制备糖硅氧烷共聚物的方法转让专利

申请号 : CN201380005764.3

文献号 : CN104053702B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : E·J·乔夫里阿尼尔·K·托马尔

申请人 : 道康宁公司

摘要 :

本发明提供了一种制备糖硅氧烷共聚物的方法,所述方法包括使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应。使该产物与低聚物反应以形成所述糖硅氧烷共聚物。

权利要求 :

1.一种制备糖硅氧烷共聚物的方法,所述方法包括:(a)使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应,其中包含至少一个可缩合或可水解基团的所述环氧官能化硅烷为环氧官能化单烷氧基或二烷氧基硅烷;

(b)使步骤(a)的产物与低聚物反应以形成所述糖硅氧烷共聚物;并且(c)任选地,还包括封端剂以形成所述糖硅氧烷共聚物。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述胺官能化糖选自由N-甲基葡糖胺、N-乙基葡糖胺以及它们的混合物组成的组。

3.根据权利要求1所述的方法,其中所述胺官能化糖选自由葡糖胺、半乳糖胺、胞壁酸、甘露糖胺、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖单体、脱乙酰壳多糖低聚物、葡甲胺或它们的混合物组成的组。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中包含至少一个可缩合或可水解基团的所述环氧官能化硅烷为缩水甘油氧基丙基官能化硅烷。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中包含至少一个可缩合或可水解基团的所述环氧官能化硅烷为环氧环己基乙基官能化硅烷、环氧链烷或柠檬烯环氧化物官能化硅烷。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述封端剂为三甲基烷氧基硅烷。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述低聚物为部分封端的硅氧烷。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述低聚物为环状硅氧烷或二硅烷醇硅氧烷。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(b)包括使步骤(a)的产物与封端和未封端低聚物反应。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(b)包括使步骤(a)的产物与硅烷封端剂和未封端低聚物反应。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述糖硅氧烷共聚物为乳液。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(b)还包括使用酸或碱催化剂。

13.一种制备糖硅氧烷共聚物的方法,所述方法包括:(a)使N-甲基葡糖胺、N-乙基葡糖胺或它们的混合物与环氧官能化单烷氧基或二烷氧基硅烷反应;并且(b)使步骤(a)的产物与二硅烷醇低聚物反应以形成所述糖硅氧烷共聚物。

说明书 :

制备糖硅氧烷共聚物的方法

技术领域

[0001] 本发明整体涉及制备糖硅氧烷共聚物的方法。更具体地讲,本发明整体涉及制备包含胺官能化糖的糖硅氧烷共聚物的方法。

背景技术

[0002] 糖硅氧烷(Saccharide siloxane)是本领域已知的。据发现,包含羟基官能化糖组分和有机硅氧烷组分的糖硅氧烷在施用到毛发、皮肤、织物、纸材、木材和其他基底时是有用的。糖官能化硅氧烷的许多合成基于氨基硅氧烷与葡糖酸内酯或乳糖酸内酯在极性溶剂中的氨基烷基醛糖酰胺(aldonamide)反应。这些聚合物由于氨基烷基醛糖酰胺键在老化时的水解断裂而显示出不稳定性。糖官能化硅氧烷的其他合成往往是不利的,因为反应时间非常缓慢。期望具有一种制备糖硅氧烷共聚物的方法,可显著减少总体反应时间和制造成本,同时具有所需稳定性。

发明内容

[0003] 根据一种方法,通过使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应来制备糖硅氧烷共聚物。使该反应的产物与低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。
[0004] 根据另一种方法,通过使N-甲基葡糖胺或N-乙基葡糖胺与环氧官能化单烷氧基硅烷或二烷氧基硅烷反应来制备糖硅氧烷共聚物。使该反应的产物与二硅烷醇低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。

