專利名稱：多目的聚合物、方法和組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物領(lǐng)域，尤其涉及陽(yáng)離子聚合物和締合聚合物。
背景技術(shù)：
含有陽(yáng)離子組分，例如陽(yáng)離子表面活性劑及其鹽或活性酸性組分的具有酸性pH(即＜7)的配方常常被稱為“低pH”配方。這種低pH的粘稠乳液和凝膠配方難以獲得。最常用的增稠劑是合成的締合增稠劑，它常常為陰離子，因此典型地與陽(yáng)離子組分，特別是季銨鹽不相容，或者在低pH下為無(wú)效的增稠劑。
因此，低pH組合物，特別是乳液的配制者對(duì)或者非離子增稠劑，例如非離子表面活性劑，或陽(yáng)離子增稠劑的選擇有限。非離子增稠劑不荷電，因此認(rèn)為反應(yīng)性較低，但非離子增稠劑傾向于使防腐劑失活，且在一些情況下促進(jìn)微生物生長(zhǎng)。盡管一些陽(yáng)離子聚合物流變學(xué)改性劑，例如疏水改性的氨基丙烯酸酯共聚物可以商購(gòu)，但其流變學(xué)性能是不可預(yù)測(cè)的或者在美學(xué)上令人不滿意。
因此，仍繼續(xù)需要并希望用于低pH配方的陽(yáng)離子相容聚合型流變改性劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供多目的的聚合物，它通常具有陽(yáng)離子和締合特征。
本發(fā)明的聚合物是多官能的乙烯基加聚物，其兼有在低pH下提供親水性和陽(yáng)離子性能的氨基取代基，減弱親水性的疏水取代基，提供締合性能的疏水改性的聚氧亞烷基取代基，和減弱締合性能并提供有益的流變學(xué)性能的親水聚氧亞烷基取代基。通過(guò)聚合含至少一種氨基取代的乙烯基單體；至少一種疏水的非離子乙烯基單體；至少一種締合性乙烯基單體；至少一種半疏水的乙烯基表面活性劑單體；且任選地含一個(gè)或更多個(gè)羥基取代的非離子乙烯基單體、交聯(lián)單體、鏈轉(zhuǎn)移劑、聚合穩(wěn)定劑和類似物的單體混合物，從而生產(chǎn)該聚合物。
當(dāng)用或者無(wú)機(jī)酸或者有機(jī)酸，其中包括氨基酸酸化時(shí)，或者當(dāng)烷基化時(shí)，或者同時(shí)酸化和烷基化，該聚合物可溶脹。本發(fā)明的多目的聚合物可用作增稠劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、懸浮劑、成膜劑、調(diào)節(jié)劑、增濕劑、涂布助劑(spreading aids)和提高效率、沉積或輸送化學(xué)和生理活性的活性成分和化妝品材料用載體，和用作改進(jìn)它們包括在其內(nèi)的配方的精神感覺(jué)和美學(xué)性能的載體。聚合物在低pH下的陽(yáng)離子特征使得它們可用作抗靜電劑，和在一些條件下，也可提供殺蟲(chóng)、抗菌或其它防腐活性。
本發(fā)明的聚合物有利地可增稠酸性含水配方，以提供平穩(wěn)流動(dòng)且容易鋪開(kāi)的美學(xué)上光滑質(zhì)地的產(chǎn)品。含聚合物的產(chǎn)品形式的范圍可以是從不可傾倒、剛硬到柔軟的凝膠、半固體糊劑到基本上固體的條或棒，和氣溶膠化泡沫體到可擠壓的凝膠，以及適合于可泵送的噴霧劑或輥涂(roll on)產(chǎn)品和液體洗劑的不跑動(dòng)(non-runny)但可流動(dòng)的產(chǎn)品。在增稠含陽(yáng)離子成分(例如，季銨化合物和胺)、陽(yáng)離子調(diào)節(jié)劑、織物柔軟劑、表面活性劑等的含水體系中，本發(fā)明的聚合物令人驚奇地有效。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及摻入堿性材料到事先酸性的增稠的陽(yáng)離子聚合物組合物中，以增加組合物的pH且沒(méi)有負(fù)面影響組合物粘度、流變學(xué)和濁度。
有利的是，可在個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、健康護(hù)理產(chǎn)品、家庭護(hù)理產(chǎn)品、機(jī)構(gòu)和工業(yè)(統(tǒng)稱為“I&I”)護(hù)理產(chǎn)品等中使用本發(fā)明的聚合物，但不限于這些。該聚合物可用作成膜調(diào)理劑，和用于促進(jìn)沉積彩色化妝品和極性與非極性的油在皮膚、頭發(fā)或這二者上。此外?？稍诠I(yè)化學(xué)工藝、紡織品整理工藝、印刷、粘合劑涂布和類似應(yīng)用用產(chǎn)品中使用該聚合物例如作為流變學(xué)改性劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、增溶劑、懸浮劑、絮凝劑和顏料與研磨添加劑。


圖1是比較在實(shí)施例25和26中列出的組合物的pH/粘度曲線的圖表。
圖2是比較在實(shí)施例25和29中列出的組合物的pH/粘度曲線的圖表。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的聚合物通常是堿性、含水的酸可溶脹或者含水酸可溶的聚合物，及其鹽，它含有在低pH下為陽(yáng)離子的至少一種堿性氨基取代基、至少一種由締合性乙烯基單體得到的疏水改性的聚氧化烯基取代基，和至少一種由半疏水乙烯基表面活性劑單體得到的聚氧化烯基取代基。本發(fā)明的聚合物也可任選地含有由其它單體單元得到的取代基，例如交聯(lián)單體單元、羥基取代的非離子乙烯基單體單元、鏈轉(zhuǎn)移劑單元、聚合物穩(wěn)定劑和類似物。本發(fā)明的聚合物在水溶液中通常顯示出締合性能。為了方便起見(jiàn)，本發(fā)明的聚合物在此處通常被稱為“陽(yáng)離子締合聚合物”。
術(shù)語(yǔ)“低pH配方”是指具有范圍為約0.5到不大于約7，優(yōu)選不大于約6.5的酸性pH的配方。
