DE69900452T2

DE69900452T2 - Silikondispersion,Zusammensetzung und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69900452T2
Application number: DE69900452T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kobayashi; Yoshitsugu Morita; Ryuji Tachibana
Original assignee: Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: EP0964023B1; AR015308A1; US6057386A; EP0964023A3; BR9902643A; CA2266131A1; DE69900452D1; EP0964023A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Silicondispersion, ein Verfahren zur Herstellung einer Siliconzusammensetzung, die aus dieser Silicondispersion hergestellt wurde und auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Siliconzusammensetzung, ebenso wie ein Gleitmittel und eine kosmetische Formulierung enthaltend diese Siliconzusammensetzung.
Insbesondere ist die Erfindung eine Silicondispersion, die vernetzte Siliconteilchen in Siliconöltropfen enthält, die in Wasser dispergiert sind; ein Verfahren zur Herstellung der oben erwähnten Silicondispersion; ein Verfahren zur Herstellung einer Siliconzusammensetzung daraus; eine daraus erhaltene Siliconzusammensetzung, enthaltend vernetzte Siliconteilchen gleichmäßig in einem Siliconöl dispergiert und Anwendung dieser Siliconzusammensetzung als Gleitmittel oder in kosmetischen Formulierungen.
Eine allgemeine Darstellung des Stands der Technik wird durch Bezug auf die folgenden Dokumente bereitgestellt JP-As 01-081856; 02- 243612 (US-A 4,986,167); 03-271211; 09-053047 (US-A 5,760,109); 63- 152308; 01-165509; 01-207354; 02-043263 (US-A 4,987,169); 06-502646 (US- A 5,154,849) und 07-330537. Jedoch werden in den, durch die oben erwähnten Verfahren hergestellten Siliconzusammensetzungen die vernetzten Siliconteilchen nicht gleichmäßig in dem Siliconöl dispergiert und können somit nicht ausreichend ihre spezifischen Eigenschaften zeigen.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Siliconöldispersion bereitzustellen, die vernetzte Siliconteilchen in Silicontropfen enthält, die in Wasser dispergiert sind; ein Verfahren zur Herstellung der Siliconöldispersion und ein Verfahren zur Herstellung einer Siliconzusammensetzung, die aus dieser Siliconöldispersion hergestellt wird, was zu einer Siliconzusammensetzung, enthaltend vernetzte Siliconteilchen, die gleichmäßig in einem Siliconöl dispergiert sind, führt.
Diese Aufgabe wurde durch eine Silicondispersion, enthaltend vernetzte Siliconteilchen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100 um aufweisen, wobei sich die vernetzten Siliconteilchen in Siliconöltropfen mit einem mittleren Durchmesser von mehr als 0,1 bis 500 um befinden, die Siliconöltropfen, die die vernetzten Siliconteilchen enthalten, in Wasser dispergiert sind und der Durchmesser der vernetzten Siliconteilchen kleiner ist als der Durchmesser der Siliconöltropfen, erreicht.
Diese Silicondispersion, enthaltend vernetzte Siliconteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 100 um in Siliconöltropfen einer mittleren Tropfengröße von mehr als 0,1 bis 500 um und wobei der Durchmesser der vernetzten Siliconteilchen kleiner als der Durchmesser der Siliconöltropfen ist, wird durch ein Verfahren, umfassend:
(a) Dispergieren einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung, die vernetzbare Siliconspezies und ein nicht vernetzbares Siliconöl in einer Menge enthält, die die Menge an nicht vernetzbarem Siliconöl, die durch das vernetzte Produkt resultierend aus den vernetzbaren Siliciumspezies gehalten werden kann, übersteigt, in Wasser und
(b) Bewirken der Vernetzung der vernetzbaren Siliconzusammensetzung. Vorzugsweise liegt die Menge an Siliconöl innerhalb eines Bereichs von 200 bis 5000 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der vernetzbaren Siliciumspezies.
Die oben erwähnte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung einer Siliconzusammensetzung, enthaltend vernetzte Siliconteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 100 um, die gleichmäßig in einem Siliconöl dispergiert sind, erreicht, wobei das Verfahren das Entfernen von Wasser aus einer, wie oben definierten Silicondispersion und eine Siliconzusammensetzung, die dabei erhältlich ist, umfasst.
Diese und andere Kennzeichen der Erfindung werden durch eine Betrachtung der detaillierten Beschreibung augenscheinlich. Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung einer Siliconöldispersion der vorliegenden Erfindung.
Eine Dispersion der vorliegenden Erfindung enthält vernetzte Siliconteilchen in Siliconöltropfen, die gleichmäßig in Wasser dispergiert sind. Die in der Dispersion der vorliegenden Erfindung enthaltenen vernetzten Siliconteilchen werden durch Vernetzung einer vernetzbaren Zusammensetzung erhalten. Diese Vernetzung kann vorzugsweise durch eine Hydrosilylierungsreaktion, eine Kondensationsreaktion, mittels Aktivatoren des Organoperoxidtyps oder durch Bestrahlung mit hochenergetischer Strahlung bewirkt werden. Die besonders bevorzugte Vernetzungsreaktion ist die Hydrosilylierung oder die Kondensationsreaktion.
