一种乙基硅油的制备方法与应用

技术领域

本发明涉及有机硅化工领域，具体地说设计一种化妆品用乙基硅油的制备方法。

背景技术

甲基硅油是化妆品中的重要助剂，能够有效地改善或影响化妆品的使用效果。如在头发洗护产品、护理产品、护肤品等中加入硅油可增加其舒适感并赋予光泽。而且硅油为无色透明液体，添加后不影响产品的外观和色泽；其低表面能性质，可使化妆品展开性好；其生理惰性，对人体皮肤无刺激，安全性高等。但是甲基硅油的制备一般多为硫酸或磺酸树脂催化得到，产品中常有残留的催化剂不易除去，而酸值较高，从而降低了其安全性能。同时，甲基硅油与乙醇、异丙醇等具有一定极性的溶剂和带长碳链的石蜡、矿物油等化合物的相溶性不好，会严重影响到产品的外观和色泽。

乙基硅油是硅油家族中的重要成员，其结构式如下所示，与硅连接的有机基团全部为乙基，和甲基硅油相比，耐低温性能更好、电绝缘性更好、乙基碳链较甲基碳链更长，与有机溶剂的相容性更好。（石油学报，1996年12卷4期，61-65）。

但是目前乙基硅油的研究，国内外文献较少，一般采用酸法缩聚，产品中常有残留的催化剂不易除去，而酸值较高，从而降低了其安全性能，不适合用在化妆品类产品中。

发明内容

为解决目前乙基硅油因残余酸值较高而无法用于化妆品中的问题，本发明提供了一种乙基硅油的制备方法与在化妆品上的应用，制得的乙基硅油透明性好、收率高、酸值低、稳定性好。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种乙基硅油的制备方法，所述的乙基硅油的制备方法为以下步骤：乙基环硅氧烷为原料与封端剂六乙基二硅氧烷，在固体超强酸催化剂的作用下聚合反应，然后过滤，除去催化剂，减压脱低沸即脱除低分子后得到乙基硅油，制得的乙基硅油具有透明性好、收率高、酸值低、稳定性好、分子量分布均匀，粘度可控，重复性好等特点。

作为优选，反应容器为装有搅拌器和温度计探头的反应釜。

所述的乙基环硅氧烷选自六乙基环三硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、十乙基环五硅氧烷中的一种或几种，乙基环硅氧烷与封端剂的质量比为50～500：1。

催化剂固体超强酸选自镁或铝参杂的磷钨酸铈镁、磷钨酸铈铝中的一种或两种，其中，磷钨酸铈镁的分子式为Mg_xCs_2.5-2xH_0.5PW₁₂O₄₀、磷钨酸铈铝的分子式为Al_xCs_2.5-3xH_0.5PW₁₂O₄₀，式中X为0.1~1，X优选为0.5。

作为优选，所述的催化剂的用量为乙基环硅氧烷重量的0.2%~5%，作为优选为重量为0.5%~2%。

上述的催化剂的常规制备方法为：无机铯盐、无机镁盐或无机铝盐及磷钨酸为原料，室温球磨2～4小时，250~350℃下煅烧2-3小时，得到镁或铝参杂的磷钨酸铈盐。

作为优选，聚合反应的温度为30～120℃，更优选为40~70℃，聚合反应时间为2～8小时，更优选为3～5小时。聚合反应为开环聚合，以达到所需粘度。

作为优选，所述的减压脱低沸过程中的温度为150～200℃，真空度为-0.095～-0.05MPa。

本发明一种乙基硅油的制备方法所制备出来的乙基硅油在化妆品上的应用。本发明针对现有技术，旨在提供一种具有耐高低温性好、稳定性好、与有机溶剂相容性好等优点的化妆品用乙基硅油的合成工艺，可根据不同种类化妆品品的使用要求，通过调节各反应物的比例来获得具有不同粘度的乙基硅油，使用时可调配配成乳液或其他形式应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）耐高低温性好、稳定性好、与有机溶剂相容性好；

（2）制得的乙基硅油透明性好、收率高、酸值低、分子量分布均匀，粘度可控，重复性好等特点。

（3）可根据不同种类化妆品的使用要求，通过调节各反应物的比例来获得具有不同粘度的乙基硅油，使用时可调配配成乳液或其他形式应用。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但不限于此。实施例中所用原料均可市购。

