專利名稱：含有水包有機(jī)油乳液、鹽、醇和溶劑的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水包有機(jī)油(O/W)乳液以及含有與鹽、醇、溶劑或鹽、醇與溶劑的結(jié)合物相結(jié)合的這種水包有機(jī)油型乳液的組合物。
用傳統(tǒng)的有機(jī)表面活性劑制備的乳液，在醇或溶劑的存在下通常不穩(wěn)定。當(dāng)使用離子型表面活性劑時(shí)，該乳液則在鹽的存在下不穩(wěn)定。實(shí)際上，鹽、低級(jí)烷基醇和一些有機(jī)溶劑通常被用于破乳以使其相分離，以分析其中的組成。
但也曾發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用硅氧烷聚醚制備水包有機(jī)油乳液或?qū)⒐柩跬榫勖鸭尤朐瓉?lái)已制備的水包油乳液中時(shí)，則在鹽、醇、和有機(jī)溶劑，或其結(jié)合的條件下，水包有機(jī)油乳液穩(wěn)定。這種穩(wěn)定性在個(gè)人護(hù)理、家庭護(hù)理、汽車(chē)護(hù)理以及工業(yè)涂層應(yīng)用方面具有優(yōu)點(diǎn)和益處。
美國(guó)專利5,216,070(1993年6月1日)涉及利用硅氧烷聚醚制備水包有機(jī)油乳液，但它是通過(guò)復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中水溶性的有機(jī)單體分散在水相中。相反，按照本發(fā)明的方法，可直接達(dá)到類(lèi)似的結(jié)果而不需轉(zhuǎn)化，并且可以用于取代油相中水不溶或只部分水溶的有機(jī)單體。
美國(guó)專利5,443,760(1995年8月2日)涉及含有硅氧烷聚醚的水包油乳液，但水包油乳液的油相包括硅油而不含有機(jī)油類(lèi)。
美國(guó)專利5,891,954(1999年4月6日)涉及用硅氧烷聚醚制備的硅氧烷水包油乳液，這種乳液在醇的存在下穩(wěn)定，但硅氧烷聚醚只是后加入到已制備好的硅氧烷水包油乳液中的，它未教導(dǎo)僅利用水包油乳液的油相中的有機(jī)油或在鹽及溶劑的存在下的穩(wěn)定性。
美國(guó)專利5,969,038(1999年10月19日)涉及硅氧烷水包油乳液，這種乳液在鹽的存在下穩(wěn)定，但它沒(méi)有利用硅氧烷聚醚，且未教導(dǎo)僅利用水包油乳液的油相中的有機(jī)油和在醇和溶劑存在下乳液的穩(wěn)定性。
因此，本發(fā)明涉及新組合物，特別地說(shuō)，涉及有四種組合物。在第一實(shí)施方案中，一種組合物是由將鹽組分與水包有機(jī)油乳液結(jié)合來(lái)制備的，其中該水包油乳液含有有機(jī)油、表面活性劑和水。在第二實(shí)施方案中，一種組合物是由將醇組分與含有有機(jī)油、表面活性劑以及水的水包有機(jī)油乳液結(jié)合來(lái)制備的。在第三實(shí)施方案中，一種組合物是由將溶劑組分與含有有機(jī)油、表面活性劑和水的水包油乳液結(jié)合來(lái)制備的。在第四實(shí)施方案中，一種組合物是將鹽、醇、溶劑或其組合與含有有機(jī)油、表面活性劑和水的水包油乳液結(jié)合來(lái)制備的。
特別地，本發(fā)明以意外發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，該發(fā)現(xiàn)為當(dāng)利用硅氧烷聚醚制備水包有機(jī)油乳液時(shí)，在鹽如氯化鈣和硫酸鋁，醇如甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇，以及有機(jī)溶劑如戊烷的存在下，得到的配方穩(wěn)定。
