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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410836762.5(22)申请日 2014.12.29C08G 81/00(2006.01)A61K 8/894(2006.01)A61Q 19/00(2006.01)(71)申请人 广州星业科技股份有限公司地址 511356 广东省广州市广州经济技术开发区永和经济区沧海二路 7 号自编一栋至八栋(72)发明人 谭意平 孟巨光 张远聪(74)专利代理机构 广东广信君达律师事务所 44329代理人 杨晓松(54) 发明名称一种改性聚硅氧烷共聚物及其制备方法和在化妆品中的应用(57) 摘要本发明公开了一种改性聚硅氧烷共聚物及其制备方。
2、法和在化妆品中的应用,属于化工技术领域。本发明所述的改性聚硅氧烷共聚物的结构式如式所示,其中:x25100,z025,5y+z+r40,0y+r25;G -(CH2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH,G1 -(CH2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OY, 其 中 a 1100,b060;R-CH2-(CH2)p-CH3,其 中p038;YH2PO3- ;G0 G ,G1或R。本发明的改性聚硅氧烷共聚物在化妆品膏霜、软霜、乳液配方中的应用,具有很好的效果。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书10页(10。
3、)申请公布号 CN 104479139 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104479139 A1/3 页21.一种改性聚硅氧烷共聚物,其特征在于结构式如式所示 :其中:x25100,z025,5y+z+r40,0y+r25;G -(CH2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH,其中a1100,b060;G1 -(CH2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OY,其中a1100,b060;R -CH2-(CH2)p-CH3,其中p038;YH2PO3-;G0 G ,G1或 R。2.权利要求 1 所述的改性聚硅氧烷共聚物的制备方法,其特征在于 :包括如下阶段反应。
4、:阶段反应一,N2氛围下,向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中,加入低含氢硅油,升温至反应温度 T1,加入催化剂,滴加烯烃,温度会明显上升,温度稳定后,控制至反应温度 T2,保温反应 ;阶段反应二,加入烯丙基聚醚和溶剂混合物,升温至反应温度 T3,加入催化剂,保温反应,直至体系透明 ;阶段反应三,滴加余下的烯烃,补加催化剂,在 T4温度下保温反应,真空脱出溶剂 ;阶段反应四,在阶段三反应完成基础上,将温度控制在 T5,加入磷化剂保温反应,反应完后加入适量的水,保温一段时间,然后用碱液调至中性,真空脱出低沸物,得无色或浅黄色透明改性聚硅氧烷共聚物。3.根据权利要求 2 所述的改性聚硅氧烷共聚物的制备。
5、方法,其特征在于 :合成该改性聚硅氧烷共聚物所用的催化剂为市售卡氏铂金催化剂,用量为1540ppm ;阶段反应一所述反应温度 T1为3080;阶段反应一所述催化剂添加量为反应总催化剂用量的 30 50 ;阶段反应一所述的低含氢硅油具有如式所示结构 :其中:o25100,m540;R0Me或H;阶段反应一所述烯烃具有下列结构 :权 利 要 求 书CN 104479139 A2/3 页3CH2 CH-(CH2)p-CH3;其中:p037;阶段反应一所述烯烃滴加时间为 15 60min ;阶段反应一所述的反应温度 T2为 100 120,保温反应时间为 30 90min ;阶段反应一所述烯烃的用量为。