Es bestehen keine besonderen Beschränkungen bezüglich des, für die Bildung der Siliconöltropfen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Siliconöls. Das Siliconöl kann eine vollständig lineare, teilweise verzweigte, zyklische oder verzweigte Molekülstruktur aufweisen. Die besonders bevorzugte Struktur ist die lineare oder zyklische. Es wird bevorzugt, dass sich das Siliconöl nicht an der Vernetzungsreaktion während der Ausbildung der vernetzten Siliconteilchen beteiligt. Zum Beispiel enthält das Siliconöl, wenn die vernetzten Siliconteilchen durch Hydrosilylierung gebildet wurden, keine Alkenylgruppen oder an Silicium gebundene Wasserstoffatome. Zum Beispiel kann das Siliconöl ein Dimethylpolysiloxan mit endständigen Trimethylsiloxygruppen, ein Methylphenylpolysiloxan mit endständigen Trimethylsiloxygruppen, ein Copolymer aus Methylphenylsiloxan und Dimethylsiloxan mit endständigen Trimethylsiloxygruppen, ein Copolymer aus Methyl-(3,3,3-trifluorpropyl)- siloxan und Dimethylsiloxan mit endständigen Trimethylsiloxygruppen, ein cyclisches Dimethylsiloxan oder ein cyclisches Methylphenylsiloxan sein. Wenn die vernetzten Siliconteilchen durch eine Kondensationsreaktion gebildet wurden, ist es bevorzugt, dass das Öl keine Silanolgruppen, keine an Silicium gebundene Wasserstoffatome oder an Silicium gebundene hydrolysierbare Gruppen enthält. Zum Beispiel kann das Siliconöl ähnlich denen oben erwähnten sein, d. h. ein Dimethylpolysiloxan mit endständigen Dimethylvinylsiloxygruppen oder ein Copolymer aus Methylvinylsiloxan und Dimethylsiloxan mit endständigen Dimethylvinylsiloxygruppen, ein Methylvinylpolysiloxan mit endständigen Trimethylsiloxygruppen oder ein cyclisches Methylvinylsiloxan. Es wird bevorzugt, dass das Siliconöl der vorliegenden Erfindung eine Viskosität bei 25ºC von 1 bis 100.000.000 mPa·s, vorzugsweise 2 bis 10.000.000 mPa·s aufweist.
Der mittlere Durchmesser der Siliconöltropfen in der Dispersion der vorliegenden Erfindung liegt im Bereich von mehr als 0,1 bis 500 um, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 200 um. Dies liegt daran, dass eine Dispersion mit Tropfen eines mittleren Durchmessers außerhalb dieses Bereiches eine geringe Stabilität aufweisen wird.
Der mittlere Durchmesser der vernetzten Siliconteilchen in der Dispersion der vorliegenden Erfindung liegt im Bereich von 0,1 bis 100 um, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 50 um. Dies liegt daran, dass eine Dispersion mit Teilchen eines mittleren Durchmessers außerhalb dieses Bereiches eine geringe Stabilität aufweisen werden. In der Dispersion der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser der vernetzten Siliconteilchen kleiner als der Durchmesser der Siliconöltropfen. Die vernetzten Siliconteilchen können eine kugelförmige, längliche, flache oder irreguläre Form aufweisen. Eine kugelförmige Form wird bevorzugt.
Die Dispersion der vorliegenden Erfindung kann als Ausgangsmaterial zur Herstellung kosmetischer Substanzen verwendet werden. Durch Entfernen des Wassers aus der Dispersion ist es möglich eine flüssige, cremeartige, pastöse oder eine fettartige Siliconzusammensetzung mit in Siliconöl gleichmäßig dispergierten vernetzten Siliconteilchen zu erhalten.
Das Folgende ist eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Silicondispersion der vorliegenden Erfindung. Eine vernetzbare Siliconzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch eine Hydrosilylierungsreaktion, eine Kondensationsreaktion durch die Wirkung von Organoperoxidaktivatoren oder durch Bestrahlung der Zusammensetzung mit hochenergetischen Strahlen vernetzt werden. Die besonders bevorzugte Reaktion ist eine Hydrosilylierungsreaktion oder eine Kondensationsreaktion.
Eine geeignete Siliconzusammensetzung, die über eine Hydrosilylierungsreaktion vernetzbar ist, enthält ein Organopolysiloxan, das wenigstens zwei Alkenylgruppen im Molekül aufweist, ein Organopolysiloxan, das im Molekül wenigstens zwei an Silicium gebundene Wasserstoffatome aufweist und einen Hydrosilylierungskatalysator.
Alkenylgruppen in der zuerst erwähnten Organopolysiloxankomponente werden vorzugsweise ausgewählt aus Vinylgruppen, Allylgruppen, Butenylgruppen, Pentenylgruppen und Hexenylgruppen. Die besonders bevorzugte Alkenylgruppe ist die Vinylgruppe. Andere Gruppen als Alkenylgruppen die in dem zuerst erwähnten Organopolysiloxan enthalten sind, umfassen einbindige Kohlenwasserstoffgruppen wie Alkylgruppen, wie beispielsweise Methylgruppen, Ethylgruppen, Propylgruppen, Butylgruppen; Cycloalkylgruppen, wie beispielsweise Cyclopentylgruppen, Cyclohexylgruppen; Arylgruppen, wie beispielsweise Phenylgruppen, Tolylgruppen, Xylylgruppen; Aralkylgruppen, wie beispielsweise Benzylgruppen, Phenethylgruppen, 3-Phenylpropylgruppen oder halogenierte Kohlenwasserstoffgruppen, wie beispielsweise 3-Chlorpropylgruppen und 3,3,3-Trifluorpropylgruppen. Diese Organopolysiloxane können eine lineare, cyclische, verzweigte oder teilweise verzweigte Molekülstruktur aufweisen. Um elastomerähnliche vernetzte Siliconteilchen zu bilden, werden die linearen und teilweise verzweigten Strukturen bevorzugt. Obwohl keine besonderen Beschränkungen bezüglich der Viskosität dieses ersten Organopolysiloxans bestehen, sollte diese jedoch nicht die Dispergierbarkeit der vernetzbaren Siliconzusammensetzung in Wasser einschränken. Es wird bevorzugt, das die Viskosität bei 25ºC im Bereich von 20 bis 100.000 mPa·s, vorzugsweise bei 20 bis 10.000 mPa·s liegt.
