專利名稱：含具有季銨基的彈性硅烷和硅氧烷的乳液的制備方法
專利說明含具有季銨基的彈性硅烷和硅氧烷 的乳液的制備方法 本發(fā)明涉及制備水包油型(O/W)乳液和微乳液以及油包水型(W/O)乳液和微乳液的方法，所述乳液和微乳液含有具有氮原子，優(yōu)選季銨基的彈性硅烷或硅氧烷作為油相。特別地，通過使具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物與具有氨基的硅烷或硅氧烷反應(yīng)，獲得優(yōu)選的彈性硅烷或硅氧烷；和在交聯(lián)劑與表面活性劑存在下，在含水極性相中進(jìn)行所述反應(yīng)。2002年11月27日提交的標(biāo)題為Method of MakingEmulsions Containing Quaternary Ammonium Functional Silanesand Siloxanes的懸而未決的美國(guó)申請(qǐng)序列No.10/306012；2001年10月24日提交的標(biāo)題為Silicon Based Quaternary AmmoniumFunctional Compositions and Methods for Maaking Them的懸而未決的美國(guó)申請(qǐng)序列No.10/001760，后于2002年11月19日授權(quán)的美國(guó)專利6482969；和2001年10月24日提交的標(biāo)題為Silicon BasedQuaternary Ammonium Functional Compositions and TheirApplications的美國(guó)申請(qǐng)序列No.10/001753全部受讓于與本申請(qǐng)相同的受讓人，且在此通過參考引入。如10/306012申請(qǐng)、6482969專利和10/001753申請(qǐng)中所述，季銨官能的硅烷和季銨官能的硅氧烷在紡織品工業(yè)和在個(gè)人護(hù)理領(lǐng)域中具有各種商業(yè)應(yīng)用。它們也可用作抗菌劑、用于改性填料、纖維和表面中；用作增稠劑；和用作調(diào)節(jié)劑。在許多這些應(yīng)用和用途中，常常需要提供乳液或微乳液形式的季銨官能的硅烷和季銨官能的硅氧烷。當(dāng)要求乳液時(shí)，常規(guī)的常識(shí)表明，應(yīng)當(dāng)結(jié)合季銨官能的硅烷或季銨官能的硅氧烷與表面活性劑和水，并混合直到形成乳液。對(duì)于季銨官能的硅烷和硅氧烷的最終用戶來說，常常不便的是制備乳液和微乳液，因此提供新的和較簡(jiǎn)單的制備乳液的方法是有益的。盡管10/001753申請(qǐng)公開了制備含季銨官能硅烷和季銨官能硅氧烷的乳液的方法，但該方法包括采用常規(guī)的常識(shí)，即使季銨官能的硅烷或硅氧烷結(jié)合表面活性劑和水，并混合，直到形成乳液。然而，本申請(qǐng)的方法顯著不同于在10/001753申請(qǐng)中所使用的方法在于，實(shí)際上使用一起反應(yīng)形成季銨官能的硅烷或硅氧烷的單體作為起始材料來在乳液中合成季銨官能的硅烷或硅氧烷，而不是使用季銨官能的硅烷或硅氧烷。另外，存在于本發(fā)明乳液內(nèi)的季銨官能的硅烷或硅氧烷是彈性，這與10/001753申請(qǐng)中的乳液內(nèi)形成的流體不同。本發(fā)明涉及制備一些水包油(O/W)或油包水(W/O)乳液和微乳液的方法，所述乳液和微乳液含有有機(jī)硅組分作為油相。特別地，這些乳液和微乳液含有彈性硅烷或硅氧烷，優(yōu)選在其分子內(nèi)具有季銨基團(tuán)的彈性硅烷或硅氧烷作為油相。通過在分散于(v)含水極性相內(nèi)的(iii)交聯(lián)劑、(iv)表面活性劑存在下，使(i)在其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物與(ii)在其分子內(nèi)具有氨基的硅烷或硅氧烷反應(yīng)，獲得具有季銨基的彈性硅烷或硅氧烷。具有環(huán)氧基和鹵代醇基的合適季銨化合物的代表性實(shí)例分別是縮水甘油基三甲基氯化銨和(3-氯-2-羥基丙基)三甲基氯化銨。含水極性相可以是水或水和極性有機(jī)化合物如1，2-己二醇的混合物。這些乳液和微乳液可用作人體的頭發(fā)、皮膚和腋下的處理劑。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。