6、 Si-H 键含量摩尔百分比的 20 60。4.根据权利要求 2 所述的改性聚硅氧烷共聚物的制备方法,其特征在于 :阶段反应二所述的反应温度 T3为反应体系的回流温度,保温反应 30 120min ;阶段反应二所述溶剂为甲苯或异丙醇 ;阶段反应二所述催化剂添加量为反应总催化剂用量的 20 40 ;阶段反应二所述的烯丙基聚醚具有如下化学结构 :CH2 CH-CH2-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH ;其中:a130,b030;阶段反应二所述烯丙基聚醚的用量为 Si-H 键含量摩尔百分比的 20 60。5.根据权利要求 2 所述的改性聚硅氧烷共聚物的制备方法,其特征在于 :阶段反应三所。
7、述烯烃具有下列结构 :CH2 CH-(CH2)p-CH3;其中:p037;阶段反应三所述烯烃的用量为 Si-H 键含量摩尔百分比的 20 40 ;阶段反应三所述催化剂添加量为反应总催化剂用量的 20 40 ;阶段反应三所述的反应温度 T4为 90 110,保温反应时间为 120 360min。6.根据权利要求 2 所述的改性聚硅氧烷共聚物的制备方法,其特征在于 :阶段反应四所述的磷化剂为 P2O5,用量为聚醚摩尔物质量的 5 80 ;阶段反应四所述的反应温度 T5为 40 100 ;保温反应时间为 30 150min ;阶段反应四所述的碱液为 40的氢氧化钾溶液。7.根据权利要求 1 所述的改。
8、性聚硅氧烷共聚物,其特征在于 :所述的改性聚硅氧烷共聚物中 C C 双键与 Si-H 键的物质的量之比为 1.1 1.25。8.权利要求 1 所述的改性聚硅氧烷共聚物在化妆品膏霜、软霜、乳液配方中的应用。9.权利要求 1 所述的改性聚硅氧烷共聚物在化妆品组合物中的应用,其特征在于 :既可作为主乳化剂,又可作为乳化助剂,其用量为 0.05 5。10.一种油包水出水霜,其特征在于 :包括以下组分 :权 利 要 求 书CN 104479139 A3/3 页4权 利 要 求 书CN 104479139 A1/10 页5一种改性聚硅氧烷共聚物及其制备方法和在化妆品中的应用技术领域0001 本发明属于化工。
9、技术领域,特别涉及一种改性聚硅氧烷共聚物及其制备方法和在化妆品中的应用。背景技术0002 聚二甲基硅氧烷具有疏水性、界面活性、热稳定性等诸多特殊性能,而被广泛的应用于工业生产,诸如聚氨酯稳泡剂、乳化剂、消泡剂、脱模剂等。然而,聚二甲基硅氧烷难溶于有机溶剂和水中,因此限制了聚二甲基硅氧烷的应用。通过有机改性聚二甲基硅氧烷,在聚硅氧烷链端中、或 / 和两端、或 / 和侧端引入油溶性 / 或和水溶性的有机基,则可有效的解决这一问题,使得聚二甲基硅氧烷的用途更加广泛。0003 有机官能团连接到聚二甲基硅氧烷分子链上,通常有两种化学键连接方式 :Si-C键和 Si-O-C 键。前者是含氢硅油与含有碳碳双。
10、键的烯烃化合物在铂 (Pt) 催化剂作用下通过硅氢加成反应实现,Si-O-C 键的合成方法是含 Si-X(X 为 Cl,Br 等卤素原子 ) 键的聚二甲基硅氧烷与含有羟基 (-OH) 的化合物反应合成。本专利所要公开的改性聚硅氧烷共聚物则是通过第一种连接方式 :Si-C 键。0004 烷基聚醚共改性聚硅氧烷同时具有亲油、亲水以及亲硅油的特性,通过调整烷基与聚醚的比例、聚硅氧烷接枝烷基和聚醚的比例以及聚硅氧烷分子量的大小,可获得不同性能而具有特殊用途,特别是在化妆品配方中与矿物油脂、植物油、防晒剂以及活性成分有很好的相容性。烷基聚醚共改性有机硅乳化剂制备的化妆品膏霜、乳液、软霜等具有高度的乳化稳。
11、定性、极佳的耐热和耐寒稳定性。烷基聚醚共改性硅氧烷的合成技术已专利公开披露,德国高斯米特公司在专利 US 7157541 中,报道了一种高活性硅氢加成催化剂,并在实施例 5 中,披露了 - 十六烯烃,烯丙基聚醚与硅油合成工艺,该工艺主要依赖 US 7157541专利公开的高活性催化剂,不适合普通催化剂。日本专利 JP 5-105614、JP 5-178733、JP 7-268105 报道了一种硅油乳化剂的合成方法,采用了活性溶剂,该活性溶剂反应结束后无法除去。美国 General Electric Company 在 US 5401870 中披露了烷基聚醚共改性硅油的合成,该工艺采用滴加甲苯和。
