有机聚硅氧烷乳液组合物

文档序号:862962 发布日期:2021-03-16 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 有机聚硅氧烷乳液组合物 (Organopolysiloxane emulsion composition ) 是由 多和田华子 小林亮広 井口良范 于 2019-07-18 设计创作,主要内容包括:本发明是鉴于所述情况而成,目的在于提供一种有机聚硅氧烷中所含的八甲基环四硅氧烷少、粒径小且经时稳定性良好的具有高粘度的有机聚硅氧烷乳液组合物。一种乳液组合物,包括:(A)下述(A-1)成分中的氢化硅烷基与下述(A-2)成分中的烯基进行加成反应而成的有机聚硅氧烷,(A-1)为在分子链两末端具有氢化硅烷基且在分子链末端不具有氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、或所述含有氢化硅烷基的直链状有机聚硅氧烷与在分子链末端具有至少一个氢化硅烷基以外的官能基(可任意地在分子链末端具有氢化硅烷基)的直链状有机聚硅氧烷的混合物,氢化硅烷基以外的官能基所键结的末端硅原子的个数相对于(A-1)成分中的全部有机聚硅氧烷所具有的末端硅原子的合计个数的比例未满5%,(A-2)为在分子链两末端具有烯基硅烷基且在分子链末端不具有烯基硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、或所述含有烯基硅烷基的直链状有机聚硅氧烷与在分子链末端具有至少一个烯基硅烷基以外的官能基(可任意地在分子链末端具有烯基硅烷基)的直链状有机聚硅氧烷的混合物,烯基硅烷基以外的官能基所键结的末端硅原子的个数相对于(A-2)成分中的全部有机聚硅氧烷所具有的末端硅原子的合计个数的比例未满5%,所述直链状有机聚硅氧烷,(A-2)成分中的烯基硅烷基的个数相对于(A-1)成分中的氢化硅烷基的个数的比:0.5~2;(B)表面活性剂:相对于所述(A)成分100质量份而为0.1质量份~12质量份;以及(C)水:相对于所述(A)成分100质量份而为10质量份~200质量份。(The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an organopolysiloxane emulsion composition having a high viscosity, which contains a small amount of octamethylcyclotetrasiloxane and has a small particle size and good stability over time. An emulsion composition comprising: (A) an organopolysiloxane obtained by addition reaction of a hydrosilyl group in component (A-1) with an alkenyl group in component (A-2), wherein component (A-1) is a linear organopolysiloxane having hydrosilyl groups at both ends of the molecular chain and having no functional group other than a hydrosilyl group at the end of the molecular chain, or a mixture of the above-mentioned hydrosilyl group-containing linear organopolysiloxane and a linear organopolysiloxane having at least one functional group other than a hydrosilyl group (optionally having a hydrosilyl group at the end of the molecular chain), the ratio of the number of terminal silicon atoms to which functional groups other than a hydrosilyl group are bonded to the total number of terminal silicon atoms of all the organopolysiloxanes in component (A-1) is less than 5%, and component (A-2) is an organopolysiloxane having alkenyl groups at both ends of the molecular chain and having no alkenylsilyl group at the end of the molecular chain A linear organopolysiloxane containing a functional group other than the above-mentioned functional groups, or a mixture of the above-mentioned linear organopolysiloxane containing an alkenylsilyl group and a linear organopolysiloxane having at least one functional group other than an alkenylsilyl group (optionally having an alkenylsilyl group at a molecular chain terminal), wherein the ratio of the number of terminal silicon atoms to which the functional group other than the alkenylsilyl group is bonded to the total number of terminal silicon atoms of all the organopolysiloxanes in component (A-2) is less than 5%, the ratio of the number of alkenylsilyl groups in component (A-2) to the number of hydrosilyl groups in component (A-1): 0.5 to 2; (B) surfactant (b): 0.1 to 12 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A); and (C) water: 10 to 200 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A).)

有机聚硅氧烷乳液组合物

技术领域

本发明涉及一种用于化妆品、个人护理(personal care)组合物、居家护理(homecare)组合物、脱模剂、润滑剂、涂布剂、纤维处理剂等制品中的有机聚硅氧烷乳液。

背景技术

存在将用于化妆品、个人护理组合物、居家护理组合物、脱模剂、润滑剂、涂布剂、纤维处理剂等制品中的高粘度有机聚硅氧烷乳液制成粒径小、且经时稳定性良好的乳液的要求。因此,关于制造高粘度有机聚硅氧烷乳液组合物的方法,进行了各种研究。

例如,若将高粘度有机聚硅氧烷机械乳化,则关于乳液粒子的粒径,数微米左右为极限,难以获得粒径较之更小者,所获得的乳液的经时稳定性差。另外,在专利文献1:日本专利特公昭34-2041号公报、及专利文献2:日本专利特公昭41-13995号公报中记载有通过强酸或强碱来使环状硅氧烷寡聚物在经乳化的状态下开环聚合的方法。若使用这些方法,则可获得粒径小的乳液。所述环状硅氧烷寡聚物的乳化聚合中需要长时间的聚合步骤,故制造成本变高。另外,近年来,正谋求抑制了八甲基环四硅氧烷的含量的制品,但已知在环状硅氧烷的乳化聚合中含有八甲基四硅氧烷。

