JP2008524378A5 - - Google Patents
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Description
本願は、2004年12月15日出願の米国特許出願第60/636245号に対する優先権を請求する。
本発明は、スルホネート官能性シロキサン組成物、この調製方法、これを含有するエマルション組成物、ならびに、種々の、パーソナル(個人用)、家庭用、ヘルスケア用製剤、ならびに布およびテキスタイル処理剤におけるその使用に関する。
商業への適用において使用される大多数のシリコーン界面活性剤は非イオン性であり、この場合、通常、ポリオキシアルキレンが親水性をもたらす。カチオンシリコーン界面活性剤も知られ、有用性を、特にヘアケアへの適用において見出している。比較すれば、アニオンシリコーン界面活性剤はよく知られているようなものでなく、これは、恐らくそのような材料に至る、限られたかつ難しい合成経路によるものであろう。
アニオンシリコーン界面活性剤に至るその1つ経路は、J.Polymer Science,Polymer Chem.Ed.,vol.17,pp3559−3636(1979)において教示される、プロパンスルトンのアミノ官能基シロキサンとの反応に基づく。
米国特許第4,496,705号明細書は、2官能性アミノアルキルシランをシロキサンポリマー中に取り込む前に加水分解することによる、高分子量のアミノアルキルシロキサンポリマーを生産する方法を教示する。第’705号特許の高分子量シロキサンポリマーは、プロパンスルトンとの反応により、双性イオンシロキサンゴムに変換され得る。
米国特許第4,525,567号明細書および米国特許第4,523,002号明細書は、双性イオンを3級シリコーン原子で含有するシロキサンポリマーを教示し、これらのアミノアルキルシロキサンポリマー中間体が与えられている。第’567号特許および第’002号特許のアミノアルキルシロキサンポリマー中間体および双性イオンシロキサンポリマーは、3官能性アミノアルキルシランもしくは双性イオンシランを、それぞれ、ヒドロキシ末端シロキサンオリゴマーと、酸触媒存在下、共重合させることにより得られる。該アミノアルキルシロキサンポリマー中間体は、有機スルトンもしくは有機ラクトンとの反応により、双性イオンシロキサンポリマーに変換される。
アニオンシリコーン界面活性剤を調製する、プロパンスルトンを使用することに基づいた産業的プロセスは、プロパンスルトンの毒性のために、その安全性の問題を述べなくてはならない。また、プロパンスルトンから合成されたスルホネートポリマーは、黄色である傾向にある。これゆえ、アニオンシリコーン界面活性剤、特に、スルホネートシリコーン界面活性剤を調製する、プロパンスルトンよりも扱いに容易である中間体を使用するプロセスを同定する必要が存在する。本発明者らは、このようなプロセスを同定しており、これは、2−スルホ安息香酸環状無水物、スルホ安息香酸ナトリウム塩、もしくはこれらの誘導体を、アミノ官能性シロキサンと反応させることに基づく。生じる化合物が、プロパンスルトンを使用するよりも安全なルート(合成経路)により生成されてくる一方、プロパンスルトンにより調製されたアニオンシリコーンに比較して、予期されない性能面での有益性を有することも見出された。
本発明は、式:
を有するスルホネート基(式中、R1は、有機ポリシロキサンに結合する2価の有機基であり、Mは、水素、アルカリ金属もしくは4級アンモニウム基であり、Gは、酸素原子、NH、もしくはNR基(式中、Rが、1価の有機基である。)である。)を含む有機ポリシロキサンに関する。
本発明は更に、スルホ安息香酸化合物をアミン官能性シロキサンと反応させることを含むスルホネート官能性有機ポリシロキサンを調製する方法を提供する。
更に、本発明は、本発明の組成物を含むエマルション組成物に関する。
本発明の組成物は、種々の産業への適用において有用であり、パーソナル(個人用)、家庭用、ヘルスケア、テキスタイル、ティッシュ、皮革、油およびガス採掘、軍事用および商業用消火泡における使用のための製剤化され得る。
有機ポリシロキサンは、当業界においてよく知られ、しばしば、任意の数の、M単位(R3SiO0.5)、D単位(R2SiO)、T単位(RSiO1.5)、もしくはQ単位(SiO2 )(式中、Rは独立に、任意の1価の有機基である)を含むものとして表される。本発明の有機ポリシロキサンは、任意の数の、M、D、T、もしくはQ単位の組み合わせをも含有してよいが、一般式:
を有するスルホネート基である少なくとも1つの置換基を有する。式中、R1は該有機ポリシロキサンに結合する2価の有機基であり;Mは水素、アルカリ金属、もしくは4級アンモニウムであり;Gは酸素原子、NH、もしくはNR基であり;式中、Rは1価の有機基である。