Beispiele von anderen Gruppen außer Wasserstoffatomen in dem zweiten erwähnten Organopolysiloxan sind dieselben oben erwähnten einbindigen Kohlenwasserstoffgruppen. Das zweite erwähnte Organopolysiloxan kann eine lineare, cyclische, verzweigte oder teilweise verzweigte Struktur aufweisen. Obwohl keine besonderen Beschränkungen bezüglich der Viskosität dieses zweiten Organopolysiloxans bestehen, sollte diese nicht die Dispergierbarkeit der vernetzbaren Siliconzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in Wasser einschränken. Es wird bevorzugt, dass die Viskosität bei 25ºC im Bereich von 1 bis 10.000 mPa·s liegt. Dieses zweite Organopolysiloxan wird in der vernetzbaren Siliconzusammensetzung in einer Menge eingesetzt, die zum Härten der Zusammensetzung ausreichend ist, vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des ersten Organopolysiloxans.
Der in der vernetzbaren Siliconzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltene Hydrosilylierungskatalysator ist vorzugsweise ein Platinkatalysator, wie beispielsweise Chlorplatinsäure, eine alkoholische Lösung aus Chlorplatinsäure, ein Olefinkomplex aus Platin, ein Alkenylsiloxankomplex aus Platin, Platinmohr oder Platin gehalten auf einem Siliciumdioxidträger. Es wird bevorzugt eine wäßrige Dispersion, die den Hydrosilylierungskatalysators mit einem mittleren Teilchendurchmesser, der 1 um nicht übersteigt in Kombination mit unserer vernetzbaren Siliconzusammensetzung enthält, einzusetzen. Die genaue Mischreihenfolge oder das Kombinieren dieses Katalysators und dieser Siliconzusammensetzung ist nicht wichtig. Zum Beispiel kann eine vernetzbare Siliconzusammensetzung, die den Hydrosilylierungskatalysator in Wasser enthält, durch Dispergieren der vernetzbaren Siliconzusammensetzung in Wasser, die mit dem Hydrosilylierungskatalysator vorgemischt wurde, hergestellt werden oder der Katalysator kann, nach Dispergieren in der katalysatorfreien vernetzbaren Siliconzusammenseztung zu Wasser hinzugefügt werden. Es wird bevorzugt, dass der Hydrolisierungskatalysator in unserer vernetzbaren Zusammensetzung in einer Menge eingesetzt wird, die ausreicht die Vernetzung der vernetzbaren Zusammensetzung zu beschleunigen. Zum Beispiel wenn ein Platinsystemkatalysator als Hydrosilylierungskatalysator eingesetzt wird, wird er normalerweise in Menge von 1 · 10&supmin;&sup7; bis 1 · 10&supmin;³ Gewichtsteilen des Platinmetalls pro 100 Gewichtsteilen des ersten Organopolysiloxans eingesetzt.
Eine Siliconzusammensetzung, die durch eine Kondensationsreaktion vernetzbar ist, kann ein Organopolysiloxan, das wenigstens zwei hydrolisierbare Gruppen enthält, wie beispielsweise Aminoxy, Acetoxy, Oxim, Alkoxy oder eine Hydroxylgruppe und einen Kondensationsreaktionskatalysator, wie beispielsweise eine organische Titanverbindung oder eine organische Zinnverbindung enthalten.
Alkoxygruppen, die in diesem Organopolysiloxan enthalten sind, werden vorzugsweise ausgewählt aus Methoxygruppen, Ethoxygruppen und Methoxyethoxygruppen, Oximgruppen, die in diesem Organopolysiloxan vorhanden sind, werden vorzugsweise ausgewählt aus Dimethylketoximgruppen und Methylethylketoximgruppen. Andere Gruppen, die in dem Organopolysiloxan enthalten sein können, umfassen einbindige Kohlenwasserstoffgruppen wie Alkylgruppen, wie beispielsweise Methylgruppen, Ethylgruppen, Propylgruppen, Butylgruppen; Cycloalkylgruppen, wie beispielsweise Cyclopentylgruppen, Cyclohexylgruppen; Arylgruppen, wie beispielsweise Phenylgruppen, Tolylgruppen, Xylylgruppen; Aralkylgruppen, wie beispielsweise Benzylgruppen, Phenethylgruppen, 3-Phenylpropylgruppen oder halogenierte Kohlenwasserstoffgruppen, wie beispielsweise 3-Chlorpropylgruppen und 3,3,3-Trifluorpropylgruppen. Das Organopolysiloxan kann eine lineare, cyclische, verzweigte oder eine teilweise verzweigte Molekülstruktur aufweisen. Die lineare oder teilweise verzweigte Molekülstruktur wird für die Ausbildung elastomerähnlicher vernetzter Siliconteilchen bevorzugt. Obwohl keine besondere Beschränkungen bezüglich der Viskosität des Organopolysiloxans bestehen, sollte das Dispergieren der vernetzbaren Siliconzusammensetzung in Wasser nicht eingeschränkt sein. Es wird bevorzugt, dass die Viskosität bei 25ºC im Bereich von 20 bis 100.000 mPa·s vorzugsweise zwischen 20 und 10.000 mPa·s liegt.
Oximgruppen und Alkoxygruppen, die in dem Silanvernetzungsmittel vorhanden sind, können dieselben wie jene oben veranschaulichten sein. Das Silanvernetzungsmittel wird vorzugsweise ausgewählt aus Methyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Methyltrioximsilan und Vinyltrioximsilan. Es wird empfohlen, dass das Silanvernetzungsmittel in der vernetzbaren Siliconzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Menge eingesetzt wird, die ausreicht die Zusammensetzung zu Härten, vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Organopolysiloxans.
Der hierin verwendete Kondensationsreaktionskatalysator ist geeigneter Weise eine organische Zinnverbindung oder eine organische Titanverbindung, vorzugsweise ausgewählt aus Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Zinnoctenat, Dibutylzinndioctat, Zinnlaurat, Tetrabutyltitanat, Tetrapropyltitanat und Dibutoxybis(ethylacetoacetat)titan. Es wird bevorzugt, dass der Kondensationsreaktionskatalysator in unserer vernetzbaren Siliconzusammensetzung in einer Menge eingesetzt wird, die für eine Vernetzung der Zusammensetzung ausreicht, vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt von 0,05 bis 2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Organopolysiloxans.