另外,在专利文献3:日本专利第5382273号公报中记载有如下方法:将分子链两末端经硅醇基封锁的有机聚硅氧烷乳化后,在酸催化剂的存在下、在未满40℃的低温下,进行缩合聚合。根据所述方法,能够减少所述有机聚硅氧烷中的八甲基环四硅氧烷的量,但在聚合中副生成八甲基环四硅氧烷。

所述专利文献中记载的乳化聚合中,为了使聚合进行,乳化剂种类需要为阴离子性或阳离子性。进而为了制成高粘度的有机聚硅氧烷,乳化剂种类需要为阴离子性。但是,对于阴离子性乳液而言,若与阳离子性乳液或阳离子性乳化剂的水溶液混合,则乳液破坏,故无法与这些混合来使用,用途受限。另外,在化妆品用途中,存在因所述阴离子性乳化剂有对皮肤造成刺激之虞而有意回避的情况。

在专利文献4:日本专利第3927692号公报中提出有如下方法:将在分子链两末端具有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷、与在分子链两末端具有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷乳化后,进行加成聚合。在所述加成聚合中,在聚合中未副生成八甲基环四硅氧烷,另外,即便使用非离子性表面活性剂,也能够进行聚合。然而,专利文献4记载的方法中,也存在因作为原料的硅氧烷的种类或制造批次而有机聚硅氧烷的粘度未变高的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特公昭34-2041号公报

专利文献2:日本专利特公昭41-13995号公报

专利文献3:日本专利第5382273号公报

专利文献4:日本专利第3927692号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于所述情况而成,目的在于提供一种有机聚硅氧烷中所含的八甲基环四硅氧烷少、粒径小且经时稳定性良好的具有高粘度的有机聚硅氧烷乳液组合物。

解决问题的技术手段

本发明人为了实现所述目的,进行了努力研究,结果发现,在加成聚合型有机聚硅氧烷组合物中,对于由仅在分子链两末端具有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷与仅在分子链两末端具有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷所获得的分子而言,全部分子在其末端不具有氢化硅烷基及烯基硅烷基。进而发现,若原料化合物在分子链末端具有大量的氢化硅烷基或烯基硅烷基以外的官能基,则加成聚合收敛的可能性变高,而无法实现目标粘度。

即发现,作为在分子链两末端具有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷,将分子链两末端的氢化硅烷基以外的官能基量少者作为原料,且作为在分子链两末端具有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷,将在分子链两末端烯基硅烷基以外的官能基量少者作为原料而获得的有机聚硅氧烷成为具有小粒径、且经时稳定性良好的具有高粘度的乳液组合物,从而完成了本发明。

因此,本发明提供下述乳液组合物。

一种乳液组合物,包括:

(A)下述(A-1)成分中的氢化硅烷基与下述(A-2)成分中的烯基进行加成反应而成的有机聚硅氧烷;

(B)表面活性剂:相对于所述(A)成分100质量份而为0.1质量份~12质量份;以及

(C)水:相对于所述(A)成分100质量份而为10质量份~200质量份,

(A-1)为在分子链两末端具有氢化硅烷基且在分子链末端不具有氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、或所述含有氢化硅烷基的直链状有机聚硅氧烷与在分子链末端具有至少一个氢化硅烷基以外的官能基(可任意地在分子链末端具有氢化硅烷基)的直链状有机聚硅氧烷的混合物,氢化硅烷基以外的官能基所键结的末端硅原子的个数相对于(A-1)成分中的全部有机聚硅氧烷所具有的末端硅原子的合计个数的比例未满5%,

(A-2)为在分子链两末端具有烯基硅烷基且在分子链末端不具有烯基硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、或所述含有烯基硅烷基的直链状有机聚硅氧烷与在分子链末端具有至少一个烯基硅烷基以外的官能基(可任意地在分子链末端具有烯基硅烷基)的直链状有机聚硅氧烷的混合物,烯基硅烷基以外的官能基所键结的末端硅原子的个数相对于(A-2)成分中的全部有机聚硅氧烷所具有的末端硅原子的合计个数的比例未满5%,

所述直链状有机聚硅氧烷中,(A-2)成分中的烯基硅烷基的个数相对于(A-1)成分中的氢化硅烷基的个数的比为0.5~2。

发明的效果

根据本发明,可获得有机聚硅氧烷中所含的八甲基环四硅氧烷少、粒径小且经时稳定性良好的高粘度的有机聚硅氧烷乳液组合物。所述高粘度有机聚硅氧烷乳液组合物作为化妆品、个人护理组合物、居家护理组合物、脱模剂、润滑剂、涂布剂、纤维处理剂等制品的主成分或添加剂而有用。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细说明。

