CN111201268A

CN111201268A - 草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷的水性乳液

Info

Publication number: CN111201268A
Application number: CN201880066050.6A
Authority: CN
Inventors: O·舍费尔; P·格拉茨尔
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: US11613672B2; KR102292493B1; JP6957747B2; KR20200049836A; US20210155757A1; EP3679086A1; JP2021504495A; EP3679086B1; WO2020030288A1; CN111201268B

Abstract

本发明涉及包含(A)草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷，(B)乳化剂和(C)水的水性乳液，该草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷包含单元R¹ _a(OR²)_bZ_cSiO_{(4‑a‑b‑c)/2} (I)，其中Z是基团‑Y‑NR^X‑CO‑CO‑O‑R³ (II)，其中基团和系数如权利要求1所定义，条件是a+b+c之和≤3且每个分子含有至少一个基团Z。本发明还涉及其制备和其用途。

Description

草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷的水性乳液

本发明涉及草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷的水性乳液，及其制备和其用途。

化学基团-NR’-CO-CO-OR’通常被称为2-氨基-2-氧代乙酸酯或草酰胺基团，或称为草酰胺基酯基团，其中术语草酰胺基酯在下文中用于指这个基团。半酯结构与氧代基团的组合意味着草酰胺基酯具有比酰胺或氨基甲酸酯更有反应性的优点，尤其是当与胺或醇反应时。然而，它们比异氰酸酯结构明显更稳定；例如，它们不进行二聚或三聚并且明显反应性更低，这使得利用这些基团的反应控制简单得多。

草酰胺基酯官能性聚硅氧烷可用于许多应用领域，但尤其是用于制备热塑性硅氧烷的嵌段共聚物，如例如EP-A 1963404中所述。这样的草酰胺基酯官能性硅氧烷的制备在原理上是已知的，并描述在US-A2007/0149745中。该方法使用可通过各种方法制备的双氨基烷基官能性硅氧烷作为起始产物。根据本发明使用的用式(II)的草酰胺基酯基团官能化的有机聚硅氧烷(I)可以通过US 7 501 184 B2中描述的方法(通过引用并入)制备，特别是第13栏第14至48行。

这些产品的缺点的事实是，该产品类别的较高分子量代表特别地具有非常高的粘度，这使得工业过程中的加工变得困难。该产品类别的润湿行为也受到高粘度的不利影响，这在润湿高度结构化的表面或纤维结构时是特别的缺点。在本文用有机溶剂稀释以降低粘度通常是不利的，因为这些必须通过通常费力的工业方法除去。

因此，所解决的问题是提供基于草酰胺基酯官能性硅氧烷的配制物，其加工粘度可以在宽范围内独立于它们的分子量可变地控制，以使它们在工业上更容易加工。同时，在所使用的配制物中，草酰胺基酯基团的反应性不应受到不利影响。已经发现，令人惊奇的是，可以以下方式制备草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷的水性乳液：使得甚至更高分子量的产物以低粘度加工，但所存在的水随后不会影响草酰氨基酯基团的反应性。

这些乳液即使在储存后也显示出几乎没有或没有粘度变化。

本发明进一步提供了包含以下的水性乳液

(A)草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷，其包含下式的单元

R¹ _a(OR²)_bZ_cSiO_(4-a-b-c)/2 (I)，

其中

R¹可以是相同的或不同的，并且表示单价的、任选取代的、SiC键合的烃基，

R²可以相同或不同，并且表示氢原子或单价的、任选取代的烃基，

a为0、1、2或3，优选1或2，

b为0、1、2或3，优选0，

c为0或1，且

Z是下式的基团

-Y-NR^X-CO-CO-O-R³ (II)

其中

R³表示氢原子或可被氧原子中断的单价的、任选取代的烃基，

R^x表示氢原子或任选取代的烃基，且

Y表示可被氧原子中断的二价的、任选取代的烃基，

条件是a+b+c之和≤3且每个分子含有至少一个基团Z，

(B)乳化剂和

(C)水。

烃基R¹的实例是烷基，诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基和叔戊基；己基，诸如正己基；庚基，诸如正庚基；辛基，诸如正辛基和异辛基，如2,2,4-三甲基戊基；壬基，诸如正壬基；癸基，诸如正癸基；十二烷基，诸如正十二烷基；十八烷基，诸如正十八烷基；环烷基，诸如环戊基、环己基和环庚基和甲基环己基；烯基，诸如乙烯基、1-丙烯基和2-丙烯基；芳基，诸如苯基、萘基、蒽基和菲基；烷芳基，诸如邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基；二甲苯基和乙基苯基；或芳烷基，诸如苄基或α-和β-苯乙基。