Es kann ein Füllstoff unserer vernetzbaren Siliconzusammensetzung entweder zum Einstellen der Fließfähigkeit oder zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit der erhaltenen vernetzten Siliconteilchen, hinzugefügt werden. Beispiele solch eines Füllstoffes sind verstärkende Füllstoffe, wie beispielsweise gefälltes Siliciumdioxid, pyrogenes Siliciumdioxid, gebranntes Siliciumdioxid und pyrogenes Titanoxid oder nichtverstärkende Füllstoffe wie grob zerkleinerter Quarz, Diatomeenerde, Aluminiumkieselsäure, Ferrooxid, Zinkoxid, Calciumoxid. Die Oberflächen dieser Füllstoffe können mit Hexamethylsilazan, Trimethylchlorsilan, Polydimethylsiloxan, Polymethylhydridosiloxan oder ähnlichen Organosiliciumverbindungen, die für solche Zwecke von der Fachwelt eingesetzt werden, behandelt werden.
Durch die Möglichkeiten einer Vernetzungsreaktion wird unsere vernetzbare Siliconzusammensetzung zu einer gummiartigen, gelartigen oder ähnlichen elastomeren vernetzten Substanz umgewandelt.
Das in der vernetzbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorhandene nichtvernetzbare Siliconöl wird in einer Menge eingesetzt, die ausreicht, um die aus unserer vernetzbaren Zusammensetzung resultierenden vernetzten Teilchen in dem nichtvernetzbaren Siliconöl zu halten, d. h. die vernetzten Teilchen sind mit Tropfen des Siliconöls umgeben. Mit anderen Worten, es sollte im Überschuß zur Menge an nichtvernetzbarem Öl eingesetzt werden, dass zum Beispiel durch Quellen am vernetzten Produkt gehalten werden kann. Folglich sind die vernetzten Siliconteilchen gequollen und mit dem nichtvernetzbaren Siliconöl umgeben. Die Menge, die gehalten werden kann, hängt von der Verbindung der vernetzbaren Spezies und dem nichtvernetzbaren Siliconöl in den Siliconzusammensetzungen ab. Die relativen Mengen der vernetzbaren Spezies und dem nichtvernetzbaren Siliconöl, um das oben erwähnte Ergebnis zu erzielen kann leicht vom Fachmann über Reihenuntersuchungen bestimmt werden. Vorzugsweise sollte das nichtvernetzbare Siliconöl in einer Menge im Bereich von 200 bis 5.000 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt von 250 bis 2.000 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der vernetzbaren Siliconspezies der Siliconzusammensetzung eingesetzt werden.
Das Verfahren zur Herstellung der Silicondispersion der vorliegenden Erfindung umfasst, das Dispergieren einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung, dass das nichtvernetzbare Siliconöl, wie oben beschrieben enthält, in Wasser und anschließend Durchführen einer Vernetzungsreaktion. Das Dispergieren der vernetzbaren Siliconzusammensetzung in Wasser kann unter Verwendung eines Homogenmischers, Schaufelmischers, HenschelTM-Mischers, Homogendispersers, Kolloidmischers, Propellermischers, Homogendispersers, Homogenisator, kontinuierlichen Reihenemulgators, Ultraschallemulgators, Vakuumkneters oder durch jedes andere der Fachwelt bekannte Gerät zum Dispergieren der Zusammensetzungen in Wasser, durchgeführt werden.
Es bestehen keine besonderen Beschränkungen bezüglich der in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzten Menge Wasser. Es wird jedoch bevorzugt, das Wasser in einer Menge von 5 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 80 Gew. 4 bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion einzusetzen.
Falls es erwünscht ist, die Stabilität der vernetzbaren Siliconzusammensetzung in Wasser zu verbessern oder eine Dispersion zu sichern kann die Zusammensetzung ein Tensid, ausgewählt aus nichtionischen, kationischen oder anionischen oberflächenaktiven Mitteln bestehen. Das besonders bevorzugte Tensid ist ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel. Es wird empfohlen, das Tensid in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der vernetzbaren Siliconzusammensetzung einzusetzen.
Die Dispersion unserer vernetzbaren Siliconzusammensetzung in Wasser wird anschließend entweder erwärmt, bei Raumtemperatur gehalten oder hochenergetischer Strahlung ausgesetzt, wobei eine Vernetzungsreaktion bewirkt wird.
Es wird bevorzugt, dass die in Wasser dispergierten Siliconöltropfen einen mittleren Durchmesser innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 500 um, vorzugsweise von 0,5 bis 200 um aufweisen. Wenn der mittleren Tropfendurchmesser unterhalb der unteren Grenze liegt oder die obere Grenze überschreitet, neigt die Dispersion dazu seine Stabilität zu verlieren.
Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung des zur Herstellung der Siliconzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahrens. Das Verfahren umfasst das Entfernen von Wasser aus der Silicondispersion der vorliegenden Erfindung, die vernetzte Siliconteilchen in Siliconöltropfen enthält, die gleichmäßig in Wasser dispergiert sind. Vorzugsweise wird das Wasser durch Lufttrocknung, Heißlufttrocknung, Vakuumtrocknung oder durch Erwärmen entfernt. Eine Siliconzusammensetzung, die durch dieses Verfahren hergestellt wurde, enthält eine Dispersion aus vernetzten Siliconteilchen, die gleichmäßig in dem Siliconöl dispergiert sind. Diese Zusammensetzung kann in flüssiger, cremeartiger, pastöser oder fettartiger Form hergestellt werden. Die Zusammensetzung kann als Gleitmittel oder als eine kosmetische Substanz verwendet werden.