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，本發(fā)明涉及水包油型(O/W)和油包水(W/O)乳液和微乳液，所述乳液和微乳液含有彈性硅烷或硅氧烷，優(yōu)選在其分子內(nèi)具有季銨基的彈性硅烷或硅氧烷作為油相。通過在分散于(v)含水極性相內(nèi)的(iii)交聯(lián)劑、(iv)表面活性劑存在下，使(i)在其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物與(ii)在其分子內(nèi)具有氨基的硅烷或硅氧烷反應(yīng)，獲得具有季銨基的彈性硅烷或硅氧烷。根據(jù)另一不那么優(yōu)選的方法，如實(shí)施例2所示，可使用僅僅組分(ii)-(v)并省去組分(i)，獲得含氮的彈性。
含季銨基的硅烷和硅氧烷 這些物質(zhì)基本上是通過結(jié)合組分(i)和(ii)獲得的反應(yīng)產(chǎn)物。可在10/001753和10/001760申請(qǐng)中詳細(xì)地找到就其結(jié)構(gòu)而言的組成的詳細(xì)描述。
一般來說，為了此處的目的，這些物質(zhì)可描述為在其分子內(nèi)具有至少一個(gè)含鍵合到硅上的基團(tuán)(例如-R-Z-Q)的單元的硅烷或硅氧烷，其中R是二價(jià)烴基如亞乙基；Z是基團(tuán)例如-N(Q1)；和Q是基團(tuán)例如-CH(R)CH(OH)YN+(R1)(R2)(R3)X-；其中Q1是單價(jià)烴基如甲基；Y是二價(jià)烴基如亞乙基；X是抗衡離子如氯離子Cl-；和R1-R3是單價(jià)烴基如甲基。
至少一個(gè)特別優(yōu)選的-R-Z-Q基團(tuán)的代表性實(shí)例是CH2CH(OH)CH2N+(CH3)2(CH3)Cl-。
具有環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)季銨化合物 關(guān)于這類化合物通式的詳細(xì)描述，可參考10/001753和10/001760申請(qǐng)?？沙浞值卣f，為了此處的目的，這類有用化合物的具體實(shí)例是縮水甘油基三甲基氯化銨和縮水甘油基三甲基溴化銨。盡管也可使用非端基環(huán)氧化物，但端基環(huán)氧化物，如此處所述的化合物通常是優(yōu)選的。也可使用環(huán)氧化物的結(jié)合以及環(huán)氧化物與如下所述的鹵代醇的結(jié)合。
具有鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物 關(guān)于這類化合物通式的詳細(xì)描述，可再次參考10/001753和10/001760申請(qǐng)?？沙浞值卣f，為了此處的目的，這類有用化合物的具體實(shí)例是(3-氯-2-羥基丙基)三甲基氯化銨ClCH2CH(OH)CH2N(CH3)3Cl、(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十二烷基氯化銨、(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十八烷基氯化銨、(3-氯-2-羥基丙基)三甲基溴化銨和(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十二烷基溴化銨和(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十八烷基溴化銨。
盡管也可使用非端基的鹵代醇，但端基鹵代醇，如此處所述的化合物通常是優(yōu)選的。也可使用鹵代醇的結(jié)合以及鹵代醇與以上所述的環(huán)氧化物的結(jié)合。
具有氨基的硅烷和硅氧烷 此處使用的含氨基的硅烷通常包括R3SiR類有機(jī)硅單體，其中在分子內(nèi)的R基可由含1-6個(gè)碳原子的烷基組成，如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基和異丁基；芳基如苯基；或R基可包括氨基，如氨乙基、氨丙基、氨基異丁基、氨乙基氨丙基和氨乙基氨基異丁基；條件是在硅烷內(nèi)的至少一個(gè)R是氨基。