基团R¹优选表示具有1-18个碳原子的任选被卤素原子或羟基取代的SiC键合的烃基，优选具有1-12个碳原子的烃基，更优选具有1-12个碳原子的脂族烃基，特别是甲基、乙基、辛基或十二烷基，最优选甲基。

基团R²的实例是针对基团R¹所列出的基团以及经由碳原子或氢原子键合的聚亚烷基二醇基团。

基团R²优选表示烃基，更优选具有1-8个碳原子的烃基，特别是甲基、乙基或丙基。

基团R³的实例是针对基团R¹所列出的基团以及经由碳原子或氢原子键合的聚亚烷基二醇基团。

基团R³优选表示烃基，更优选具有1-8个碳原子的烃基，特别是甲基、乙基或丙基。

基团R^x的实例是氢原子或针对基团R¹所列出的基团。

优选地，基团R^x表示氢原子或任选被-CN或-卤素取代的羟基，优选氢原子或烷基，更优选氢原子或具有1-6个碳原子的直链烷基，特别是氢原子、甲基或乙基，最优选氢原子。

基团Y的实例为脂族饱和或不饱和的直链或支链基团，其可被卤素原子取代。

基团Y优选是具有3-6个碳原子的亚烷基，其可以任选被取代，特别是被氟或氯取代。优选地，基团Y为亚丙基或或亚丁基，特别是亚丙基。

根据本发明使用的硅氧烷(A)可以由不同的单元形成，例如M单元，例如[R¹ ₂(OR²)SiO_1/2]和/或[R¹ ₂ZSiO_1/2]，D单元，例如[R¹ ₂SiO_2/2]和/或[(OR²)ZSiO_2/2]，和/或T单元[ZSiO_3/2]和/或[R¹SiO_3/2]，和任选存在的Q单元[SiO_4/2]，条件是每个分子含有至少一个具有基团Z的结构单元，

其中R¹、R²和Z如上所定义。

根据本发明使用的硅氧烷(A)优选为下式的草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷

[R¹ ₂ZSiO_1/2]₂[R¹ ₂SiO_2/2]_m (III)，

其中

R¹、R²和Z如上所定义，

m为整数且为至少30。

尽管未在式(III)中示出，作为制备方法的结果，根据本发明使用的硅氧烷(A)可以具有优选至多1％，更优选至多1000ppm，特别是无的支化单元(即，T和/或Q单元，也就是说其中R¹表示硅氧烷基团)的摩尔比例。

指数m优选具有30-2000，更优选65-800，特别是110-600的值。

优选地选择式(III)中的指数m，使得所使用的草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷(A)的粘度在25℃和10/s剪切速率下测量的每种情况下优选不小于50mPas，优选不小于100mPas，更优选不小于250mPas，并且在25℃和10/s剪切速率下测量的每种情况下优选不超过100 000mPas，优选不超过50 000mPas，更优选不超过10 000mPas。

根据本发明使用的硅氧烷(A)的实例是

Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₁₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、Me-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₁₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Me、Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₅₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、Me-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₅₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Me、Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₂₀₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、Me-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₂₀₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Me、Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₆₀₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、Me-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₆₀₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Me、Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₃₀[OSiMeC₆H₅]₂₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、

Me-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₃₀[OSiMeC₆H₅]₂₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Me、

Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₁₂₀[OSiMeC₆H₅]₆₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、

Me-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₁₂₀[OSiMeC₆H₅]₆₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Me、

Me₃Si-[OSiMe₂]₆₀[OSiMeC₃H₆—NH-CO-CO-O-Me]₁₀-O-SiMe₃、

Me₃Si-[OSiMe₂]₆₀[OSiMeC₃H₆—NH-CO-CO-O-Et]₁₀-O-SiMe₃、

Me-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₆₀[OSiMeC₃H₆—NH-CO-CO-O-Me]₁₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Me和

Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₆₀[OSiMeC₃H₆—NH-CO-CO-O-Et]₁₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et，