所述硅氧烷聚醚是制備這些乳液的唯一乳化劑，它也可與其它有機(jī)表面活性劑結(jié)合使用，或可后加入到已制備好的乳液中。該硅氧烷聚醚可用于制備水包有機(jī)油微乳液，這種乳液在所述鹽、醇和溶劑的存在下也穩(wěn)定。
所述硅氧烷聚醚通常是水溶性或水分散性的。它具有傾斜型(rake structure)結(jié)構(gòu)，其中聚氧化乙烯或聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚單元接枝于硅氧烷主鏈上或這種SPE具有ABA型嵌段共聚結(jié)構(gòu)，其中A代表聚醚部分，B代表ABA結(jié)構(gòu)的硅氧烷部分。
這里適用的硅氧烷聚醚具有的分子式MD0-1000D′1-100M，最優(yōu)選的分子式為MD0-500D′1-50M，其中M代表單官能單元R3SiO1/2，D代表雙官能單元R2SiO2/2，D′代表雙官能單元RR′SiO2/2。在這些分子式中，R是含有1～6個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)或芳基基團(tuán)，R′是含有氧化烯的結(jié)構(gòu)部分。該R′基團(tuán)可以僅含有氧化乙烯(EO)單元，氧化乙烯(EO)和氧化丙烯(PO)單元的組合，或氧化乙烯(EO)單元、氧化丙烯(PO)單元和氧化丁烯(BO)單元的組合。優(yōu)選該R′基團(tuán)包括大約比例為EO3-100PO0-100的氧化烯單元，最優(yōu)選的比例是EO3-30PO1-30。
R′部分通常包括二價(jià)基團(tuán)如-CmH2m-，其中m為2-8，該二價(jià)基團(tuán)用于將R′的氧化烯部分連結(jié)于硅氧烷主鏈上。這種部分還含有用于R′的氧化乙烯部份的封端基如氫、羥基、或烷基、芳基、烷氧基、或乙酸基團(tuán)。
這里有用的硅氧烷聚醚可具有分子式M′D10-1000D′0-100M′，更優(yōu)選的分子式為M′D10-500D′0-50M′，其中M′代表單官能單元R2R′SiO1/2，D代表雙官能單元R2SiO2/2，D′代表雙官能單元RR′SiO2/2。在這些分子式中，R是含有1-6個(gè)碳原子的烷基或芳基，且R′代表含有氧化烯的結(jié)構(gòu)部分。正如前面所提到的，R′基團(tuán)通常僅含有氧化乙烯(EO)單元或氧化乙烯(EO)和氧化丙烯(PO)的組合。這種R′基團(tuán)包括比例為EO3-100PO0-100的氧化烯單元，最優(yōu)選的比例是EO3-30PO1-30。
正如前面所提到的，R′部份通常包括二價(jià)基團(tuán)-CmH2m-，其中m是2-8，該二價(jià)基團(tuán)用于將R′的氧化烯部份連結(jié)到硅氧烷主鏈上。另外，該R′部份含有R′的氧化烯部份的封端基，如氫、羥基、烷基、芳基、烷氧基或乙酸基。
另外，在此有用的硅氧烷聚醚可具有分子式MD0-1000D′0-100D″0-100M，其中D″代表雙官能單元RR″SiO2/2，R″是含有1-40個(gè)碳原子的烷基。M、D、D′和R與以上定義相同。
表I是按照這個(gè)分子式的一些有代表性的硅氧烷聚醚，且這些組合物可參照相關(guān)的實(shí)施例。
表I