適于此處使用的含氨基的硅烷的一些代表性實(shí)例包括氨甲基三甲基硅烷、氨基三甲基硅烷、(芐基甲基氨基)三乙基硅烷、二乙基氨基甲基三甲基硅烷、二乙基氨基三甲基硅烷、二乙基氨基三苯基硅烷、二異丙基氨基三甲基硅烷、二甲基氨基三乙基硅烷、二甲基氨基三甲基硅烷、苯基甲基雙(二甲基氨基)硅烷、四(二甲基氨基)硅烷、三正己基甲硅烷基胺、三甲基氨基硅烷、三苯基氨基硅烷、三(二甲基氨基)乙基硅烷、三(二甲基氨基)甲基硅烷和三(二甲基氨基)苯基硅烷。
具有氨基的硅氧烷的一些實(shí)例包括數(shù)均分子量為1000-100000的那些硅氧烷聚合物和共聚物，特別是數(shù)均分子量為5000-50000的那些，如氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷和三甲基甲硅烷基封端的二甲基硅氧烷共聚物?；诖嬖谟诠柩跬閮?nèi)的伯和仲氨基的氨基氮，硅氧烷應(yīng)當(dāng)還平均含有0.1-2.0毫當(dāng)量的氨基官能度/g硅氧烷。氨基可以以氨乙基、氨丙基、氨基異丁基、氨乙基氨丙基或氨乙基氨基異丁基的形式存在于硅氧烷內(nèi)。關(guān)于此處可使用的含氨基的這些和類似硅氧烷的細(xì)節(jié)，可參考最近授權(quán)的美國(guó)專利6475974(2002年11月5日)。
交聯(lián)劑 此處使用的交聯(lián)劑是含至少兩個(gè)環(huán)氧基的有機(jī)環(huán)氧化物，即二環(huán)氧化物，其中包括例如乙二醇二縮水甘油醚、二甘醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、三縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚；1，2，3，4-二環(huán)氧基丁烷、1，2，4，5-二環(huán)氧基戊烷、1，2，5，6-二環(huán)氧基己烷、1，2，7，8-二環(huán)氧基辛烷、1，3-二乙烯基苯二環(huán)氧化物、1，4-二乙烯基苯二環(huán)氧化物、4，4′-亞異丙基二苯酚二縮水甘油醚和氫醌二縮水甘油醚之類的組分。
此處也可使用其它烷烴多元醇的聚縮水甘油醚、聚(亞烷基二醇)的聚縮水甘油醚、二環(huán)氧烷烴、二環(huán)氧芳烷烴和聚苯酚聚縮水甘油醚。
以下示出了含至少兩個(gè)環(huán)氧基的兩種特別優(yōu)選的有機(jī)環(huán)氧化物，其中n是決定環(huán)氧化物分子量的正整數(shù)。
丁二醇二縮水甘油醚 聚(丙二醇)二縮水甘油醚 當(dāng)需要使用含至少兩個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧官能的聚硅氧烷代替含至少兩個(gè)環(huán)氧基的有機(jī)環(huán)氧化物時(shí)，可使用以下所示的通式結(jié)構(gòu)的合適的環(huán)氧官能的聚硅氧烷，其中x表示1或更大的整數(shù)。視需要，可使用沿著聚硅氧烷聚合物鏈含有環(huán)氧側(cè)基的環(huán)氧官能的聚硅氧烷。
環(huán)氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷 這種環(huán)氧官能的聚硅氧烷是本領(lǐng)域公知的且可商購于例如Dow Corning Corporation，Midland，Michigan USA之類的公司。典型地，這種聚硅氧烷的粘度范圍為1至約200厘沲(mm2/s)和重均分子量為約300-6000。
可使用氯代醇來替代環(huán)氧化物或者與環(huán)氧化物結(jié)合使用。正如本領(lǐng)域所公知的，氯代醇是含有氯和羥基二者的化合物，和在一些情況下，氯代醇定義為在相鄰碳原子上具有氯和羥基的化合物，即 氯代醇可通過堿的作用轉(zhuǎn)化成環(huán)氧化物。在氫氧根離子存在下，小量比例的醇以醇鹽形式存在，所述醇鹽從相鄰碳原子上取代氯離子，產(chǎn)生環(huán)醚。
另外，有機(jī)環(huán)氧化物和含有一個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧官能的聚硅氧烷也可包括作為任選的組分，為的是控制交聯(lián)密度和彈性的總分子量。
視需要，也可使用其它類型的交聯(lián)劑，如丙烯酸羥烷酯，所述丙烯酸羥烷酯的一些實(shí)例是丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸羥乙酯，以及異氰酸酯，如己二異氰酸酯。