其中Me代表甲基并且Et是乙基。

根据本发明使用的硅氧烷(A)优选为草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷，诸如

Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₁₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₅₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₂₀₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et、Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]₆₀₀-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et。

有机硅氧烷(A)是市售产品，或者它们可以通过硅化学中标准的方法制备。

本发明的乳液含有其量为优选5重量％至50重量％，更优选10重量％至50重量％的硅氧烷(A)。

所有先前已知的非离子、两性、阴离子或阳离子乳化剂或其混合物可用作乳化剂(B)。

特别合适的阴离子乳化剂是：

1、烷基硫酸酯，特别是具有8-18个碳原子链长的那些，疏水基团中具有8-18个碳原子且具有1-40个环氧乙烷(EO)或环氧丙烷(PO)单元的烷基和烷芳基醚硫酸酯。

2、磺酸酯，特别是具有8-18个碳原子的烷基磺酸酯、具有8-18个碳原子的烷芳基磺酸酯、牛磺酸酯、磺基琥珀酸与具有4-15个碳原子的一元醇或烷基酚的酯和半酯；这些醇或烷基酚也可以任选被1-40个EO单元乙氧基化。

3、在烷基、芳基、烷芳基或芳烷基中具有8-20个碳原子的羧酸的碱金属盐和铵盐；或

4、偏磷酸酯及其碱金属盐和铵盐，特别是在有机基团中具有8-20个碳原子的烷基和烷芳基磷酸酯以及在烷基或烷芳基中具有8-20个碳原子且具有1-40个EO单元的烷基醚磷酸酯或烷芳基醚磷酸酯。

特别合适的非离子乳化剂是：

5、另外具有5-50％、优选8-20％的醋酸乙烯酯单元并具有500-3000聚合度的聚乙烯醇。

6、烷基聚乙二醇醚，优选具有8-40个EO单元和8-20个碳原子的烷基的那些。

7、烷芳基聚乙二醇醚，优选具有8-40个EO单元且在烷基和芳基中具有8-20个碳原子的那些。

8、环氧乙烷/环氧丙烷(EO/PO)嵌段共聚物，优选有8-40个EO/PO单元的那些。

9、具有8-22个碳原子的烷基的烷基胺与环氧乙烷或环氧丙烷的加成产物。

10、具有6-24个碳原子的脂肪酸。

11、通式为R*-O-Zo的烷基多苷，其中R*表示平均具有8-24个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基链，Zo表示平均具有o＝1-10个己糖或戊糖单元或其混合物的低聚糖苷基团。

12、天然物质及其衍生物，诸如卵磷脂、羊毛脂、皂苷、纤维素；其烷基各自含有至多4个碳原子的纤维素烷基醚和羧基烷基纤维素；或

13、含有极性基团的线性有机(聚)硅氧烷，特别是含有具有至多24个碳原子和/或至多40个EO和/或PO基团的烷氧基的那些。

特别合适的阳离子乳化剂是：

14、具有8-24个碳原子的伯、仲、叔脂肪胺与醋酸、硫酸、盐酸和磷酸的盐类。

15、季烷基铵盐和烷基苯基胺盐，特别是其中烷基含有6-24个碳原子的那些，特别是卤化物、硫酸盐、磷酸盐和醋酸盐。或

16、烷基吡啶盐、烷基咪唑啉盐和烷基恶唑盐，特别是其中烷基链含有至多18个碳原子的那些，尤其是卤化物、硫酸盐、磷酸盐和醋酸盐。

特别合适的两性乳化剂是：

17、长链取代的氨基酸，诸如N-烷基-二(氨乙基)甘氨酸或N-烷基-2-氨基丙酸盐；或

18、甜菜碱，诸如具有C8-C18酰基的N-(3-酰氨基丙基)-N,N-二甲铵盐和烷基咪唑甜菜碱。

优选的乳化剂(B)是非离子乳化剂，尤其是上述第6项列举的烷基聚乙二醇醚、第9项列举的烷基胺与环氧乙烷或环氧丙烷的加成产物、第11项列举的烷基低聚糖苷和第5项列举的聚乙烯醇。

本发明的水性乳液中使用的非离子含聚环氧乙烷的乳化剂(B)优选为HLB值优选大于或等于16，优选大于或等于17，并且同时环氧乙烷单元的含量优选大于或等于45，优选大于或等于50，并且还优选小于或等于600，优选小于或等于400，更优选小于或等于250的那些。