應(yīng)用到配方或介質(zhì)上的術(shù)語(yǔ)“含水”是指水足量地存在，以便至少溶脹或溶解在陽(yáng)離子締合聚合物包括在其內(nèi)的組合物中的陽(yáng)離子締合聚合物。
現(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)離子締合聚合物提供低pH含水個(gè)人護(hù)理、健康護(hù)理、家庭護(hù)理、工業(yè)和機(jī)構(gòu)護(hù)理產(chǎn)品所需的流變性能。陽(yáng)離子締合聚合物是陽(yáng)離子相容的，從而使得它們尤其可在含季銨鹽或胺的產(chǎn)品中用作增稠劑。陽(yáng)離子締合聚合物在含有活性酸性組分的產(chǎn)品中是有用的增稠劑，且是用于乳液(霜、洗劑)的有用增稠劑和乳化劑。除了增稠以外，陽(yáng)離子締合聚合物是含有著色劑和潤(rùn)膚油(emollient oil)的產(chǎn)品的有用的成膜劑、涂布助劑和沉積助劑。令人驚奇的是，陽(yáng)離子締合聚合物可用于含有相對(duì)高濃度(例如10-40％)陰離子表面活性劑的組合物中，且還提供頭發(fā)固定效果。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品”包括，但不限于，應(yīng)用到人和動(dòng)物的皮膚、頭發(fā)、頭皮和指甲上的化妝品、化妝用品、藥物化妝品(cosmeceutical)和美體助劑、個(gè)人衛(wèi)生和清潔產(chǎn)品。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“健康護(hù)理產(chǎn)品”包括，但不限于，藥物、藥物化妝品、口腔護(hù)理產(chǎn)品(嘴、牙齒)、眼睛護(hù)理產(chǎn)品、耳朵護(hù)理產(chǎn)品和over-the-counter產(chǎn)品和用具，例如貼劑、膏藥、敷料和類似物，和外部應(yīng)用到人和動(dòng)物的身體上或其內(nèi)的醫(yī)療器件以改善與健康有關(guān)的或醫(yī)療狀況，通常維持衛(wèi)生或健康等。術(shù)語(yǔ)“身體(body)”包括全部身體(臉、軀干、肢體、手和腳)上的角蛋白(頭發(fā)、指甲)和非角蛋白皮膚區(qū)域、身體開(kāi)口和眼睛的組織，和術(shù)語(yǔ)“皮膚”包括頭皮和粘液膜。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“家庭護(hù)理產(chǎn)品”包括，但不限于，在家庭中使用的產(chǎn)品以供洗面或殺蟲(chóng)清潔產(chǎn)品以維持例如在廚房和浴室等中的衛(wèi)生狀況，和洗滌產(chǎn)品以供織物護(hù)理和清潔等。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“機(jī)構(gòu)和工業(yè)護(hù)理”和“I& I”包括，但不限于，在工業(yè)和機(jī)構(gòu)環(huán)境，其中包括醫(yī)院和健康護(hù)理設(shè)施等中清潔或維持衛(wèi)生的狀況所使用的產(chǎn)品。
本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物是多目的聚合物，它優(yōu)選通過(guò)聚合含下述的單體混合物來(lái)制備至少一種堿性、氨基取代的乙烯基(ASV)單體或其鹽；至少一種疏水的非離子乙烯基(HNV)單體；至少一種締合性乙烯基(AV)單體；至少一種半疏水的乙烯基表面活性劑(SVS)單體；和任選地一個(gè)或更多個(gè)羥基取代的非離子乙烯基(HSNV)或交聯(lián)(XL)單體。也可由含鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA)或在乳液聚合物和乳液聚合工藝中常用的其它官能組分的單體混合物，制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的多目的陽(yáng)離子締合聚合物是基于單體混合物的總重量，含(a)約10-約70重量％至少一種ASV單體或其鹽；(b)約20-約80重量％的至少一種HNV單體；(c)約0.01-約25重量％的至少一種AV單體；(d)約0.01-約25重量％的至少一種SVS單體；(e)最多約10重量％的HSNV單體；(f)最多約5重量％的XL單體；(g)最多約10重量％的CTA；和(h)最多約2重量％的聚合物穩(wěn)定劑的單體混合物的聚合產(chǎn)品。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，陽(yáng)離子締合聚合物是基于單體混合物的總重量，含(a)約25-約60重量％至少一種ASV單體或其鹽；(b)約20-約70重量％的至少一種HNV單體；(c)約0.1-約15重量％的至少一種AV單體；(d)約0.1-約10重量％的至少一種SVS單體；(e)約0.1-約10重量％的HSNV單體；(f)約0.001-約5重量％的XL單體；和(g)約0.001-約5重量％的CTA的單體混合物的聚合產(chǎn)品。
本發(fā)明的尤其優(yōu)選的聚合物是基于單體混合物的總重量，含下述的單體混合物的聚合產(chǎn)品(a)約20-約50重量％選自下述的至少一種氨基取代的乙烯基單體(甲基)丙烯酸3-(N，N-二甲基氨基)丙酯，和N｀-(3-N，N-二甲基氨基)丙基(甲基)丙烯酰胺。最優(yōu)選甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基氨基)乙酯(DMAEMA)，甲基丙烯酸2-(N，N-二乙基氨基)乙酯(DEAEMA)，甲基丙烯酸2-(叔丁基氨基)乙酯(TBAEMA)，2-(N，N-二甲基氨基)丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMAm)，和2-(N，N-二甲基氨基)新戊基丙烯酸酯(DMANPA)。