表面活性劑 表面活性劑可包括非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑或這些表面活性劑的混合物。然而，最優(yōu)選非離子表面活性劑。
一般來說，非離子表面活性劑應(yīng)當(dāng)是含有非硅原子的非離子乳化劑。最優(yōu)選的是乙氧化醇R4-(OCH2CH2)aOH，特別是乙氧化脂肪醇。乙氧化脂肪醇典型地含有連接到脂肪烴殘基R4(其含有約8至約20個(gè)碳原子)，如月桂基(C12)、鯨蠟基(C16)和硬脂基(C18)上的特征基團(tuán)-(OCH2CH2)aOH。盡管“a”值范圍可以是1至約100，但其數(shù)值典型地在約12至約40范圍內(nèi)。
合適的非離子表面活性劑的一些實(shí)例是聚氧乙烯(4)月桂醚、聚氧乙烯(5)月桂醚、聚氧乙烯(23)月桂醚、聚氧乙烯(2)鯨蠟醚、聚氧乙烯(10)鯨蠟醚、聚氧乙烯(20)鯨蠟醚、聚氧乙烯(2)硬脂醚、聚氧乙烯(10)硬脂醚、聚氧乙烯(20)硬脂醚、聚氧乙烯(21)硬脂醚、聚氧乙烯(100)硬脂醚、聚氧乙烯(2)油醚和聚氧乙烯(10)油醚。這些和其它的乙氧化脂肪醇可以商標(biāo)和商品名如ALFONIC、BRIJ、GENAPOL、NEODOL、SURFONIC、TERGITOL和TRYCOL商購得到。也可使用乙氧化烷基苯酚，如以商標(biāo)TRITON銷售的乙氧化辛基苯酚。
可用于本發(fā)明的陽離子表面活性劑包括在分子內(nèi)含荷正電的季銨親水部分的化合物，如用R′R″RR′N+X-表示的季銨鹽，其中R′、R″、R和R′是含1-30個(gè)碳原子的烷基，或者衍生于牛油、椰子油或大豆的烷基；和X是鹵素，即氯或溴。最優(yōu)選用R′R″N+(CH3)2X-表示的二烷基二甲基銨鹽，其中R′和R″是含12-30個(gè)碳原子的烷基，或衍生于牛油、椰子油或大豆的烷基；和X是鹵素。也可使用單烷基三甲基銨鹽，且用R′N+(CH3)3X-表示，其中R′是含12-30個(gè)碳原子的烷基，或衍生于牛油、椰子油或大豆的烷基；和X是鹵素。
一些代表性的季銨鹽是十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、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、雙椰子油二甲基氯化銨、雙牛油二甲基氯化銨和雙牛油二甲基溴化銨。這些和其它季銨鹽以商品名如ADOGEN、ARQUAD、TOMAH和VARIQUAT商購得到。
在可使用的各類陰離子表面活性劑當(dāng)中，可提及磺酸及其鹽衍生物；堿金屬磺基琥珀酸鹽；磺化的脂肪酸縮水甘油酯如磺化的椰子油酸單縮水甘油酯；磺化單價(jià)醇酯的鹽如油基異硫羰酸酯鈉；氨基磺酸的酰胺如油基甲基氨基乙磺酸的鈉鹽；脂肪酸腈的磺化產(chǎn)物如棕櫚腈磺酸鹽；磺化芳烴如α-萘單磺酸鈉；萘磺酸與甲醛的縮合產(chǎn)物；八氫蒽磺酸鈉；堿金屬烷基硫酸鹽如月桂(十二烷基)硫酸鈉(SDS)；具有8或更多個(gè)碳原子的烷基的醚硫酸鹽；和具有8或更多個(gè)碳原子的一個(gè)或多個(gè)烷基的烷基芳基磺酸鹽。
可用于本發(fā)明的商業(yè)陰離子表面活性劑的一些實(shí)例包括由Stepan公司，Northfield，Illinois以商標(biāo)BIO-SOFT N-300銷售的三乙醇胺直鏈烷基磺酸鹽；由Stepan公司以商標(biāo)POLYSTEP銷售的硫酸鹽；和由Dow Chemical Company，Midland，Michigan以商標(biāo)DOWFAX8390銷售的正十六烷基二苯基氧化物二磺酸鈉。
還可使用的兩性表面活性劑通常包括例如烷基甜菜堿、烷基酰氨基甜菜堿和胺氧化物之類的表面活性劑組分，其具體實(shí)例是本領(lǐng)域已知的。
含水極性相 在該方法中使用的含水極性相最優(yōu)選是由僅僅水組成的水相，或者含水和極性溶劑的水相。
此處特別優(yōu)選的極性溶劑是測(cè)定為化妝品可接受的非水極性溶劑的那些化合物，尤其是單羥基醇如乙醇和異丙醇；二元醇和三元醇如丙二醇、1，2-己二醇CH3(CH2)3CH(OH)CH2OH、2-甲基-1，3-丙二醇HOCH2CH(CH3)CH2OH和甘油；甘油酯如甘油三乙酸酯(三醋精)、甘油三丙酸酯(三丙精)和甘油三丁酸酯(三丁精)；和聚二元醇如聚乙二醇和聚丙二醇，尤其是PPG-14丁基醚C4H9[OCH(CH3)CH2]14OH。在除了個(gè)人護(hù)理以外的應(yīng)用中，可使用這些和其它非水極性溶劑。