具体实施方式

[0005] 一种制备糖硅氧烷共聚物的方法包括(a)使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应;和(b)使步骤(a)的产物与低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。制备糖硅氧烷共聚物的方法显著减少了反应时间,这是出乎意料的。所得糖硅氧烷共聚物在施用到毛发、皮肤、织物、纸材、木材和其他基底时是可用的。
[0006] 术语的定义和用法
[0007] “个人护理”的技术领域旨在包括对身体任何部分的任何局部处理,该处理旨在为该身体部分提供有益效果。该有益效果可以是直接的或间接的,并且可以是感官的、机械的、美容的、保护性的、预防性的或治疗性的。虽然考虑人体是由本发明方法形成的本发明所公开个人护理组合物和产品特别理想的目标基底,但对本领域技术人员显而易见的是,具有类似组织、尤其是角蛋白性组织(例如皮肤和毛发)的其他哺乳动物可以是合适的目标基底并且因而兽医应用在本发明的范围内。
[0008] 由本发明方法形成的个人护理组合物适于向身体一部分提供有益效果。如本文所用,“适于”意指以允许安全和有效地向身体所述部分施加有益效果的方式配制。如本文所用,“安全和有效的”意指提供由消费者可感知的有益效果水平的量,所述消费者正在寻求这种有益效果,而不损害寻求这种有益效果的消费者或引起消费者明显不适。明显不适是超过所提供的有益效果的不适,从而普通消费者将不能忍受这种不适。
[0009] 个人护理配制领域的普通技术人员将理解用于选择根据特定个人护理组合物的预期应用而合适的基本成分、任选添加剂和赋形剂的众知标准。除了所述共聚物外还可以配制到个人护理组合物中的添加剂的非限制性例子包括:额外的有机硅、气溶胶、抗氧化剂、清洁剂、着色剂、额外的调理剂、沉积剂、电解质、润肤剂和油、去角质剂、泡沫促进剂、香料、湿润剂、吸留剂、灭虱药、pH控制剂、颜料、防腐剂、杀生物剂、其他溶剂、稳定剂、防晒剂、助悬剂、鞣剂、其他表面活性剂、增稠剂、维生素、植物药物、蜡、流变学改性剂、去头屑剂、抗痤疮剂、抗龋剂和创伤愈合促进剂。
[0010] 在被配制以用于在单种产品中提供多种有益效果的个人护理产品中,牺牲某些有益效果并不罕见。例如,就毛发而言,调理有益效果的增加通常伴有毛发“本体”或体积的降低。添加该共聚物可以允许配制组合这些有益效果而不牺牲某些有益效果的功效的产品,并且的确,在一些制剂中就有益效果的组合而言其提供了协同效应。由个人护理组合物(包含本发明方法所形成的共聚物)配制的个人护理产品可提供通常源自彼此拮抗的效应的有益效果的增强,例如,同时增强调理和卷曲保持有益效果。它们还在毛发、皮肤和有色化妆品中提供增稠有益效果。
[0011] 此外,向个人护理组合物中添加由本发明方法形成的共聚物可消除或减少对某些其他添加剂的需要。例如,由于所述共聚物的增加的成氢键特性,它是环状有机硅的有效增稠剂,并因而可减少对其他增稠添加剂的需要,这些其他增稠添加剂可能附带地赋予不期望的产品特性,例如紧缩性、残留物形成/或调理缺陷。
[0012] 由本发明方法形成的共聚物在环境条件下可为胶、蜡质固体或固体。然而应该指出,存在以液体形式存在的共聚物的子部分,液体可分散形式也可通过操纵诸如温度之类的条件来产生。然而,对于某些共聚物要实现允许轻易形成分散体(例如溶液或乳液)的粘度范围,共聚物必须首先通过溶解于合适的溶剂或溶剂共混物中来增溶。
[0013] 增溶的共聚物随后用来形成准备递送进个人护理组合物的溶液或乳液。具体的溶剂共混物基于共聚物的离子性质以及这种溶剂对预期应用的适用性来选择。在一个具体的实施例中,溶剂共混物包含石蜡和醇的混合物。在一个十分具体的实施例中,醇包含异丙醇、2-丁基-辛醇或它们的组合。作为另外一种选择,醇可以包含2-丁基-辛醇。
[0014] 如本文所用的术语“分散体”意指双相体系,其中第一相包含分布遍及第二本体相的最终细分粒子,并且第一相构成“内”相或分散相,而第二项构成“外”相或连续相。
[0015] 如本文所用术语“溶液”在广义上旨在包括机械分散体、胶态分散体和真溶液,并且不应理解为局限于后者。溶液为包含均匀分散的混合物的分散体,其中第一相构成溶质并且第二相构成溶剂。
[0016] 如本文所用术语“乳液”意指包含两种不混溶液体的混合物的分散体,其中在乳化剂的帮助下构成第一分散内相的液体悬浮于第二连续相中。
[0017] 除非另外指明,否则所有数量、比率和百分比均按重量计。如本文所用,冠词“一个”、“一种”和“所述”各自指一个(种)或多个(种),除非由本申请的上下文另外指明。
[0018] 本发明的方法
[0019] 一种制备糖硅氧烷共聚物的方法包括(a)使胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷反应;和(b)使步骤(a)的产物与低聚物反应以形成糖硅氧烷共聚物。
[0020] 可用于本发明方法的胺官能化糖在本文定义为包括其糖衍生物。在一个实施例中,胺官能化糖包含至少两个羟基基团。胺官能化糖通常包含至少两个或三个羟基基团和至少一个伯胺或仲胺。
[0021] 要在本发明方法中使用的胺官能化糖的非限制性例子包括但不限于N-甲基葡糖胺、N-乙基葡糖胺、葡糖胺、半乳糖胺、胞壁酸、甘露糖胺、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖单体、脱乙酰壳多糖低聚物、葡甲胺以及它们的混合物。这些糖可包含可与可水解硅烷单体或聚合物的环氧基团反应的伯胺或仲胺官能团。可以预期的是,可在本发明的方法中使用其他胺官能化糖。
[0022] 要在本发明中使用的环氧官能化硅烷包含至少一个可缩合或可水解基团。术语“可水解”基团意指附接到硅原子的这些基团将在存在水分的情况下与羟基基团(如,硅烷醇)反应或将与其他可水解基团反应以形成Si-O-Si键。