<(A)成分>

(A)成分为(A-1)成分中的氢化硅烷基、与(A-2)成分中的烯基硅烷基进行加成反应而成的有机聚硅氧烷,所述(A-1)成分将在分子链两末端具有氢化硅烷基且在分子链末端不具有氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷作为主成分,所述(A-2)成分将在分子链两末端具有烯基硅烷基且在分子链末端不具有烯基硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷作为主成分。

本发明的(A-1)成分为在分子链两末端具有氢化硅烷基且在分子链末端不具有氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、或所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷与在分子链末端具有至少一个氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷的混合物。于在分子链两末端不具有氢化硅烷基以外的官能基的有机聚硅氧烷的制造中,困难的是以在末端具有氢化硅烷基以外的官能基的有机聚硅氧烷不混合存在的方式进行制造。本发明中,含有所述官能基的有机聚硅氧烷的比例为以官能基末端硅原子的个数相对于(A-1)成分中的全部有机聚硅氧烷所具有的末端硅原子的合计个数的比例计而未满5%、优选为未满2%的量。在氢化硅烷基以外的官能基的含有比例为5%以上时,加成聚合收敛的概率变高,有(A)成分未达到目标粘度之虞。

氢化硅烷基以外的官能基例如可列举:羟基、及甲氧基或乙氧基等烷氧基等。例如,由四甲基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷的聚合而制造的有机聚硅氧烷因原料及聚合催化剂中所含的水分等的影响,而成为在一部分的末端含有羟基等官能基者。另外,在催化剂含有甲醇或乙醇的情况下,有时会副生成具有甲氧基或乙氧基的化合物。作为减少此种在末端具有氢化硅烷基以外的官能基的化合物的比例的方法,有效的是在原料的制造时减少水分等杂质、或使用分子量小的原料。

在分子链两末端具有氢化硅烷基且在分子链末端不具有氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷优选为仅在分子链两末端具有氢化硅烷基。例如,由下述通式(1)表示。所述直链状有机聚硅氧烷可单独使用一种或适宜组合使用两种以上。

[化1]

式中的R1彼此独立地为除烯基以外的、经取代或未经取代的碳数1~30的一价烃基。n为0以上的整数,且为所述二有机聚硅氧烷的25℃下的粘度为0.1mm2/s以上且未满100,000mm2/s的数。n优选的是以25℃下的粘度为1mm2/s以上且未满10,000mm2/s时的数为宜,更优选为粘度为1mm2/s以上且未满1,000mm2/s时的数,进而优选为粘度为10mm2/s以上且未满500mm2/s时的数。

作为R1,例如可列举:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、三十烷基等烷基;苯基、甲苯基、萘基等芳基;苄基、苯乙基等芳烷基;环戊基、环己基、环庚基等环烷基;以及对键结于这些基的碳原子上的氢原子的一部分或全部,利用卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)等原子和/或羟基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基、缩水甘油氧基、羧基等取代基进行取代而成的烃基等。其中,在工业上,优选为全部R1基中的50摩尔%以上为甲基。

例如,在R1全部为甲基的情况下,为下述式(2)。

[化2]

n如上所述那样。

在分子链末端具有至少一个氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷,例如为在所述通式(1)中,将位于末端的硅原子上所键结的氢原子中的至少一个取代为羟基、甲氧基、及乙氧基等官能基的化合物。因此,可列举仅在单末端具有氢化硅烷基且在另一末端具有氢化硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、以及在两末端具有氢化硅烷基以外的官能基且不具有氢化硅烷基的直链状有机聚硅氧烷。

本发明的(A-2)成分为在分子链两末端具有烯基硅烷基且在分子链末端不具有烯基硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、或所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷与在分子链末端具有至少一个烯基硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷的混合物。于在分子链两末端不具有烯基以外的官能基的有机聚硅氧烷的制造中,困难的是以在末端具有烯基以外的官能基的有机聚硅氧烷不混合存在的方式进行制造。因此,本发明中,含有所述官能基的有机聚硅氧烷的比例为以官能基末端硅原子的个数相对于(A-2)成分中的全部有机聚硅氧烷所具有的末端硅原子的合计个数的比例计而未满5%、优选为未满2%的量。在烯基以外的官能基的含有比例为5%以上时,加成聚合收敛的概率变高,有(A)成分未达到目标粘度之虞。

烯基以外的官能基例如可列举:羟基、及甲氧基或乙氧基等烷氧基等。例如由四甲基二硅氧烷与八甲基环四硅氧烷的聚合而制造的有机聚硅氧烷因原料及聚合催化剂中所含的水分等的影响,而成为在一部分的末端含有烯基等官能基者。另外,在催化剂含有甲醇或乙醇的情况下,有时会副生成具有甲氧基或乙氧基的化合物。作为减少此种在末端具有烯基以外的官能基的化合物的比例的方法,有效的是在原料的制造时减少水分等杂质、或使用分子量小的原料。

作为在分子链两末端具有烯基硅烷基且在分子链末端不具有烯基硅烷基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷,优选为仅在分子链两末端具有烯基硅烷基。例如,由下述通式(3)表示。所述直链状二有机聚硅氧烷可单独使用一种或适宜组合使用两种以上。