因此乳液或微乳液的含水極性相可由水，或水與極性溶劑的混合物組成，所述極性溶劑優(yōu)選是極性有機(jī)化合物。一般來說，在考慮到配制合適組合物所使用的其它組分的用量之后，這一組分以提供組合物平衡到100％的用量存在于組合物內(nèi)。然而，典型地，基于O/W或W/O乳液或微乳液組合物的總重量，這一組分占0.1-99.8wt％，優(yōu)選10-95wt％。盡管可使用液體的混合物形成這一組合物的單相組分，但液體應(yīng)當(dāng)混溶且能形成基本上均勻的混合物。
任選的組分 由于乳液和微乳液容易受微生物污染，因此可要求防腐劑作為組合物的任選的組分，和可使用的一些代表性化合物包括甲醛、水楊酸、苯氧基乙醇、DMDM乙內(nèi)酰脲(1，3-二羥甲基-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲)、5-溴-5-硝基-1，3-二噁烷、對(duì)羥基苯甲酸甲酯、對(duì)羥基苯甲酸丙酯、山梨酸、由Sutton Laboratories，Chatham，New Jersey以名稱GERMALLII銷售的咪唑烷基脲、苯甲酸鈉、由Rohm & HaasCompany，Philadelphia，Pennsylvania以名稱KATHON CG銷售的5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，和由Lonza Incorporated，F(xiàn)air Lawn，NewJersey以名稱GLYCACILL銷售的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯。
冷凍/解凍穩(wěn)定劑可作為組合物的另一任選的組分包括在內(nèi)，其中包括例如乙二醇、丙二醇、甘油、三亞甲基二醇和聚氧乙烯醚醇，如由ICI Surfactants，Wilmington，Delaware銷售的RENEX 30之類的化合物。
可包括在組合物內(nèi)的另一任選組分是腐蝕抑制劑，如烷醇胺、無機(jī)磷酸鹽如二硫代磷酸鋅、無機(jī)膦酸鹽、無機(jī)亞硝酸鹽如亞硝酸鈉、硅酸鹽、siliconate、烷基磷酸胺、琥珀酸酐如十二碳烯基琥珀酸酐、胺琥珀酸鹽或堿土金屬磺酸鹽如磺酸鈉或磺酸鈣。
可使用的額外的任選組分是低分子量的聚硅氧烷，如低分子量的直鏈或環(huán)狀揮發(fā)性甲基硅氧烷，或低分子量的直鏈和環(huán)狀揮發(fā)性和非揮發(fā)性烷基和芳基硅氧烷。最優(yōu)選的是低分子量直鏈和環(huán)狀揮發(fā)性甲基硅氧烷。這些組分是本領(lǐng)域公知的，和關(guān)于合適組分的具體實(shí)例，可參考美國(guó)專利6238657(2001年5月29日)。
可供替代的組分 當(dāng)本發(fā)明的O/W或W/O乳液或微乳液組合物尤其在擬用于個(gè)人護(hù)理市場(chǎng)的產(chǎn)品上時(shí)，可配制該組合物包括一種或多種可供替代的組分，例如(A)調(diào)理劑，如陽離子聚合物、蛋白質(zhì)、天然油、含氮原子的彈性硅烷和硅氧烷，除了蠟以外的烴，及其混合物；(B)輔助表面活性劑，如甜菜堿、單烷基烷醇酰胺、二烷基烷醇酰胺、胺氧化物、胺氨基乙酸鹽、胺丙酸鹽、胺磺基甜菜堿，及其混合物；(C)多元醇，如甘油和山梨醇。
含可供替代組分(A)的產(chǎn)物特別用作調(diào)理劑，含(A)和(B)的產(chǎn)物特別用作香波，和含(C)的產(chǎn)物特別用作保濕劑。
制劑 基于組合物的總重量，制備本發(fā)明的乳液和微乳液所使用的各種組分的用量為(i)0.01-90wt％的在其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物；(ii)0.01-90wt％的在其分子內(nèi)具有氨基的硅烷或硅氧烷；(iii)0.01-90wt％的交聯(lián)劑；(iv)0.01-90wt％的表面活性劑，優(yōu)選2-40wt％，更優(yōu)選5-20wt％；和(v)平衡到100wt％的含水極性相。通過省去組分(i)，即在其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)機(jī)銨化合物，也可制備乳液和微乳液。
若包括任選的組分，則通常以0.01-0.1wt％的用量存在各種任選組分，即防腐劑、冷凍/解凍穩(wěn)定劑或腐蝕抑制劑。
