專利名稱：硅氧烷mq樹脂增強(qiáng)的硅氧烷彈性體乳液的制作方法
專利說明硅氧烷MQ樹脂增強(qiáng)的硅氧烷彈性體乳液 本發(fā)明涉及一旦水蒸發(fā)則能形成樹脂增強(qiáng)的彈性體的含水硅氧烷乳液。特別地，乳液的分散相含有(i)直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷，(ii)硅氧烷MQ樹脂，和(iii)有機(jī)官能的聚硅氧烷的交聯(lián)產(chǎn)物。通過混合三種硅氧烷成分(i)-(iii)，然后乳化該混合物，獲得含水基礎(chǔ)乳液，從而進(jìn)行制備該乳液的方法。然后調(diào)節(jié)該含水基礎(chǔ)乳液的pH，以促進(jìn)交聯(lián)，隨后中和。與常常含有作為交聯(lián)劑的膠態(tài)氧化硅和反應(yīng)性有機(jī)硅烷作為其主要的增強(qiáng)原料的現(xiàn)有技術(shù)的典型乳液相比，這種乳液，以及由這種乳液通過蒸發(fā)生產(chǎn)的樹脂增強(qiáng)的彈性體膜擁有幾個優(yōu)點。例如，本發(fā)明的組合物提供良好的聚合物和乳液穩(wěn)定性，均勻的增強(qiáng)，和它們不含典型地存在于現(xiàn)有技術(shù)的乳液內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)化合物和金屬催化劑。含水硅氧烷分散體一旦干燥可在基底上交聯(lián)成為彈性體膜，這是本領(lǐng)域已知的。一種類型使用聚二有機(jī)硅氧烷作為主要成分，它可通過縮合和除水而交聯(lián)。這種分散體典型地含有(i)含羥基的聚二有機(jī)硅氧烷，例如α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷的水包油(O/W)乳液，(ii)縮合催化劑，(iii)交聯(lián)劑，和(iv)任選的非硅無機(jī)填料?？s合催化劑最優(yōu)選是有機(jī)金屬化合物，例如二羧酸二烷基錫。通常通過用陰離子和/或非離子表面活性劑，機(jī)械乳化預(yù)聚的直鏈硅氧烷，或者在含陰離子表面活性劑的酸性體系內(nèi)，借助直鏈或環(huán)狀低聚物硅氧烷的乳液聚合，從而生產(chǎn)這些羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷乳液。交聯(lián)所使用的機(jī)理通常分成三種主要的類型。第一種，將膠態(tài)氧化硅或堿金屬硅酸鹽用作交聯(lián)劑，和在含水分散體內(nèi)，在高pH下，將它與有機(jī)金屬催化劑結(jié)合，使聚合物交聯(lián)成為彈性體。第二種，將烷氧基硅烷用作交聯(lián)劑，和用氧化硅或非硅填料填充乳液。第三種，使用反應(yīng)性硅氧烷樹脂或金屬siliconate，以增強(qiáng)和/或交聯(lián)羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷?；谀z態(tài)氧化硅或硅酸鹽作為交聯(lián)劑的第一種分散體具有有限的儲存期限的固有問題?？刹扇∫恍┐胧┎糠挚朔@一問題，例如通過熟化乳液或者通過使用二價錫催化劑。盡管如此，但難以解決儲存穩(wěn)定性問題，這是因為中性乳液在儲存時不穩(wěn)定，且在儲存之后不固化成彈性體。最公知的解決方法包括在高pH下儲存分散體，但高pH在一些應(yīng)用中常?？赡懿幌嗳?，另外，在一旦干燥固化彈性體膜時需要有機(jī)金屬催化劑，例如有機(jī)錫鹽，和在許多最終應(yīng)用中存在金屬催化劑并不總是所需的。與含有膠態(tài)氧化硅或堿金屬硅酸鹽的分散體有關(guān)的另一固有的問題是，一旦干燥乳液，則氧化硅可能聚集，從而形成不均勻且機(jī)械性能差的膜。此外，有證據(jù)表明在這種分散體內(nèi)的氧化硅顆粒停留在硅氧烷與水的界面處，其結(jié)果是與若氧化硅分布在油相內(nèi)的情況下相比，硅氧烷不那么有效地交聯(lián)和增強(qiáng)。第二種分散體必然產(chǎn)生醇作為副產(chǎn)揮發(fā)性組分。結(jié)果，若摻入顯著量的烷氧基硅烷，則該分散體的應(yīng)用可能非常受限。另外，典型地添加烷氧基硅烷到水相中，和已表明若沒有仔細(xì)添加的話，將誘導(dǎo)乳液膠凝。