12、烯丙基聚醚混合物,催化剂一次性加入的方法,对催化剂活性要求高,反应转化率不高。华南理工大学杨慧在其硕士论文中报道了一种无溶剂法合成烷基聚醚共改性硅油,采用了 - 烯烃和烯丙基聚醚混合滴加工艺,该工艺中烯丙基聚醚和- 烯烃相容性差,不利于反应进行。发明内容0005 为克服上述现有技术的缺点和不足,本发明的首要目的在于提供一种改性聚硅氧烷共聚物。所述的改性聚硅氧烷共聚物分子结构中同时含有长链烷基、聚硅氧烷两种疏水性链段和亲水性的聚醚及磷酸酯离子链段。0006 本发明的另一目的在于提供了上述改性聚硅氧烷共聚物的制备方法。所述的制备说 明 书CN 104479139 A2/10 页6方法的合成工艺简单。
13、、操作易控制,采用逐步加成的聚合工艺,在无毒溶剂促进下,采用市面上普通的 pt 催化剂,即可达到很高的转化率,产品外观无色或浅黄色透明,无溶剂残留。0007 本发明的再另一目的在于提供了上述改性聚硅氧烷共聚物在化妆品中的应用。所述的改性聚硅氧烷聚合物可作为化妆品膏霜、乳液等产品的主乳化剂或者助乳化剂。0008 本发明的目的通过下述的技术方案实现 :一种改性聚硅氧烷共聚物,其结构式如式所示 :0009 0010 其中:x25100,z025,5y+z+r40,0y+r25;0011 G -(CH2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH,其中a1100,b060;0012 G1 -(C。
14、H2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OY,其中a1100,b060;0013 R -CH2-(CH2)p-CH3,其中p038;0014 YH2PO3-;0015 G0 G ,G1或R;0016 上述改性聚硅氧烷共聚物的制备方法,包括如下阶段反应 :0017 阶段反应一 ( 烯烃反应阶段 ),N2氛围下,向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中,加入低含氢硅油,升温至反应温度 T1,加入催化剂,滴加烯烃,温度会明显上升,温度稳定后,控制至反应温度 T2,保温反应 ;0018 阶段反应二 ( 烯丙基聚醚反应阶段 ),加入烯丙基聚醚和溶剂混合物,升温至反应温度 T3,加入催化剂,保温反应,直。
15、至体系透明 ;0019 阶段反应三 ( 硅氢加成完成阶段 ),滴加余下的烯烃,补加催化剂,在 T4温度下保温反应,真空脱出溶剂 ;0020 阶段反应四 ( 磷化反应 ),在阶段三反应完成基础上,将温度控制在 T5,加入磷化剂保温反应,反应完后加入适量的水,保温一段时间,然后用碱液调至中性,真空脱出低沸物,得无色或浅黄色透明改性聚硅氧烷共聚物。0021 合成该改性聚硅氧烷共聚物所用的催化剂为市售卡氏铂金催化剂,用量为 15 60ppm。0022 阶段反应一所述反应温度 T1为 30 80。0023 阶段反应一所述催化剂添加量为反应总催化剂用量的 30 50。0024 阶段反应一所述的低含氢硅油具。
16、有如式所示结构 :0025 说 明 书CN 104479139 A3/10 页70026 其中:o25100,m540;0027 R0Me或H。0028 阶段反应一所述烯烃具有下列结构 :0029 CH2 CH-(CH2)p-CH3;0030 其中:p037。0031 阶段反应一所述烯烃滴加时间为 15 60min。0032 阶段反应一所述的反应温度 T2为 100 120,保温反应时间为 30 90min。0033 阶段反应一所述烯烃的用量为 Si-H 键含量摩尔百分比的 20 60。0034 所述的 Si-H 键为低含氢硅油中的 Si-H 键。0035 阶段反应二所述的反应温度 T3为反应。