[0023] 环氧官能化硅烷的一个例子为环氧官能化单烷氧基硅烷或二烷氧基硅烷。更优选的烷氧基基团包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基以及它们的混合物。可以预期的是,可使用其他烷氧基基团作为可缩合或可水解基团,例如异丙基、十八烷基、烯丙基、己烯基、环己基、苯基、苄基、β-苯乙基,和任何烃醚基,例如2-甲氧基乙基、2-乙氧基异丙基、2-丁氧基异丁基、p-甲氧基苯基、--(CH2CH2O)2CH3以及它们的混合物。
[0024] 可用于环氧官能化硅烷中的可缩合或可水解基团的其他非限制性例子包括但不限于氨基、酮肟、脲基、乙酰氧基基团、羧基基团、羧基酰胺基、氰基、异氰酸酯基团、硫酸根(sulfate)基团、硫酸酯基团、磷酸根(phosphate)基团或磷酸酯基团。这些可缩合或可水解基团的例子可见于美国专利No.5,895,794。
[0025] 环氧官能团硅烷的非限制性例子包括环氧环己基乙基官能化硅烷、缩水甘油氧基丙基官能化硅烷、环氧链烷(如,1,2环氧己烷)、柠檬烯环氧化物官能化硅烷以及它们的混合物。
[0026] 缩水甘油氧基丙基官能化硅烷的一些非限制性例子包括3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二丙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲基丙氧基硅烷以及它们的混合物。可以预期的是,可使用其他缩水甘油氧基丙基官能化硅烷。
[0027] 胺官能化糖与环氧官能化硅烷的摩尔比通常为1.2:1.0至0.5:1.0,作为另外一种选择为1.1:1.0至0.8:1.0,以及作为另外一种选择为1.05:1.0至0.95:1.0。
[0028] 胺官能化糖与包含至少一个可缩合或可水解基团的环氧官能化硅烷的反应可在无溶剂情况下或在存在溶剂的情况下进行。胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应可在极性溶剂中进行。可用极性溶剂的一些非限制性例子包括甲醇、乙醇、异丙醇或它们的组合。可以预期的是,可在胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应中使用其他溶剂。在完成该反应后,可以通过例如汽提或蒸馏去除全部或一部分的溶剂。这种溶剂的去除可使用真空进行。
[0029] 胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应可通过加热进行。确切温度取决于多种因素,包括所选的具体成分和所用的溶剂类型。然而,温度通常在60至80℃的范围内,并且反应时间可为几个小时,作为另外一种选择多达5小时,作为另外一种选择为0.5至2小时。
[0030] 胺官能化糖与环氧官能化硅烷的反应的产物取决于起始材料。一些非限制性产物包括但不限于NMG甲基二甲氧基硅烷、NMG甲基二乙氧基硅烷、NMG二甲基甲氧基硅烷、NMG二甲基乙氧基硅烷和NMG三乙氧基硅烷。预期产物主要为单体,但也可以是二聚体、三聚体和低聚物。胺官能化糖与环氧官能化硅烷之间反应的一个非限制性例子为(3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(式I)与N-甲基葡糖胺(NMG)(式II)以形成NMG甲基二甲氧基硅烷(式III),其使用甲醇作为溶剂。
[0031]
[0032] 随后使用缩合工艺使胺官能化糖与环氧官能化硅烷之间反应的产物与硅氧烷低聚物或聚合物反应以形成糖硅氧烷共聚物。
[0033] 可用于本发明方法中的低聚物包括二硅烷醇官能化低聚物。二硅烷醇官能化低聚物的一个非限制性例子包括以下:
[0034]
[0035] 其中m通常为3至1000,作为另外一种选择为20至500,以及作为另外一种选择为30至200。可以预期的是,可在本发明方法中使用其他二硅烷醇官能化低聚物。用于缩合化学作用的可用低聚物包括二硅烷醇硅氧烷。对于平衡化学作用而言,可使用环状硅氧烷和二硅烷醇硅氧烷。
[0036] 为了有助于控制最终糖硅氧烷共聚物中的分子量或聚合度(DP),可使封端剂与低聚物反应。封端剂通常包含不可缩合端部基团和可缩合端部基团。
[0037] 封端剂的一个例子为三甲基烷氧基硅烷。要用于封端剂中的更优选烷氧基基团包括甲氧基、乙氧基、丙氧基以及它们的混合物。因此,封端剂的例子包括三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷和三甲基丙氧基硅烷。可以预期的是,其他烷氧基基团可用于封端剂中。
[0038] 在另一个例子中,封端剂为六甲基二硅氮烷(HMDZ)。可以预期的是,可使用其他封端剂与本发明方法中所用的低聚物反应。封端剂可包括但不限于三烷基硅烷醇、三烷基氯化物、三甲基甲硅烷基封端的硅氧烷和六甲基二硅氧烷。
[0039] 低聚物上的封端量取决于封端剂与低聚物的摩尔比。封端剂的量取决于最终产物的DP与最初所用低聚物的DP的比率。摩尔比还取决于硅氧烷DP和硅烷醇的摩尔数。低聚物硅烷醇与封端剂的摩尔比通常为1:0.001至1:0.2以及作为另外一种选择为1:0.01至1:0.1。
[0040] 例如,为了制备以50DP二硅烷醇低聚物开始的300DP聚合物,低聚物与双官能化封端剂的摩尔比将为6:1。为了制备以10DP二硅烷醇低聚物开始的300DP聚合物,低聚物与双官能化封端剂的摩尔比将为30:1。对于单官能化封端剂,摩尔比将分别为3:1和15:1。二硅烷醇低聚物与双官能化封端剂的摩尔比通常为1:1至500:1,作为另外一种选择为2:1至250:1,作为另外一种选择为3:1至150:1,以及作为另外一种选择为4:1至30:1。二硅烷醇低聚物与单官能化封端剂的摩尔比通常为0.5:1至250:1,作为另外一种选择为1:1至125:1,作为另外一种选择为1.5:1至75:1,以及作为另外一种选择为2:1至15:1。
[0041] 如果基于摩尔计低聚物的比率大于封端剂,则将形成封端低聚物和未封端低聚物(如,二硅烷醇低聚物)的混合物。因此,低聚物可为部分封端的硅氧烷。封端剂相对于低聚物的用量越大,低聚物上发生的封端量就越大。