在第三種中，在這種分散體內(nèi)的有機(jī)硅樹脂或siliconates典型地?fù)碛蠨(R2SiO2/2)單元和T(RSiO3/2)單元，或M(R3SiO1/2)單元、D單元和T單元結(jié)構(gòu)。在偶爾當(dāng)使用含有M和Q(SiO4/2)單元的有機(jī)硅樹脂時，它通常為在甲苯內(nèi)的溶液形式，從而再次限制了其在市場中的應(yīng)用。本發(fā)明的乳液與已知的組合物的區(qū)別在于，它們用硅氧烷MQ樹脂制備，以便在一旦從乳液中蒸發(fā)水形成硅氧烷MQ樹脂增強(qiáng)的彈性體膜的過程中，交聯(lián)并增強(qiáng)直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷。這些乳液還含有大比例的硅氧烷MQ樹脂且不具有含金屬的催化劑。本發(fā)明的組合物提供許多優(yōu)點，其中包括(i)乳液液滴和干燥膜形式均具有良好的聚合物穩(wěn)定性，(ii)在環(huán)境條件下，通過蒸發(fā)水，充分快速地交聯(lián)成彈性體膜，(iii)干燥的膜在微觀和在宏觀上是均勻的，這是因為該組合物通過硅氧烷MQ樹脂而不是通過離散的氧化硅顆粒經(jīng)歷交聯(lián)和增強(qiáng)，(iv)交聯(lián)和增強(qiáng)發(fā)生在整個硅油相且沒有主要的分聚，從而產(chǎn)生固有的優(yōu)良機(jī)械性能，(v)該乳液不含揮發(fā)性有機(jī)化合物，(vi)不使用含金屬的催化劑，和(vii)它擁有寬范圍的樹脂與直鏈之比，從而在最終產(chǎn)物內(nèi)得到寬范圍的機(jī)械性能。本發(fā)明涉及制備包含交聯(lián)硅氧烷彈性體的含水硅氧烷乳液的方法。通過結(jié)合并混合(i)直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷，(ii)含有硅烷醇的硅氧烷MQ樹脂，和(iii)有機(jī)官能的聚硅氧烷，形成硅氧烷混合物；添加至少一種乳化劑和水到該硅氧烷混合物中，并混合，獲得含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液；添加足量酸性或堿性化合物到含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液中，以便調(diào)節(jié)含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液的pH到有助于在形成交聯(lián)硅氧烷彈性體中直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷和含硅烷醇的硅氧烷MQ樹脂的縮合和交聯(lián)所需的酸性或堿性pH；和中和含有交聯(lián)的硅氧烷彈性體的含水硅氧烷乳液，從而制備乳液。含水硅氧烷乳液可施涂到基底上，并在環(huán)境條件下干燥，獲得彈性體硅氧烷膜。根據(jù)下述詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些和其它特征將變得顯而易見。
說明通過首先形成含有(i)直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷，(ii)硅氧烷MQ樹脂，和(iii)有機(jī)官能的聚硅氧烷的分散相，從而制備本發(fā)明的含水硅氧烷乳液?；旌虾谐煞?i)-(iii)的分散相，形成硅氧烷混合物。將乳化劑和水加入到該硅氧烷混合物中，混合各成分，獲得含水基礎(chǔ)乳液，調(diào)節(jié)該基礎(chǔ)乳液的pH到酸性或堿性pH，以便促進(jìn)交聯(lián)，并中和該乳液。通過在環(huán)境條件下在基底上干燥乳液，獲得彈性體膜。一般來說，以標(biāo)題為“Method of Making Silicone ResinEmulsions”、轉(zhuǎn)讓給與本發(fā)明相同受讓人的、2003年1月16日提交的懸而未決的美國專利申請序列號No.10/346544中詳細(xì)地描述的方式和方法制備含水基礎(chǔ)乳液，在此通過參考將其引入(′544申請)。