該スルホネート置換基は、該有機ポリシロキサンに、Si−C結合を介して、R1部分により結合されている。該スルホネート置換基は、該有機ポリシロキサンにおいて、任意の有機シロキシ単位に対する結合を介して存在し得、つまり、任意のM、D、もしくはTシロキシ単位上で存在してよい。該スルホネート官能基有機ポリシロキサンは、一般式(R3SiO0.5)、(R2SiO)、(RSiO1.5)、もしくは(SiO2)(式中、Rが、1価の有機基である。)の任意の数の更なる、M、D、T、もしくはQシロキシ単位をも含有し得、但し、本有機ポリシロキサンは少なくとも1つのスルホネート基が存在するシロキシ単位を有する。
該有機ポリシロキサン中のRにより表される1価の有機基は、1〜20個の炭素原子、もしくは、1〜10個の炭素原子を有し得、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ウンデシル、およびオクタデシルのようなアルキル基;シクロヘキシルのようなシクロアルキル;フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、および2−フェニルエチル(フェネチル)のようなアリール基;アミノプロピルおよびアミノエチルアミノイソブチルのようなアミン有機官能基;ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、もしくはこれらの混合物のようなポリアルキレンオキシド(ポリエーテル);ならびに、3,3,3−トリフルオロプロピル、3−クロロプロピル、およびジクロロフェニルのようなハロゲン化炭化水素基により例示されるが、これらに限定されない。典型的に、少なくとも50%、もしくは、少なくとも80%の有機基が、該有機ポリシロキサン中においてメチルであってよい(Meとされる)。
該スルホネート置換基中のR1基は、任意の2価の有機基でもあり得るが、典型的には、2〜6個の炭素原子を含有する2価の炭化水素基である。2価の炭化水素は、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、もしくはヘキシレン基により代表される。あるいは、R1は、プロピレン基、−CH2CH2CH2−、もしくは、イソブチレン基−CH2CH(CH3)CH2−である。
上記のスルホネート置換基に関する一般式におけるGは、酸素原子、NH、もしくはNR基であり、式中、Rは1価の有機基である。GがNR基である場合、Rは上記した1価の有機基のいずれでもあり得る。典型的には、Gは、上記のスルホネート置換基の式においてアミド基を形成するNH化学単位である。
該スルホネート置換基式中のMは、水素;Li、Na、およびKのようなアルカリ金属;あるいは、4級アンモニウム基から選択され得る。Mの選択は典型的に、本スルホネート官能性有機ポリシロキサンが付されるプロセス条件もしくは化学環境により決定される。酸性〜中性条件下に、MがHとなる。本スルホネート官能性有機ポリシロキサンが、アルカリ金属水酸化物との反応のような塩基性条件に付される場合、そのスルホネート基が、塩として存在することがあり、Mはそのアルカリ金属である。
該スルホネート置換基は、上記の構造で示したように、その芳香環で結合している−SO 3 - M + 基を有する。該−SO3 -M+基は、その芳香環上の、オルト、メタ、もしくはパラ位においてあってよいが、典型的には、以下の構造において示されているように、オルト位である。
このスルホネート置換基式において、芳香環は、当該環上で、更なる置換基をも含有してよい。もし置換基が存在すれば、アミン基に反応性たるべきではない。適切な環置換基は、ハロゲン、ニトロ、アミン、アルキル、アリール、アルキルアリールであってよい。このスルホネート置換基中において描かれているような芳香環は、ナフチルのような拡大もしくは縮合芳香環構造の一部でもあり得る。
本発明の有機ポリシロキサン上のスルホネート置換基は、以降の構造のうちの1つを有してよい。
式中のSiは、その有機ポリシロキサン鎖からのシリコン(硅素)原子を表す。
本スルホネート基官能性有機ポリシロキサンの重量平均分子量(MW)もしくは数平均分子量(MN)は変動し得、限定的ではない。本スルホネート基官能性有機ポリシロキサンは、液体もしくは固体の形たり得るが、典型的には、固体ガム(gum)タイプの材料である。
本スルホネート官能性有機ポリシロキサンは、一般式(R 3 SiO 0.5 )、(R 2 SiO)、(RSiO 1.5 )、もしくは(SiO 2 )(式中Rは、1価の有機基である。)の任意のM、D、T、もしくはQシロキシ単位を含有してもよいが、但し、本有機ポリシロキサンは、少なくとも1つの、スルホネート官能基が存在するシロキシ単位を有する。あるいは、本スルホネート官能性有機ポリシロキサンは、MDxD S yMもしくはM S DxM S (式中、D S はスルホネート基官能性ジシロキシ単位を表し、M S はスルホネート基官能性モノシロキシ単位を表し、xは0〜500で変動し得、yは1〜500、もしくは、1〜200、もしくは、1〜100で変動し得る。)の式を有するシロキシ単位を含む、主に直鎖のポリシロキサンであってもよい。