(b)約50-約65重量％的至少一種選自丙烯酸C1-C30烷酯、甲基丙烯酸C1-C30烷酯及其混合物中的疏水非離子乙烯基單體；(c)約0.1-約10重量％的選自下述的至少一種締合性乙烯基單體鯨蠟基聚乙氧基化甲基丙烯酸酯(CEM)、cetearyl聚乙氧基化甲基丙烯酸酯(CSEM)、硬脂基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二十烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二十二烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(BEM)、月桂基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(LEM)、二十六烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二十八烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、蜂花基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、三十二烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、三苯乙烯基苯酚聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(TEM)、氫化蓖麻油聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(HCOEM)、低芥酸菜子油(canola)聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯和膽甾醇聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(CHEM)；(d)約0.1-約10重量％的至少一種具有下述化學(xué)式之一的半疏水的乙烯基表面活性劑單體CH2＝CH-O(CH2)aO(C3H6O)b(C2H4O)cH或CH2＝CHCH2O(C3H6O)d(C2H4O)eH；其中a為2、3或4；b是范圍為1-約10的整數(shù)；c是范圍為約5-約50的整數(shù)；d是范圍為1-約10的整數(shù)；和e是范圍為約5-約50的整數(shù)；(e)最多約10重量％的羥基取代的非離子乙烯基單體；(f)最多約5重量％的交聯(lián)單體；(g)最多約10重量％的鏈轉(zhuǎn)移劑；和(h)最多約2重量％的聚合物穩(wěn)定劑。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“烷基”是指取代或未取代的脂族烴部分，其中包括直鏈、支鏈和碳環(huán)烷基部分。術(shù)語(yǔ)“碳環(huán)烷基”是指含一個(gè)或更多個(gè)大小為3-約12個(gè)碳原子的碳環(huán)且任選地在碳環(huán)上包括烷基取代基的烷基。術(shù)語(yǔ)“芳基”包括取代和未取代的苯基和萘基部分。形式“Cx-Cy”的改性劑是指烷基或碳環(huán)烷基具有含總計(jì)x-y個(gè)碳原子的分子式，其中x和y是所規(guī)定的整數(shù)。此處和所附權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)“復(fù)合酯(complex ester)”是指具有能用C2-C7環(huán)氧烷烷基化的至少一個(gè)羥基的多羥基化合物，例如糖的二-、三-或聚-酯。術(shù)語(yǔ)“復(fù)合酯”尤其包括在Jenkins等人在美國(guó)專利No.5639841中所述的復(fù)合疏水物，其相關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
此處所使用的涉及烷基或芳基的術(shù)語(yǔ)“鹵素取代”、“羥基取代”、“羧基取代”、“聚氧亞烷基取代”、“烷基取代”和“芳基取代”等是指在烷基、芳基或類似基團(tuán)上的至少一個(gè)氫原子分別被至少一種鹵素原子、羥基、羧基、聚氧亞烷基、烷基或芳基取代。在可供替代的實(shí)施方案中，此處所使用的術(shù)語(yǔ)“聚(甲基)丙烯酸酯”和“聚(甲基)丙烯酰胺”分別是指聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯，和聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酰胺。。
在制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物中可用的合適的單體如下所述。
ASV單體適合于制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物的氨基取代的乙烯基單體是優(yōu)選含有至少一種氨基官能團(tuán)的堿性、可聚合的烯鍵式不飽和單體。這些堿性氨基可衍生于單-、二-或聚-氨基烷基或含氮雜原子基團(tuán)。氨基可包括伯、仲或叔胺。可以視需要以氨基形式或者鹽形式使用該單體。
本發(fā)明的聚合物優(yōu)選包括選自下述的ASV單體(甲基)丙烯酸單-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷酯、(甲基)丙烯酸二-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷酯、單-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷基(甲基)丙烯酰胺、二-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷基(甲基)丙烯酰胺、含氮雜環(huán)(甲基)丙烯酰胺、含氮雜環(huán)(甲基)丙烯酸酯及其混合物。