盡管該懸而未決的申請公開了制備含水基礎(chǔ)乳液的方法，但它沒有教導(dǎo)或暗示本發(fā)明的概念，即調(diào)節(jié)含水基礎(chǔ)乳液的pH到酸性或堿性pH，以便促進(jìn)交聯(lián)，中和該乳液，并通過在環(huán)境條件下，在基底上干燥該乳液，獲得彈性體膜。關(guān)于這一點，應(yīng)當(dāng)注意，通過添加酸或堿化合物到含水基礎(chǔ)乳液中，引發(fā)和/或催化交聯(lián)機(jī)理，以便形成彈性體。一旦添加酸或堿化合物，則存在于硅氧烷MQ樹脂上的硅烷醇基和存在于直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷上的硅烷醇基彼此縮合，并使硅氧烷MQ樹脂與直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷交聯(lián)，形成彈性體硅氧烷。本發(fā)明的含水硅氧烷乳液是水包油(O/W)乳液。含水硅氧烷(O/W)乳液中的油相是(i)1-95重量份，優(yōu)選40-90重量份直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷，(ii)5-60重量份，優(yōu)選10-40重量份含硅烷醇基的硅氧烷MQ樹脂，和(iii)0.1-30重量份，優(yōu)選0.5-20重量份有機(jī)官能的聚硅氧烷的混合物。直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷是α，ω-二羥基聚二有機(jī)硅氧烷，其中有機(jī)基團(tuán)可以是單價烴基或官能團(tuán)取代的烴基，其含有1-18個碳原子，優(yōu)選1-6個碳原子。有機(jī)基團(tuán)是普通的有機(jī)基團(tuán)，例如單價取代和未取代的烷基和芳基，例如甲基、乙基、丙基、3，3，3-三氟丙基和苯基。優(yōu)選地，至少80％的有機(jī)基團(tuán)是甲基。直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷的粘度可以是0.65-100,000厘沲(mm2/s)，優(yōu)選30-10000厘沲(mm2/s)。此處所使用的縮寫MQ衍生于四個符號M、D、T和Q，這四個符號代表在含有通過≡Si-O-Si≡鍵連接的硅氧烷單元的有機(jī)硅化合物內(nèi)存在的結(jié)構(gòu)單元的官能度。單官能(M)單元代表R3SiO1/2；雙官能(D)單元代表R2SiO2/2；三官能(T)單元代表RSiO3/2并導(dǎo)致形成支化直鏈硅氧烷；和四官能(Q)單元代表SiO4/2，其導(dǎo)致形成交聯(lián)和樹脂狀組合物。R代表單價有機(jī)基團(tuán)，優(yōu)選烴基，例如甲基。當(dāng)硅氧烷含有所有單官能M單元和四官能Q單元，或者較高百分?jǐn)?shù)的M和Q單元，使得它成為樹脂狀時，采用MQ。本發(fā)明的硅氧烷MQ樹脂是結(jié)構(gòu)式為MxQy的含有硅烷醇基的樹脂，其中M代表R3SiO1/2單元和Q代表SiO4/2單元，和其中R是羥基、具有1-6個碳原子的單價烴基或官能取代的烴基，優(yōu)選甲基。字母x和y代表數(shù)字，和x∶y之比為0.6-0.9，條件是每一樹脂分子，平均具有連接到M單元內(nèi)的硅原子上的至少3個羥基。有機(jī)官能的聚硅氧烷是通式(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c的組合物，其中R1、R2和R3是相同或不同的烴基或有機(jī)官能的取代烴基，其具有1-18個碳原子，優(yōu)選1-6個碳原子，條件是存在至少一個有機(jī)官能的取代烴基且連接到分子內(nèi)的硅原子上，和該有機(jī)官能的取代烴基選自氨基、環(huán)氧化氨基、季銨基、縮水甘油基、巰基、羧基、聚氧乙烯氧丙烯基或其結(jié)合。a的數(shù)值為0-100，b為0-1,000，和c為0-100，條件是a-c中至少兩個不是0，和所得組合物在室溫下為流體。