もう1つ別の実施形態において、本スルホネート官能性有機ポリシロキサンは、アミノプロピルもしくはアミノエチルアミノイソブチル基のようなアミン官能基も含有する。アミン官能基量は変動し得るが、典型的に、本有機ポリシロキサンにおいて、0.01〜5meqアミン/gもしくは0.2〜0.7meqアミン/gのレベルにおいて存在する。
本発明のスルホネート官能性有機ポリシロキサンは、任意の方法によっても調製され得るが、典型的には、本明細書において教示される方法に従って調製され、下記のとおりである。
スルホネート官能性有機ポリシロキサンを調製する本プロセスは、スルホ安息香酸化合物をアミン官能基シロキサンと反応させることを含む。
本発明において有用なアミン官能性シロキサンは、少なくとも1つのアミン官能性置換基を有する任意の有機ポリシロキサンでもあり得る。本有機ポリシロキサンはこれゆえ、上記のような、M、D、T、もしくはQの任意の組み合わせをも持ち得、少なくとも1つのアミン官能性置換基を含有しなくてはならない。典型的に、本有機ポリシロキサンは、平均式MDxDAyMもしくはMADxMA (式中、DAは、アミノ官能性ジシロキシ単位を表し、MAはアミノ官能性モノシロキシ単位を表し、式中、Aはアミノプロピルもしくはアミノエチルアミノイソブチルのようなアミン官能性有機基であり、xは0〜500で変動し得、yは1〜500、もしくは、1〜200、もしくは、1〜100で変動し得る。)により表されるような、主に直鎖のポリシロキサンである。
本発明において有用なアミン官能基シロキサンの代表的で非限定的な商品例は、DC2−8220、DC2−8566、DC2−8040、DC2−8822、DC2−8630(Dow Corning Corporation,Midland,MI)、ならびに、DMS−A11、DMS−A12、DMSA15、DMSA21、およびDMS−A32のような、Gelest Incorporationからのアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサンを包含する。
本発明におけるスルホ安息香酸化合物は、スルホ安息香酸環状無水物もしくはスルホ安息香酸金属塩から選択されてよい。本スルホ安息香酸化合物がスルホ安息香酸環状無水物である場合、2−スルホ安息香酸環状無水物もしくはこの誘導体であってよい。本発明のプロセスにおいて有用である、スルホ安息香酸環状無水物化合物およびこの適切な誘導体の代表的な非限定的な列挙が以下に示される。
本発明のプロセスにおいて有用なスルホ安息香酸ナトリウム塩およびこの代表的な非限定的な列挙の誘導体に関する化学構造が以下に示される。
2−スルホ安息香酸環状無水物と本アミン官能性シロキサンとの間の反応は、種々の条件下に行われてよいが、典型的に、これら反応試薬を適切な溶媒中で組み合わせ、この反応混合物を常圧下に完全な反応を確実化させるに充分な時間加熱することにより起こる。
該反応における各出発原料量は変動し得るが、典型的に、該反応において使用される本2−スルホ安息香酸環状無水物量に対し、過剰モルの本アミン官能性シロキサンが使用される(該有機ポリシロキサン中のアミン官能基当量に基づく)。過剰のアミン官能基有機ポリシロキサンおよび適正な反応条件を使用すると、2−スルホ安息香酸環状無水物の完全な消費を確実にし、結果的に、スルホネート官能基有機ポリシロキサンを与えつつ、生じる生成物中に任意の2−スルホ安息香酸環状無水物残渣も残さない。典型的に、該スルホ安息香酸化合物に対するアミン官能性シロキサンモル比は、0.1〜15もしくは0.1〜5の範囲である。
該反応が無溶媒で起こりえる一方、該反応を適切な溶媒中において進めていくと、該反応を促進する。適切な溶媒は、出発原料のいずれとも反応しないものである。これゆえ、適切な溶媒は、ベンゼン、トルエン、もしくはキシレンのような芳香族溶媒;塩化メチレン、クロロホルム、もしくは四塩化炭素のような塩素化炭化水素;ならびに、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、およびジオキサンのような非プロトン有機溶媒を包含する。
溶媒中もしくは無溶媒で一旦組み合わされると、該反応はこれら成分を加熱することにより起きる。もし溶媒が使用されれば、該溶媒の還流温度が典型的に、該反応の温度を制御するであろう。もし無溶媒であれば、これら成分が加熱され、25〜150℃もしくは50〜120℃の範囲の温度において反応させるべきである。
溶媒中での反応の完結時に、生じたスルホネート官能性シロキサンは溶媒を除去することにより、典型的には、当業界において知られている手法により、減圧下に該反応の内容物を加熱することにより単離され得る。
本発明は更に、本明細書において教示されたようなスルホネート官能性シロキサンを含むエマルション組成物に関する。本エマルションは典型的に、その疎水性相が本スルホネート官能性シロキサンを含む、水連続エマルションである。本エマルションは、当業界において知られているエマルション、特に、有機ポリシロキサンもしくはシリコーンエマルションを調製する手法のいずれによっても調製され得る。例えば、本発明のエマルションは、米国特許第6,607,717号明細書の教示に従って調製され得、本明細書において援用される。典型的に、本発明のエマルションは、本スルホネート官能性有機ポリシロキサンを界面活性剤および水と組み合わせることにより調製され得る。本界面活性剤は、アニオン、カチオン、非イオン、双性イオン、もしくはこれらの任意の組み合わせであってよい。
