的粘度為約100厘沲-約100000厘沲(25℃)以上。因而,例如使400g的制劑E與1600g D4(八甲基環(huán)四硅氧烷)共混。制劑E包含25%(重量)的交聯(lián)聚合物(即100g),所以,E在D4中的淤漿濃度為5%(重量)的聚合物。使該5%(重量)的交聯(lián)聚合物在D4中的混合物在7000磅/平方英寸的壓力下,通過(guò)Gaulin勻化器。其生成物為透明體,其粘度為120000厘沲(25℃)。按照該通用方法得到的其它物質(zhì)的制劑可見表4中。
表4稀釋到5%(重量)的剪切交聯(lián)硅氧烷聚合物的粘度組合物表1凝膠凝膠%(重量)揮發(fā)性粘度,cps低分子量 at25℃硅氧烷%(重量)AA A 5 9528,400BB B 5 9535300CC C 5 9561,800DD D 5 9574,100EE E 5 95115,000FF F 5 95110,000GG G 5 95112,000HH H 5 9547,300II I 5 9531,400JJ J 5 9580,000KK K 5 9572,700LL L 5 9549,000MM M 5 9527,200NN N 5 958,600OO O 5 952,500PP P 5 9549,000QQ Q 5 9522,000RR R 5 951,800SS S 5 9581,700TT T 5 9593,100UU U 6 9420,000VV V 3.5 96.5 122,000這些數(shù)據(jù)表明1)隨著改變氫化物與鏈烯基(乙烯基)之比為0.7-1.6(氫化物)比1.0(鏈烯基),所述產(chǎn)物凝膠的粘度增加;2)隨著所述鏈烯基成分的分子量的增加,交聯(lián)點(diǎn)間的距離擴(kuò)大。
a)在加入揮發(fā)性硅氧烷后,所述最初生成的聚合物凝膠的溶脹能力增加和b)其粘度增加;和3)增加所述鏈烯基前體的平均官能度由1.3到2.0,所生成產(chǎn)物的交聯(lián)密度和粘度增加。
實(shí)施例3比較低交聯(lián)密度凝膠與高交聯(lián)密度凝膠由于使用MHQ樹脂和相對(duì)于乙烯基而言相當(dāng)?shù)彤?dāng)量的乙烯基硅氧烷,本發(fā)明的加工凝膠為具有高交聯(lián)密度的凝膠。為了進(jìn)行比較,制備了具有低密度交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠。所以,將用于制備實(shí)施例1凝膠的方法用于只包含每分子2個(gè)當(dāng)量的氫化物的線性氫化物硅氧烷和只包含每分子(平均)2個(gè)當(dāng)量的乙烯基的乙烯基硅氧烷。因而,使2.02g分子量為約1818的端接氫的硅氧烷、75g分子量為約67500的端接乙烯基的硅氧烷與425g的八甲基環(huán)四硅氧烷混合。攪拌該混合物并加入如前所述10ppm鉑催化劑。將所述混合物加熱到80℃達(dá)5個(gè)小時(shí)。冷卻并分離其產(chǎn)物。其粘度為88.5厘沲(25℃)。其結(jié)果表明由低官能度成分制備的硅氧烷聚合物產(chǎn)生很少交聯(lián)的硅氧烷聚合物,因而,在控制所述揮發(fā)性硅氧烷的粘度方面具有很低的效率。
權(quán)利要求
1.硅氧烷組合物包含(A)通過(guò)下列成分的氫化硅烷化產(chǎn)物形成的硅氧烷(1)具有下式的線性鏈烯基阻斷的聚有機(jī)硅氧烷MviaDxDviyM2-a其中,腳標(biāo)x是大于500的數(shù),腳標(biāo)y是0-約20范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)a是0-2范圍內(nèi)的數(shù),并限制a+y在1-約20范圍內(nèi),MVi的定義為R1R2R3SiO1/2其中,R1為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R2和R3各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,Dvi的定義為Dvi=R6R7SiO2/2其中,R6為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R7獨(dú)立為具有1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,M的定義為M=R8R9R10SiO1/2其中,R8,R9和R10各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基;和(2)具有下式的樹脂(MHwQz)j其中,Q代表式SiO4/2和MH的定義為HbR113-bSiO1/2其中,R11為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,其中腳標(biāo)b為1-3范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)w和z分別具有0.5-4.0的比值,及腳標(biāo)j在約2.0-約100范圍內(nèi);其中所述氫化硅烷化反應(yīng)在下述成分存在下進(jìn)行(3)粘度低于約1000厘沲(25℃)的第一硅氧烷;由此形成ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5的凝膠;和(B)其粘度低于約1000厘沲(25℃)的第二硅氧烷,其中,使所述凝膠在所述第二硅氧烷中形成淤漿并與所述第二硅氧烷混合;由此產(chǎn)生包含所述第二硅氧烷和所述凝膠的均一的液體,該均一液體的粘度為500-150000厘沲(25℃)。
2.權(quán)利要求1的組合物,其中,所述線性鏈烯基阻斷的聚有機(jī)硅氧烷R1為具有2個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基。
3.權(quán)利要求2的組合物,其中,所述線性鏈烯基阻斷的聚有機(jī)硅氧烷具有的乙烯基當(dāng)量為約1500-約150000。
4.權(quán)利要求3的組合物,其中,所述樹脂具有的氫化物當(dāng)量為約80-約190。
5.權(quán)利要求4的組合物,其中,所述第一硅氧烷選自具有下式的環(huán)狀硅氧烷Df其中,腳標(biāo)f為約3-約6范圍內(nèi)的整數(shù),D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基和具有下式的線性硅氧烷M’D’iM’其中,D’定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,腳標(biāo)i在0-約300范圍內(nèi),M’具有下式R12R13R14SiO1/2其中,R12,R13和R14各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基。