[0042] 例如,使用式IV与HDMZ的6:1的摩尔比,将形成式IV和封端低聚物(下式V)的混合物。
[0043]
[0044] 其中m通常为3至1,000,作为另外一种选择为20至500,以及作为另外一种选择为50至300。
[0045] 可以预期的是,除了硅烷醇封端的二甲基硅氧烷外,可形成其他封端的低聚物。
[0046] 随后使低聚物(不管是封端、未封端还是其混合物)与胺官能化糖和环氧官能化硅烷之间的反应产物反应,以形成糖硅氧烷共聚物。为了有助于与低聚物反应,酸或碱催化剂可有助于反应。可用于帮助与低聚物反应的酸的非限制性例子包括但不限于辛酸催化剂、三氟乙酸(TFAA)、辛酸(OA)、三氟甲磺酸、硫酸、盐酸和乙酸。
[0047] 可用于帮助与低聚物反应的碱催化剂的非限制性例子包括但不限于氢氧化钾(KOH)和氢氧化钠(NaOH)、硅醇钾(potassium silonates)、氨和氢氧化铵。当使用碱催化剂时,所得产物可被中和。
[0048] 反应可为缩合或平衡反应。在一种工艺中,缩合工艺为硅烷醇缩合工艺。
[0049] 在一个例子中,可通过含硅烷醇的聚硅氧烷与酰胺官能化单或双可缩合或可水解基团的酸或碱催化的缩合来合成糖硅氧烷共聚物。单或双可缩合或可水解基团的非限制性例子为烷氧基。用于制备糖硅氧烷共聚物的方法显著减少了总体反应时间和制造成本。
[0050] 例如,可使用酸基催化剂使NMG甲基二甲氧基硅烷与封端和未封端低聚物反应。下面示出了一个非限制性例子:
[0051]
[0052] 用催化剂使式III(其为NMG硅烷)与未封端低聚物和封端低聚物(分别为式IV和V)反应以形成式VI。式VI为N-甲基葡糖胺官能化聚硅氧烷,其中x通常为1至30,作为另外一种选择为1至20,以及作为另外一种选择为1至10;并且y通常为0至1,000,作为另外一种选择为5至500,以及作为另外一种选择为20至300。应注意的是,水和甲醇是由上述反应形成的副产物。
[0053] 在另一个例子中,可使用辛酸催化剂使NMG甲基二甲氧基硅烷与硅烷封端剂和未封端低聚物反应。下面示出了一个非限制性例子:
[0054]
[0055] 使式III(其为NMG硅烷)与未封端低聚物和硅烷封端剂(分别为式IV和VII)反应以形成式VIII。
[0056] 缩合反应可在无溶剂情况下或在存在溶剂的情况下进行。可用于缩合反应中的溶剂有几种类型。期望具有一种溶剂,该溶剂将不妨碍缩合化学作用并且将减少反应混合物和产物的粘度以有利于处理。例如,在缩合工艺中,由于共聚物的粘度非常高,可使用非质子溶剂作为稀释剂。可用于缩合反应中的非质子溶剂的一些非限制性例子包括乙酸乙酯、乙酸丁酯和甲苯。期望是甲苯,因为其减小了粘度并且与聚合物相容。可使用其他溶剂,例如醇,但期望不断地去除醇,因为其可妨碍缩合反应。作为另外一种选择,例如如果溶剂是适合于组合物(共聚物将配制于其中)的载体介质,则在完成该方法后,共聚物可以留在溶剂中。
[0057] 缩合反应可通过加热来进行。确切温度取决于多种因素,包括所选的具体成分。然而,温度通常在50至80℃的范围内,并且反应时间可为几个小时,作为另外一种选择多达10小时,作为另外一种选择为1至5小时。
[0058] 除了缩合路线之外,可在本发明方法中使用平衡工艺。在平衡反应中,环状硅氧烷和直链硅氧烷在硅氧烷键处断裂以形成反应性单体和低聚物。平衡工艺通常在其最终产物中包含较高水平的环状硅氧烷。直链硅氧烷的一个非限制性例子为低粘度三甲基封端的聚二甲基硅氧烷。可以预期的是,在平衡工艺中可使用其他直链硅氧烷,包括聚烷基硅氧烷。
[0059] 糖硅氧烷共聚物
[0060] 由本发明方法制备的糖硅氧烷共聚物具有所需水性稳定性。该共聚物包含糖组分和硅氧烷组分。硅氧烷组分形成该共聚物分子的主链。糖组分可以在端基、侧基或端基和侧基二者中键合至硅氧烷主链。作为另外一种选择,糖组分可以在侧基中键合至硅氧烷主链。不希望受理论束缚,据认为当共聚物含有侧挂糖组分时,该共聚物在水的存在下具有改善的稳定性。并且,当共聚物含有侧挂糖组分并且不含末端糖组分时,与具有末端糖组分并且不具有侧挂糖组分的共聚物相比,该共聚物在水的存在下可展现出甚至更改善的稳定性。
[0061] 在环境温度和压力条件下,例如在25℃和760mmHg下,糖硅氧烷共聚物可以是固体或流体。共聚物在环境条件下是固体还是流体(如液体或胶)取决于多种因素,包括共聚物的聚合度(DP)。糖硅氧烷共聚物的DP可在3至1000,作为另外一种选择在20至800,作为另外一种选择在50至500,以及作为另外一种选择在100至400的范围内。
[0062] 由上述本发明方法制备的共聚物可配制成组合物。组合物可包含形成的共聚物和额外成分。额外成分取决于形成的具体共聚物和组合物的所需最终用途。
[0063] 该组合物可以是个人护理组合物。该个人护理组合物可以包含:(1)由本发明方法形成的共聚物,和任选地(2)适于允许将个人护理组合物局部施用于身体一部分的载体介质。个人护理组合物适于为其所施加的身体的所述部分提供有益效果。此外,个人护理组合物可任选地包含表面活性剂,例如非离子表面活性剂。
[0064] 作为另外一种选择,该共聚物可以作为分散体递送至个人护理组合物。稀释或分散该共聚物使其更易于加工,并且适宜采用的溶剂包括聚二甲基硅氧烷、烃和醇。特别合适的溶剂是环状硅氧烷、烃-醇混合物、长直链醇和长支链醇以及水。
[0065] 由于该共聚物与烃、有机硅和醇以及与水的相容性,可以将它们掺入水基和非水基个人护理产品中,所述个人护理产品为身体的所述部分提供有益效果。在其中身体的所述部分包括毛发的实施例中,该有益效果可以包括增加柔顺性和保持毛发造型、定型效果和增强光泽。
[0066] 可将共聚物以基本上纯的形式或作为溶液或乳液形式的分散体配制成组合物。根据所用形式,可以将共聚物配制成水包油、油包水、有机硅包水和水包有机硅体系。就某些水基制剂而言,可以将糖-硅氧烷共聚物作为固体直接添加至制剂。在一个实施例中,分散体为溶液形式。取决于组合物的所需最终用途,溶剂可以是基本上水性的或基本上非水性的。在一个具体的实施例中,基本上非水性的溶剂包含挥发性或非挥发性溶剂,并且在一个十分具体的实施例中,基本上非水性的溶剂包含挥发性烃或有机硅或它们的混合物。在一个更具体的实施例中,基本上非水性的溶剂包含有机硅。