HLB值(HLB＝亲水-亲脂平衡)描述了主要为非离子表面活性剂的亲水和亲脂比例。可以如Hans-Dieter

und Kolloidchemie[Interfaces andcolloid chemistry],VCH,Weinheim,1994,p.198所述来计算非离子表面活性剂的HLB值。

根据本发明优选使用的非离子含聚环氧乙烷的乳化剂(B)的实例为：

-烷基聚乙二醇醚，优选具有8-20个碳原子的烷基的那些，例如硬脂醇聚醚-100(9005-00-9)、牛脂醇聚醚-50、牛脂醇聚醚-80(61791-28-4)、十三烷醇聚醚-50(24938-91-8),

-羧酸的聚乙二醇酯，特别是脂肪酸的聚乙二醇酯，优选具有8至20个碳原子的羧酸的酯，例如PEG-75油酸酯、PEG-200油酸酯、PEG-300单油酸酯、PEG-400油酸酯、PEG-150月桂酸酯、PEG-400月桂酸酯、PEG-75硬脂酸酯、PEG-100硬脂酸酯、PEG-600硬脂酸酯、PEG-150二硬脂酸酯，

-乙氧基化脱水山梨糖醇脂肪酸酯，例如PEG-40脱水山梨糖醇油酸酯、PEG-80脱水山梨糖醇月桂酸酯，-乙氧基化蓖麻油或氢化变体，例如(根据INCI命名法的名称)PEG 75蓖麻油或PEG-200蓖麻油和PEG-80氢化蓖麻油、PEG-100氢化蓖麻油、PEG-200氢化蓖麻油，

-乙氧基化脂肪胺，例如PEG-100牛脂烷基胺(61791-44-4)、PEG-40硬脂胺，

-乙氧基化甘油基脂肪酸羧酸酯，例如PEG-40甘油月桂酸酯、PEG-200甘油硬脂酸酯，

PEG-200甘油牛脂酸酯、PEG-200氢化甘油棕榈酸酯

-环氧乙烷和环氧丙烷单元的嵌段共聚物(聚亚烷基嵌段聚合物，诸如所谓的泊洛沙姆)，例如PEG-PPG-PEG嵌段共聚物

F-108(HLB＞24；Mn＝14,600)(购自Sigma-Aldrich)，和

-由乙二胺核心桥接的环氧乙烷和环氧丙烷单元的共聚物(所谓的泊洛沙胺)，例如Tetronic 1107(HLB：24；Mn≈15,000)(购自Sigma-Aldrich)。

根据本发明使用的非离子含聚环氧乙烷的乳化剂(B)可以由上述乳化剂之一构成或上述乳化剂的两种或多种的混合物构成；它们可以纯形式使用或作为一种或多种乳化剂在水或有机溶剂中的溶液使用。

本发明的乳液含有优选其量为0.5重量％至20重量％，优选1重量％至15重量％，特别是2重量％至10重量％的乳化剂(B)。

水(W)的实例是天然水，诸如雨水、地下水、泉水、河水和海水，化学水诸如软化水、蒸馏水或(多次)再蒸馏水，供医疗或医药使用目的的水诸如纯化水(aqua purificata；欧洲药典3)去离子水(aqua deionisata)、蒸馏水(aqua destillata)、重蒸馏水(aquabidestillata)、药用注射水(aqua ad injectionam)或保存用水(aqua conservata)、根据德国饮用水条例的饮用水和矿质水。

根据本发明使用的水(C)优选为具有小于10μS/cm，特别是小于2μS/cm的电导率的水。

本发明的乳液含有其量优选为1重量％至95重量％，更优选5重量％至85重量％，特别是10重量％至80重量％的水(C)。

除了组分(A)、(B)和(C)之外，本发明的水性乳液可进一步包含其它组分，诸如

(D)共乳化剂

(E)非水溶剂和

(F)助剂，例如pH调节剂、盐、泡沫抑制剂、增稠剂和/或保护性胶体、防腐剂、消毒剂、润湿剂、腐蚀抑制剂、染料、香料或其混合物。

任选使用的共乳化剂(D)的优选实例是具有C5-C8链的1-烷醇、具有C4-C8链的烷烃二醇，以及乙二醇、丙二醇、二丙二醇或二乙二醇的单烷基醚。

特别优选的任选使用的共乳化剂(D)是1-戊醇、1-己醇、1-辛醇、1,3-丁二醇、1,2-己二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇、1,2-辛二醇、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇单正丁醚或丙二醇甲醚。