BEISPIELE

Die Silicondispersionen der Erfindung, Verfahren für deren Herstellung und Verfahren zur Herstellung der Siliconzusammensetzungen der Erfindung werden jetzt detaillierter mit Verweis auf die folgenden praktischen Beispiele beurteilt. Die folgenden Arbeitsvorgänge wurden zur Bestimmung des mittleren Durchmessers der Siliconöltropfen, des mittleren Durchmessers der vernetzten Siliconteilchen und der verschiedenen Eigenschaften der Siliconzusammensetzung angewendet.

Mittlerer Durchmesser von Siliconöltropfen

Der Durchmesser der Siliconöltropfen wurde unter Verwendung eines Laser-Diffraktions-Teilchenverteilung-Bestimmungsgerätes von Horiba Seisakusho Co., Modell LA-500 bestimmt. Der erhaltene mittlere Durchmesser (ein Tropfendurchmesser entsprechend 50 · der akkumulierten Verteilung) wurde als mittlerer Teilchendurchmesser definiert.

Stabilität der Silicondispersion

180 ml der Silicondispersion wurde in einer 225 ml Glasflasche von 105 mm Länge und 50 mm im Durchmesser hermetisch abgeschlossen und 1 Woche lang bei Raumtemperatur belassen. Anschließend wurde die Dicke der Wasserschicht, die sich aus der Silicondispersion abgesetzt hatte gemessen.

Dispergierbarkeit der vernetzten Siliconteilchen

Eine Silicondispersion wurde auf einer Glasplatte an der Luft getrocknet und anschließend die Form, die Aggregation und Verteilung der vernetzten Siliconteilchen unter einem Stereomikroskop beobachtet. Strukturen einer Dispersion aus Primärteilchen wurden mit "0" bezeichnet, Strukturen aus aggregierten Teilchen mit der Größe von ungefähr einigen hundert Mikrometern und Primärteilchen, die eine Größe von 500 um überschreiten, wurden durch das Symbol "X" gekennzeichnet und Strukturen mit Teilchen, die Zwischengröße zwischen den oben erwähnten Kategorien aufweisen wurden durch das Symbol "f" gekennzeichnet.

Mittlerer Durchmesser vernetzter Siliconteilchen

Die Silicondispersion wurde auf einer Glasplatte an der Luft getrocknet und anschließend eine Probe durch Akkumulieren der vernetzten Teilchen unter einem Stereomikroskop hergestellt. Die gesammelte Probe wurde anschließend unter einem Elektronenmikroskop begutachtet und ein mittlerer Teilchendurchmesser bezogen auf 10 Teilchen, bestimmt.

Viskositäts-Elastizitätseigenschaften der Siliconzusammensetzung

Ein Speicherelastizitätskoeffizient G' (·10³ dyne/cm²), Verlustelastizitätskoefftzient G" (·10 dyne/cm²) und Verlust tan δ wurden mit Hilfe eines ARESTM-Viskosimeters von Reometric Scientific Co., Inc. bestimmt. Die Messungen wurden unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Raumtemperatur; 25 mm parallele Platten; 0,5 bis 0,6 mm Abstand; 10% Spannung; 0,1 bis 50 rad/s Oszillationfrequenz.