[化3]

式中的R2独立地为除烯基以外的、经取代或未经取代的碳数1~30的一价烃基。m为0以上的整数,且为所述有机聚硅氧烷的25℃下的粘度为0.1mm2/s以上且未满100,000mm2/s、优选为1mm2/s以上且未满10,000mm2/s时的整数,更优选为粘度为5mm2/s以上且未满6,000mm2/s时的整数,进而更优选为粘度为10mm2/s以上且未满1,000mm2/s时的整数。再者,作为R2,例示与所述R1相同者。

作为R3,可列举:乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基等,在工业上优选为乙烯基。例如,在R2全部为甲基、R3均为乙烯基的情况下,为下述式(4-1)所表示的化合物,在R2全部为甲基、R3均为己烯基的情况下,为下述式(4-2)所表示的化合物。

[化4]

m如上所述那样。

在分子链末端具有至少一个烯基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷,例如为在所述通式(3)中,将位于末端的R3中的至少一个取代为羟基、甲氧基、及乙氧基等官能基的化合物。因此,可列举仅在单末端具有烯基且在另一末端具有烯基以外的官能基的直链状有机聚硅氧烷、以及在两末端具有烯基以外的官能基且不具有烯基的直链状有机聚硅氧烷。

将(A-1)成分及(A-2)成分混合而获得的溶解液以25℃下的粘度未满100,000mm2/s为宜,优选为10,000mm2/s以下,更优选为1,000mm2/s以下。若混合溶解液的粘度超过所述上限值,则有难以使所获得的乳液的粒径变小之虞。

(A-1)含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷、与(A-2)含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷的质量比优选为(A-2)成分中的烯基硅烷基的个数相对于(A-1)成分中的氢化硅烷基的个数的比成为0.5~2的范围,更优选为0.8~1.5的范围。

(A-1)成分及(A-2)成分也可进而含有作为杂质的八甲基环四硅氧烷,其含量以相对于(A-1)成分及(A-2)成分的合计质量而为1000质量ppm以下为宜,特别优选为500质量ppm以下。下限并无特别限定,越少越优选,因此可为0质量ppm。

(A)成分为所述(A-1)含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷与所述(A-2)含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷的加成反应产物。所述加成反应中,可使用公知的铂族金属系催化剂。例如可列举:铂(包含铂黑)、铑、钯等铂族金属单质;H2PtCl4·kH2O、H2PtCl6·kH2O、NaHPtCl6·kH2O、KHPtCl6·kH2O、Na2PtCl6·kH2O、K2PtCl4·kH2O、PtCl4·kH2O、PtCl2、Na2HPtCl4·kH2O(其中,式中,k为0~6的整数,优选为0或6)等氯化铂、氯铂酸及氯铂酸盐;醇改性氯铂酸(参照美国专利第3,220,972号说明书);氯化铂、氯铂酸与烯烃的复合物(参照美国专利第3,159,601号说明书、美国专利第3,159,662号说明书、美国专利第3,775,452号说明书)、氯铂酸与含有乙烯基的硅氧烷的复合物、铂与含有乙烯基的硅氧烷的复合物;使铂黑、钯等铂族金属担载于氧化铝、二氧化硅、碳等载体者;铑-烯烃复合物;三(三苯基膦)氯化铑(威尔金森(Wilkinson)催化剂)等。

铂族金属系催化剂的调配量可为用以进行加成反应的有效量。例如,在含有铂的催化剂中为,相对于(A-1)成分及(A-2)成分的合计质量,催化剂中的铂的质量换算量成为0.1ppm(质量)~100ppm(质量)左右、优选为0.5ppm~50ppm左右、进而优选为1ppm~30ppm左右的量。

<(B)成分>

(B)表面活性剂作为水性硅酮分散液中的(A)成分的分散剂而发挥功能。另外,在使用表面活性剂将所述(A-1)成分与所述(A-2)成分在水中乳化后,添加铂族金属系催化剂来进行加成反应的制造方法中,也作为所述(A-1)与(A-2)成分的乳化中的乳化剂或铂族金属系催化剂的分散剂而发挥功能。

作为表面活性剂,可独立地自非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂及两性表面活性剂中单独使用一种或适宜组合使用两种以上。

作为非离子性表面活性剂,例如可列举:聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯硬化蓖麻油脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、聚氧乙烯改性有机聚硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯改性有机聚硅氧烷等。在并用两种以上的情况下,也可并用脱水山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯等不含有聚醚的非离子性表面活性剂。