[0067] 如本文所用术语“挥发性”意指溶剂在环境条件下展现出明显的蒸气压。合适的挥发性有机硅的例子包括:硅氧烷如苯基五甲基二硅氧烷、苯乙基五甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、甲氧基丙基七甲基环四硅氧烷、氯丙基五甲基二硅氧烷、羟丙基五甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷以及它们的混合物。特别合适的有机硅是环聚二甲基硅氧烷。在一个十分具体的实施例中,挥发性有机硅包含环状硅氧烷。
[0068] 共聚物成分通常作为分散体添加至个人护理组合物。因此,可以相对于分散体组分或个人护理组合物整体描述共聚物的浓度。在其中个人护理组合物包含分散体的一个实施例中,该分散体以重量百分比计包含0.1%至50%的共聚物以及以该组合物的重量百分比计包含0.01%至25%的共聚物。在一个更具体的实施例中,该分散体以重量百分比计包含2%至40%的共聚物以及以该组合物的重量百分比计包含0.2%至10%的共聚物。在一个甚至更具体的实施例中,溶液以重量百分比计包含20%的共聚物以及以组合物的重量计包含0.5至2%的共聚物。
[0069] 在个人护理组合物的一个实施例中,分散体为乳液形式。乳液另外包含维持分散体的表面活性剂和作为连续相的水。内相包含分散的增溶的共聚物。非离子表面活性剂、两性表面活性剂(包括两性离子表面活性剂)、阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂均可以是合适的。通常使用水包油乳液,因为它们更易于处理并且易于分散到水基制剂中。
[0070] 本发明的一个额外的实施例涉及共聚物乳液。乳液是包括包含该共聚物的内相和包含水的连续相的水包油乳液。共聚物乳液包含因其两亲性质而维持内相的分散的表面活性剂。
[0071] 其他实施例提供了制备乳液的方法。共聚物乳液可以通过以下方式制备:(1)乳化预先形成的共聚物或(2)通过在每个单独的乳液粒子中使单体聚合成更高分子量的共聚物,例如通过乳液聚合或悬浮聚合。在一个实施例中,首先将表面活性剂-水共混物添加至增溶的共聚物以便建立分散体并将水相固定。根据乳液的所需特性和/或其预期的应用的需要,添加任选的额外部分的水。
[0072] 本领域普通技术人员将会理解,一直需要容易地形成所需乳液。共聚物乳液与其他乳液一样受到类似的约束。即,它们是热力学不稳定的,需要表面活性剂来维持分散,并且需要输入能量来引发乳化。通过混合进行简单的搅拌可能是足够的,或者可能需要更高级的剪切手段,包括采用高剪切装置。在其他情况下,可能需要聚合物乳化或转化方法。
[0073] 形成乳液所必要的搅拌程度可能需要采用混合装置。混合装置通常提供所需的能量输入。属于剪切范围的这些混合装置的非限制性例子包括:(1)带有叶轮,例如螺旋桨、斜叶桨、直叶桨、Rushton桨或Cowles桨叶的容器;(2)捏合型混合器,例如,贝克珀金斯(Baker-Perkins)混合器;(3)利用穿过孔口的正位移来产生剪切的高剪切装置(例如,匀化器、声谱显示仪(sonolator)或微射流机(microfluidizer));(4)利用转子和定子构造的高剪切装置(例如,胶体磨、Homomic连续研磨机(line mills)、IKA或Bematek);(5)具有单或双螺杆的连续配混机;(6)具有内部叶轮或转子/定子装置的换罐式混合器(例如,Turello混合器);和(7)离心式混合器(如,Hauschild高速混合器)。混合装置的组合还可以提供有益效果。例如可将具有叶轮的容器连接至高剪切装置以提供混合。
[0074] 混合装置的选择是基于待乳化的内相的类型。例如,低粘度内相可以使用高剪切装置乳化所述高剪切装置利用穿过孔口的正位移。然而,就高粘度内相而言,转子/定子装置、双螺杆配混器或换罐式搅拌器通常是更好的选择。此外,含有亲水性基团的内相经常更易于乳化,因而配置有叶轮的简单容器可能是足够的。
[0075] 该共聚物的粘度取决于多种因素,包括硅氧烷部分的分子量、糖单元的数目、每个硅氧烷的糖单元摩尔百分比和诸如温度和压力之类的外部条件。本领域技术人员将认识到,可以通过改变共聚物与溶剂或溶剂混合物的共混物中的比例来实现可变内相粘度。
[0076] 经验地确定在乳液制备时最理想的成分添加顺序。例如,粘稠相乳化的理想添加顺序可以是:(1)使共聚物在溶剂或溶剂共混物中增溶至所需的粘度;(2)在表面活性剂中共混;(3)伴随剪切逐步添加水直至形成粘稠相乳液;(4)伴随剪切用水稀释至所需浓度。利用高剪切的“预混物”的理想添加顺序可以是:(1)将全部水添加至配置有叶轮的混合容器;(2)将表面活性剂与水共混;(3)将共聚物相缓慢添加至水以制备初步乳液;和(4)将初步乳液传送通过高剪切装置直至实现所需粒度。
[0077] 非离子表面活性剂适于制备乳液,并且包括烷基乙氧基化物、醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物以及它们的混合物。阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和/或阴离子表面活性剂也是适合的,并且通常与非离子表面活性剂一起添加。在一个具体的实施例中,乳液包含非离子表面活性剂,并且在另一具体的实施例中,乳液包含阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
[0078] 在其中共聚物以乳液形式递送至个人护理组合物的个人护理组合物的一个实施例中,该乳液包含以乳液的重量百分比计5%至95%的共聚物,并且该组合物以组合物的重量百分比计包含0.01%至25%的糖-硅氧烷。在一个更具体的实施例中,该乳液以乳液的重量百分比计包含10%至60%的共聚物以及以组合物的重量百分比计包含0.2%至10%的共聚物。在一甚至更具体的实施例中,溶液以重量百分比计包含20至50%的共聚物以及以组合物的重量计0.5至2%的共聚物。