優(yōu)選的ASV單體的實(shí)例包括，但不限于，(甲基)丙烯酸單-或二-(C1-C4)烷基氨基(C1-C4)烷酯，例如(甲基)丙烯酸2-(N，N-二甲基氨基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-(N，N-二甲基氨基)丙酯、(甲基)丙烯酸4-(N，N-二甲基氨基)丁酯、(甲基)丙烯酸(N，N-二甲基氨基)-叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-(N，N-二乙基氨基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-(N，N-二乙基氨基)丙酯、(甲基)丙烯酸4-(N，N-二乙基氨基)丁酯、(甲基)丙烯酸2-(N，N-二丙基氨基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-(N，N-二丙基氨基)丙酯、(甲基)丙烯酸4-(N，N-二丙基氨基)丁酯和類似物；單-或二-(C1-C4)烷基氨基(C1-C4)烷基(甲基)丙烯酰胺，例如N｀-(2-N，N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酰胺、N｀-(3-N，N-二甲基氨基)丙基丙烯酰胺和類似物；和含氮雜環(huán)(甲基)丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸酯，例如N-(2-吡啶基)丙烯酰胺、N-(2-咪唑基)甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-(4-嗎啉基)乙酯、丙烯酸2-(4-嗎啉基)乙酯、N-(4-嗎啉基)甲基丙烯酰胺、N-(4-嗎啉基)丙烯酰胺、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和類似物。
單體的合適鹽形式包括，但不限于，無(wú)機(jī)酸鹽，例如鹽酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽；和有機(jī)酸鹽，例如乙酸鹽、馬來(lái)酸鹽和富馬酸鹽；和類似物。
前述單體或其鹽可單獨(dú)或者以兩種或更多種的混合物形式用作本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物的氨基取代的乙烯基單體組分。尤其優(yōu)選的ASV單體是(甲基)丙烯酸2-(N，N-二甲基氨基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-(N，N-二甲基氨基)丙酯和N｀-(3-N，N-二甲基氨基)丙基(甲基)丙烯酰胺。最優(yōu)選甲基丙烯酸2-(N，N-二甲基氨基)乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸2-(N，N-二乙基氨基)乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸2-(叔丁基氨基)乙酯(TBAEMA)、2-(N，N-二甲基氨基)丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMAm)，和2-(N，N-二甲基氨基)新戊基丙烯酸酯(DMANPA)。
基于全部單體混合物的重量，ASV單體優(yōu)選占全部單體混合物的約10-約70重量％，更優(yōu)選約20-約50重量％，和最優(yōu)選約30-約40重量％。
HNV單體適合于在制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物中使用的疏水非離子乙烯基單體是具有任何一個(gè)下式(I)或(II)的可共聚的、非離子、烯鍵式不飽和單體(I)CH2＝C(X)Z，(II)CH2＝CH-OC(O)R；其中在每一個(gè)化學(xué)式(I)和(II)中，X是H或甲基；和Z是-C(O)OR1、-C(O)NH2、-C(O)NHR1、-C(O)N(R1)2、-C6H4R1、-C6H4OR1、-C6H4Cl、-CN、-NHC(O)CH3、-NHC(O)H、N-(2-吡咯烷酮基)、N-己內(nèi)酰胺基、-C(O)NHC(CH3)3、-C(O)NHCH2CH2-N-亞乙基脲、-SiR3、-C(O)O(CH2)xSiR3、-C(O)NH(CH2)xSiR3或-(CH2)xSiR3；x是范圍為1-約6的整數(shù)；每一R獨(dú)立地為C1-C30烷基；每一R1獨(dú)立地為C1-C30烷基、羥基取代的C2-C30烷基或鹵素取代的C1-C30烷基。
優(yōu)選的疏水非離子乙烯基單體的非限制性實(shí)例包括(甲基)丙烯酸C1-C30烷酯；C1-C30烷基(甲基)丙烯酰胺；苯乙烯；取代苯乙烯，例如乙烯基甲苯，(例如，2-甲基苯乙烯)、丁基苯乙烯、異丙基苯乙烯、對(duì)氯苯乙烯和類似物；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛戊酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯和類似物；不飽和腈，例如甲基丙烯腈、丙烯腈和類似物；和不飽和硅烷，例如三甲基乙烯基硅烷、二甲基乙基乙烯基硅烷、烯丙基二甲基苯基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、3-丙烯酰胺基丙基三甲基硅烷、3-三甲基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯和類似物。
尤其優(yōu)選的非離子乙烯基單體包括丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C30烷酯及其混合物，例如丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸3，3，5-三甲基環(huán)己酯(TMCHMA)及其混合物。