实施例1：

在500L的反应釜中加入350Kg六乙基环三硅氧烷，5Kg六乙基二硅氧烷，1.75Kg磷钨酸铈镁（Mg_0.5Cs_1.5H_0.5PW₁₂O₄₀）搅拌，温度控制在40℃，开环聚合4-6h，过滤除去催化剂，升温至180℃，控制真空度-0.095MPa以上脱除低分子，得到澄清透明的乙基硅油1。

乙基硅油1的单程转化率为85.62%，粘度100mm²/s（25℃)。

实施例2：

在500L的反应釜中加入350Kg六乙基环三硅氧烷，6Kg六乙基二硅氧烷，1.75Kg磷钨酸铈铝（Al_0.5CsH_0.5PW₁₂O₄₀）搅拌，温度控制在70℃，开环聚合4-6h，过滤除去催化剂，升温至200℃，控制真空度-0.095MPa以上脱除低分子，得到澄清透明的乙基硅油2。

乙基硅油2的单程转化率为86.73%，粘度75mm²/s（25℃)。

实施例3：

在500L的反应釜中加入350Kg八乙基环四硅氧烷，4Kg六乙基二硅氧烷，4Kg磷钨酸铈铝（Al_0.1Cs_2.2H_0.5PW₁₂O₄₀）搅拌，温度控制在100℃，开环聚合2-3h，过滤除去催化剂，升温至150℃，控制真空度-0.095MPa以上脱除低分子，得到澄清透明的乙基硅油3。

乙基硅油3的单程转化率为84.58%，粘度300mm²/s（25℃)。

实施例4：

在500L的反应釜中加入350Kg八乙基环四硅氧烷，7Kg六乙基二硅氧烷，7Kg磷钨酸铈铝（Al_0.5CsH_0.5PW₁₂O₄₀）搅拌，温度控制在50℃，开环聚合4-6h，过滤除去催化剂，升温至170℃，控制真空度-0.095MPa以上脱除低分子，得到澄清透明的乙基硅油4。

乙基硅油4的单程转化率为84.76%，粘度45mm²/s（25℃)。

实施例5：

在500L的反应釜中加入200Kg八乙基环四硅氧烷，150Kg六乙基环三硅氧烷，3.5Kg六乙基二硅氧烷，1Kg磷钨酸铈铝（Al_0.5CsH_0.5PW₁₂O₄₀）搅拌和1Kg磷钨酸铈镁（Mg_0.5Cs_1.5H_0.5PW₁₂O₄₀），温度控制在30℃，开环聚合4-6h，过滤除去催化剂，升温至180℃，控制真空度-0.095MPa以上脱除低分子，得到澄清透明的乙基硅油5。

乙基硅油5的单程转化率为85.43%，粘度1000mm²/s（25℃)。

实施例6：

在500L的反应釜中加入350Kg八乙基环四硅氧烷，5Kg六乙基二硅氧烷，0.5Kg磷钨酸铈铝（Al_0.5CsH_0.5PW₁₂O₄₀）搅拌和1.5Kg磷钨酸铈镁（MgCs_0.5H_0.5PW₁₂O₄₀），温度控制在120℃，开环聚合7-8h，过滤除去催化剂，升温至180℃，控制真空度-0.095MPa以上脱除低分子，得到澄清透明的乙基硅油6。

乙基硅油6的单程转化率为84.96%，粘度950mm²/s（25℃)。

实施例7：

在500L的反应釜中加入350Kg十乙基环五硅氧烷，0.7Kg六乙基二硅氧烷，0.5Kg磷钨酸铈铝（Al_0.7Cs_0.4H_0.5PW₁₂O₄₀）搅拌和1.5Kg磷钨酸铈镁（Mg_0.5Cs_1.5H_0.5PW₁₂O₄₀），温度控制在50℃，开环聚合4-6h，过滤除去催化剂，升温至180℃，控制真空度-0.095MPa以上脱除低分子，得到澄清透明的乙基硅油7。

乙基硅油7的单程转化率为78.76%，粘度4500mm²/s（25℃)。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多的操作组合。