Praktisches Beispiel 1

Eine vernetzbare Siliconzusammensetzung wurde durch Mischen der folgenden Komponenten hergestellt: 18,8 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Dimethylvinylsiloxygruppen und einer Viskosität von 400 mPa·s; 1,2 Gewichtsteile eines Copolymers aus Methylhydridosiloxan und Dimethylsiloxan mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 30 mPa·s und einem Gehalt an, an Silicium gebundenen Wasserstoffatomen von 0,5 Gew.-% und 80 Gewichtsteilen eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 100 mPa·s. Die erhaltene vernetzbare Siliconzusammensetzung wurde anschließend mit 53 Gewichtsteilen einer 3 Gew.-%igen wäßrigen Lösung aus Polyoxyethylennonylphenylether (HLB = 13,1) vereinigt. Nach dem Emulgieren wurden 50 Gewichtsteile reinen Wassers der Mischung hinzugefügt. Daraus folgend wurde eine wäßrige Dispersion einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung hergestellt.
Es wurde ein Platinkatalysator, enthaltend einen Platinkomplex und 1,1-Divinyl-1,1,3,3,-tetramethoxydisiloxan als Hauptbestandteil mit einem mittleren Durchmesser der Platinkatalysatorteilchen gleich 0,05 um und einer Konzentration an metallischem Platin von 0,05 Gew. 4 der oben erwähnten wäßrigen Dispersion der vernetzbaren Siliconzusammensetzung hinzugefügt und die Komponenten gleichmäßig gemischt, so dass die Inhalte des metallischen Platins in Gewichtseinheiten gleich 20 ppm waren. Daraus resultierend wurde eine wäßrige Dispersion einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung, die einen Hydrosilylierungskatalysator enthält, erhalten.
Die erhaltene Dispersion wurde 1 Tag lang bei Raumtemperatur gehalten und die vernetzbare Siliconzusammensetzung anschließend einer Hydrosilylierungsreaktion unterzogen, wobei eine Silicondispersion, die vernetzte Siliconteilchen in Siliconöltropfen, die in Wasser dispergiert waren, erhalten wurde.
Die Dispersion wurde anschließend auf eine Aluminiumplatte mit 5 cm Durchmesser übertragen und das Wasser der Dispersion durch Lufttrocknung entfernt, wobei 3 Tage lang ein Luftstrom beibehalten wurde. Daraus resultierend wurde eine Siliconzusammensetzung bestehend aus einem Siliconöl und Siliconteilchen hergestellt. Diese Siliconzusammensetzung wies eine cremeartige Konsistenz auf. Die Beobachtung der Zusammensetzung unter einem Stereomikroskop zeigte, dass diese aus vernetzten Siliconteilchen, die gleichmäßig innerhalb des Siliconöls dispergiert sind, bestand. Die vernetzten Siliconteilchen wiesen ein kugelförmiges Aussehen auf.

Praktisches Beispiel 2

Es wurde eine wäßrige Dispersion einer vernetzten Siliconzusammensetzung wie im praktischen Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme, dass 80 Gewichtsteile eines Dimethylpolysilxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 6 mPa·s, anstelle von 100 mPa·s für das im praktischen Beispiel 1 eingesetzte Dimethylpolysiloxan, verwendet wurden. Als nächstes wurde die Dispersion einer Hydrosilylierungsreaktion unterzogen, wobei eine Silicondispersion erhalten wurde, die vernetzte Siliconteilchen enthaltend in Siliconöltropfen, die gleichmäßig in Wasser dispergiert sind, aufweist.
Es wurde eine Siliconzusammensetzung, bestehend aus einem Siliconöl und vernetzten Siliconteilchen durch Entfernen des Wassers aus der oben erwähnten Dispersion auf dieselbe Art und Weise wie im praktischen Beispiel 1 hergestellt. Die erhaltene Zusammensetzung hatte ein cremeartiges Aussehen. Die Beobachtung der Zusammensetzung unter einem Stereomikroskop zeigte, dass diese aus vernetzten Siliconteilchen besteht, die gleichmäßig in dem Siliconöl dispergiert sind. Die vernetzten Siliconteilchen waren kugelförmig.

Praktisches Beispiel 3

Es wurde eine Mischung durch gleichmäßiges Mischen der folgenden Komponenten hergestellt: 100 Gewichtsteile eines Dimethylsiloxans mit endständigen Hydroxylgruppen und einer Viskosität von 1000 mPa·s, was zu einem Hydroxylgehalt von 1,3 Gew.-% führt, 4,83 Gewichtsteile eines Methylhydridopolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 10 mPa·s und einem Gehalt an, an Silicium gebundenen Wasserstoffatomen von 1,5 Gew.-%; 500 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität 1000 mPa·s und 0,75 Gewichtsteile eines Dibutylzinndioctatkatalysators. Die Zusammensetzung wurde anschließend mit einer Mischung, bestehend aus 5 Gew.-% TergitolTM TMN-6, einem Produkt der Union Carbide Co., welches ein Ethylenoxidaddukt aus Trimethylnonanol ist und 80 Gewichtsteilen Ionaustauscherwasser vereinigt. Das erhaltene Produkt wurde emulgiert und anschließend mit 35 Gewichtsteilen reinen Wassers vereinigt. Daraus resultierte eine wäßrige Dispersion einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung.
Ein Teil der resultierenden Dispersion wurde mittels eines Sprühtrockners mit einer Einlasstemperatur von 300ºC und einer Ausgangstemperatur von 100ºC versprüht. Es akkumulierte eine fettartige Substanz an den Innenwänden des Trockners, so daß es unmöglich war irgendwelche vernetzten Siliconteilchen zu erhalten.
Nachdem die vernetzbare Siliconzusammensetzung durch einwöchiges Intakthalten der oben erwähnten wäßrigen Dispersion der vernetzbaren Silicondispersion bei Raumtemperatur, einer Kondensationsreaktion unterzogen wurde, wurde eine Silicondispersion, die vernetzte Siliconteilchen in Siliconöltropfen enthielt, die gleichmäßig in Wasser dispergiert waren, erhalten.
Es wurde eine Siliconzusammensetzung, bestehend aus einem Siliconöl und vernetzten Siliconteilchen, durch Entfernen des Wassers aus der oben erwähnten Dispersion auf dieselbe Art und Weise wie im praktischen Beispiel 1, hergestellt. Die erhaltene Zusammensetzung hatte ein cremeartiges Aussehen. Die Beobachtung der Zusammensetzung unter einem universell verwendbaren Mikroskop zeigte, dass diese aus vernetzten Siliconteilchen bestand, die gleichmäßig in dem Siliconöl dispergiert waren. Die vernetzten Siliconteilchen waren kugelförmig.