就本發(fā)明而言，術(shù)語(yǔ)“有機(jī)油”是指不含硅原子的有機(jī)油，該有機(jī)油包括合成油和源于動(dòng)物、植物、礦物的天然油。一些適用的不含硅原子的有機(jī)油有杏仁油(almond oil)、杏核油(apricot kerneloil)、鱷梨油、可可油、胡蘿卜籽油、蓖麻油、柑桔核油、椰子油、玉米油、棉籽油、黃瓜籽油、蛋黃油、西蒙得木油、羊毛脂油、亞麻籽油、礦物油、貂油、橄欖油、棕櫚油、核油、桃核油、花生油、菜籽油、紅花油、芝麻油、魚(yú)肝油、大豆油、葵花子油、甜杏仁油、牛油、羊油、龜油、植物油、鯨油、和麥胚芽油；通常含有16個(gè)或更多的碳原子如十六烷的烷烴；芳香烴，如苯和甲苯；氟化烴，如全氟化環(huán)己烷、全氟化己烷、全氟化十二烷和全氟化聚環(huán)氧乙烷；酯，如月桂酸異丙基酯、十六酸異丙基酯、月桂酸己基酯、肉豆蔻酸異丙基酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、肉豆蔻酸十六烷基酯、肉豆蔻酸2-辛基癸酯、棕櫚酸異丙基酯、棕櫚酸2-乙基己基酯、硬脂酸丁酯、油酸癸酯、油酸2-辛基十二烷酯；二醇酯油，如聚丙二醇單油酸酯和新戊二醇2-乙基己酸酯；多元醇酯油，如異硬脂酸甘油三酯、椰油脂肪酸甘油三酯。
在此可使用的也屬于不含硅原子的有機(jī)油的種類(lèi)中的物質(zhì)有不飽和單體有機(jī)化合物，如苯乙烯、丙烯酸丁酯、丁二烯、1，1-二氯乙烯、氯乙烯、乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯和丙烯腈；以及它們的低分子量聚合產(chǎn)物，如聚苯乙烯和聚丙烯酸乙酯。最優(yōu)選的是水不溶性的單體，如苯乙烯、以及那些被認(rèn)為是部分水溶性的單體。
本發(fā)明乳液中用的有機(jī)油可以是含有線型或支型鏈的組合物，其可以是飽和的或不飽和的，或其可以是有機(jī)油的烴型或氟碳型。也可使用不同有機(jī)油的混合物。
雖然硅氧烷聚醚能作為單一乳化劑起作用，如果需要，其它非必須和附加的有機(jī)表面活性劑可與硅氧烷聚醚聯(lián)合使用。
這些其他表面活性劑可以是非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性(兩性離子)表面活性劑，或這些表面活性劑的混合物。該非離子表面活性劑是不含硅原子的非離子乳化劑。最優(yōu)選的有乙氧基醇R2(OCH2CH2)cOH，特別是乙氧基脂肪醇。乙氧基脂肪醇通常含有連結(jié)在脂肪烴殘基R2上的特征基團(tuán)-(OCH2CH2)cOH，R2含有8～20個(gè)碳原子，如月桂基(C12)、十六基(C16)和硬脂基(C18)?！癱”的數(shù)值可以是1～100，典型值是2-40。
合適的非離子表面活性劑有聚氧化乙烯(4)月桂醚、聚氧化乙烯(5)月桂醚、聚氧化乙烯(23)月桂醚、聚氧化乙烯(2)十六烷基醚、聚氧化乙烯(10)十六烷基醚、聚氧化乙烯(20)十六烷基醚、聚氧化乙烯(2)硬脂基醚、聚氧化乙烯(10)硬脂基醚、聚氧化乙烯(20)硬脂基醚、聚氧化乙烯(21)硬脂基醚、聚氧化乙烯(100)硬脂基醚、聚氧化乙烯(2)油基醚和聚氧化乙烯(10)油基醚。這些和其它的乙氧基脂肪醇的商品名稱如下ALFONIC、ARLACEL、BRU、GENAPOL、LUTENSOL、NEODOL、RENEX、SOFTANOL、SURFONIC、TERGITOL、TRYCOL和VOLPO。
本發(fā)明使用的陽(yáng)離子表面活性劑包括在分子中具有季銨親水部分的不含硅原子的化合物，它們帶正電荷，如分子式為R3R4R5R6N+X-的季銨鹽，其中R3～R6是含1～30個(gè)碳原子的烷基、或衍生于牛油、椰子油、或豆油的烷基；X為鹵素如氯或溴，或X可為甲基硫酸酯基團(tuán)。最優(yōu)選的是(i)分子式為R7R8N+(CH3)2X-的二烷基二甲基銨鹽，其中R7和R8是含有12-30個(gè)碳原子的烷基、或衍生于牛油、椰子油或豆油的烷基，X是鹵素或甲基硫酸酯基團(tuán)；或(ii)分子式為R9N+(CH3)3X-的單烷基三甲基銨基，其中R9是含有12-30個(gè)碳原子的烷基、或衍生于牛油、椰子油、或豆油的烷基，X是鹵素或甲基硫酸酯基團(tuán)。