作为阳离子性表面活性剂,例如可列举:卤化烷基二甲基铵之类的包含铵基的表面活性剂、以及具有化学式R4R5R6R7N+X-

(所述式中,R4、R5、R6、R7独立地选自烷基、芳基、烷基烷氧基、芳基烷氧基以及烷氧基的群组中,X为阴离子)的化合物。

作为阴离子性表面活性剂,例如可列举:月桂基硫酸钠等烷基硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯盐、脂肪酸烷基醇酰胺的硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、α-磺基脂肪酸酯盐、烷基萘磺酸、烷基二苯基醚二磺酸盐、烷烃磺酸盐、N-酰基牛磺酸盐、二烷基磺基丁二酸盐、单烷基磺基丁二酸盐、聚氧乙烯烷基醚磺基丁二酸盐、脂肪酸盐、聚氧乙烯烷基醚羧酸盐、N-酰基氨基酸盐、单烷基磷酸酯盐、二烷基磷酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯盐等。

作为两性表面活性剂,例如可列举:阴离子基、甜菜碱衍生物、及包含这些的组合的二级胺和/或三级胺的两性衍生物。

作为所使用的表面活性剂,并无限定,但包含胺的化合物有阻碍所述铂族金属系催化剂的作用之虞,故优选为使用非离子系表面活性剂、及阴离子系表面活性剂。

相对于(A)成分100质量份,(B)成分的调配量为0.1质量份~12质量份,优选为0.5质量份~10质量份。若少于0.1质量份,则在后述(A)成分的原料乳化中,粒径变大,或无法乳化。

[(C)成分]

本发明中,(C)水为(A)成分的分散介质。相对于(A)成分100质量份,(C)成分的调配量为10质量份~200质量份,优选为25质量份~150质量份。若少于10质量份,则水性硅酮分散液的粘度变高,制造变得困难,或不易操作。

[其他成分]

出于提高(A)成分的分散性的目的等,本发明的乳液组合物中也可包含水溶性高分子化合物。水溶性高分子化合物并无特别限定,可列举:非离子性水溶性高分子化合物、阴离子性水溶性高分子化合物、阳离子性水溶性高分子化合物、及两离子性水溶性高分子化合物。

作为非离子性水溶性高分子化合物,例如可列举:乙烯醇的聚合物、乙烯醇与乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酰胺的聚合物、乙烯基吡咯烷酮的聚合物、乙烯基吡咯烷酮与乙酸乙烯酯的共聚物、聚乙二醇、异丙基丙烯酰胺的聚合物、甲基乙烯基醚的聚合物、淀粉、甲基纤维素、羟基乙基纤维素、羟基丙基纤维素、瓜尔胶、黄原胶等。

作为阴离子性水溶性高分子化合物,例如可列举:丙烯酸钠的聚合物、丙烯酸钠与马来酸钠的共聚物、丙烯酸钠与丙烯酰胺的共聚物、苯乙烯磺酸钠的聚合物、聚异戊二烯磺酸钠与苯乙烯的共聚物、萘磺酸钠的聚合物、羧甲基淀粉、磷酸淀粉、羧甲基纤维素、海藻酸钠、阿拉伯胶、卡拉胶、软骨素硫酸钠、玻糖醛酸钠(sodium hyaluronate)等。

作为阳离子性水溶性高分子化合物,例如可列举:二甲基二烯丙基氯化铵的聚合物、乙烯基咪唑啉的聚合物、甲基乙烯基氯化咪唑嗡的聚合物、丙烯酸乙基三甲基氯化铵的聚合物、甲基丙烯酸乙基三甲基氯化铵的聚合物、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵的聚合物、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵的聚合物、表氯醇/二甲基胺聚合物、乙烯亚胺的聚合物、乙烯亚胺的聚合物的四级化物、烯丙胺盐酸盐的聚合物、聚赖氨酸、阳离子淀粉、阳离子化纤维素、葡糖胺聚糖、及使这些与具有非离子性基或阴离子性基的单体共聚等而成的这些的衍生物等。

作为两离子性水溶性高分子化合物,例如可列举:丙烯酸乙基三甲基氯化铵与丙烯酸及丙烯酰胺的共聚物;甲基丙烯酸乙基三甲基氯化铵与丙烯酸及丙烯酰胺的共聚物;丙烯酰胺的聚合物的何夫曼(Hofmann)分解物等。

本发明的乳液组合物中也可包含防菌防腐剂或抗菌剂。作为防菌防腐剂,可列举:对羟基苯甲酸烷基酯、苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、苯氧基乙醇等;作为抗菌剂,可列举:苯甲酸、水杨酸、石碳酸、山梨酸、对羟基苯甲酸烷基酯、对氯间甲酚、六氯酚、氯化苄烷铵、氯化氯己定、三氯均二苯脲(trichlorocarbanilide)、感光素、苯氧基乙醇等。

<制造方法>

本发明的乳液组合物可通过如下方式来制造,即,使用(B)表面活性剂,将所述(A-1)含有氢化硅烷基的直链状有机聚硅氧烷与所述(A-2)含有烯基硅烷基的直链状有机聚硅氧烷在(C)水中乳化后,添加铂族金属系催化剂来进行加成反应。

关于乳化,只要使用通常的乳化分散机来进行即可。作为所述乳化分散机,例如可列举:均质分散器(homodisper)等高速旋转离心放射型搅拌机、均质混合机(homomixer)等高速旋转剪切型搅拌机、压力式均质机(homogenizer)等高压喷射式乳化分散机、胶体磨机、超声波乳化机等。