如果使用组分(D)，则其存在量优选为0.1重量％至20重量％，更优选0.4重量％至15重量％，特别是0.8重量％至10重量％，在每种情况下基于乳液的总量。本发明的乳液优选不包含组分(D)。

任选使用的非水溶剂(E)的实例为乙醇、正丙醇或异丙醇、丁醇诸如1-丁醇、2-丁醇或2-甲基-2-丙醇、

乙二醇、丙二醇、甘油、1-丁氧基乙氧基-2-丙醇或3-甲基-3-甲氧基丁醇、1-氨基丁烷、2-氨基丁烷、2-氨基-2-甲基-丙烷、1-氨基戊烷、2-氨基戊烷、1-氨基己烷、1-氨基庚烷和1-氨基辛烷；醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸异丙酯、醋酸丁酯、醋酸异丁酯、醋酸戊酯、醋酸异戊酯和醋酸己酯；丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸叔丁酯；丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯和丁酸丁酯；2-丁酮、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-己酮、3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、5-甲基-3-庚酮、2-辛酮和3-辛酮以及混合物，优选的是脂族醇。

如果使用组分(E)，则其存在量优选为0.5重量％至20重量％，更优选0.5重量％至5重量％，在每种情况下基于乳液的总量。本发明的乳液优选不包含组分(E)。

任选使用的助剂(F)的实例是可用作pH调节剂的所有已知的酸或碱，条件是其用途不被禁止用于性能相关原因或生态原因或出于消费者保护的原因。

盐(电解质)(F)的实例特别是来自无机盐的组的那些，可以使用宽的且非常多样的盐范围。这里优选的阳离子是碱金属和碱土金属，优选的阴离子是卤素和硫酸根。从生产的角度看，优选的是在本发明的水性乳液中使用醋酸钠或氯化钠作为组分(F)。

泡沫抑制剂(F)的实例是皂、石蜡或硅油。

优选的增稠剂(F)的实例是改性多糖，诸如淀粉、纤维素、阿拉伯树胶和瓜尔胶，例如具有INCI名称纤维素胶、瓜尔胶、黄原胶或肉桂胶的聚合物。增稠剂的其它实例是疏水改性的非离子纤维素衍生物，例如具有INCI名称羟乙基纤维素的纤维素衍生物。增稠剂的其它实例是交联丙烯酸和甲基丙烯酸聚合物以及交联丙烯酸和甲基丙烯酸聚合物的衍生物，例如具有INCI名称卡波姆的聚合物。增稠剂的其它实例是与表面活性剂组合实现增稠效果的试剂。实例是脂肪酸的甘油单酯。

防腐剂(F)的实例是甲基异噻唑啉酮、氯甲基异噻唑啉酮、苄基异噻唑啉酮、苯氧乙醇、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸异丁酯、碱金属苯甲酸盐、碱金属山梨酸盐、碘丙炔基丁基氨基甲酸酯、苯甲醇和2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇。