[0079] 可以将包含该共聚物的个人护理组合物配制成个人护理产品。个人护理产品可以对其所施加的身体的所述部分具有美容功能、治疗功能或者这些功能的某种组合。这类产品的常规实例包括但不限于:防汗剂和除臭剂、护肤霜、皮肤护理洗剂、保湿剂、面部处理剂如除痤疮剂或除皱剂、个人清洁剂和面部清洁剂、浴油、香水、古龙香水、香粉、防晒剂、剃须前用和剃须后用洗剂、剃须皂和剃须膏、洗发香波、毛发调理剂、毛发着色剂、毛发直顺剂、发胶、摩丝、凝胶剂、烫发剂、脱毛剂和角质层包覆剂、化妆品、有色化妆品、粉底、遮暇膏、胭脂、唇膏、眼线膏、睫毛膏、去油剂、彩妆去除剂、皱纹填充剂、皮肤缺陷隐藏剂、皮肤表面平滑剂、睫毛卷曲剂、指甲油、毛发化妆产品、眼影、身体化妆剂,以及粉剂、药物霜膏、糊剂或喷雾剂(包括抗痤疮剂、牙齿卫生剂、抗生素、愈合促进剂、营养剂等等,其可以是预防性的和/或治疗性的)。
[0080] 个人护理产品通常可以用允许以任何常规形式施加的载体配制,所述常规形式包括但不限于液体、冲洗剂(rinse)、洗液、膏霜、糊、凝胶、泡沫、摩丝、油膏、喷剂、气溶胶、肥皂、条状体(stick)、软固体、固体凝胶和凝胶。合适载体的构成是本领域普通技术人员显然知道的。
[0081] 在一些包含所述个人护理组合物的个人护理产品的实施例中,纳入该共聚物可以降低制剂中对其他增稠剂的需要。在这些实施例中,产品的所需粘度或稠度用比常规增稠剂常用更少的量维持。这在其中增稠剂拮抗另一有益剂例如调理剂的期望效果的产品中是特别期望的。这在以下产品中也是期望的,其中为了加工或配制特性,而不是为了它们向身体的所述部分(它们施加于身体的该部分上)提供的任何所需有益效果而包括一种或多种增稠剂。在这些情况下,该共聚物可以允许一种或多种具有拮抗性能特征的增稠剂减少。
[0082] 在包含由本发明方法制备的共聚物的一些个人护理产品实施例中,纳入该共聚物降低了对油包水乳化剂,更具体地对有机硅包水乳化剂的需要。共聚物自身可以提供乳化特性。在这些实施例中,产品的所需乳化用比常规有机硅包水乳化剂常用量更少的量维持。
[0083] 在包含个人护理组合物的个人护理产品的一个具体的实施例中,有益效果包括调理有益效果,而身体的所述部分包括毛发。调理有益效果的具体例子包括但不限于抗静电、润滑、光泽、粘度、触觉、易管理性或定型有益效果。易管理性有益效果的非限制性实例包括易于干梳理和/或湿梳理。定型有益效果的非限制性实例包括卷曲保持或毛发直顺有益效果。调理剂可以是洗去型或免冲洗型调理剂。在一个具体的实施例中,调理有益效果包括卷曲保持有益效果。
[0084] 合适的调理剂的实例包括但不限于阳离子聚合物、阳离子表面活性剂、蛋白质、天然油、所述共聚物之外的有机硅、烃、非离子表面活性剂、两性表面活性剂或它们的混合物。可用于本发明个人护理组合物的另外的有机硅的例子包括但不限于:烷基甲基硅氧烷、环状硅氧烷、胶、直链硅氧烷、MQ硅氧烷树脂、MTQ硅氧烷树脂和聚醚硅氧烷共聚物。
[0085] 由本发明方法形成的共聚物可帮助身体一部分受益。一种这样的方法包括将安全和有效量的个人护理产品施用至身体一部分。在一个具体的实施例中,提供处理毛发的方法,所述方法包括施用安全和有效量的个人护理组合物。一个十分具体的实施例提供了使毛发定型和保持的方法,所述方法包括施用安全和有效量的个人护理组合物。如本文所用,“安全和有效的”意指提供由消费者可感知的有益效果水平的量,所述消费者正在寻求这种有益效果,而不损害寻求这种有益效果的消费者或引起所述消费者明显不适。明显不适是超过所提供的有益效果的不适,使得普通消费者将不能忍受这种不适。
[0086] 用包含由上述本发明方法所形成的共聚物的个人护理组合物配制个人护理产品提供增稠有益效果。在一个具体的实施例中,提供了止汗剂、毛发化妆产品、皮肤化妆产品和有色化妆产品。止汗产品用包含如上所述的共聚物的个人护理组合物配制,其中所述有益效果包括在该制剂包含实质上少于常用量的常规增稠剂时足以维持止汗剂盐悬浮的增稠有益效果。在具体的实施例中,止汗产品以固体、软固体或凝胶形式提供。在一个更具体的实施例中,固体形式包括软固体或凝胶。
[0087] 本发明的另一个具体实施例涉及油包水制剂,更具体地讲,有机硅包水制剂的乳化有益效果。当在该制剂中使用所述共聚物时,有机硅包水制剂助剂的所需量可以低于常用量。在一个更具体的实施例中,止汗产品用包含该共聚物的组合物配制。在一个甚至更具体的实施例中,固体形式包括凝胶。
[0088] 另一个具体实施例提供了一种包含由本发明方法制备的共聚物的个人护理产品,其中有益效果包括增强的调理有益效果并且身体的所述部分包括皮肤。提供了一个涉及治疗皮肤的方法的实施例,所述方法包括:(1)施用安全有效量的包含个人护理组合物的个人护理产品;和(2)将所述安全有效量摩擦入皮肤。
[0089] 另一个具体的实施例涉及包含所述个人护理组合物的有色化妆产品,其中有益效果包括美容有益效果。更具体的实施例涉及液体粉底。
[0090] 实施例
[0091] 包括如下实例以向普通技术人员展示本发明。然而,根据本公开,本领域的普通技术人员应该理解,可以在所公开的具体实施例中做出许多改变并且仍获得类似或相同的结果而不脱离本发明的精神和范围。除非另外指明,否则所有数量、比率和百分比均按重量计。
[0092] 如下成分用于实例中。NMG指N-甲基葡糖胺。GPMDES指3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。GPMDMS指缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。AGE指烯丙基缩水甘油醚。Pt IV指其中Pt与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合的铂催化剂,也称为Karstedt’s催化剂。IPA指异丙醇。HMDZ指六甲基二硅氮烷。TFAA指三氟乙酸。