铂族金属系催化剂可如所述那样在乳化步骤后添加,也可预先溶解于(A)成分的原料(即,(A-1)成分及(A-2)成分的混合液)中。于在乳化步骤后添加铂族金属系催化剂的情况下,可溶解于溶剂中进行添加。另外,在对水的分散性差的情况下,可在溶解于非离子性表面活性剂中的状态下添加铂族金属系催化剂。在使铂族金属系催化剂预先溶解于(A)成分的原料中的情况下,为了在乳化步骤结束之前的期间不发生加成反应,例如可预先冷却至5℃以下的低温。加成反应例如可在15℃~60℃下进行。在反应未完结的情况下,也可在未满100℃的加热下进行。用于反应的搅拌时间并无特别限制,通常为1小时~24小时。

<乳液组合物>

本发明的乳液组合物中分散有(A)有机聚硅氧烷,所述(A)有机聚硅氧烷为(A-1)在分子链两末端具有氢化硅烷基的直链状的有机聚硅氧烷与(A-2)在分子链两末端具有烯基硅烷基的直链状的有机聚硅氧烷的加成反应产物。

所述加成反应产物通过在(A-1)在分子链两末端具有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷、与(A-2)在分子链两末端具有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷的加成反应部分形成硅杂亚烷基(silalkylene)键,而使链长延长。例如,作为(A-1)成分的所述式(2)所表示的化合物、与作为(A-2)成分的所述式(4-1)所表示的化合物的加成反应产物为具有下述通式(5)所表示的结构的有机聚硅氧烷。

[化5]

l、m、及n彼此独立地为0以上的整数。

分散于乳液组合物中的所述(A)有机聚硅氧烷的25℃下的粘度为1,000万mPa·s以上,优选为3,000万mPa·s以上。上限并无限制,例如为500万Pa·s以下,优选为300万Pa·s以下。

乳液组合物中的分散粒子的体积平均粒径优选为1,000nm以下,更优选为700nm以下。下限并无特别限定,为30nm以上左右。再者,本发明中,体积平均粒径为通过激光衍射/散射法粒径测定装置LA-960(堀场制作所股份有限公司制造)所测定的体积平均粒径的值。

在所述(A)成分中作为杂质而含有的八甲基环四硅氧烷的含量为1,000ppm以下,特别优选为500ppm以下。八甲基环四硅氧烷的含量越少越好,下限并无特别限定,最优选为0ppm。

实施例

以下,示出实施例及比较例,对本发明进行更详细说明,但本发明并不受下述实施例限制。

下述中,“份”是指质量份。“末端杂质量”是指(A-1)成分中,具有氢化硅烷基以外的官能基(羟基)的硅原子的个数相对于全部有机聚硅氧烷的末端硅原子的合计个数的比例。或者,是指(A-2)成分中,具有烯基硅烷基以外的官能基(羟基)的硅原子的个数相对于全部有机聚硅氧烷的末端硅原子的合计个数的比例。所述末端杂质量由29Si-核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)光谱算出。

详细而言,关于(A-1)成分,通过源自具有氢化硅烷基以外的官能基(羟基)的末端Si原子的峰值面积相对于源自全部末端Si原子的峰值面积[即,源自具有氢化硅烷基的Si原子的峰值面积+源自具有氢化硅烷基以外的官能基(羟基)的Si原子的峰值面积]的比例而算出。

关于(A-2)成分,通过源自具有烯基硅烷基以外的官能基的末端Si原子的峰值面积相对于源自全部末端Si原子的峰值面积[即,源自具有烯基硅烷基的Si原子的峰值面积+源自具有烯基硅烷基以外的官能基的Si原子的峰值面积]的比例而算出。峰值面积与Si原子的个数及摩尔成比例关系。

下述实施例及比较例中使用的含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷如以下那样。

(1)实施例1及2中使用的(A-1)成分:含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷1

以下述通式(1)所表示的、R1全部为甲基的分子链两末端含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量1.0mol%包含:下述式(1)所表示的、将键结于位于分子链末端的硅原子上的氢原子的至少一个取代为羟基的有机聚硅氧烷。

含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷1的粘度为16mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,氢值=0.13mol/100g。

[化6]

(2)实施例3中所使用的(A-1)成分:含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷2

以所述通式(1)所表示的、R1全部为甲基的分子链两末端含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量0.8mol%包含:所述式(1)所表示的、将键结于位于分子链末端的硅原子上的氢原子的至少一个取代为羟基的有机聚硅氧烷。

含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷2的粘度为136mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,氢值=0.033mol/100g。

(3)实施例4及比较例4中所使用的(A-1)成分:含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷3

以所述通式(1)所表示的、R1全部为甲基的分子链两末端含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量1.0mol%包含:所述式(1)所表示的、将键结于位于分子链末端的硅原子上的氢原子的至少一个取代为羟基的有机聚硅氧烷。