基于全部單體混合物的重量，HNV單體優(yōu)選占全部單體混合物的約20-約80重量％，更優(yōu)選約30-約70重量％，和最優(yōu)選約50-約65重量％。
AV單體適合于在生產(chǎn)本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物中使用的締合性乙烯基單體是優(yōu)選具有烯鍵式不飽和端基部分(i)以供與體系中的其它單體加聚；具有聚氧化烯基部分(ii)以供賦予產(chǎn)品聚合物選擇性親水性能和具有疏水端基部分(iii)以供提供聚合物選擇性疏水性能的化合物。
供應(yīng)烯鍵式不飽和端基的部分(i)優(yōu)選衍生于α，β-烯鍵式不飽和單或二-羧酸或其酸酐，更優(yōu)選C3或C4單或二-羧酸或其酸酐?；蛘?，締合單體中的部分(i)可衍生于烯丙基醚或乙烯基醚；非離子乙烯基取代的聚氨酯單體，例如美國(guó)再授權(quán)專利No.33156或美國(guó)專利No.5294692中所公開(kāi)的；或者乙烯基取代的脲反應(yīng)產(chǎn)物，例如美國(guó)專利No.5011978中所公開(kāi)的；其中每一篇的相關(guān)公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
中間部分(ii)優(yōu)選是具有約5-約250，更優(yōu)選約10-約120，和最優(yōu)選約15-約60個(gè)重復(fù)C2-C7環(huán)氧烷單元的聚氧化烯基片段。優(yōu)選的中間部分(ii)包括含約5-約150，更優(yōu)選約10-約100，和最優(yōu)選約15-約60個(gè)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷單元的聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚氧丁烯片段，以及環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和或環(huán)氧丁烷單元的無(wú)規(guī)或非無(wú)規(guī)的序列。
締合單體中的疏水端基部分(iii)優(yōu)選是屬于下述烴組之一的烴部分C8-C40直鏈烷基、芳基取代的C2-C40烷基、C2-C40烷基取代的苯基、C8-C40支鏈烷基、C8-C40碳環(huán)烷基；和C8-C80復(fù)合酯。
締合單體中的合適的疏水端基部分(iii)的非限制性實(shí)例是具有約8-約40個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，例如辛基(C8)、異辛基(支化C8)、癸基(C10)、月桂基(C12)、肉豆蔻基(C14)、鯨蠟基(C16)、cetearyl(C16-C18)、硬脂基(C18)、異硬脂基(支化C18)、二十烷基(C20)、二十二烷基(C22)、二十四烷基(C24)、二十六烷基(C26)、二十八烷基(C28)、三十烷基(C30)、三十二烷基(C32)和類似基團(tuán)。
由天然來(lái)源得到的具有約8-約40個(gè)碳原子的直鏈和支鏈烷基的實(shí)例包括，但不限于，由氫化花生油、大豆油和低芥酸菜子油(全部主要為C18)、氫化牛油(C16-C18)和類似物得到的烷基；和氫化C10-C30萜烯醇，例如氫化香葉醇(支化C10)、氫化法呢醇(支化C15)、氫化植醇(支化C20)和類似物。
合適的C2-C40烷基取代的苯基的非限制實(shí)例包括辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、十六烷基苯基、十八烷基苯基、異辛基苯基、仲丁基苯基和類似基團(tuán)。
合適的C8-C40碳環(huán)烷基包括，但不限于，由動(dòng)物來(lái)源的甾醇，例如膽甾醇、羊毛甾醇、7-脫氫膽甾醇和類似物；由植物來(lái)源的甾醇，例如植物甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和類似物；和由酵母來(lái)源的甾醇，例如麥角甾醇、真菌甾醇和類似物中得到的基團(tuán)?？捎糜诒景l(fā)明的其它碳環(huán)烷基疏水端基包括，但不限于，環(huán)辛基、環(huán)十二烷基、金剛烷基、十氫萘基，和由天然碳環(huán)材料，例如蒎烯、氫化視黃醇、樟腦、異冰片基醇和類似物中得到的基團(tuán)。
例舉的芳基取代的C2-C40烷基包括，但不限于，苯乙烯基(例如，2-苯基乙基)、二苯乙烯基(例如，2，4-聯(lián)苯基丁基)、三苯乙烯基(例如，2，4，6-三苯基己基)、4-苯基丁基、2-甲基-2-苯基乙基、三苯乙烯基苯酰基(phenolyl)和類似基團(tuán)。
合適的C8-C80復(fù)合酯的非限制性實(shí)例包括氫化蓖麻油(主要是12-羥基硬脂酸的甘油三酯)；1，2-二?；视停?，2-二硬脂基甘油、1，2-二棕櫚基甘油、1，2-二肉豆蔻基甘油和類似物；糖的二-、三-或聚-酯，例如3，4，6-三硬脂基葡萄糖、2，3-二月桂基果糖和類似物；和脫水山梨醇酯，例如Ruffner等人的美國(guó)專利No.4600761中所公開(kāi)的，其相關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
可通過(guò)本領(lǐng)域已知的任何方法制備有用的締合性單體。參見(jiàn)，例如Chang等人的美國(guó)專利No.4421902；Sonnabend的No.4384096；Shay等人的No.4514552；Ruffner等人的No.4600761；Ruffner的No.4616074；Barron等人的No.5294692；Jenkins等人的No.5292843；Robinson的No.5770760；和Wilkerson，III等人的No.5412142；其相關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