如果使用组分(F)，则其优选选自增稠剂、pH调节剂和防腐剂。

如果使用组分(f)，则其存在量优选为0.01重量％至20重量％，更优选0.1重量％至10重量％，在每种情况下基于乳液的总量。本发明的乳液优选包含组分(F)。

本发明的乳液优选为包含以下的那些：

(A)包含式(I)的单元的硅氧烷，

(B)非离子乳化剂，

(C)水，

任选存在的(D)共乳化剂，

任选存在的(E)非水溶剂和

任选存在的(F)助剂，其选自pH调节剂、盐、泡沫抑制剂、增稠剂和/或保护性胶体、防腐剂、消毒剂、润湿剂、腐蚀抑制剂、染料、香料或其混合物。

本发明的乳液更优选包含以下的那些：

(A)包含式(I)的单元的硅氧烷，

(B)非离子乳化剂，

(C)水，

任选存在的(D)共乳化剂，

任选存在的(E)非水溶剂和

(F)助剂，其选自pH调节剂、盐、泡沫抑制剂、增稠剂和/或保护性胶体、防腐剂、消毒剂、润湿剂、腐蚀抑制剂、染料、香料或其混合物。

本发明的乳液特别是包含以下的那些：

(A)包含式(I)的单元的硅氧烷，

(B)非离子乳化剂，

(C)水，

任选存在的(D)共乳化剂，

任选存在的(E)非水溶剂和

(F)pH调节剂和防腐剂。

根据本发明使用的组分在每种情况下可以是单一类型的相关组分，或者可以是两种或多种类型的特定组分的混合物。

在本发明的乳液中，组分(A)至(C)在所用物质总量中的比例优选不小于80重量％，更优选不小于90重量％，最优选不小于95重量％。

除了组分(A)至(F)之外，本发明的乳液优选不含有其他成分。

本发明的乳液具有在25℃下优选不超过50 000mPas，更优选不超过30 000mPas，特别是不超过15 000mPas的粘度。

本发明的乳液优选具有小于或等于1000nm，优选小于或等于500nm，更优选小于或等于300nm的粒度(D50)。

本发明的乳液优选具有单模粒度分布。

本发明的乳液优选具有不小于20重量％，优选不小于30重量％，更优选不小于40重量％的固体含量。

本发明的水性乳液可通过本身已知的方法制备。通常通过以任何期望的顺序将所有成分搅拌在一起(例如在优选1至50℃的温度下)，任选随后进行均质化(例如利用在优选5至40m/s的周向速度下的射流分散器、转子-定子均化器，在优选50至2000巴的均化压力下的胶体研磨机或高压均化器)来制备它们。

本发明进一步提供了通过以任何期望的顺序将所有成分搅拌在一起来制备本发明的乳液的方法。

在本发明的方法的优选实施方案中，将草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷(A)在水(C)中与乳化剂(B)、任选存在的共乳化剂(D)、任选存在的非水溶剂(E)和任选存在的辅助物质(F)剧烈混合。

这导致形成稳定的乳液，其中所述草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷(A)优选为细分散形式。

用于制备本发明的草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷(A)的水性乳液的乳化方法优选在10-80℃，优选15-70℃的温度下进行。温度升高可以优选地通过引入机械剪切能量来实现，机械剪切能量是乳化过程所需的。然而，为了加速化学过程，不需要温度增加。

本发明的方法优选在环境压力下进行，即，在900至1100hPa下，但是也可以在更高或更低的压力下执行。

本发明的方法可以以分批或连续方法进行。

用于制备有机聚硅氧烷的乳液的技术长期以来是已知的。例如，剧烈混合和分散可在转子-定子搅拌装置、胶体研磨机、高压均化器、微通道、膜、喷嘴等中进行或通过超声波进行。均化器和方法描述在例如以标题―Emulsions”的Ullmann's Encyclopedia ofIndustrial Chemistry,CD-ROM edition 2003,Wiley-VCH Verlag中。

然而，优选的方法可根据组分(A)、(B)、任选存在的(D)、任选存在的(E)和任选存在的(F)的性质产生。

例如，最初用乳化剂(B)和任选存在的辅助共乳化剂(D)加一部分分散剂水(C)来装填乳化剂设备，然后将组分(A)和任选存在的其它组分掺入所得混合物中可能是有利的。

本发明的乳液优选自由流动并且具有相对低的粘度，并且可以容易用水稀释以形成稳定的其他乳液。

本发明的乳液以下优点，它们以浓缩形式和稀释形式均具有良好储存稳定性。

在以下描述的实施例中，除非另有说明，否则所有份数和百分比均按重量计。除非另有说明，否则以下描述的实施例是在环境压力(即在约1000hPa下)下并且在室温(即约20℃)下或在没有额外加热或冷却的情况下混合反应物时获得的温度下进行的。

使用具有2°张角的锥板系统(圆锥C950-2)，根据DIN EN ISO 3219:1994和DIN53019使用Anton Paar MCR 302流变仪来测量粘度。用德国国家计量研究所的标准油10000来校准该仪器。测量温度为25.00℃±-0.05℃，测量时间为3分钟。所报告的粘度是三个独立进行的单独测量的算术平均值。动态粘度测量的测量不确定性为1.5％。剪切速率梯度根据粘度来选择，并且针对每个所报告的粘度分别指定。