代表性的季銨鹽有十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨；十六烷基三甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基溴化銨、雙十六烷基二甲基氯化銨、雙十六烷基二甲基溴化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、雙二十烷基二甲基氯化銨、雙二十二烷基二甲基氯化銨、雙椰油烷基二甲基氯化銨、雙牛油烷基二甲基氯化銨和雙牛油烷基二甲基溴化銨。這些和其它的季銨鹽的商品名稱為ADOGEN、ARQUAD、SERVAMINE、TOMAH和VARIQUAT。
不含硅原子的陰離子表面活性劑的例子包括磺酸及其鹽的衍生物，如十二烷基苯磺酸(DBSA)；堿金屬的磺基琥珀酸鹽；脂肪酸的磺化甘油酯，如椰油酸的磺化單甘油酯；磺化單價(jià)醇酯鹽，如羥乙磺酸油基酯鈉；氨基磺酸的酰胺，如油基甲基?；撬岬拟c鹽；脂肪酸腈的磺化產(chǎn)物，如棕櫚腈磺酸酯；磺化芳烴，如α-萘單磺酸鈉；帶有甲醛的萘磺酸的縮合產(chǎn)物；八氫蒽磺酸鈉；堿金屬烷基硫酸鹽，如十二烷基硫酸鈉(SDS)；帶有含8個(gè)或更多碳原子的烷基的醚硫酸鹽；和帶有含8個(gè)或更多碳原子的一個(gè)或更多烷基的烷芳基磺酸鹽。
本發(fā)明中使用的商業(yè)化陰離子表面活性劑包括三乙醇胺線型烷基磺酸鹽，以商品名稱BIO-SOFT N-300由Stepan公司(Northfield，Illinois)出售；硫酸鹽，以商品名為POLYSTEP由Stepan公司出售；正-十六烷基二苯基氧二磺酸鈉，以商品名DOWFAX 8390由Dow化學(xué)公司(Midland，Michigan)出售。
兩性或兩性離子表面活性劑包括椰油兩性羧基甘氨酸鹽、椰油兩性羧基丙酸鹽、椰油甜菜堿、N-椰油酰氨基丙基二甲基甘氨酸、和N-月桂基-N-羧甲基-N-(2-羥乙基)乙二胺。其它合適的兩性表面活性劑包括季環(huán)酰亞胺(cycloimidate)、甜菜堿和磺基甜菜堿。
所述甜菜堿的結(jié)構(gòu)式為R11R12R13N+(CH2)nCOO-，其中R11是含有12～18個(gè)碳原子的烷基或它們的混合物，R12和R13分別為含有1～3個(gè)碳原子的低級(jí)烷基，n為1～4的整數(shù)。特殊的甜菜堿是α-(十四烷基二甲基銨)醋酸鹽、β-(十六烷基二乙基銨)丙酸鹽、γ-(十二烷基二甲基銨)丁酸鹽。
磺基甜菜堿的結(jié)構(gòu)式為R11R12R13N+(CH2)nSO3-，其中R11、R12、R13和n如上定義。特殊的磺基甜菜堿是3-(十二烷基二甲基銨)-丙烷-1-磺酸鹽、3-(十四烷基二甲基銨)-乙烷-1-磺酸鹽。
具有代表性的兩性表面活性劑有由Rhone-Poulenc公司(Cranberry，New Jersey)出售的商品名為MIRATAINE的產(chǎn)品；Goldschmidt化學(xué)公司(Hopewell，Virginia)出售的TEGO BETAINE。Rhone-Poulenc公司(Cranberry，New Jersey)出售的商品名為MIRANOL的咪唑啉或咪唑啉的衍生物也常被使用。
在此使用的術(shù)語(yǔ)“鹽”是指無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽，包括通常所說(shuō)的電解質(zhì)。