6.權(quán)利要求5的組合物,其中,所述第一硅氧烷為環(huán)狀硅氧烷,f為4。
7.權(quán)利要求6的組合物,其中,所述第二硅氧烷選自具有下式的環(huán)狀硅氧烷Df其中,腳標(biāo)f為約3-約6中的整數(shù),D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基和具有下式的線性硅氧烷M’D’iM’其中,D’定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,M’具有下式R12R13R14SiO1/2其中,R12,R13和R14各獨(dú)立代表1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基。
8.權(quán)利要求7的組合物,其中,所述第二硅氧烷為環(huán)狀硅氧烷,f為4。
9.用于將ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5的硅氧烷凝膠分散在硅氧烷液體中的方法,包括(A)氫化硅烷化(1)具有下式的線性鏈烯基阻斷的聚有機(jī)硅氧烷MviaDxDviyM2-a其中,腳標(biāo)x是大于500的數(shù),腳標(biāo)y是0-約20范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)a是0-2范圍內(nèi)的數(shù),并限制a+y在1-約20范圍內(nèi),Mvi的定義為R1R2R3SiO1/2其中,R1為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R2和R3各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,Dvi的定義為Dvi=R6R7SiO2/2其中,R6為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R7獨(dú)立為具有1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,M的定義為M=R8R9R10SiO1/2其中,R8,R9和R10各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基;和(2)具有下式的樹脂(MHwQz)j其中,Q代表式SiO4/2和MH的定義為HbR113-bSiO1/2其中,R11為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,其中腳標(biāo)b為1-3范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)w和z分別具有0.5-4.0的比值,及腳標(biāo)j在約2.0-約100范圍內(nèi);其中所述氫化硅烷化反應(yīng)在下述成分存在下進(jìn)行(3)粘度低于約1000厘沲(25℃)的第一硅氧烷;由此(B)形成具有ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5的凝膠;和(C)使所述凝膠與具有粘度低于約1000厘沲(25℃)的第二硅氧烷形成淤漿;和(D)使所述凝膠與所述第二硅氧烷混合,由此(E)產(chǎn)生包含所述第二硅氧烷和所述凝膠的均一液體,從而,所述均一液體的粘度為500-150000厘沲(25℃)。
10.包含硅氧烷組合物的化妝品組合物,包含(A)通過(guò)下列成分的氫化硅烷化產(chǎn)物形成的硅氧烷(1)具有下式的線性鏈烯基阻斷的聚有機(jī)硅氧烷MviaDxDviyM2-a其中,腳標(biāo)x是大于500的數(shù),腳標(biāo)y是0-約20范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)a是0-2范圍內(nèi)的數(shù),并限制a+y在1-約20范圍內(nèi),Mvi的定義為R1R2R3SiO1/2其中,R1為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R2和R3各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,D的定義為R4R5SiO2/2其中,R4和R5各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,Dvi的定義為Dvi=R6R7SiO2/2其中,R6為具有2-10個(gè)碳原子的一價(jià)不飽和烴基,R7獨(dú)立為具有1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,M的定義為M=R8R9R10SiO1/2其中,R8,R9和R10各獨(dú)立為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基;和(2)具有下式的樹脂(MHwQz)j其中,Q代表式SiO4/2和MH的定義為HbR113-bSiO1/2其中,R11為1-40個(gè)碳原子的一價(jià)烴基,其中腳標(biāo)b為1-3范圍內(nèi)的數(shù),腳標(biāo)w和z分別具有0.5-4.0的比值,及腳標(biāo)j在約2.0-約100范圍內(nèi);其中所述氫化硅烷化反應(yīng)在下述成分存在下進(jìn)行(3)粘度低于約1000厘沲(25℃)的第一硅氧烷;因此形成具有ASTM D-2240-91硬度計(jì)硬度至少為5的凝膠;和(B)其粘度低于約1000厘沲(25℃)的第二硅氧烷,其中,使所述凝膠在所述第二硅氧烷中形成淤漿并與所述第二硅氧烷混合;因此,產(chǎn)生包含所述第二硅氧烷和所述凝膠的均一的液體,該均一液體的粘度為500-150000厘沲(25℃)。
全文摘要
包含線性鏈烯基官能化的聚有機(jī)硅氧烷和M
文檔編號(hào)B01F17/54GK1177615SQ9711825
公開日1998年4月1日 申請(qǐng)日期1997年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月5日
發(fā)明者J·A·基爾戈, V·V·V·鮑威爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司
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