可通過一起簡(jiǎn)單混合所有組分，使反應(yīng)發(fā)生，和這是在這一情況下獲得反應(yīng)，即進(jìn)行“反應(yīng)”步驟的最小要求。然而，通常優(yōu)選一起混合所有反應(yīng)物并加熱它們。一般來說，不需要催化劑，但在一些情況下，可使用合適的催化劑。關(guān)于這一點(diǎn)，已發(fā)現(xiàn)，一般來說，叔胺不容易加成到環(huán)氧化物上。若酸化反應(yīng)混合物，特別地以化學(xué)計(jì)量的比例酸化，則可得到改進(jìn)，或者用酸預(yù)處理叔胺，以便將它轉(zhuǎn)化成其酸式鹽。
可使用簡(jiǎn)單的推進(jìn)式混合器、渦流型混合器、布魯克菲爾德逆向旋轉(zhuǎn)混合器或均化混合器，來制備乳液和微乳液。通常不要求特殊的設(shè)備或處理?xiàng)l件。
列出下述實(shí)施例，為的是更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。
實(shí)施例1 在反應(yīng)容器內(nèi)放置200g三甲基甲硅烷氧基封端的氨基官能的硅氧烷，其聚合度(DP)為約300且含有約2mol％的氨乙基氨基異丁基甲基硅氧烷基。添加30g Tergitol TMN-6和30g Tergitol TMN-10非離子表面活性劑，并采用機(jī)械攪拌器混合10-15分鐘的時(shí)間段。然后將40g水和0.95g冰醋酸加入到溶液中，并允許混合30分鐘。在混合之后，加熱溶液到75±5℃，和添加13.6g縮水甘油基三甲基氯化銨。然后，在75±5℃下，攪拌該混合物2小時(shí)。然后，將320g水快速加入到溶液中，并快速混合1小時(shí)。添加額外114g水，并混合30分鐘。此刻，添加15.8g DP為約5且含有三個(gè)甲基(丙基-3-環(huán)氧丙氧基)硅氧烷基的三甲基甲硅烷氧基封端的硅氧烷，以使氨基官能的硅氧烷交聯(lián)。在攪拌下，在75±5℃下保持該溶液2小時(shí)。然后使乳液冷卻到室溫。最終產(chǎn)物為具有可見的藍(lán)色色調(diào)的清澈乳液，其含有彈性季銨官能的硅氧烷。
實(shí)施例2 在反應(yīng)容器內(nèi)放置200g三甲基甲硅烷氧基封端的氨基官能的硅氧烷，其聚合度(DP)為約300且含有約2mol％的氨乙基氨基異丁基甲基硅氧烷基。添加30g Tergitol TMN-6和30g Tergitol TMN-10非離子表面活性劑，并采用機(jī)械攪拌器混合10-15分鐘的時(shí)間段。然后將40g水和0.37g冰醋酸加入到溶液中，然后混合30分鐘。之后，將320g水快速添加到溶液中，并快速混合1小時(shí)。添加額外的114g水，并混合30分鐘。此刻，添加14.6gDP為約5且含有三個(gè)甲基(丙基-3-環(huán)氧丙氧基)硅氧烷基的三甲基甲硅烷氧基封端的硅氧烷，以使氨基官能的硅氧烷交聯(lián)。在攪拌下，在75±5℃下保持該溶液2小時(shí)。然后使乳液冷卻到室溫。最終產(chǎn)物為具有可見的藍(lán)色色調(diào)的清澈乳液，其含有彈性胺官能的硅氧烷。
實(shí)施例2闡述了視需要可使用的制備水包油(O/W)和油包水(W/O)乳液與微乳液的另一方法，所述乳液或微乳液含有具有氮原子的彈性硅烷或硅氧烷作為乳液或微乳液的油相。它基本上包括下述步驟(i)制備僅僅含有在其分子內(nèi)具有氨基的硅烷或硅氧烷和表面活性劑的第一混合物；(ii)通過添加第一部分的含水極性相到第一混合物中，制備第二混合物；(iii)通過添加剩余量的含水極性相到第二混合物中，制備第三混合物；(iv)通過添加交聯(lián)劑到第三混合物中，制備第四混合物；和(v)加熱第四混合物。
實(shí)施例3 稱取80g實(shí)施例1的乳液(即與縮水甘油基三甲基氯化銨部分反應(yīng)的氨基官能的硅氧烷的含水乳液)放入塑料杯內(nèi)。向該乳液中逐滴添加0.26g丙烯酸2-羥乙酯，密封該杯子，并放入HaushildSpeedmixer Model TM DAC-150實(shí)驗(yàn)室混合裝置內(nèi)?；旌媳拥膬?nèi)容物2個(gè)循環(huán)，其中每一個(gè)循環(huán)20秒。從混合器中取下杯子，并使之未受干擾地靜置4小時(shí)，之后將3g該乳液傾倒入50mm塑料培養(yǎng)皿中，使在該培養(yǎng)皿內(nèi)的乳液在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下蒸發(fā)16小時(shí)。得到在甲苯內(nèi)不溶的彈性膜。