Vergleichendes Beispiel 1

Es wurde eine Mischung "A" durch gleichmäßiges Mischen der folgenden Komponenten hergestellt: 100 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 1000 mPa·s und endständigen Hydroxyl gruppen mit einem Gehalt an Hydroxylgruppen von 1,3 Gew. 4, 10 Gewichtsteile eines Methylhydridopolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 10 mPa·s mit einem Gehalt an, an Silicium gebundenen Wasserstoffatomen von 1,5 Gew.-% und 50 Gewichtsteilen eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 1000 mPa·s.
Es wurde ein Mischung "B" durch gleichmäßiges Mischen der folgenden Komponenten hergestellt: 100 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 1000 mPa·s und endständigen Hydroxyl gruppen mit einem Hydroxylgruppengehalt von 1,3 Gew.-%; 50 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 1000 mPa·s und 1,5 Gewichtsteile Dibutylzinndioctat.
Nach Vereinigen der Mischung "A" und Mischung "B" in einem Verhältnis von 1 : 1 wurde das Produkt weiter mit einer Mischung bestehend aus 5 Gew.-% Tergitol TMN-6 und 1700 Gewichtsteilen Ionaustauscherwasser vereinigt. Das erhaltene Produkt wurde emulgiert. Nach Entfernen des Wassers wurden vernetzte Siliconteilchen mit einer Ausbeute von 98% erhalten. Die erhaltenen Siliconteilchen hatten gummiartige Eigenschaften und waren kugelförmig. Es wurde jedoch ein unerwünschtes Ausbluten des Siliconöls aus diesen vernetzten Siliconteilchen beobachtet.

Vergleichendes Beispiel 2

Es wurde eine vernetzbare Siliconzusammensetzung durch Mischen der folgenden Komponenten hergestellt: 44,5 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 5 mPa·s und endständigen Vinylmethylsiloxygruppen; 100 Gewichtsteile eines Methylhydridopolysiloxans mit einem Gehalt an, an Silicium gebundenen Wasserstoffatomen von 1,5 Gew.-% und einer Viskosität von 20 mPa·s und 758 Gewichtsteilen eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 6 mPa·s und einem Gehalt an, an Silicium gebundenen Wasserstoffatomen von 1,5 Gew.-% und 50 Gewichtsteilen eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 1000 mPa·s. Es wurde anschließend ei ne vernetzbare Siliconzusammensetzung durch Hinzufügen von, 0,5 Gewichtsteilen einer 2 Gew.-%igen Isopropanollösung aus Chlorplatinsäure hergestellt. Die erhaltene vernetzbare Siliconzusammensetzung wurde auf 70 bis 80ºC erwärmt, 2 Stunden lang gerührt, wobei eine Hydrosilylierung durchgeführt wurde. Es wurde eine gelatinöse Siliconzusammensetzung hergestellt. Diese Zusammensetzung wurde zwischen drei Rollen unter Scherbedingungen geknetet, um eine pastenartige Siliconzusammensetzung zu erzeugen. Beobachtungen unter einem universell verwendbaren Mikroskop zeigten, dass die in dem Siliconöl dispergierten Siliconteilchen eine irreguläre Form aufwiesen, die Dispersion war nicht gleichförmig und der Durchmesser der vernetzten Siliconteilchen lag im Bereich von 100 bis 500 um. Tabelle 1
*Aufgrund der physikalischen Eigenschaften der vernetzten Siliconteilchen, waren Messungen im vergleichenden Beispiel 1 unmöglich.