以500.13MHz的测量频率在Bruker Avance 500NMR光谱仪(5mm选择性1H-NMR探针)上用CDCl3溶液记录1H-NMR光谱。以本领域技术人员已知且如以下文献中所描述的方式评估光谱：

die 1H-,13C-und29Si-NMR chemischen Verschiebungen einigerlinearer,verzweigter und cyclischer Methyl-Siloxan-Verbindungen”[一些线性、枝化和环状甲基硅氧烷化合物的1H-,13C-and 29Si-NMR化学位移],G.Engelhardt,H.Jancke；J.Organometal.Chem.28(1971),293–300；―Chapter 8–NMR spectroscopy oforganosilicon compounds”,Elizabeth A.Williams,The Chemistry of OrganicSilicon Compounds,1989John Wiley and Sons Ltd,511–533。

粒度在来自Malvern的Zetasizer Nano-S粒度分析仪(软件版本6.01)上通过动态光散射测定(通过Mie方法进行的测量)。为此，将乳液用过滤和脱气的水稀释至0.5重量％的固体含量。所报告的值总是指D(50)值。D(50)应理解为意指所有测量颗粒的50％具有小于指定值(50)的体积平均直径时的体积平均颗粒直径。

聚二甲硅氧烷1：APHA指数为6、粘度为340mPas、平均分子量Mn为9763g/mol且残留Si-OH含量为82ppm的无色、清晰、透明的双(乙基草酸根合氨基丙基)-官能性硅油Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]_x-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et。

聚二甲硅氧烷2：APHA指数为3、粘度为11mPas、平均分子量Mn为38 672g/mol且残留Si-OH含量为62ppm的无色、清晰、透明的双(乙基草酸根合氨基丙基)-官能性硅油Et-O-CO-CO-NH-C₃H₆-SiMe₂-[OSiMe₂]_x-O-SiMe₂-C₃H₆—NH-CO-CO-O-Et。

乳化剂1：具有10个EO单元和80％固体含量的支链十三醇乙氧基化物的水溶液(可从BASF SE,D-Ludwigshafen以名称Arlypon IT 10/80商购获得)；

乳化剂2：具有5个EO单元的异十三烷基醇乙氧基化物(可从BASF SE,D-Ludwigshafen以名称Arlypon IT 5商购获得)；

乳化剂3：具有16个EO单元的异十三烷基醇聚乙二醇醚(可从BASF SE,D-Ludwigshafen以名称Arlypon IT 16商购获得)；

防腐剂1：2-苯氧乙醇。

实施例1

将7.61g的乳化剂1、6.1g的乳化剂2和9.99g的水在设定为水平2的高性能乳化设备(可从

GmbH&Co,KG,Staufen,Germany以名称Ultra-Turrax T 50商购获得)中均化1分钟。然后，以1分钟的间隔分4等份向此加入总共121.28g的聚二甲硅氧烷1，其中乳化设备被设定为水平3，以获得均匀的混合物。这种预乳液提供所谓的硬相，即高粘性混合物。然后将其在混合水平3下用以1分钟的间隔添加的12x 5mL水(总体积60mL)稀释，导致混合物变得明显更乳脂化(不太粘稠)。最后，然后将其在混合水平2下用以1分钟的间隔添加的8x 8mL水(总体积64mL)进一步稀释。最后，还加入0.65g防腐剂1。

获得具有49.6％固体含量的光滑的乳脂状白色硅油乳液。粒度分布是单模的，D50值为149nm。乳液即使在室温下储存12个月后仍保持均匀且稳定。

实施例2

将8.28g的乳化剂3和10.71g的水在设定为水平2的高性能乳化设备(可从

GmbH&Co,KG,Staufen,Germany以名称Ultra-Turrax T50商购获得)中均化1分钟。然后，以1分钟的间隔分4等份向此加入总共138.0g的聚二甲硅氧烷1，其中乳化设备被设定为水平3，以获得均匀的混合物。然后混入8.28g的乳化剂3。这种预乳液提供所谓的硬相，即高粘性混合物。

然后将其在混合水平3下用以1分钟的间隔添加的10x 5mL水(总体积50mL)稀释，导致混合物变得明显更乳脂化(不太粘稠)。最后，然后将其在混合水平2下用以1分钟的间隔添加的14x 8mL水(总体积112mL)进一步稀释。