一些合適的無(wú)機(jī)鹽的例子包括氯化鈣、硫酸鎂、氯化鎂、硫酸鈉、硫代硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉、氯化銨、碳酸銨、硫酸鐵、硫酸鋁、氯化鋁、氯化鋁水合物(aluminum chlorohydrate)、倍半氯化鋁的水合物、二氯化鋁的水合物、四氯化鋁鋯(aluminum zirconiumtetrachorohydrex)甘氨酸、三氯化鋁鋯水合物、四氯化鋁鋯水合物、五氯化鋁鋯水合物、和八氯化鋁鋯水合物。
一些合適的有機(jī)鹽包括乳酸鈉鋁、醋酸鈉、去氫醋酸鈉、丁氧基乙氧基醋酸鈉、辛酸鈉、檸檬酸鈉、乳酸鈉、二羥基甘氨酸鈉、葡糖酸鈉、谷氨酸鈉、羥甲基磺酸鈉、草酸鈉、石炭酸鈉、丙酸鈉、糖精鈉、水楊酸鈉、肌氨酸鈉、甲苯磺酸鈉、天冬氨酸鎂、丙酸鈣、糖精鈣、d-糖二酸鈣、巰基乙酸鈣、辛酸鋁、檸檬酸鋁、二醋酸鋁、甘氨酸鋁、乳酸鋁、甲二磺酸鋁、酚基磺酸(phenosulfonate)鋁、天冬氨酸鉀、苯二甲酸氫鉀、酒石酸氫鉀、乙二醇硫酸(glycosulfate)鉀、山梨酸鉀、巰基乙酸鉀、甲苯磺酸鈉和乳酸鎂。
在此使用術(shù)語(yǔ)“醇”是指低級(jí)烷基醇，如乙醇。其它可利用的低級(jí)烷基醇的例子有甲醇、丙醇、異丙醇、丁醇和異丁醇。通常，這些低級(jí)醇含有1～4個(gè)碳原子。
在此所用的溶劑包括通常少于16個(gè)碳原子的烷烴，如戊烷和己烷；酮，如丙酮、甲乙酮、甲基正丁酮和甲戊酮；芳香族化合物，如苯、甲苯和乙苯；酯，如醋酸乙酯、醋酸異丙酯、乙酰乙酸甲酯、和異丁酸異丁酯；醚，如乙醚、丁基乙醚、異戊醚、氧化丙烯和四氫呋喃；二元醇，如乙二醇、丙二醇和二乙二醇；和氯化烴，如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯乙烷和氯苯。
乳液的制造包括將水、一種或多種表面活性劑和油混合，使用實(shí)驗(yàn)室用均質(zhì)機(jī)或其它可激烈攪拌的設(shè)備將混合物均勻攪拌。所述硅氧烷聚醚用做唯一的乳化劑被引入到該機(jī)械過(guò)程中，或硅氧烷聚醚與如其它有機(jī)表面活性劑的共表面活性劑一起使用。另外，可將硅氧烷聚醚后加入到已制備好的乳液中。
用乳液聚合的方法制備乳液的工藝涉及包括將水、表面活性劑和油單體以及聚合催化劑混合。將該混合物攪拌直至基本上所有油單體反應(yīng)消耗，形成穩(wěn)定的乳液或微乳液，優(yōu)選在聚合反應(yīng)前將該硅氧烷聚醚引入，即在催化劑加入前。向乳液聚合方法制備的乳液中后加入硅氧烷聚醚對(duì)于提供鹽、醇和溶劑的穩(wěn)定性的效果較差。
特別地，制備這種水包有機(jī)油乳液的方法包括(i)制備含有水、硅氧烷聚醚表面活性劑和非必須的一種或更多種有機(jī)表面活性劑的水相；(ii)制備包括不含硅原子的不飽和有機(jī)單機(jī)的油相；(iii)將油相和水相結(jié)合，并實(shí)施剪切；(iv)向結(jié)合相中加入聚合催化劑；(v)攪拌結(jié)合相足夠的時(shí)間以使不含硅原子的不飽和有機(jī)單體聚合成所需分子量的有機(jī)聚合物；以及(vi)回收含有在水包有機(jī)油乳液油相中的有機(jī)聚合物的水包有機(jī)油乳液。
這些乳液，無(wú)論機(jī)械制備還是乳液聚合，通常將PH調(diào)節(jié)至6～7.5，且通常含有5-80wt％的油，優(yōu)選20-60wt％；0.1-20wt％的表面活性劑，優(yōu)選0.1～10wt％；以及20～90wt％的水，以上均以乳液重量為基礎(chǔ)計(jì)。