實(shí)施例4 稱取80g實(shí)施例1的乳液(即與縮水甘油基三甲基氯化銨部分反應(yīng)的氨基官能的硅氧烷的含水乳液)放入塑料杯內(nèi)。向該乳液中逐滴添加0.18g己二異氰酸酯，密封該杯子，并放入HaushildSpeedmixer Model TM DAC-150實(shí)驗(yàn)室混合裝置內(nèi)。混合杯子的內(nèi)容物2個(gè)循環(huán)，其中每一個(gè)循環(huán)20秒。從混合器中取下杯子，并使之未受干擾地靜置1小時(shí)，之后將3g該乳液傾倒入50mm塑料培養(yǎng)皿中，使在該培養(yǎng)皿內(nèi)的乳液在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下蒸發(fā)16小時(shí)。得到在甲苯內(nèi)不溶的彈性膜。
實(shí)施例5 在反應(yīng)容器內(nèi)放置200g三甲基甲硅烷氧基封端的氨基硅氧烷，其聚合度(DP)為約300且含有約2mol％的氨乙基氨基異丁基甲基硅氧烷基。添加30g Tergitol TMN-6和30g Tergitol TMN-10非離子表面活性劑，并采用機(jī)械攪拌器混合10-15分鐘的時(shí)間段。然后將40g水和0.37g冰醋酸加入到溶液中，混合該溶液30分鐘。然后，將320g水快速加入到溶液中，并快速混合該溶液1小時(shí)。添加額外的114g水，混合該溶液30分鐘。稱取30g該乳液放入塑料杯內(nèi)，接著添加0.20g丙烯酸2-羥乙酯。密封該杯子，并放入HaushildSpeedmixer Model TM DAC-150實(shí)驗(yàn)室混合裝置內(nèi)?；旌媳拥膬?nèi)容物2個(gè)循環(huán)，其中每一個(gè)循環(huán)20秒。從混合器中取下杯子，并使之未受干擾地靜置1小時(shí)，之后將3g該乳液傾倒入50mm塑料培養(yǎng)皿中，使在該培養(yǎng)皿內(nèi)的乳液在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下蒸發(fā)16小時(shí)。得到在甲苯內(nèi)不溶的彈性膜。
實(shí)施例6 稱取30g實(shí)施例5中制備的氨基官能的乳液放入塑料杯內(nèi)，接著添加0.34g己二異氰酸酯。密封該杯子，并放入HaushildSpeedmixer Model TM DAC-150實(shí)驗(yàn)室混合裝置內(nèi)?；旌媳拥膬?nèi)容物2個(gè)循環(huán)，其中每一個(gè)循環(huán)20秒。從混合器中取下杯子，并使之未受干擾地靜置1小時(shí)，之后將3g該乳液傾倒入50mm塑料培養(yǎng)皿中，使在該培養(yǎng)皿內(nèi)的乳液在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下蒸發(fā)16小時(shí)。得到在甲苯內(nèi)不溶的彈性膜。
此處制備的乳液和微乳液可用于個(gè)人護(hù)理，例如制備例如止汗劑和除味劑之類的組合物。它們可用于皮膚脂膏、皮膚護(hù)理洗劑、保濕劑、面部處理劑如粉刺或皺紋除去劑、個(gè)人和面部清潔劑、沐浴油、香水、古龍香水、香囊、防曬劑、剃須前洗劑和剃須后洗劑、剃須皂和剃須泡沫。它們可用于頭發(fā)香波、頭發(fā)調(diào)理劑、頭發(fā)著色劑、頭發(fā)松弛劑、噴發(fā)劑、摩絲、長(zhǎng)效劑(permanent)、脫毛劑和指甲油。在化妝品中，該組合物可加入到美容用品、彩妝、粉底、胭脂、唇膏、眼線、睫毛膏、除油劑、卸彩妝劑和粉末中。在這種應(yīng)用中，組合物可包括油溶性、極性溶劑可溶的和水溶性成分如維生素。
該乳液和微乳液還能功能化作為藥物載體、殺蟲劑和其它生物活性物質(zhì)；和這種組合物用作在濕類清潔擦巾如濕紙巾、衛(wèi)生紙和毛巾(其通常作為個(gè)人衛(wèi)生和家庭清潔任務(wù)而銷售)中使用的纖維素或合成非織造載體基質(zhì)的添加劑。