優(yōu)選的締合性乙烯基單體的實(shí)例包括具有下述式(III)的那些 其中每一R2獨(dú)立地為H、甲基、-C(O)OH或-C(O)OR3，R3是C1-C30烷基；A是-CH2C(O)O-、-C(O)O-、-O-、-CH2O-、-NHC(O)NH-、-C(O)NH-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)O-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)NH-或-CH2CH2NHC(O)-；Ar是二價(jià)芳基；E是H或甲基；z是0或1；k是范圍為0-約30的整數(shù)，和m是0或1，條件是當(dāng)k為0時(shí)，m為0，和當(dāng)k在1-約30范圍內(nèi)時(shí)，m為1；(R4-O)n是聚氧化烯，它是C2-C4氧化烯單元的均聚物、無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物，其中R4是C2H4、C3H6、C4H8或其混合物，和n是范圍為約5-約250的整數(shù)，優(yōu)選約5-約100，更優(yōu)選約10-約80，和最優(yōu)選約15-約60；Y是-R4O-、-R4NH-、-C(O)-、-C(O)NH-、-R4NHC(O)NH-或-C(O)NHC(O)-；和R5是選自C8-C40直鏈烷基、C8-C40支鏈烷基、C8-C40碳環(huán)烷基、C2-C40烷基取代的苯基、芳基取代的C2-C40烷基和C8-C80復(fù)合酯中的取代或未取代的烷基；其中R5烷基任選地包括選自羥基、烷氧基和鹵素基團(tuán)中的一個(gè)或更多個(gè)取代基。
式(III)中的尤其優(yōu)選的締合性乙烯基單體包括鯨蠟基聚乙氧基化甲基丙烯酸酯(CEM)、cetearyl聚乙氧基化甲基丙烯酸酯(CSEM)、硬脂基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二十烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二十二烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(BEM)、月桂基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(LEM)、二十六烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、二十八烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、蜂花基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、三十二烷基聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、三苯乙烯基苯酚聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(TEM)、氫化蓖麻油聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(HCOEM)、低芥酸菜子油聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯和膽甾醇聚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯(CHEM)，其中單體中的聚乙氧基化部分包括約5-約100，優(yōu)選約10-約80，和更優(yōu)選約15-約60的環(huán)氧乙烷重復(fù)單元。
優(yōu)選地，基于單體混合物的總重量，在單體混合物內(nèi)的AV組分單體包括約0.001-約25重量％的單體混合物，更優(yōu)選約0.01-約15重量％，最優(yōu)選約0.1-約10重量％。
SVS單體令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，半疏水乙烯基表面活性劑(SVS)單體(其含有聚氧化烯鏈)可調(diào)節(jié)含有它們的陽(yáng)離子締合聚合物的締合性能，于是產(chǎn)生具有高度所需的結(jié)構(gòu)和流變學(xué)性能的含水凝膠。不希望受到理論的束縛，認(rèn)為SVS單體中的聚氧化烯基干擾或屏蔽聚合物內(nèi)的締合單體中的疏水基團(tuán)之間的非特定的締合，于是減弱聚合物的締合性能。這種SVS單體可調(diào)控所得聚合物的增稠效率，使對(duì)于所選應(yīng)用，視需要定制聚合物的流變學(xué)性能。最令人驚奇的是，發(fā)現(xiàn)SVS單體賦予含水凝膠所需的流變學(xué)和美學(xué)性能，從而提供比不含SVS單體的陽(yáng)離子締合聚合物更柔軟、平滑和更可涂布的凝膠。
令人驚奇地，將SVS單體摻入到陽(yáng)離子締合聚合物內(nèi)可最小化或減少在低剪切應(yīng)力下的粘度下降，且可提供平滑流動(dòng)的剪切變稀曲線。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“半疏水乙烯基表面活性劑單體”和“SVS單體”是指具有兩部分的化合物(i)烯鍵式不飽和端基部分以供與反應(yīng)混合物中的其它單體加聚，和(ii)聚氧化烯部分以供減弱聚合物中的疏水基團(tuán)或者來(lái)自含該聚合物的組合物內(nèi)的其它材料中的疏水基團(tuán)之間的締合。SVS單體在結(jié)構(gòu)上類似于締合單體，但具有基本上非疏水的端基部分，因此不賦予聚合物任何締合性能。
供應(yīng)乙烯基或其它烯鍵式不飽和端基以供加聚的不飽和端基部分(i)優(yōu)選衍生于α，β-烯鍵式不飽和單或二-羧酸或其酸酐，優(yōu)選C3或C4單或二-羧酸或其酸酐?；蛘撸嘶糠?i)可衍生于烯丙基醚、乙烯基醚或非離子不飽和聚氨酯。