17、体系的回流温度,保温反应 30 120min。0036 阶段反应二所述溶剂为甲苯或异丙醇。0037 阶段反应二所述催化剂添加量为反应总催化剂用量的 20 40。0038 阶段反应二所述的烯丙基聚醚具有如下化学结构 :0039 CH2 CH-CH2-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH ;0040 其中:a130,b030。0041 阶段反应二所述烯丙基聚醚的用量为 Si-H 键含量摩尔百分比的 20 60。0042 阶段反应三所述烯烃具有下列结构 :0043 CH2 CH-(CH2)p-CH3;0044 其中:p037;0045 阶段反应三所述烯烃用量为 Si-H 键含量摩尔百分比的 。
18、20 40。0046 阶段反应三所述催化剂添加量为反应总催化剂用量的 20 40 ;0047 阶段反应三所述的反应温度 T4为 90 110,保温反应时间为 120 360min。0048 阶段反应四所述的磷化剂为 P2O5,用量为聚醚 ( 摩尔物质量 ) 的 5 80 ;0049 阶段反应四所述的反应温度 T5为 40 100 ;保温反应时间为 30 150min ;0050 阶段反应四所述的碱液为 40的氢氧化钾溶液。0051 上述改性聚硅氧烷共聚物在化妆品膏霜、软霜、乳液配方中的应用。0052 具体的技术方案如下 :0053 上述结构的改性聚硅氧烷共聚物在化妆品组合物中的应用,既可作为主。
19、乳化剂,又可作为乳化助剂,其用量为 0.05 5。0054 作为化妆品乳化剂,必须与化妆品各组分具有一定的相容性,化妆品配方工艺易操作,由其制备的化妆品在低温和高温下具有良好的稳定性。通过结构设计优化和大量的配方应用实验,摸索出了本发明用作化妆品乳化剂改性聚硅氧烷共聚物的分子结构及制备工艺具有如下优化特征。说 明 书CN 104479139 A4/10 页80055 优化后,本发明改性聚硅氧烷共聚物分子具有如式结构 :0056 0057 其中:x3090,z120,8y+z+r35,1y+r20;0058 G -(CH2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH,其中a120,b010。
20、;0059 G1 -(CH2)3-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OY,其中a120,b010;0060 R -CH2-(CH2)p-CH3,其中p616;0061 YH2PO3-;0062 G0 G ,G1或R;0063 优化后,合成该改性聚硅氧烷共聚物所用的催化剂为市售卡氏铂金催化剂,用量为 20 40ppm。0064 优化后,阶段反应一所述反应温度 T1为3570;0065 优化后,阶段反应一所述催化剂为市面上所售的卡氏铂金催化剂,添加量为反应总催化剂用量的 35 40。0066 优化后,阶段反应一所述烯烃滴加时间为 20 40min。0067 优化后,阶段反应一所述的反应温度 。
21、T2为 105 115,保温反应时间为 40 60min。0068 优化后,阶段反应一所述的低含氢硅油具有下列式优化结构 :0069 0070 其中:o3090,m835;0071 R0Me或H;0072 优化后,阶段反应一所述烯烃具有下列优化结构 :0073 CH2 CH-(CH2)p-CH3;0074 其中:p515;0075 烯烃的用量为 25 40 ( 摩尔百分比 )。0076 优化后,阶段反应二所述的反应温度T3为反应体系的回流温度,反应3060min。0077 优化后,阶段反应二所述溶剂为异丙醇。0078 优化后,阶段反应二所述催化剂为市面上所售的卡氏铂金催化剂,添加量为反应说 明。
22、 书CN 104479139 A5/10 页9总催化剂用量的 25 35 ;0079 优化后,阶段反应二所述的烯丙基聚醚具有如下优化结构 :0080 CH2 CH-CH2-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH ;0081 其中:a120,b010。0082 烯丙基聚醚的用量为 25 50 ( 摩尔百分比 )。0083 优化后,阶段反应三所述烯烃具有下列优化结构0084 CH2 CH-(CH2)p-CH30085 其中 :p 5 15,加入量为 25 35 ( 摩尔百分比 )。0086 优化后,阶段反应三所述催化剂为市面上所售的卡氏铂金催化剂,添加量为反应总催化剂用量的 25 35 ;0。