由于乳液易受微生物污染，可將防腐劑做為乳液中的一種非必須組分，可用的一些代表性的化合物包括甲醛、水楊酸、苯氧基乙醇、DMDM乙內(nèi)酰脲(1，3-二羥甲基-5，5-二甲乙內(nèi)酰脲)、5-溴-5-硝基-1，3-二噁烷、對(duì)羥基苯甲酸甲基酯、對(duì)羥基苯甲酸丙基酯、山梨酸、Sutton實(shí)驗(yàn)室(Chatham，New Jersey)出售的商品名為GERMALLII的咪唑烷基脲、苯甲酸鈉、由Rohm & Haas(Philadelphia，Pennsylvania)公司出售的商品名為KATHON CG的5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、由Lonza公司(Fair Lawn，NewJersey)出售的商品名為GLYCACILL的碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯。
一種凍/融穩(wěn)定劑可作為乳液的一種非必須組分，其包括化合物如乙二醇、丙二醇、甘油、1，3-丙二醇、聚氧化乙烯醚醇如ICI表面活性劑公司(Wilmington，Delaware)出售的商品名為RENEX 30的產(chǎn)品。
乳液中另一個(gè)非必須組分是緩蝕劑，如鏈烷醇胺、無(wú)機(jī)磷酸鹽如二硫代磷酸鋅、無(wú)機(jī)磷酸鹽、無(wú)機(jī)亞硝酸鹽如亞硝酸鈉、硅酸鹽、烴基硅羧酸鹽、烷基磷酸胺、琥珀酸酐類(lèi)如十二烷基琥珀酸酐、胺琥珀酸鹽、或堿土磺酸鹽如磺酸鈉或磺酸鈣。
根據(jù)本發(fā)明可制備的第一種組合物，其包括(i)1-30wt％的鹽組分，以及(ii)70～99wt％的水包有機(jī)油乳液，如上面所述，該乳液包含5～80wt％的有機(jī)油、0.1～20wt％的表面活性劑、和20～90wt％的水。該第一種組合物是水包油乳液形式。
按照本發(fā)明可制備第二種組合物，其包括(i)1～80wt％的醇組分，以及(ii)20～99wt％的水包有機(jī)油乳液，如上所述，該乳液包含5～80wt％的有機(jī)油、0.1～20wt％的表面活性劑、20～90wt％的水。該第二種組合物是水包油乳液形式。
根據(jù)本發(fā)明可制備第三種組合物，其包括(i)1～99wt％的溶劑組分，以及(ii)1～99wt％的水包有機(jī)油乳液，如上所述，該乳液包含5～80wt％的有機(jī)油、0.1～20wt％的表面活性劑，以及20～90wt％的水。該第三種組合物是兩相體系形式，其中一相含溶劑，另一相含穩(wěn)定的水包油乳液；或該第三種組合物可為含溶劑和穩(wěn)定水包油乳液的均勻單一相的形式。
根據(jù)本發(fā)明可制備第四種組合物，其包括(i)1-30wt％的鹽組分，(ii)10～80wt％的醇組分，
(iii)1～80wt％的溶劑組分，以及(iv)10～90wt％的水包有機(jī)油乳液，如上所述，該乳液中含有5～80wt％的有機(jī)油、0.1～20wt％的表面活性劑、和20～90wt％的水，該第四種組合物是乳液形式。
如需要，在這些組合物中可包括非必須組分，可在組合物中加入0.01～0.1wt％的下列各非必須組分，如防腐劑、凍融穩(wěn)定劑或緩蝕劑。
這些組合物通?？衫煤?jiǎn)單的推進(jìn)混合器、渦輪型混合器、布魯克菲爾德反轉(zhuǎn)混合器或均質(zhì)混合器于室溫下來(lái)制備。通常并不需要特殊設(shè)備或工藝條件。
用目測(cè)評(píng)估乳液的穩(wěn)定性。用乳液分離進(jìn)入富油和富水層或沉淀來(lái)判斷乳液的不穩(wěn)定性。在實(shí)施例中只是測(cè)定了最初的穩(wěn)定性。然而，許多配方顯示出長(zhǎng)達(dá)數(shù)周和數(shù)月的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