可聚合的不飽和端基部分(i)也可衍生于含有至少一個(gè)游離羧基官能團(tuán)的C8-C30不飽和脂肪酸基。這一C8-C30基團(tuán)是不飽和端基部分(i)的一部分，且不同于側(cè)掛到締合單體上的疏水基團(tuán)，具體地，它通過(guò)親水“間隔基”部分隔開(kāi)締合單體的不飽和端基。
聚氧化烯部分(ii)具體地包括長(zhǎng)鏈聚氧化烯片段，該片段基本上類似于締合單體的親水部分。優(yōu)選的聚氧化烯部分(ii)包括含約5-約250，和優(yōu)選約10-約100個(gè)氧化烯單元的聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚氧丁烯。當(dāng)SVS單體包括大于一類氧化烯單元時(shí)，該單元可以以無(wú)規(guī)、非無(wú)規(guī)或嵌斷序列排列。
優(yōu)選的SVS單體包括具有任何一個(gè)下式(IV)或(V)的那些 其中在每一式(IV)和(V)中，每一R6獨(dú)立地為H、C1-C30烷基、-C(O)OH或-C(O)OR7，R7是C1-C30烷基；A是-CH2C(O)O-、-C(O)O-、-O-、-CH2O-、-NHC(O)NH-、-C(O)NH-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)O-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)NH-或-CH2CH2NHC(O)-；Ar是二價(jià)芳基；E是H或甲基；z是0或1；p是范圍為0-約30的整數(shù)，和r是0或1，條件是當(dāng)p為0時(shí)，r為0，和當(dāng)p在1-約30范圍內(nèi)時(shí)，r為1；(R8-O)v是聚氧化烯，它是C2-C4氧化烯單元的均聚物、無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物，其中R8是C2H4、C3H6、C4H8或其混合物，和v是范圍為約5-約250的整數(shù)，優(yōu)選約5-約100，更優(yōu)選約10-約80，和最優(yōu)選約15-約60；R9是氫或C1-C4烷基；和D是C8-C30不飽和烷基或羧基取代的C8-C30不飽和烷基。
尤其優(yōu)選的SVS單體包括具有下述化學(xué)式的單體CH2＝CH-O(CH2)aO(C3H6O)b(C2H4O)cH，或CH2＝CH-CH2O(C3H6O)d(C2H4O)eH其中a優(yōu)選是2、3或4；b優(yōu)選是范圍為1-約10的整數(shù)，更優(yōu)選約2-約8，最優(yōu)選約3-約7；c優(yōu)選是范圍為約5-約50的整數(shù)，更優(yōu)選約8-約40，最優(yōu)選約10-約30；d優(yōu)選是范圍為1-約10的整數(shù)，更優(yōu)選約2-約8，最優(yōu)選約3-約7；和e優(yōu)選是范圍為約5-約50的整數(shù)，更優(yōu)選約8-約40。
優(yōu)選的SVS單體的實(shí)例包括由Clariant Corporation以商品名EMULSOGENR109、R208、R307、RAL109、RAL208和RAL307銷售的可商購(gòu)的可聚合乳化劑；由Bimax，Inc.銷售的BX-AA-E5P5；和由Uniqema銷售的MAXEMUL5010和5011及其結(jié)合。尤其優(yōu)選的SVS單體包括EMULSOGENR208、R307、和RAL307。
根據(jù)制造商EMULSOGENR109是具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-O(CH2)4O(C3H6O)4(C2H4O)10H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化1，4-丁二醇乙烯醚；EMULSOGENR208是具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-O(CH2)4O(C3H6O)4(C2H4O)20H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化1，4-丁二醇乙烯醚；EMULSOGENR307是具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-O(CH2)4O(C3H6O)4(C2H4O)30H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化1，4-丁二醇乙烯醚；EMULSOGENRAL109是具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-CH2O(C3H6O)4(C2H4O)10H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化烯丙醚；EMULSOGENRAL208是具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-CH2O(C3H6O)4(C2H4O)20H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化烯丙醚；EMULSOGENRAL307是具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-CH2O(C3H6O)4(C2H4O)30H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化烯丙醚；MAXEMUL5010是用約24個(gè)環(huán)氧乙烷單元乙氧基化的羧基官能的C12-C15烯基疏水物；