合適的有機(jī)官能團(tuán)的一些實例是氨基，例如≡SiCH2CH2CH2NH2、環(huán)氧化氨基，例如≡SiC4H8NRC2H4NR2，其中R是約20％的氫和約80％的基團(tuán)-CH2CH(OH)CH2OH；縮水甘油基，例如≡Si(CH2)3OCH2CH(O)CH2，聚氧乙烯氧丙烯基，例如≡Si(CH2)3(OCH2CH2)10[OCH2(CH3)CH]4OC(O)CH3，羧基，例如≡Si(CH2)3COOH，巰基，例如≡Si(CH2)3SH，和季銨基，例如≡SiC4H8NHC2H4NHCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl-。根據(jù)本發(fā)明，一種特別優(yōu)選的有機(jī)官能的聚硅氧烷是下述結(jié)構(gòu)的氨基官能的聚硅氧烷流體 其中R′可以是羥基、甲基或具有1-18個碳原子的其它烴基或官能取代的烴基；Z是氨乙基氨丙基或氨乙基氨異丁基；p和q代表整數(shù)1-1,000的整數(shù)，條件是q/p為0.02-0.1。特別有用的氨基官能的聚硅氧烷是上述結(jié)構(gòu)的流體，其中一些胺氫原子被環(huán)氧官能團(tuán)取代。所使用的直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷與硅氧烷MQ樹脂的用量之比將決定硅氧烷彈性體的最終性能。因此，取決于直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷與硅氧烷MQ樹脂之比，可在寬范圍內(nèi)改變所需的性能。例如，增加硅氧烷MQ樹脂的含量導(dǎo)致斷裂伸長率小、彈性模量高和拉伸強(qiáng)度高、最適合于涂布應(yīng)用的愈加剛性的膜。相反，低硅氧烷MQ樹脂含量導(dǎo)致斷裂伸長率大、模量低和拉伸強(qiáng)度低的膜，當(dāng)其與合適的填料結(jié)合時，可用作密封劑。因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點之一是可通過簡單地改變直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷與硅氧烷MQ樹脂的混合比獲得寬的應(yīng)用范圍。測定到直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷與硅氧烷MQ樹脂的一些有用和實際的比例和/或比值為90∶10到40∶60。盡管較高的硅氧烷MQ樹脂含量是可能的，但它要求專門設(shè)備，例如加壓和/或加熱混合器，以便維持混合物處于適合于乳化的可流動狀態(tài)。關(guān)于這一點，應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)′544申請中所述的方法，所使用的有機(jī)官能的聚硅氧烷的相對量應(yīng)當(dāng)維持在乳化工藝過程中足以輔助轉(zhuǎn)化(invertion)的用量，但由于經(jīng)濟(jì)原因，不需要更多。因此，當(dāng)硅氧烷MQ樹脂與直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷之比低，即小于0.2時，僅僅為了容易乳化的目的，則可能不需要包括有機(jī)官能的聚硅氧烷。有機(jī)官能的聚硅氧烷的類型及其用量的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)含水硅氧烷乳液的所需性能以及將生產(chǎn)的所得彈性體硅氧烷膜的所需性能決定。這是本發(fā)明的額外優(yōu)點，因為人們能選擇有機(jī)官能團(tuán)的類型，以便提供尤其適合于目標(biāo)應(yīng)用的硅氧烷MQ樹脂增強(qiáng)的有機(jī)官能的硅氧烷彈性體。盡管適合于此處使用的乳化劑的范圍可包括陰離子、陽離子、非離子、兩性表面活性劑及其混合物，但最優(yōu)選使用由兩種非離子表面活性劑組成的混合物，其中一種非離子表面活性劑具有低的HLB(親水-親油平衡值)和另一種非離子表面活性劑具有高的HLB，使得結(jié)合的HLB為11.0-16.0。一些合適的非離子表面活性劑包括具有長鏈脂肪醇基或脂肪酸基，例如C12-16醇部分的環(huán)氧乙烷的縮合物；環(huán)氧乙烷與胺或酰胺的縮合物；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的縮合產(chǎn)物；甘油、蔗糖或山梨醇的酯；脂肪酸烷基醇酰胺；蔗糖酯；聚硅氧烷聚氧亞烷基共聚物；氟類表面活性劑；脂肪胺氧化物。