本発明によるエマルション調製において特に有用であると見出された界面活性剤の幾つかの特定の代表例は、Brij30およびBrij35の混合物、Tergitol(登録商標)TMN−6およびTergitol(登録商標)15−S−15の混合物、Genapol(登録商標)UD050およびGenapol(登録商標)UD110の混合物、Softanol(登録商標)70およびSoftanol(登録商標)120の混合物、Lutensol(登録商標)ON70およびLutensol(登録商標)TO5の混合物、ならびに、Lutensol(登録商標)ON70単独を包含する。Brij30は、ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテルであり、HLB9.7を有し、Uniqemaから入手できる。Brij35は、ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテルであり、HLB16.9を有し、Uniqemaから入手できる。Tergitol(登録商標)TMN−6は、12個の炭素(C12)第2級アルコールエトキシレートであり、HLB11.7を有し、Dow Chemical Companyから入手できる。Tergitol(登録商標)15−S−15は、C11−15第2級アルコールエトキシレートであり、HLB15.6を有し、やはり、Dow Chemical Companyから入手できる。Genapol(登録商標)UD050は、HLB11.0を有し、Genapol(登録商標)UD110は、HLB15を有する、C11オキソアルコールポリグリコールエーテルであり、Clariant Corporationから入手できる。Softanol(登録商標)70は、C12〜14第2級アルコール7エトキシ単位(EO7)エトキシレートであり、HLB12.1を有し、BP Chemicalsから入手できる。Softanol(登録商標)120は、C12〜14第2級アルコール12エトキシ単位(EO12)エトキシレートであり、HLB14.5を有し、やはり、BP Chemicalsから入手できる。Lutensol(登録商標)ON7は、C13オキソアルコールEO7エトキシレートであり、HLB13.0を有し、BASFから入手できる。Lutensol(登録商標)TO5は、C10オキソアルコールEO5エトキシレートであり、HLB10.5を有し、やはり、BASFから入手できる。
本発明のエマルションは典型的に、「水中油型」である。つまり、水主体の連続相内にシリコーンを有する。このようなエマルションにおける粒子サイズは典型的に、0.02〜10μmであり、範囲0.02〜2μmおよび0.02〜0.2μmがしばしば好ましい。
本発明により調製された組成物は、種々のOTCパーソナルケア組成物、ヘルスケア組成物、および家庭用ケア組成物において使用され得るが、特に、このパーゾナルケアの場においてである。これゆえ、制汗剤、脱臭剤、皮膚用クリーム、スキンケアローション、保湿剤、ニキビもしくは皺除去剤のようなフェイシャルトリートメント剤、パーソナルおよびフェイシャルクレンザー、バスオイル、香水、コロン、香袋、日焼け止め、プレシェーブおよびアフターシェーブローション、液体石鹸、ひげそり用石鹸、ひげそり用ムース、髪毛用シャンプー、髪毛用コンディショナー、髪毛用スプレー、ムース、パーマ、脱毛剤、髪毛用角質コーティング、メーキャップ、着色化粧料、ファンデーション、口紅、リップスティック、リップバーム、アイライナー、マスカラ、油落とし剤、着色化粧料落とし剤、ネイル磨き、および粉末において使用され得る。
以降の実施例が提示され、本発明の組成物および方法を更に例示するが、本発明を限定しているとして解釈されるべきものでない。これら実施例における全ての部および%は重量基準であり、全ての測定値は、反対に指し示されなければ、23℃において得られた。
材料
AFS1は、DC2−8220(Dow Corning Corporation,Midland,MI)こと150cS(mm2/秒)のジメチルシロキサンコポリマーであり、およそ2モル%のアミノエチルアミノイソブチルメチルシロキサンを含有している(0.507meqアミン/g)。
AFS2は、DC2−8630(Dow Corning Corporation,Midland,MI)こと900cS(mm2/秒)のジメチルシロキサンコポリマーであり、およそ1モル%のアミノプロピルシロキサンを含有している(0.267meqアミン/g)。
材料
AFS1は、DC2−8220(Dow Corning Corporation,Midland,MI)こと150cS(mm2/秒)のジメチルシロキサンコポリマーであり、およそ2モル%のアミノエチルアミノイソブチルメチルシロキサンを含有している(0.507meqアミン/g)。