含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷3的粘度为131mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,氢值=0.033mol/100g。

(4)比较例1中所使用的(A-1)成分:含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷4

以所述通式(1)所表示的、R1全部为甲基的分子链两末端含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量9.0mol%包含:所述式(1)所表示的、将键结于位于分子链末端的硅原子上的氢原子的至少一个取代为羟基的有机聚硅氧烷。

含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷4的粘度为2,330mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,氢值=0.0061mol/100g。

(5)比较例2中所使用的(A-1)成分:含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷5

以所述通式(1)所表示的、R1全部为甲基的分子链两末端含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量6.4mol%包含:所述式(1)所表示的、将键结于位于分子链末端的硅原子上的氢原子的至少一个取代为羟基的有机聚硅氧烷。

含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷5的粘度为5,990mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,氢值=0.0050mol/100g。

(6)比较例3中所使用的(A-1)成分:含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷6

以所述通式(1)所表示的、R1全部为甲基的分子链两末端含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量6.4mol%包含:所述式(1)所表示的、将键结于位于分子链末端的硅原子上的氢原子的至少一个取代为羟基的有机聚硅氧烷。

含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷6的粘度为130mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,氢值=0.033mol/100g。

下述实施例及比较例中使用的含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷如以下那样。

(1)实施例1及3以及比较例1中使用的(A-2):含有烯基的有机聚硅氧烷1

以下述通式(3)所表示的、R2全部为甲基且R3均为乙烯基的分子链两末端含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量1.4mol%包含:式(3)所表示的、将位于分子链末端的R3的至少一个取代为羟基的含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷。

含有烯基的有机聚硅氧烷1的粘度为9,950mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,乙烯基值=0.0052mol/100g。

[化7]

(2)实施例2中所使用的(A-2):含有烯基的有机聚硅氧烷2

以所述通式(3)所表示的、R2全部为甲基且R3均为乙烯基的分子链两末端含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量1.9mol%包含:式(3)所表示的、位于分子链末端的R3的至少一个经羟基取代的含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷。

含有烯基的有机聚硅氧烷2的粘度为5,040mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,乙烯基值=0.0064mol/100g。

(3)实施例4及比较例3中所使用的(A-2):含有烯基的有机聚硅氧烷3

以所述通式(3)所表示的、R2全部为甲基且R3均为乙烯基的分子链两末端含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量0.7mol%包含:式(3)所表示的、位于分子链末端的R3的至少一个经羟基取代的含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷。

含有烯基的有机聚硅氧烷3的粘度为126mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,乙烯基值=0.035mol/100g。

(4)比较例2中所使用的(A-2):含有烯基的有机聚硅氧烷4

以所述通式(3)所表示的、R2全部为甲基且R3均为乙烯基的分子链两末端含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量2.0mol%包含:式(3)所表示的、位于分子链末端的R3的至少一个经羟基取代的含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷。

含有烯基的有机聚硅氧烷4的粘度为9,950mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,乙烯基值=0.0052mol/100g。

(5)比较例4中所使用的(A-2):含有烯基的有机聚硅氧烷5

以所述通式(3)所表示的、R2全部为甲基且R3均为乙烯基的分子链两末端含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷为主成分,且以末端杂质量6.0mol%包含:式(3)所表示的、位于分子链末端的R3的至少一个经羟基取代的含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷。

含有烯基的有机聚硅氧烷5的粘度为126mm2/s,八甲基环四硅氧烷含量为200ppm以下,乙烯基值=0.030mol/100g。

[实施例1]

通过均质混合机及均质分散器使4.1份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷1、95.9份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷1、(B)聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)109P,花王股份有限公司)5.0份、(C)水5.8份乳化后,添加(C)水53.8份,通过均质混合机进行稀释分散。将所获得的乳液调温至50±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.13份与聚氧乙烯月桂基醚0.27份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

[实施例2]

通过均质混合机及均质分散器使5.0份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷1、95.0份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷2、(B)聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)109P,花王股份有限公司)5.8份、(C)水5.8份乳化后,添加(C)水52.6份,通过均质混合机进行稀释分散。将所获得的乳液调温至25±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.13份与聚氧乙烯月桂基醚0.27份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

[实施例3]

通过均质混合机及均质分散器使14.9份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷2、85.1份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷1、(B)聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)109P,花王股份有限公司)5.0份、(C)水6.7份乳化后,添加(C)水52.6份,通过均质混合机进行稀释分散。将所获得的乳液调温至50±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.13份与聚氧乙烯月桂基醚0.27份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

[实施例4]

通过均质混合机使53.6份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷3、46.4份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷3、(B)聚氧乙烯硬脂基醚(艾玛莱克斯(EMALEX)615,日本乳化(Nihon Emulsion)股份有限公司)1.3份及聚氧乙烯硬脂基醚(艾玛莱克斯(EMALEX)640,日本乳化股份有限公司)3.8份、(C)水20.9份乳化后,添加(C)水36.0份,通过均质混合机进行稀释分散,并通过高压乳化装置在处理压力100MPa下进行1次高压处理。将所获得的乳液调温至25±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.13份与聚氧乙烯月桂基醚0.27份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