获得具有47.2％固体含量的光滑的乳脂状白色硅油乳液。粒度分布是单模的，D50值为236nm。乳液即使在室温下储存12个月后仍保持均匀且稳定。

实施例3

GmbH&Co,KG,Staufen,Germany以名称Ultra-Turrax T 50商购获得)中均化1分钟。然后，以2分钟的间隔分4等份向此加入总共121.28g的聚二甲硅氧烷2，其中乳化设备被设定为水平3，以获得均匀的混合物。这种预乳液提供所谓的硬相，即高粘性混合物。然后将其在混合水平3下用以1分钟的间隔添加的12x 5mL水(总体积60mL)稀释，导致混合物变得明显更乳脂化(不太粘稠)。最后，然后将其在混合水平2下用以1分钟的间隔添加的8x 8mL水(总体积64mL)进一步稀释。最后，还加入0.65g防腐剂1。

获得具有49.6％固体含量的光滑的乳脂状白色硅油乳液。粒度分布是单模的，D50值为211nm。乳液即使在室温下储存12个月后仍保持均匀且稳定。

实施例4

GmbH&Co,KG,Staufen,Germany以名称Ultra-Turrax T50商购获得)中均化1分钟。然后，以2分钟的间隔分4等份向此加入总共138.0g的聚二甲硅氧烷2，其中乳化设备被设定为水平3，以获得均匀的混合物。然后混入8.28g的乳化剂3。这种预乳液提供所谓的硬相，即高粘性混合物。

获得具有47.2％固体含量的光滑的乳脂状白色硅油乳液。粒度分布是单模的，D50值为278nm。乳液即使在室温下储存12个月后仍保持均匀且稳定。

Claims

1.一种水性乳液，其包含：

(A)包含下式的单元的草酰胺基酯官能化的有机聚硅氧烷：

R¹ _a(OR²)_bZ_cSiO_(4-a-b-c)/2 (I)，

其中

R¹可以相同或不同，并且表示单价的、任选取代的、SiC键合的烃基，

a为0、1、2或3，

b为0、1、2或3，

c为0或1，且

Z是下式的基团：

-Y-NR^X-CO-CO-O-R³ (II)

其中

R^x表示氢原子或任选取代的烃基，且

Y表示可被氧原子中断的二价的、任选取代的烃基，

条件是a+b+c之和≤3且每个分子含有至少一个基团Z，

(B)乳化剂和

(C)水。

2.根据权利要求1所述的水性乳液，其特征在于，所述硅氧烷(A)是下式的草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷：

[R¹ ₂ZSiO_1/2]₂[R¹ ₂SiO_2/2]_m (III)

其中

R¹、R²和Z如上所定义，

m为整数且为至少30。

3.根据权利要求1或2所述的水性乳液，其特征在于，所述水性乳液含有5重量％至50重量％的硅氧烷(A)。

4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的水性乳液，其特征在于，所述乳化剂(B)是非离子乳化剂。

5.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的水性乳液，其特征在于，所述水性乳液含有0.5重量％至20重量％的乳化剂(B)。

6.根据权利要求1至5中的一项或多项所述的水性乳液，其特征在于，所述水性乳液含有1重量％至95重量％的水(C)。

7.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的水性乳液，其特征在于，所述水性乳液是包含以下的乳液：

(A)包含式(I)的单元的硅氧烷，

(B)非离子乳化剂，

(C)水，

任选存在的(D)共乳化剂，

任选存在的(E)非水溶剂和

任选存在的(F)助剂，其选自pH调节剂、盐、泡沫抑制剂、增稠剂和/或保护性胶体、防腐剂、消毒剂、润湿剂、腐蚀抑制剂、染料、香料或它们的混合物。

8.根据权利要求1至7中的一项或多项所述的水性乳液，其特征在于，所述水性乳液具有在25℃下不超过50 000mPas的粘度。

9.根据权利要求1至8中的一项或多项所述的水性乳液，其特征在于，所述水性乳液具有不小于20重量％的固体含量。

10.制备根据权利要求1至9中的一项或多项所述的乳液的方法，包括以任何期望的顺序将所有成分在一起搅拌。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述草酰胺基酯官能化的聚二有机硅氧烷(A)在水(C)中与所述乳化剂(B)、任选存在的所述共乳化剂(D)、任选存在的所述非水溶剂(E)和任选存在的辅助物质(F)剧烈混合。