AFS2は、DC2−8630(Dow Corning Corporation,Midland,MI)こと900cS(mm2/秒)のジメチルシロキサンコポリマーであり、およそ1モル%のアミノプロピルシロキサンを含有している(0.267meqアミン/g)。
実施例1
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
500mL3頚フラスコが、100.39gのAFS1、4.71gの2−スルホ安息香酸環状無水物(SBAA)、および100.24gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌され続ける間、80℃にまで加熱され、次いで、この温度で4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより完全に乾燥された。最終的に92.73gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で僅かに黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=4,261を持っており、多分散性3.92を有していた。
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
500mL3頚フラスコが、100.39gのAFS1、4.71gの2−スルホ安息香酸環状無水物(SBAA)、および100.24gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌され続ける間、80℃にまで加熱され、次いで、この温度で4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより完全に乾燥された。最終的に92.73gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で僅かに黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=4,261を持っており、多分散性3.92を有していた。
例2(比較例)
アミノ官能性シロキサンおよびプロパンスルトンからのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
3頚500mLフラスコが、100.03gのAFS1、3.12gのプロパンスルトン、および209.9gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に2時間攪拌し続ける間、65℃にまで加熱した。次いで、この反応混合物は80℃にまで熱せられ、この温度に2時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に93.41gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。この結果得られてくるポリマーは、数平均分子量Mn=44,061を持っており、多分散性2.69を有していた。
アミノ官能性シロキサンおよびプロパンスルトンからのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
3頚500mLフラスコが、100.03gのAFS1、3.12gのプロパンスルトン、および209.9gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に2時間攪拌し続ける間、65℃にまで加熱した。次いで、この反応混合物は80℃にまで熱せられ、この温度に2時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に93.41gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。この結果得られてくるポリマーは、数平均分子量Mn=44,061を持っており、多分散性2.69を有していた。
実施例3
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
1L3頚フラスコが、200.04gのAFS1、9.44gの2−スルホ安息香酸環状無水物(SBAA)、および414.0gのトルエンで充填された。この反応混合物を安定窒素下に攪拌し続ける間、80℃にまで加熱し、次いで、この温度に4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に189.60gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で僅かに黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=7,750を持っていた。
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
