[发明专利]磺酸盐官能的有机基聚硅氧烷

说明书

交叉参考

本申请要求2004年12月15日申请的US 60/636245的优先权。

发明领域

本发明涉及磺酸盐官能的硅氧烷组合物、它们的制备方法、含有它们的乳液组合物、以及它们在许多个人、家庭、健康护理配制剂、以及织物和纺织品处理剂中的用途。

发明背景

大多数用于商业应用的有机硅表面活性剂都是非离子的，其中通常聚氧化烯提供亲水性。还已知阳离子有机硅表面活性剂并且已发现特别是在头发护理应用中有用。相反，阴离子有机硅表面活性剂不为公知，大概是由于这些材料的有限和困难的合成路线。

阴离子有机硅表面活性剂的这样一种路线是基于丙烷磺内酯与氨基官能的硅氧烷的反应，例如J.Polymer Science，Polymer Chem.Ed.，vol.17，pp 3559-3636(1979)中教导的。

U.S.4,496,705教导了一种制备高分子量的氨烷基-硅氧烷聚合物的方法，包括将二官能的氨烷基-硅烷水解，然后引入到硅氧烷聚合物中。′705专利的该高分子量硅氧烷聚合物可以通过与丙烷磺内酯反应转化成两性离子硅氧烷胶料。

美国专利4,525,567和4,523,002教导了在叔硅原子上含有两性离子的硅氧烷聚合物并提供了它们的氨烷基硅氧烷聚合物中间体。′567和′002专利的所述氨烷基硅氧烷聚合物中间体和两性离子硅氧烷聚合物是通过在酸催化剂的存在下用羟基封端的硅氧烷低聚物分别共聚合三官能的氨烷基硅烷或两性离子硅烷获得的。通过与有机基磺内酯或有机基内酯反应可以将氨烷基硅氧烷聚合物中间体转化成两性离子硅氧烷聚合物。

以使用丙烷磺内酯为基础的制备阴离子有机硅表面活性剂的工业方法必需解决因丙烷磺内酯的毒性引起的安全性问题。同样，由丙烷磺内酯合成的磺酸盐聚合物颜色趋于为黄色。因此，需要确定用比丙烷磺内酯容易操作的中间体来制备阴离子有机硅表面活性剂(特别是磺酸盐有机硅表面活性剂)的方法。本发明人已发现了一种基于2-磺基苯甲酸环酐、磺基苯甲酸钠盐或其衍生物与氨基官能的硅氧烷反应的方法。在通过比使用丙烷磺内酯更安全的路线制备的同时，还发现，与由丙烷磺内酯制得的阴离子有机硅相比，所得化合物具有出人意料的性能益处。

方面内容

本发明涉及一种有机基聚硅氧烷，其含有下述通式的磺酸盐基团；

其中：R¹是与有机基聚硅氧烷相连的二价有机基团，

M是氢、碱金属或季铵基团，

G是氧原子、NH或NR基团，其中R是一价有机基团。

本发明还提供了一种磺酸盐官能的有机基聚硅氧烷的制备方法，其包括使磺基苯甲酸化合物与胺官能的硅氧烷反应。

而且，本发明涉及含本发明组合物的乳液组合物。

本发明组合物可用于各种工业应用中，和可配制用于个人、家庭、健康护理、纺织品、纸张、皮革、油和气开采、军事和商业灭火泡沫。

发明详述

有机基聚硅氧烷在本领域为公知并且经常规定为包含任意数量的M单元(R₃SiO_0.5)、D单元(R₂SiO)、T单元(RSiO_1.5)或Q单元(SiO₂)，其中R独立地是任意一价有机基团。本发明的有机基聚硅氧烷可以含有任意数量的M、D、T或Q单元或其组合，但具有至少一个为下述通式的磺酸盐基团的取代基；

其中R¹是与有机基聚硅氧烷相连的二价有机基团；M是氢、碱金属或季铵；G是氧原子、NH或NR基团，其中R是一价有机基团。

所述磺酸盐取代基经Si-C键通过R¹部分与有机基聚硅氧烷相连。磺酸盐取代基可经与任意有机基甲硅烷氧基单元键合而存在于有机基聚硅氧烷中，即，它可以存在于任意M、D或T甲硅烷氧基单元上。磺酸盐官能的有机基聚硅氧烷也可以含有任意数量的通式(R₃SiO_0.5)、(R₂SiO)、(RSiO_1.5)或(SiO₂)的额外的M、D、T或Q甲硅烷氧基单元，其中R是一价有机基团，条件是有机基聚硅氧烷具有至少一个带有磺酸盐官能团的甲硅烷氧基单元。