最合適的非離子表面活性劑包括由Dow Chemical Company，Midland，Michgan以商品名TERGITOL銷售的乙氧基化醇。一些實例包括TERGITOLTMN-6，它是一種還被稱為乙氧基化三甲基壬醇的乙氧基化醇，和TERGITOL15-S-15，它是一種還被稱為C12-C14仲醇乙氧化物的乙氧基化醇。盡管在制備本發(fā)明的含水硅氧烷乳液中所使用的乳化劑的特定用量不是關(guān)鍵的，但應(yīng)當(dāng)足以提供合適的乳液液滴尺寸。通過添加合適的無機(jī)酸、有機(jī)酸、無機(jī)堿、或有機(jī)堿到硅氧烷基礎(chǔ)乳液中，調(diào)節(jié)pH到酸性或堿性，從而催化該含水硅氧烷乳液，以便促進(jìn)和/或引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)。可使用例如，堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉或氫氧化鉀，和胺，例如三乙醇胺調(diào)節(jié)硅氧烷基礎(chǔ)乳液的pH到pH為9或更大。在簡短的熟化時間段之后，可通過添加酸，例如羧酸或檸檬酸，中和含有硅氧烷彈性體的所得乳液?；蛘?，可通過添加酸，使硅氧烷基礎(chǔ)乳液先達(dá)到pH小于或等于4，隨后用堿中和?？稍诒景l(fā)明的乳液組合物中包括本領(lǐng)域已知的其它添加劑，例如含硅和非硅填料；粘合促進(jìn)劑，例如有機(jī)官能的硅烷和有機(jī)官能的硅烷的水解產(chǎn)物；和殺蟲劑?？稍谥苽溥^程中的任何合適的階段中將這種添加劑加入到乳液組合物中。在本發(fā)明的乳液組合物內(nèi)硅氧烷的最終含量范圍可以是20-70wt％。根據(jù)程序，通過混合(i)直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷，(ii)硅氧烷MQ樹脂，和(iii)有機(jī)官能的聚硅氧烷，直到獲得硅氧烷組分(i)-(iii)的均勻混合物，從而開始制備含水硅氧烷乳液的方法，所述含水硅氧烷乳液一旦水蒸發(fā)，將形成樹脂增強(qiáng)的彈性體膜。然而，若所使用的硅氧烷MQ樹脂為在有機(jī)溶劑，例如甲苯內(nèi)的溶液形式，則在溶劑內(nèi)的樹脂溶液首先與直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷混合，和隨后汽提溶劑，獲得硅氧烷MQ樹脂與直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷的共混物。然后混合(i)和(ii)的共混物與有機(jī)官能的聚硅氧烷。然后添加乳化劑到(i)-(iii)的混合物中，并混合直到均勻。引發(fā)量的水，典型地2-20重量份/100重量份(i)-(iii)的硅氧烷混合物作為單一部分添加到含有(i)-(iii)和乳化劑的混合物中，并在中等到高混合速度下混合，產(chǎn)生充足的剪切，使乳液轉(zhuǎn)化。然后添加其余水，使乳液達(dá)到所需的濃度，形成含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液。通過添加合適量的堿化合物，例如堿金屬氫氧化物，胺或其水溶液，調(diào)節(jié)含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液的pH到pH大于或等于9。然后在攪拌下保持該含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液熟化的時間段，典型地幾小時到一天，以便發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。然后，添加相應(yīng)量的酸，例如檸檬酸，以便中和該乳液?；蛘?，可首先用酸使含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液達(dá)到小于或等于4的pH，使之熟化，然后用堿中和。優(yōu)選在堿性pH下熟化?？