[0093] 实例1(NMG官能化二乙氧基硅烷的合成)
[0094] GPMDES和NMG得自密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(St.Louis,MO)并且不经任何纯化而使用。两者的规格示出>99%的
纯度。使用旋转蒸发仪和设定在75℃的水浴在100%乙醇溶剂中进行反应。
[0095] 在250-ml烧瓶中装入37.27g GPMDES和106g100%乙醇。将29.28g NMG粉末添加至混合物。GPMDES与NMG的摩尔比为1:1。将包含GPMDES、乙醇和NMG的烧瓶附接到旋转蒸发仪并且在125rpm下混合的同时在75℃下反应。固体NMG溶解并且反应混合物在45分钟之后成为澄清溶液。在1和3小时之后撤回样品进行NMR分析并且汽提乙醇溶剂。在完全真空下汽提乙醇之后,产物(NMG甲基二乙氧基硅烷)为结晶固体。质子核磁共振(H-NMR)证实了该结构。然而,29Si NMR示出乙氧基基团部分缩合。H-NMR还示出乙氧基CH3质子减少几乎60%。
[0096] 产物(NMG甲基二乙氧基硅烷)的H-NMR还示出环氧基团在当产物中存在乙醇时为完整的并且当乙醇被完全汽提时部分地水解。29Si NMR还证实形成了水解/缩合副产物。
[0097] 实例2(NMG官能化二甲氧基硅烷的合成)
[0098] 甲氧基官能化NMG-硅烷通过使3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷与NMG(两者均得自密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司( St.Louis,MO))在甲醇溶剂中反应而制备。在250-ml烧瓶中装入40.0g GPMDES和75.4g100%甲醇。将
35.4g NMG粉末添加至混合物。GPMDMS与NMG的摩尔比为1:1。将包含GPMDES、甲醇和NMG的烧瓶附接到旋转蒸发仪并且在125rpm下搅拌的同时在60℃下反应。固体NMG溶解并且反应混合物在30分钟之后成为澄清溶液。在105分钟之后撤回样品进行NMR分析并且汽提甲醇溶剂。在完全真空下汽提甲醇之后产物NMG甲基二甲氧基硅烷为结晶固体。H-NMR证实了该结构。29SiNMR示出甲氧基基团部分缩合。
[0099] 实例3A(通过缩合路线的NMG硅氧烷合成)
[0100] NMG-硅氧烷合成通过硅烷醇缩合工艺进行。在存在酸或碱催化剂的情况下用硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷缩合NMG-二烷氧基硅烷。
[0101] 首先,使硅烷醇流体与HMDZ反应以部分封端硅烷醇基团。TFAA催化剂主要用于硅烷醇封端反应,但也用于酸催化的硅烷醇/烷氧基硅烷缩合反应。除了TFAA催化剂之外,还测试了辛酸(OA)和三氟甲磺酸(TFAA)。通过使用氢氧化钾(KOH)作为碱催化剂进行碱催化缩合。合成了几个批次以优化反应条件。29Si NMR监测反应进度以及糖硅氧烷的分子量或聚合度(DP)。
[0102] 实例3B(酸催化的缩合以合成300DP-2P-NMG硅氧烷)
[0103] 硅烷醇封端的50DP硅氧烷的部分封端通过在存在TFAA催化剂的情况下使HMDZ与硅烷醇流体反应来进行。为了从50DP硅烷醇流体合成300DP硅氧烷聚合物,使6摩尔的硅烷醇流体与1摩尔的HMDZ反应(12种硅烷醇中的2种硅烷醇在与HMDZ的反应中封端)。使反应在80℃下进行4-5小时,但反应可能已在较短时间(约2小时)内完成。较长反应时间可能还引起硅烷醇的某种缩合,导致分子量增加并且保留有较少的游离硅烷醇以与NMG-烷氧基硅烷缩合。
[0104] 实例4(NMG-硅氧烷聚合物的合成和测试)
[0105] 将315g具有封端硅烷醇官能团的DP为50的硅烷醇流体装入装配有冷凝器、温度计和蒸馏接收器或蒸馏分离器(Dean-Stark)的1-L烧瓶中。在室温下添加2.29g HMDZ并且混合。将反应混合物缓慢加热至50℃并且添加TFAA催化剂(0.2g)。用氮气吹扫体系以去除NH3副产物并且将反应温度升高至80℃。在5小时之后冷却反应混合物并且过滤用于29Si NMR分析。在部分封端的硅烷醇流体产物中聚合物DP从50增加至116。
[0106] 将23.0g NMG-甲基二乙氧基硅烷(50%乙醇溶液)与255.2g部分封端的硅烷醇流体在烧瓶中混合并且在混合的同时在旋转蒸发仪上加热至80℃。在15mmHg真空下汽提乙醇溶剂。添加辛酸催化剂(0.9g)并且在真空下继续缩合7.5小时。由于NMG-甲基二乙氧基硅烷与硅烷醇流体的缩合,反应混合物慢慢变得粘稠。29Si NMR分析示出DP增加和硅烷醇含量降低。H-NMR还证实了存在附接到聚合物中的硅的N-甲基葡糖胺质子和CH2质子。
[0107] 将所得的NMG-硅氧烷聚合物与5重量%Isofol-12(2-丁基辛醇)稀释剂混合并且乳化以产生50%的活性水包油乳液。将乳液在45℃下热老化2个月用于热和水解稳定性研究。评估室温和热老化的NMG-硅氧烷乳液在毛发护理应用中的湿梳力和干梳力特性。将其性能与标准阳离子乳液进行比较。
[0108] 毛发处理数据示出由酸缩合路线合成的NMG-硅氧烷聚合物和标准阳离子乳液表现一样良好。具体地讲,在英斯特朗(Instron)装置上进行湿梳和干梳测试二者。结果被报告为各自3发束×5次牵拉的平均梳力(kg)。室温和热老化的NMG-硅氧烷乳液(分别为0.032kg和0.031kg)比标准阳离子乳液(0.021kg)具有更高的平均湿梳力。室温和热老化的NMG-硅氧烷乳液(各自具有0.013kg)比标准阳离子乳液(0.016kg)具有更低的平均干梳力。
因此,室温和热老化的NMG-硅氧烷乳液比标准阳离子乳液具有更好的干梳力,但湿梳力不如标准阳离子乳液好。NMG-硅氧烷聚合物在40℃下乳化和热老化2个月后也是水解稳定的。
[0109] 实例5(NMG-硅氧烷的缩合反应)