1L3頚フラスコが、200.04gのAFS1、9.44gの2−スルホ安息香酸環状無水物(SBAA)、および414.0gのトルエンで充填された。この反応混合物を安定窒素下に攪拌し続ける間、80℃にまで加熱し、次いで、この温度に4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に189.60gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で僅かに黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=7,750を持っていた。
例4(比較例)
アミノ官能性シロキサンおよびプロパンスルトンからのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
3頚1Lフラスコが、200.01gのAFS1および399.8gのトルエンで充填され、75℃にまで加熱され、この間、安定窒素下に2時間攪拌し続けた。次いで、6.29gのプロパンスルトンがゆっくり加えられた。添加時間は、10分であった。次いで、この混合物が80℃にまで熱せられ、この温度に4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に189.1gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=3,340を持っていた。
アミノ官能性シロキサンおよびプロパンスルトンからのスルホネート官能性シロキサンの調製−33%のこのアミンの水素が反応した
3頚1Lフラスコが、200.01gのAFS1および399.8gのトルエンで充填され、75℃にまで加熱され、この間、安定窒素下に2時間攪拌し続けた。次いで、6.29gのプロパンスルトンがゆっくり加えられた。添加時間は、10分であった。次いで、この混合物が80℃にまで熱せられ、この温度に4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に189.1gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=3,340を持っていた。
実施例5−1
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−25%のこのアミンの水素が反応した
1L3頚フラスコが、200.17gのAFS2、5.05gの2−スルホ安息香酸環状無水物、および385.44gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌され続ける間、80℃にまで加熱し、次いで、この温度に4時間保持された。このサンプル溶液が、真空除去に付され、トルエンの大部分を除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に187.80gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=17,400を持っていた。
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−25%のこのアミンの水素が反応した
1L3頚フラスコが、200.17gのAFS2、5.05gの2−スルホ安息香酸環状無水物、および385.44gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌され続ける間、80℃にまで加熱し、次いで、この温度に4時間保持された。このサンプル溶液が、真空除去に付され、トルエンの大部分を除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に187.80gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で黄色い高粘度のガム(gum)であった。該ガム(gum)は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=17,400を持っていた。
実施例5−2
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−15%のこのアミンの水素が反応した
500mL3頚フラスコが、100.01gのAFS2、1.52gの2−スルホ安息香酸環状無水物、および190.23gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌され続ける間、80℃にまで加熱され、次いで、この温度に4時間保持された。このサンプル溶液が、真空除去に付され、トルエンの大部分を除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に96.17gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で高粘度の流動体であった。該流動体は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。実施例5からのスルホネートポリマーが、高分子量アルコール(Isofol12)10%とブレンドされた。