實(shí)施例I在乳油罐(cream jar)中加入45.95g的水、作為陰離子表面活性劑的1g十二烷基硫酸鈉、30g十六烷。用聲波儀使混合物混合直至均勻。形成的乳液此后被稱為乳液I。加入等量水將該乳液I進(jìn)一步稀釋，并混合5小時(shí)，得到此后被稱為乳液Ia的最終乳液。在鹽、醇、溶劑的存在下測(cè)定乳液Ia的穩(wěn)定性，結(jié)果如下所示。
向15g乳液I中加入10g水和4g SPE D(結(jié)構(gòu)如表I)，混合24小時(shí)。最終的乳液此后被稱為乳液Ib。測(cè)定乳液Ib的穩(wěn)定性，結(jié)果如下
實(shí)施例II向乳油罐中加入15g水、10g的SPE D(結(jié)構(gòu)如表I)和25g十六烷。用聲波儀將其混合至均勻，再用磁力攪拌攪動(dòng)15小時(shí)。所形成的乳液此后被稱為乳液II。測(cè)定乳液II的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。
實(shí)施例III將25g礦物油、4g Arlacel 165非離子表面活性劑、2g十八醇(作為非離子表面活性劑)混合形成油相A。混合油相A并于80℃加熱。將5g甘油(凍融添加劑)和64g水混合形成相B、混合相B并于80℃加熱。將相A加入相B中。將相A和相B混合物冷卻至室溫。形成的乳液此后被稱為乳液IIIa。測(cè)定乳液IIIa的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。Arlacel165是ICI表面活性劑公司(Wilmington Delaware)的商品名，Arlacel165非離子表面活性劑由單硬脂酸甘油酯和聚氧化乙烯硬脂酸酯的混合物組成。
在乳油罐中加入28.5g乳液IIIa和SPE E 1.5g(結(jié)構(gòu)如表I)。用聲波儀處理和攪動(dòng)混合物5分鐘。所形成的乳液此后被稱為乳液IIIb。測(cè)定乳液IIIb的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。
向40g的乳液IIIa中加入4g SPE B(結(jié)構(gòu)如表I)。用實(shí)驗(yàn)室混合器將混合物攪拌15小時(shí)。所形成的乳液此后被稱為乳液IIIc。測(cè)定該乳液IIIc的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。
實(shí)施例IV
在該實(shí)施例中，用乳液聚合方法制備水包聚丙烯酸乙酯的乳液。在圓底燒瓶中加入131.88g水和7g的SDS。以250轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杌旌衔镏敝练稚?。向混合物中加?0g的丙烯酸乙酯單體并至少混合5分鐘。制備3份催化劑，其組成為5％過(guò)硫酸鉀水溶液、5％偏硫酸氫鈉水溶液和1％七水合硫酸鐵(II)水溶液。向混合物中加入6.94g過(guò)硫酸鹽溶液。30秒后，加入3.48g偏硫酸氫鹽(metabisulfate)溶液。再過(guò)30秒后，加入0.7g硫酸鐵溶液。立刻將瓶?jī)?nèi)溫度提高。待溫度平穩(wěn)后，反應(yīng)完成。對(duì)于丙烯酸乙酯單體的聚合發(fā)生在30分鐘內(nèi)。在該實(shí)施例中的各組份為65.94wt％水、3.5wt％SDS、25wt％丙烯酸乙酯、3.47wt％過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑、1.74wt％偏硫酸氫鈉氧化還原偶聯(lián)劑、0.35wt％硫酸亞鐵氧化還原偶聯(lián)劑。
形成的乳液此后被稱為乳液IV，測(cè)定該乳液IV的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。