可對(duì)此處所述的化合物、組合物和方法作出其它各種變化，且沒有脫離本發(fā)明的基本特征。此處具體地描述的本發(fā)明的實(shí)施方案僅僅是例舉和除了所附權(quán)利要求限制本發(fā)明范圍以外，這些實(shí)施方案不打算限制本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種制備水包油(O/W)和油包水(W/O)乳液和微乳液的方法，所述乳液和微乳液含有在其分子內(nèi)具有季銨基的彈性硅烷或硅氧烷作為該乳液或微乳液的油相，該方法包括在分散于(v)含水極性相內(nèi)的(iii)交聯(lián)劑和(iv)表面活性劑存在下，使(i)在其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物與(ii)在其分子內(nèi)具有氨基的硅烷或硅氧烷反應(yīng)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中具有環(huán)氧基的有機(jī)季銨化合物是縮水甘油基三甲基氯化銨或縮水甘油基三甲基溴化銨。
3.權(quán)利要求1的方法，其中具有鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物選自(3-氯-2-羥基丙基)三甲基氯化銨、(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十二烷基氯化銨、(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十八烷基氯化銨、(3-氯-2-羥基丙基)三甲基溴化銨、(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十二烷基溴化銨和(3-氯-2-羥基丙基)二甲基十八烷基溴化銨。
4.權(quán)利要求1的方法，其中含水極性相由水組成。
5.權(quán)利要求1的方法，其中含水極性相包括水和極性有機(jī)化合物。
6.權(quán)利要求5的方法，其中極性有機(jī)化合物選自單羥基醇、二元醇、三元醇、甘油酯和多元醇。
7.權(quán)利要求1的方法，其中交聯(lián)劑選自含至少兩個(gè)環(huán)氧基的有機(jī)環(huán)氧化物、含至少兩個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧官能的硅氧烷、氯代醇、丙烯酸羥烷酯和異氰酸酯。
8.通過權(quán)利要求1的方法制備的乳液或微乳液。
9.通過權(quán)利要求1的方法制備的在其分子內(nèi)具有季銨基的彈性硅烷或硅氧烷。
10.一種制備水包油(O/W)和油包水(W/O)乳液和微乳液的方法，所述乳液和微乳液含有具有氮原子的彈性硅烷或硅氧烷作為該乳液或微乳液的油相，該方法按序包括下述步驟(i)制備僅僅含有在其分子內(nèi)具有氨基的硅烷或硅氧烷和表面活性劑的第一混合物；(ii)通過添加第一部分的含水極性相到第一混合物中，制備第二混合物；(iii)通過添加剩余量的含水極性相到第二混合物中，制備第三混合物；(iv)通過添加交聯(lián)劑到第三混合物中，制備第四混合物；和(v)加熱第四混合物。
11.權(quán)利要求10的方法，其中含水極性相由水組成。
12.權(quán)利要求10的方法，其中含水極性相包括水和極性有機(jī)化合物。
13.權(quán)利要求12的方法，其中極性有機(jī)化合物選自單羥基醇、二元醇、三元醇、甘油酯和多元醇。
14.權(quán)利要求10的方法，其中交聯(lián)劑選自含至少兩個(gè)環(huán)氧基的有機(jī)環(huán)氧化物、含至少兩個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧官能的硅氧烷、氯代醇、丙烯酸羥烷酯和異氰酸酯。
15.通過權(quán)利要求10的方法制備的乳液或微乳液。
16.通過權(quán)利要求10的方法制備的彈性硅烷或硅氧烷。
全文摘要
通常通過使具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物與具有氨基的硅烷或硅氧烷反應(yīng)制備水包油(O/W)和油包水(W/O)的乳液與微乳液，所述乳液和微乳液含有優(yōu)選具有季銨基的彈性硅烷或硅氧烷。該反應(yīng)在含有交聯(lián)劑和表面活性劑的含水極性相中進(jìn)行。該乳液和微乳液特別用于處理頭發(fā)、皮膚或腋下。
文檔編號(hào)C08G77/388GK1791605SQ200480013390
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者B·約翰遜, M·R·拉福爾, D·萊爾斯, Z·林 申請(qǐng)人:陶氏康寧公司