23、087 优化后,阶段反应三所述的反应温度 T4为 95 105,保温反应时间为 180 300min。0088 优化后,阶段反应四所述的聚醚用量为 ( 摩尔物质量 ) 的 20 40 ;0089 优化后,阶段反应四所述的反应温度T5为6080;保温反应时间为60120min ;0090 本发明提供的改性聚硅氧烷共聚物,CC双键与Si-H键的物质的量之比为1.1 1.25。0091 本发明提供的改性聚硅氧烷共聚物的制备,为了防止不饱和反应物发生自聚、氧化、异构等副反应发生,在加成聚合过程中,必须在惰性气体如 N2等保护下进行。同时采用滴加含反应双键的有机基反应物的方式,是烯基稳定,抑制异构化发生。
24、。0092 本发明的改性聚硅氧烷共聚物,是以 0.05 5.0重量的相对较小量用于化妆品配方中,优选为 0.05 2.0,最优选为 0.1 1.0重量。0093 本发明的改性聚硅氧烷共聚物,可用于制备多重微乳液,与所有的化妆品油脂及活性添加剂兼容,冷配、热配皆可。0094 一种油包水出水霜,包括以下组分 :0095 0096 本发明与现有技术相比具有如下有的优点和效果 :0097 1. 本发明合成的改性聚硅氧烷共聚物工艺简单,易操作。说 明 书CN 104479139 A6/10 页100098 2. 本发明合成的改性聚硅氧烷共聚物对催化剂适应性强,普通市售催化剂即可。0099 3. 本发明合。
25、成的改性聚硅氧烷共聚物无有毒溶剂残留。具体实施方式0100 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。0101 本发明实施例所使用的原料(含氢聚硅氧烷和烯烃类化合物)均可从市售的产品中购得。0102 以下通过具体实施例对本发明做进一步阐述。0103 实施例中所用的原料具有如下结构 :0104 低含氢硅油的结构如式为 :0105 0106 烯烃的结构为 :0107 CH2 CH-(CH2)p-CH3;0108 烯丙基聚醚的结构为 :0109 CH2 CH-CH2-O-(C2H4O)a-(C3H6O)b-OH ;0110 实施例 10111 阶段反应一,向带有回流和搅拌。
26、装置的四口烧瓶中加入0.01mol低含氢硅油1(R0 Me,o 50,m 25),升温至反应温度 50,加入 4.2ppm 的催化剂,20min 内滴加0.058mol 的烯烃 1(p 5),温度会明显,滴完后,110保温反应 45min。0112 阶段反应二,加入 0.145mol 烯丙基聚醚 1(a 15,b 3) 和异丙醇的混合物,升至回流温度后,加入 4.2ppm 的催化剂,体系变透明后继续反应 40min。0113 阶段反应三,20min 内滴加 0.087mol 烯烃 2(p 9),然后加入 3.6ppm 的催化剂,100保温反应 240min,反应结束后真空脱除溶剂。0114 阶。
27、段反应四,在阶段三反应完成基础上,将温度控制在 70,加入 0.044molP2O5保温 80min,反应完后加入适量的水,保温一段时间,然后用碱液调至中性,真空脱出低沸物,得无色或浅黄色透明改性聚硅氧烷共聚物。0115 实施例 20116 阶段反应一,向带有回流和搅拌装置的四口烧瓶中加入0.02mol低含氢硅油2(R0 Me,o 45,m 10),升温至反应温度 35,加入 6.0ppm 的催化剂,30min 内滴加0.096mol 的烯烃 3(p 13),温度会明显上升,滴完后,105保温反应 45min。0117 阶段反应二,加入 0.06mol 烯丙基聚醚 2(a 20,b 5) 和异丙醇的混合物,升至回流温度后,加入 5.25ppm 的催化剂,体系变透明后继续反应 40min。0118 阶段反应三,20min内滴加0.084mol烯烃3(p13),然后加如3.75ppm的催化剂,说 明 书CN 104479139 A。