[0110] NMG-硅氧烷通过NMG-甲基二甲氧基硅烷与硅烷醇流体的缩合反应来制备。将288.3g50DP硅烷醇流体与2.23g HMDZ反应以用于在存在4-5滴TFAA催化剂的情况下的封端反应。由于铵盐的形成,在3.5小时反应之后反应混合物稍微浑浊。将反应混合物滤过5微米压滤机。29Si NMR示出封端稍微降低并且聚合度无显著增加。将20.8g NMG-甲基二甲氧基硅烷(50%甲醇溶液)与封端的硅氧烷混合并且加热至80℃。在轻度真空下汽提甲醇并且添加1.2g辛酸催化剂以用于硅烷醇缩合。在1.5小时反应之后,添加1.0g去离子水以增强甲氧基硅烷的水解。在6小时反应之后,反应混合物变得粘稠。29Si NMR示出增加至137的聚合物DP和一些未反应的硅烷醇。
[0111] 实例6(NMG二乙氧基硅烷的一步合成)
[0112] 还尝试了一步缩合硅烷醇流体、HMDZ和NMG-二乙氧基硅烷。将DP为50的150g硅烷醇流体与1.55g HMDZ、9.5g NMG-甲基二乙氧基硅烷和0.22g三氟乙酸混合。将反应混合物加热至80℃并且在真空下去除乙醇。添加缩合催化剂辛酸和催化量的氨基乙基氨基丙基三乙氧基硅烷并且在15mmHg真空下反应。在约1小时反应之后,聚合物状的凝胶相与硅烷醇流体分离。据发现,HMDZ与NMG-二乙氧基硅烷反应,使得其从反应混合物中沉淀出来。在5小时缩合之后,反应混合物为低粘度聚合物并且未观察到分子量堆积。
[0113] 实例7(硅烷醇流体的缩合反应)
[0114] 使用辛酸和HMDZ的组合作为催化剂时,硅烷醇流体和NMG烷氧基硅烷之间的缩合反应得到增强。其同时为封端剂和具有辛酸的助催化剂。使用TFAA催化剂将250g的50DP硅烷醇流体与1.9g的HMDZ在80℃下反应4.5小时。硅氧烷DP增加至116并且每种硅氧烷中的羟基基团比率降低。随后在80℃在15mmHg真空下,在存在1.0g去离子水、0.1g HMDZ和0.2g辛酸催化剂的情况下,使75g过滤过的部分封端的硅氧烷与7.0g NMG二乙氧基硅烷反应。在5小时反应时间之后,聚合物粘度增加并且DP由于硅烷醇缩合而增加至约200。
[0115] 实例8(硅烷醇流体的缩合反应)
[0116] 在存在辛酸催化剂的情况下将8.9g NMG二乙氧基硅烷与150g硅烷醇流体直接缩合。在5小时缩合之后,硅氧烷分子量仅出现微量增加(硅氧烷DP为85)。在存在TFAA催化剂的情况下,在85-90℃下经过9小时反应之后,获得澄清和柔软的粘稠聚合物。随后通过使用HMDZ用三甲基甲硅烷基基团封端聚合物。29Si NMR示出硅氧烷DP为约122并且仍存在未缩合的硅烷醇。
[0117] 实例9(硅烷醇流体的缩合反应)
[0118] 将151g50DP硅烷醇和100g甲苯在装配有冷凝器、Dean Stark接收器、机械搅拌器和温度计的圆底烧瓶中混合在一起。混合之后形成澄清溶液。添加1.15g HMDZ并且在添加4-5滴TFAA催化剂之前在室温下混合5分钟。反应在60℃下进行1小时。29Si NMR示出在聚合物DP没有增加的情况下出现用三甲基甲硅烷基基团部分封端硅烷醇。随后混合2.7g辛酸以将pH调整为6.5。随后混合13.0g NMG甲基二乙氧基硅烷并且在85-110℃下反应5.5小时。凝胶状聚合物相在甲苯中分离,但在添加和混合50g IPA时溶解。稍后在完全真空下汽提IPA和甲苯,并且获得具有DP为112的柔软粘性聚合物。
[0119] 实例10(硅烷醇的缩合)
[0120] 将150g50DP硅烷醇和100g甲苯在装配有冷凝器、Dean Stark接收器、机械搅拌器和温度计的圆底烧瓶中混合在一起。形成澄清溶液。在添加2滴TFAA催化剂之前添加1.80g HMDZ并且在室温下混合5分钟。反应在80℃下进行2小时。29Si NMR示出出现用三甲基甲硅烷基基团部分封端硅烷醇并且聚合物DP增加至74。随后混合1.0g辛酸以将pH调整为5.0。随后混合13.0g NMG甲基二乙氧基硅烷并且在85-95℃下反应2.5小时。随后添加3-4滴TFAA来增强缩合反应。在完全真空下汽提甲苯之后,获得具有DP为100的粘性凝胶状聚合物。29Si NMR分析指出硅氧烷DP仅略微增加,并且一些Si-OH转化为Si-OZ,其中OZ可为乙氧基或辛酸。
[0121] 实例11A(乙酸乙酯溶剂中的NMG硅氧烷的合成,酸缩合)
[0122] 在乙酸乙酯或乙酸丁酯溶剂中进行NMG二乙氧基硅烷与50DP硅烷醇流体的酸催化缩合。对于缩合反应而言,这些溶剂由于相容性而不如甲苯有效。就乙酸乙酯而言,观察到混浊粘稠聚合物,而当使用乙酸丁酯溶剂时观察到NMG二乙氧基硅烷自缩合,并且从硅烷醇流体中沉淀出凝胶状材料。由于乙酸乙酯与甲苯相比沸点较低,因此乙酸乙酯的最高反应温度还限制为77-80℃。
[0123] 实例11B(碱催化的缩合以合成300DP-2P-NMG硅氧烷)
[0124] 碱催化的缩合反应通过使用50%KOH溶液作为催化剂来进行。通过平衡和缩合路线均成功制备NMG硅氧烷聚合物。使用KOH的缩合反应要比测试的酸催化缩合路线快。然而,在使用KOH作为催化剂的平衡工艺中制备了更多环状硅氧烷。
[0125] 实例12(通过碱催化平衡工艺的NMG硅氧烷)
[0126] 150.7g硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、10.48g NMG甲基二甲氧基硅烷(50%甲醇溶液)和1.02g5cst200流体(低粘度三甲基封端的聚二甲基硅氧烷)混合在一起并且使用0.60g KOH催化剂在约100℃下进行缩合。通过使用Dean-Stark接收器去除甲醇和水。观察到粘度轻微增加。在130℃下进行平衡反应时粘度明显增加。29Si NMR仅示出痕量的未反应硅烷醇,和3.7摩尔%DP为168的D4环状物。H-NMR证实了NMG官能团和二甲基硅氧烷单元。在IPA和Isofol-12中溶解之后,通过冰醋酸将产品中和。随后汽提IPA以获得澄清高粘度NMG硅氧烷。
[0127] 实例13(在不进行封端的情况下通过碱催化平衡工艺的NMG硅氧烷)
[0128] 在存在0.2重量%KOH的情况下,在85℃下将50DP硅烷醇流体与NMG甲基二乙氧基