實(shí)施例V用結(jié)構(gòu)如表I的SPE A 3.0％代替實(shí)施例IV的3.5％的SDS，制備水包聚丙烯酸乙酯的乳液，為平衡調(diào)節(jié)水量。所形成乳液以后被稱為乳液V。測(cè)定該乳液V的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。
實(shí)施例VI用苯乙烯單體取代實(shí)施例V中的丙烯酸乙酯單體，制備水包聚苯乙烯的乳液。所形成的乳液此后被稱為乳液VI。測(cè)定該乳液VI的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。
實(shí)施例VII除了用結(jié)構(gòu)如表I中的SPE C 15.0％取代結(jié)構(gòu)如表I中的SPE A3.0％外，重復(fù)實(shí)施例V的制備過(guò)程。為平衡調(diào)節(jié)水量。所形成的乳液以后被稱為乳液VII。測(cè)定該乳液VII的穩(wěn)定性，結(jié)果如下。
根據(jù)本發(fā)明制備的乳液可用于紙張涂層、紡織物涂層、個(gè)人護(hù)理用品、家用護(hù)理品、汽車(chē)護(hù)理品和石油工業(yè)，以及需要將硅氧烷聚合物提供至不同表面和基體的應(yīng)用中。例如，個(gè)人護(hù)理品中，可用于腋下產(chǎn)品如防汗劑和防臭劑、護(hù)發(fā)品如定型助劑、以及其它護(hù)膚品。
權(quán)利要求
1.一種組合物，其包括(i)1～30wt％的鹽組分，以及(ii)70-99wt％的水包有機(jī)油乳液，該水包有機(jī)油乳液包括5～80wt％的不含硅原子的有機(jī)油、0.1～20wt％硅氧烷聚醚表面活性劑、和20-90wt％的水。
2.一種組合物，其包括(i)1～80wt％的醇組分，以及(ii)20-99wt％的水包有機(jī)油乳液，該水包有機(jī)油乳液包括5-80wt％的不含硅原子的有機(jī)油、0.1-20wt％的硅氧烷聚醚表面活性劑、和20-90wt％的水。
3.一種組合物，其包括(i)1-99wt％的溶劑組分，以及(ii)1-99wt％的水包有機(jī)油乳液，該水包有機(jī)油乳液包括5-80wt％的不含硅原子的有機(jī)油、0.1-20wt％的硅氧烷聚醚表面活性劑、和20-90wt％的水。
4.一種組合物，其包括(i)1-30wt％的鹽組分，(ii)10-80wt％的醇組分，(iii)1-80wt％的溶劑組分，以及(iv)10-90wt％的水包有機(jī)油乳液，該水包有機(jī)油乳液包括5-80wt％的不含硅原子的有機(jī)油、0.1-20wt％的硅氧烷聚醚表面活性劑、20-90wt％的水。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用硅氧烷聚醚作為表面活性劑制備的乳液,其在水性介質(zhì)中,于鹽如電解質(zhì)、醇、溶劑及其組合的條件下是穩(wěn)定的。該乳液可通過(guò)如下方法制備:(i)在含有單體、硅氧烷聚醚、催化劑和非必須的表面活性劑的水中,將不飽和單體有機(jī)化合物聚合,直至形成所需分子量的聚合物;(ii)加或不加其它有機(jī)表面活性劑,利用硅氧烷聚醚,通過(guò)機(jī)械乳化水中的不含硅原子的有機(jī)油;(iii)向已制備好的乳液中混合、加入硅氧烷聚醚。
文檔編號(hào)C08L91/00GK1346849SQ0114086
公開(kāi)日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月25日
發(fā)明者J·M·文森特, Y·劉, D·T·利萊斯 申請(qǐng)人:陶氏康寧公司