赏ㄟ^蒸發(fā)含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液中的水，生產(chǎn)硅氧烷MQ樹脂增強(qiáng)的彈性體，可在環(huán)境條件下或者在升溫下進(jìn)行水的蒸發(fā)。典型地，可通過在環(huán)境條件下，在基底上干燥熟化的含水硅氧烷乳液，在48小時內(nèi)生產(chǎn)固化的彈性體硅氧烷膜。彈性體硅氧烷膜光滑，它顯示出良好的彈性和強(qiáng)度，和其性質(zhì)取決于待干燥的乳液組合物的細(xì)節(jié)。列出下述實施例，以便更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。所有份數(shù)和百分?jǐn)?shù)以重量為單位表達(dá)，除非另有說明。
實施例1混合粘度為2,000厘沲(mm2/s)的直鏈羥基封端的聚二甲基硅氧烷與在甲苯內(nèi)的硅氧烷MQ樹脂溶液，其中該樹脂是數(shù)均分子量為約4,300且平均結(jié)構(gòu)為[HO(CH3)2SiO1/2]0.2[(CH3)3SiO1/2]0.5[SiO4/2]的帶硅烷醇的硅氧烷MQ樹脂。在80℃下真空蒸餾該混合物，以汽提并除去甲苯。在汽提之后，混合物含有70wt％直鏈羥基封端的聚二甲基硅氧烷和30wt％硅氧烷MQ樹脂。使用具有兩個徑向葉輪的Lightning牌混合器，混合56.8g該混合物與10.0g氨基官能的聚硅氧烷流體。該流體由粘度為4,000厘沲(mm2/s)的C13-C15醇封端的氨基官能的聚二有機(jī)硅氧烷組成。該流體平均含有約98mol％二甲基硅氧烷單元和2mol％氨乙基/氨異丁基甲基硅氧烷單元。約80mol％存在于流體內(nèi)的胺氫已與縮水甘油反應(yīng)，和該流體含有約11wt％過量的C13-C15醇。添加約10.7g非離子表面活性劑TERGITOLTMN-6和6.6g預(yù)溫?zé)岬腡ERGITOL15-S-40到該混合物中并混合。添加約13.3g水并在700RPM下混合，和立即產(chǎn)生清澈的凝膠乳液。添加另一部分60.0g水，在600RPM下混合30分鐘，并產(chǎn)生細(xì)的藍(lán)白色乳液。然后用另外100g水稀釋該藍(lán)白色乳液。添加約4.10g10wt％氫氧化鈉水溶液，并緩慢攪拌乳液24小時。第二天，逐滴添加6.13g10wt％乙酸的水溶液到老化的乳液中，并混合30分鐘。所得乳液的平均粒度為112納米(0.112微米)。在室溫下，在塑料陪替氏培養(yǎng)皿內(nèi)流延該乳液，使之干燥24小時，并形成具有良好強(qiáng)度的光滑彈性體膜。該乳液穩(wěn)定超過6個月。
實施例2使用Hauschild牌齒狀混合杯，混合5.67g實施例1中的汽提過的混合物(其含有硅氧烷MQ樹脂和直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷)和1g氨基官能的聚硅氧烷流體。該流體含有95wt％實施例1中使用的流體，和約5wt％粘度為3,100厘沲(mm2/s)的三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基/甲基(環(huán)氧丙氧丙基)/甲基(丙基)(聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷)(甲基)聚硅氧烷。添加約1.07gTERGITOLTMN-6和0.60g預(yù)溫?zé)岬腡ERGITOL15-S-40到該混合物中并混合。添加約1.33g水到該混合物中，并在3,000RPM下旋轉(zhuǎn)樣品22秒，從而形成清澈的凝膠乳液。連續(xù)添加兩部分2.67g和然后13.5g水到該乳液中并旋轉(zhuǎn)。所得乳液是藍(lán)白色，并含有平均粒度為121納米(0.121微米)的顆粒。將約0.33g10wt％氫氧化鈉的水溶液加入到該乳液中，和在磁攪拌器上保持樣品6小時。用0.5g10wt％乙酸的水溶液中和乳液。在室溫下，在塑料陪替氏培養(yǎng)皿內(nèi)流延該乳液，使之干燥24小時，并形成具有良好強(qiáng)度的光滑彈性體膜。該膜具有比實施例1中制備的膜更柔軟的手感。本發(fā)明含有硅氧烷MQ樹脂的乳液能提供諸如彈性、強(qiáng)度之類的優(yōu)異性能，且輔助成膜。因此，可在涂布應(yīng)用、密封劑，和在家庭、化妝品和個人護(hù)理應(yīng)用中使用它以提供更大的耐用性、保護(hù)質(zhì)量、耐水性和阻擋性能?？稍谄渲行枰苊馐褂脽N基溶劑輸送硅氧烷彈性體的應(yīng)用中使用它。可在沒有脫離本發(fā)明的基本特征的情況下，對此處所述的化合物、組合物和方法進(jìn)行其它改變。此處具體地闡述的本發(fā)明的實施方案僅僅是例舉和不打算作為本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍通過所附權(quán)利要求書定義。