[比较例1]

通过均质混合机及均质分散器使48.3份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷4、51.7份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷1、(B)聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)109P,花王股份有限公司)5.8份、(C)水7.5份乳化后,添加(C)水50.9份,通过均质混合机进行稀释分散。将所获得的乳液调温至50±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.05份与聚氧乙烯月桂基醚0.09份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

[比较例2]

通过均质混合机及均质分散器使53.1份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷5、46.9份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷4、(B)聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)109P,花王股份有限公司)5.8份、(C)水5.8份乳化后,添加(C)水52.6份,通过均质混合机进行稀释分散。将所获得的乳液调温至25±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.3份与聚氧乙烯月桂基醚0.6份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

[比较例3]

通过均质混合机使53.8份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷6、46.2份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷3、(B)聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)104P,花王股份有限公司)2.4份及聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)123P,花王股份有限公司)3.6份、(C)水32.0份乳化后,添加(C)水59.6份,通过均质混合机进行稀释分散,并通过高压乳化装置在处理压力100MPa下进行1次高压处理。将所获得的乳液调温至25±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.16份与聚氧乙烯月桂基醚0.32份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

[比较例4]

通过均质混合机使55.0份的(A-1)所述含有氢化硅烷基的有机聚硅氧烷3、45.0份(SiVi基/SiH基=0.91(个数比))的(A-2)所述含有烯基硅烷基的有机聚硅氧烷5、(B)聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)104P,花王股份有限公司)2.4份及聚氧乙烯月桂基醚(艾玛吉(EMALGEN)123P,花王股份有限公司)3.6份、(C)水32.0份乳化后,添加(C)水59.6份,通过均质混合机进行稀释分散,并通过高压乳化装置在处理压力100MPa下进行1次高压处理。将所获得的乳液调温至25±2℃后,在搅拌下,添加铂-含有乙烯基的硅氧烷复合物的异十二烷溶液(铂含量0.5%)0.16份与聚氧乙烯月桂基醚0.32份的混合溶解物,在同温度下搅拌2小时,由此使所述(A-1)成分与所述(A-2)成分进行加成反应,获得包含有机聚硅氧烷的乳液组合物。

依据以下所示的方法对所述实施例及比较例中所获得的各乳液组合物的物性进行测定或评价。将结果示于表1中。

[乳液的体积平均粒径]

通过激光衍射-散射式粒度分布测定装置LA-960(堀场制作所股份有限公司)所测定的中值粒径的值。

[有机聚硅氧烷的粘度]

在各乳液组合物200g中,一边搅拌一边添加异丙醇200g,仅分离取出所析出的有机聚硅氧烷,在105℃下干燥3小时。其后,使有机聚硅氧烷10g溶解于甲苯90g中。由25℃下的所述稀释液的通过旋转粘度计所测定出的粘度η1及比重D,通过下式算出粘度η。下式为经验式,确认到通过流变仪(rheometer)直接测定牛顿(Newton)流体领域中的生橡胶粘度所得的值与根据下式所算出的值一致。

η2=η1×D

η3=0.5385×1n(η2)+0.1033

η4=10E、E=1.19973×η3+0.974

η={462.551n(η4)-3405.2}×10000(η4<10000)

η={1256.21n(η4)-10506}×10000(η4>10000)

[有机聚硅氧烷中的八甲基环四硅氧烷含量]

通过含有20ppm(质量)的十四烷作为内部标准的丙酮10ml对各乳液组合物0.1g进行萃取(振荡3小时)后,放置一晚后提取丙酮层,通过气相色谱分析对八甲基环四硅氧烷进行定量。

[乳液的稳定性]

在100ml玻璃瓶中放入乳液组合物100g,在40℃下放置一个月后,观察外观。在乳液形成均匀的单一相而未确认到分离的情况下,评价为稳定性“良好”,以“○”表示,在确认到乳液分离为两相的情况下,评价为稳定性“不良”,以“×”表示。

[表1]

(注)D4:八甲基环四硅氧烷

关于本发明的乳液组合物,通过以特定的有机聚硅氧烷为原料来进行制造,可提供一种包含具有小粒径、且具有高粘度的有机聚硅氧烷的乳液。所述乳液组合物具有经时稳定性。如所述比较例1~4所示那样,若原料有机聚硅氧烷在末端具有大量的氢化硅烷基以外的官能基,则无法获得包含具有所期望的高粘度的有机聚硅氧烷的乳液组合物。

产业上的可利用性

根据本发明,可获得包含有机聚硅氧烷中所含的杂质即八甲基环四硅氧烷少、粒径小且经时稳定性良好的高粘度的有机聚硅氧烷的乳液组合物。所述高粘度有机聚硅氧烷乳液组合物作为化妆品、个人护理组合物、居家护理组合物、脱模剂、润滑剂、涂布剂、纤维处理剂等制品的主成分或添加剂而有用。

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