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸環状無水物からのスルホネート官能性シロキサンの調製−15%のこのアミンの水素が反応した
500mL3頚フラスコが、100.01gのAFS2、1.52gの2−スルホ安息香酸環状無水物、および190.23gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌され続ける間、80℃にまで加熱され、次いで、この温度に4時間保持された。このサンプル溶液が、真空除去に付され、トルエンの大部分を除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に96.17gの生成物が回収された。この乾燥された材料は、透明で高粘度の流動体であった。該流動体は、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。実施例5からのスルホネートポリマーが、高分子量アルコール(Isofol12)10%とブレンドされた。
これら材料に関しての、その出発アミン官能基流動体との粘度の比較が、表Iにおいてリストアップされる。表Iに示されるポリマーAは、実施例3から調製されたポリマー90%を高沸点アルコール(Isofol12)10%とブレンドすること得られた。ポリマーBは、実施例5−1から調製されたポリマー90%をIsofol12 10%とブレンドすることにより得られた。
例6(比較例)
アミノ官能性シロキサンおよびプロパンスルトンからのスルホネート官能性シロキサンの調製−26%のそのアミンの水素が反応した
3頚1Lフラスコが、200.02gのAFS2および401.61gのトルエンで充填され、安定窒素下に2時間攪拌し続ける間に75℃にまで加熱された。次いで、3.43gのプロパンスルトンがゆっくり加えられた。添加時間は10分であった。次いで、この混合物が、80℃にまで熱せられ、この温度に4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥させた。最終的に、195.0gの生成物が回収された。この乾燥された材料は透明であり、黄色で高粘度のガムであった。該ガムは、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=7130を持っていた。
アミノ官能性シロキサンおよびプロパンスルトンからのスルホネート官能性シロキサンの調製−26%のそのアミンの水素が反応した
3頚1Lフラスコが、200.02gのAFS2および401.61gのトルエンで充填され、安定窒素下に2時間攪拌し続ける間に75℃にまで加熱された。次いで、3.43gのプロパンスルトンがゆっくり加えられた。添加時間は10分であった。次いで、この混合物が、80℃にまで熱せられ、この温度に4時間保持された。生じた混合物が、真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブンに終夜入れておくことにより、完全に乾燥させた。最終的に、195.0gの生成物が回収された。この乾燥された材料は透明であり、黄色で高粘度のガムであった。該ガムは、水にもアルコールにも溶けなかったが、トルエン、テトラヒドロフラン、およびクロロホルムには溶けた。生じたポリマーは、数平均分子量Mn=7130を持っていた。
実施例7
スルホネートシロキサンから調製されたエマルション
エマルションが、(実施)例3〜6のスルホネートシロキサンポリマーから調製された。これらサンプル用組成物が、表IIにおいてリストアップされる。
スルホネートシロキサンから調製されたエマルション
エマルションが、(実施)例3〜6のスルホネートシロキサンポリマーから調製された。これらサンプル用組成物が、表IIにおいてリストアップされる。
プロパンスルトン合成ポリマーから調製されたエマルションは、安定ではなかった。僅かに黄色であり、5日以内で室温において相分離した。
実施例8
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸ナトリウム塩からの、スルホネート官能性シロキサンの調製
500mLの3頚フラスコが、100.01gのAFS1、9.04gの3−スルホ安息香酸ナトリウム塩(SBAS)、および201.52gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌し続けられる間、80℃にまで加熱され、次いで、5.02gの水を添加した後、この温度を4時間保持した。生じた混合物が真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブン中に終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に、96.14gの生成物が回収された。ポリマーはトルエンに溶解され、0.8μm濾紙を通して濾過され、60℃の真空オーブン中において終夜再度乾燥された。最終コポリマーは、Brookfield粘度計により測定された場合、25℃において、粘度1,140,000cS(mm2/秒)を示した。