Vergleichendes Beispiel 3

Eine vernetzbare Siliconzusammensetzung wurde durch Mischen von 94 Gewichtsteilen eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Dimethylvinylsiloxygruppen und einer Viskosität von 400 mPa·s und 6 Gewichtsteilen eines Copolymers aus Methylhydridosiloxan und Dimethylsiloxan mit endständigen Trimethylsiloxygruppen mit einem Gehalt an, an Silicium gebundenen Wasserstoffatomen von 0,5 Gew.-% und einer Viskosität von 30 mPa·s hergestellt. Diese Mischung wurde anschließend mit 53 Gewichtsteilen einer 3 Gew.-%igen wäßrigen Lösung aus Polyoxyethylennonylphenylether (HLB = 13,1) vereinigt. Die Mischung wurde emulgiert und mit 50 Gewichtsteilen reinen Wassers vereinigt. Es wurde dabei eine wäßrige Emulsion einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung hergestellt.
Die oben erwähnte wäßrige Emulsion wurde gleichmäßig mit einer separat hergestellten wäßrigen Emulsion eines Platinkatalysators, der einen 1,1-Divinyl-1,1,3,3-tetramethoxydisiloxanplatinkomplex mit einem mittleren Teilchendurchmesser gleich 0,05 um als Hauptbestandteil enthält und eine Konzentration an metallischem Platin von 0,05 Gew.-% aufweist, so daß die Menge an metallischem Platin in dem oben erwähnten Katalysator 20 ppm bezogen auf die Menge an Dimethylpolysiloxan betrug, gemischt. Es wurde folglich eine wäßrige Dispersion einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung hergestellt.
Die erhaltene Dispersion wurde einen Tag lang bei Raumtemperatur intaktgehalten und die vernetzbare Siliconzusammensetzung anschließend einer Hydrosilylierungsreaktion unterzogen, wobei eine wässrige Suspension vernetzter Siliconteilchen, die in Wasser dispergiert waren, hergestellt wurde. Die Suspension wurde mit einer wässrigen Emulsion mit einer Konzentration von 50 Gew.-% eines Dimethylpolysiloxans mit endständigen Trimethylsiloxygruppen und einer Viskosität von 100 mPa·s vereinigt. Die Menge an Emulsion betrug das vierfache der Menge an vernetzten Siliconteilchen in der Suspension. In der resultierenden Mischung waren die vernetzten Siliconteilchen nicht gleichmäßig in den Siliconöltropfen enthalten. Die Mischung wurde anschließend auf eine Aluminiumplatte mit 5 cm Durchmesser übertragen und das Wasser aus der Dispersion durch Trocknen an Luft, währenddessen 3 Tage lang ein Luftstrom beibehalten wurde, entfernt. Daraus resultierend wurde eine Siliconzusammensetzung bestehend aus einem Siliconöl und Siliconteilchen hergestellt. Diese Siliconzusammensetzung wies eine cremige Konsistenz auf, jedoch wurde beobachtet, dass das Siliconöl auf der Oberfläche der Zusammensetzung schwamm. Die Begutachtung unter einem Stereomikroskop zeigte, dass die vernetzten Siliconteilchen nicht gleichmäßig in dem Siliconöl dispergiert waren. Die vernetzten Siliconteilchen waren kugelförmig.
Die vergleichenden Beispiele 1 und 2 zeigen, dass wenn eine Siliconzusammensetzung nicht ausgehend von einer Silicondispersion, die vernetzte Siliconteilchen in Siliconöltropfen enthält, die in Wasser dispergiert sind, aufweist, wie durch die vorliegende Erfindung gefordert hergestellt wurde, keine gewünschte Stabilität und Gleichmäßigkeit der Dispersion der vernetzten Siliconteilchen in Siliconöl erreicht werden kann.
Aus dem vergleichenden Beispiel 3 ist offensichtlich, dass wenn Siliconöl nach Bildung der in Wasser dispergierten vernetzten Siliconteilchen hinzugefügt wurde, die wäßrige Silicondispersion, worin die vernetzten Siliconteilchen in Silicontropfen der vorliegenden Erfindung enthalten sind, nicht erhalten werden kann und somit kann die gewünschte gleichmäßige Dispersion aus vernetzten Siliconteilchen in Siliconöl nach Entfernen des Wassers nicht erreicht werden.

Claims

1. Silicondispersion enthaltend vernetzte Siliconteilchen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100 um aufweisen, wobei die vernetzten Siliconteilchen sich in Siliconöltropfen mit einem mittleren Durchmesser von mehr als 0,1 bis 500 um befinden, die Siliconöltropfen, die die vernetzten Siliconteilchen enthalten, in Wasser dispergiert sind und der Durchmesser der vernetzten Siliconteilchen kleiner ist als der Durchmesser der Siliconöltropfen.

2. Silicondispersion nach Anspruch 1, wobei die Menge an Siliconöl innerhalb eines Bereichs von 200 bis 5000 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der vernetzten Siliconteilchen liegt.

3. Verfahren zur Herstellung einer Silicondispersion enthaltend vernetzte Siliconteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100 um in Siliconöltropfen eines mittleren Tropfendurchmessers von mehr als 0,1 bis 500 um, wobei der Durchmesser der vernetzten Siliconteilchen geringer ist als der Durchmesser der Siliconöltropfen und das Verfahren umfasst:

(a) Dispergieren einer vernetzbaren Siliconzusammensetzung, die vernetzbare Siliciumspezies und ein nicht vernetzbares Siliconöl in einer Menge enthält, die die Menge an nicht vernetzbarem Siliconöl, die durch das vernetzte Produkt resultierend aus den vernetzbaren Siliciumspezies gehalten werden kann, übersteigt, in Wasser und

(b) Bewirken der Vernetzung der vernetzbaren Siliconzusammensetzung.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Menge an Siliconöl innerhalb eines Bereichs von 200 bis 5000 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der vernetzbaren Siliciumspezies liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die vernetzbare Siliconzusammensetzung durch eine Hydrolysierungs- oder eine Kondensationsreaktion vernetzt wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer Siliconzusammensetzung, die vernetzte Siliconteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 100 um enthält, die gleichförmig in einem Siliconöl dispergiert sind, wobei das Verfahren das Entfernen von Wasser aus einer Silicondispersion nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder erhältlich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5 umfasst.

7. Siliconzusammensetzung enthaltend vernetzte Siliconteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 100 um, die einheitlich in einem Siliconöl dispergiert sind, erhältlich nach dem Verfahren nach Anspruch 6.

8. Ein Gleitmittel enthaltend eine Siliconzusammensetzung nach Anspruch 7.

9. Eine kosmetische Formulierung enthaltend eine Siliconzusammensetzung nach Anspruch 7.