權(quán)利要求
1.制備含交聯(lián)硅氧烷彈性體的含水硅氧烷乳液的方法，該方法包括混合(i)直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷，(ii)含有硅烷醇的硅氧烷MQ樹脂，和(iii)有機(jī)官能的聚硅氧烷，形成硅氧烷混合物；添加至少一種乳化劑和水到該硅氧烷混合物中，并混合，獲得含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液；添加足量酸性或堿性化合物到含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液中，以調(diào)節(jié)含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液的pH到有助于在形成交聯(lián)硅氧烷彈性體中直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷和含硅烷醇的硅氧烷MQ樹脂的縮合和交聯(lián)所需的酸性或堿性pH；和中和含有交聯(lián)的硅氧烷彈性體的含水硅氧烷乳液。
2.權(quán)利要求1的方法，其中有機(jī)官能的聚硅氧烷的通式為(R13SiO1/2)a(R22SiO2/2)b(R3SiO3/2)c，其中R1、R2和R3是具有1-18個碳原子的烴基或有機(jī)官能的取代烴基；條件是至少一個有機(jī)官能的取代烴基連接到聚硅氧烷內(nèi)的硅原子上，和該有機(jī)官能的取代烴基選自氨基、環(huán)氧化氨基、季銨基、縮水甘油基、巰基、羧基、聚氧乙烯氧丙烯基或其結(jié)合，a為0-100，b為0-1,000，和c為0-100，條件是a-c中至少兩個不是0，和該有機(jī)官能的聚硅氧烷組合物在室溫下為流體。
3.權(quán)利要求1的方法，其中乳化劑包括組合的親水-親油平衡值(HLB)為11.0-16.0的兩種非離子表面活性劑。
4.權(quán)利要求1的方法，其中添加堿性化合物到含水硅氧烷基礎(chǔ)乳液中，和調(diào)節(jié)pH到大于或等于9的數(shù)值，以促進(jìn)在形成交聯(lián)硅氧烷彈性體過程中直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷和含有硅烷醇的硅氧烷MQ樹脂的縮合和交聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的含水硅氧烷乳液。
6.一種方法，包括將權(quán)利要求5的含水硅氧烷乳液施涂到基底上并在環(huán)境條件下干燥成彈性體硅氧烷膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法制備的彈性體硅氧烷膜。
全文摘要
含水硅氧烷乳液一旦水蒸發(fā)則形成樹脂增強(qiáng)的彈性體膜。該乳液組合物含有由分散相，所述分散相由(i)直鏈羥基封端的聚二有機(jī)硅氧烷，(ii)硅氧烷MQ樹脂，和(iii)有機(jī)官能的聚硅氧烷組成的硅氧烷混合物組成。通過混合各成分(i)－(iii)，形成混合物，添加乳化劑和水到該混合物中，混合各成分，獲得含水基礎(chǔ)乳液，調(diào)節(jié)該基礎(chǔ)乳液的pH到酸性或堿性pH，以便促進(jìn)交聯(lián)，和隨后中和該乳液，從而制備含水硅氧烷乳液?？赏ㄟ^在環(huán)境條件下在基底上干燥乳液，獲得彈性體膜。
文檔編號C08G77/44GK1863845SQ200480029432
公開日2006年11月15日 申請日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月8日
發(fā)明者Y·劉 申請人:陶氏康寧公司