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸ナトリウム塩からの、スルホネート官能性シロキサンの調製
500mLの3頚フラスコが、100.01gのAFS1、9.04gの3−スルホ安息香酸ナトリウム塩(SBAS)、および201.52gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌し続けられる間、80℃にまで加熱され、次いで、5.02gの水を添加した後、この温度を4時間保持した。生じた混合物が真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブン中に終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に、96.14gの生成物が回収された。ポリマーはトルエンに溶解され、0.8μm濾紙を通して濾過され、60℃の真空オーブン中において終夜再度乾燥された。最終コポリマーは、Brookfield粘度計により測定された場合、25℃において、粘度1,140,000cS(mm2/秒)を示した。
実施例9
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸ナトリウム塩からの、スルホネート官能性シロキサンの調製
500mLの3頚フラスコが、100.02gのAFS2、3.02gの3−スルホ安息香酸ナトリウム塩(SBAS)、および201.74gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌し続けられる間、80℃にまで加熱され、次いで、5.04gの水を添加した後、この温度を4時間保持した。生じた混合物が真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブン中に終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に95.67gの生成物が回収された。ポリマーが、トルエンに溶解され、0.8μm濾紙を通して濾過され、60℃の真空オーブン中において終夜再度乾燥された。最終コポリマーは、Brookfield粘度計により測定された場合、25℃において、粘度127,400cS(mm2/秒)を持っていた。
アミノ官能性シロキサンおよびスルホ安息香酸ナトリウム塩からの、スルホネート官能性シロキサンの調製
500mLの3頚フラスコが、100.02gのAFS2、3.02gの3−スルホ安息香酸ナトリウム塩(SBAS)、および201.74gのトルエンで充填された。この反応混合物が安定窒素下に攪拌し続けられる間、80℃にまで加熱され、次いで、5.04gの水を添加した後、この温度を4時間保持した。生じた混合物が真空除去に付され、トルエンを除去し、60℃の真空オーブン中に終夜入れておくことにより、完全に乾燥された。最終的に95.67gの生成物が回収された。ポリマーが、トルエンに溶解され、0.8μm濾紙を通して濾過され、60℃の真空オーブン中において終夜再度乾燥された。最終コポリマーは、Brookfield粘度計により測定された場合、25℃において、粘度127,400cS(mm2/秒)を持っていた。
Claims (16)
- 式:
- 更にアミン官能基を含む、請求項1の有機ポリシロキサン。
- 前記アミン官能基が、アミノプロピルもしくはアミノエチルアミノイソブチルである、請求項1の有機ポリシロキサン。
- R1がプロピレンである、請求項1の有機ポリシロキサン。
- Mがアルカリ金属である、請求項1の有機ポリシロキサン。
- 前記アルカリ金属がナトリウムである、請求項5の有機ポリシロキサン。
- GがNHである、請求項1の有機ポリシロキサン。
- スルホ安息香酸化合物を、アミン官能性シロキサンと反応させることを含む、スルホネート官能性有機ポリシロキサンを調製する方法。
- 前記スルホ安息香酸化合物が、スルホ安息香酸環状無水物である、請求項10の方法。
- 前記スルホ安息香酸化合物が、2−スルホ安息香酸環状無水物である、請求項10の方法。
- 前記スルホ安息香酸化合物が、スルホ安息香酸金属塩である、請求項10の方法。
- 前記スルホ安息香酸化合物が、3−スルホ安息香酸ナトリウム塩である、請求項10の方法。
- 前記アミン官能性シロキサンが、平均式MDxD A yMもしくはM A DxM A (式中、Dはジシロキシ単位を表し、DAはアミノ官能性ジシロキシ単位を表し、Mはモノシロキシ単位を表し、MAはアミノ官能性モノシロキシ単位を表し、xは0〜500で変動し得、yは1〜500で変動し得る。)により表される、主に直鎖のポリシロキサンである、請求項10の方法。
- 前記スルホ安息香酸化合物に対するアミン官能性シロキサンのモル比が、0.1〜15の範囲である、請求項10の方法。
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