[发明专利]聚二有机硅氧烷微粒乳液的制备方法

说明书

本发明是一种聚二有机硅氧烷微粒乳液的制备方法，属于有机硅高分子化合物的合成方法。

聚二有机硅氧烷微粒乳液(简称硅微乳)的制备方法有机械乳化法，所得硅微乳有机硅含量低，并带有极性基团(EP.138.192，特昭63，270875)。还有化学合成法，即由水，表面活性剂和二有机硅氧烷低聚物配制成予乳液，然后以适宜的速度滴加到含有聚合催化剂，表面活性剂的水溶液中，经50-90℃聚合后，中和至中性，制得平均粒径≤0.15μm半透明至透明的稳定的水包油型硅微乳。再以醇破乳，萃取羟基封端的聚二有机硅氧烷，其粘度为100-60，000Mpa.s。自然光下，目视1cm厚可见标签。与普通硅乳液(白色不透明，粒径0.3μm)比，用上述方法制得的硅微乳具有更好的贮存稳定性，剪切稳定性和稀释稳定性，用于制备织物柔软整理剂，脱模剂，化妆品助剂，渗透膜等，具有更好的效果(E.P.O，255,897；E.P.O，268,982；U.S4,824,890；特昭62,141029)。但众所周知，用于织物柔软整理或用于制渗透膜，浸渍保护膜等的硅微乳，要求其所萃取的羟基封端的聚二有机硅氧烷的理想粘度应为100,000-300,000Mpa.s为宜，而用现有技术所报导的粘度只有100-60,000Mpa.s。尤其在弹性膜的制备中，粘度低将使膜的弹性降低，膜脆，影响使用效果。

本发明的目的是采用一种新的技术以克服现有技术的不足，制备出具有高粘度，透明稳定并具有催化活性的硅微乳。

本发明的技术方案是将聚二有机硅氧烷低聚物，表面活性剂和水经高压均质机均化制得予乳液，然后以适宜的速度滴加到含有聚合催化剂，表面活性剂的水溶液中，在50-95℃下聚合反应，然后进行中和。其特征是在反应体系中还添加有有机金属盐缩合催化剂。

本发明聚合反应溶液温度可为50-95℃，较佳为70-90℃。予乳液的滴加速度取决于聚合反应溶液的温度的高低和聚合催化剂浓度的大小，即聚合反应溶液的温度越高，或聚合催化剂浓度越大时，滴加时间越短。一般滴加时间为2-7小时。滴加快慢是以保证滴加的环状硅氧烷能够足够快的开环反应，扩散、形成稳定透明的本发明所述硅微乳为目的。予乳液滴加完后，在该温度下继续聚合反应1-5小时。

乳液聚合后，聚合催化剂的消除，即反应终点的控制，是用与聚合催化剂相反的酸或碱进行中和来实现的。当反应为阴离子乳液聚合时，用稀碱，如KOH、NaOH的20％水溶液进行中和；当反应为阳离子乳液聚合时，用稀酸，如HCl、HAC的50％的水溶液进行中和，至pH为7-8。

本发明所述聚二有机硅氧烷的含量没有严格限制，可为5-45％(乳液总重量)。所用表面活性剂的总量也无严格限制，可为2-20％(乳液总重量)。予乳液中所加有机金属盐缩合催化剂的量为二有机硅氧烷低聚物重量的0.1-5％。

本发明所述聚合反应溶液中聚合催化剂的用量为二有机硅氧烷低聚物重量的0.1-50％。

本发明所述聚二有机硅氧烷低聚物包括环状聚二有机硅氧烷，通式为：        式中，n为3-10，R和R′可代表甲基，乙基、丙基、丁基、乙烯基、苯基。如八甲基环四硅氧烷，六甲基环三硅氧烷，十甲基环五硅氧烷，四甲基四乙烯基环四硅氧烷，四甲基四苯基环四硅氧烷中的任意一种或几种的混合物。

本发明所述聚二有机硅氧烷低聚物除以环状聚二有机硅氧烷为主外，还可含有少量(10mol％以下)的具有可水解基团的硅烷，它们可以是乙烯基三甲氧基硅烷r-氨丙基三甲氧基硅烷，r-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷，也可以是聚合度为10-40的羟基封端的二有机硅氧烷齐聚物。

本发明所述予乳液中的表面活性剂可以是脂肪醇聚氧乙烯醚，聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚，聚乙烯醇，聚乙二醇等非离子型表面活性剂中的任意一种或几种的结合；也可以是苯磺酸及其盐、烷基硫酸酯、烷基磺酸及其盐、烷基苯基磺酸及其盐、烷基萘磺酸及其盐等阴离子型表面活性剂中的任意一种或几种的结合；还可以是具有1-2个6-18个碳原子的烷基的四烷基置换的氯化氨等阳离子型表面活性中的任意一种或几种的结合。另外，予乳液中阳离子型与阴离子型表面活性剂不能混合使用，而一种或几种非离子型表面活性剂可与阳离子型或阴离子型表面活性剂中的一种或几种混合使用。