MAXEMUL5011是用約34個(gè)環(huán)氧乙烷單元乙氧基化的羧基官能的C12-C15烯基疏水物；BX-AA-E5P5是具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-CH2O(C3H6O)5(C2H4O)5H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化烯丙醚。
在制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物中所使用的SVS單體的用量可在寬范圍內(nèi)變化，且取決于聚合物內(nèi)所需的最終的流變學(xué)性能。當(dāng)使用時(shí)，基于單體混合物的總重量，單體反應(yīng)混合物優(yōu)選含有至少約0.01重量％的一種或更多種SVS單體，更優(yōu)選至少約0.1重量％?；趩误w混合物的總重量，單體混合物優(yōu)選包括不大于約25重量％的SVS單體，更優(yōu)選不大于約10重量％。
HSNV單體可任選地由含羥基取代的非離子乙烯基單體的單體混合物來(lái)制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物。HSNV單體是含一個(gè)或更多個(gè)羥基取代基的烯鍵式不飽和單體。
合適的HSNV單體的實(shí)例包括，但不限于，羥基取代的(C1--C4)烷基(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)、丙烯酸2-羥乙酯(HEA)、丙烯酸3-羥丙酯和類似物；羥基取代的(C1-C4)烷基(甲基)丙烯酰胺，例如N-(2-羥乙基)甲基丙烯酰胺、N-(2-羥乙基)丙烯酰胺、N-(3-羥丙基)丙烯酰胺、N-(2，3-二羥丙基)丙烯酰胺和類似物。其它有用的HSNV單體包括烯丙醇、甘油單烯丙基醚、3-甲基-3-丁烯-1-醇和乙烯醇前體和等價(jià)物，例如乙酸乙烯酯。
當(dāng)使用時(shí)，基于單體混合物的總重量，單體反應(yīng)混合物優(yōu)選含有用量最多約10重量％的一種或更多種HSNV單體。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，基于單體混合物的總重量，在混合物內(nèi)HSNV單體的用量范圍為約0.01-約10重量％，更優(yōu)選約1-約8重量％，最優(yōu)選約1-約5重量％。
XL單體可由含一種或更多種引入支化并控制分子量的交聯(lián)單體的單體混合物制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物。合適的多聚不飽和交聯(lián)劑是本領(lǐng)域公知的。也可使用攜帶反應(yīng)性基團(tuán)的單不飽和化合物，它能在發(fā)生聚合之前、之中或之后，引起所形成的共聚物交聯(lián)。其它有用的交聯(lián)單體包括含有多個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)，例如環(huán)氧化物基團(tuán)、異氰酸酯基、和可水解的硅烷基等的多官能團(tuán)單體。可使用各種多不飽和化合物生成或者部分或者基本上交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)。
合適的多不飽和交聯(lián)單體組分的實(shí)例包括，但不限于，多不飽和芳族單體，例如二乙烯基苯、二乙烯基萘、和三乙烯基苯；多不飽和脂環(huán)族單體，例如1，2，4-三乙烯基環(huán)己烷；鄰苯二甲酸的雙官能團(tuán)酯，例如鄰苯二甲酸二烯丙酯；多不飽和脂族單體，例如二烯烴、三烯烴和四烯烴，其中包括異戊二烯、丁二烯、1，5-己二烯、1，5，9-癸三烯、1，9-癸二烯、1，5-庚二烯；和類似物。
其它合適的多不飽和交聯(lián)單體包括聚烯基醚，例如三烯丙基季戊四醇、二烯丙基季戊四醇、二烯丙基蔗糖、八烯丙基蔗糖和三羥甲基丙烷二烯丙基醚；多元醇或多元酸的多不飽和酯，例如1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸四亞甲基酯、丙烯酸烯丙基酯、衣康酸二烯丙基酯、富馬酸二烯丙基酯、馬來(lái)酸二烯丙基酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；亞烷基雙丙烯酰胺，例如亞甲基雙丙烯酰胺、亞丙基雙丙烯酰胺和類似物；亞甲基雙丙烯酰胺的羥基和羧基衍生物，例如N，N｀-雙羥甲基亞甲基雙丙烯酰胺；聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯和三甘醇二(甲基)丙烯酸酯；多不飽和硅烷，例如二甲基二乙烯基硅烷、甲基三乙烯基硅烷、烯丙基二甲基乙烯基硅烷、二烯丙基二甲基硅烷和四乙烯基硅烷；多不飽和錫烷，例如四烯丙基錫和二烯丙基二甲基錫；和類似物。
攜帶反應(yīng)性基團(tuán)的有用的單不飽和化合物包括N-羥甲基丙烯酰胺；N-烷氧基(甲基)丙烯酰胺，其中烷氧基是C1-C18烷氧基；和不飽和可水解硅烷，例如三乙氧基乙烯基硅烷、三異丙氧基乙烯基硅烷和3-三乙氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯；和類似物。
含有多個(gè)反應(yīng)性基團(tuán)的有用的多官能團(tuán)交聯(lián)單體包括，但不限于，可水解的硅烷，例如乙基三乙氧基硅烷和乙基三甲氧基硅烷；環(huán)氧基取代的可水解的硅烷，例如2-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷和3-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；多異氰酸酯，例如1，4-二異氰酸根合丁烷、1，6-二異氰酸根合己烷、1，4-苯二異氰酸酯和4，4｀-氧基雙(苯基異氰酸酯)；不飽和環(huán)氧化物，例如甲基丙烯酸縮水甘油酯和烯丙基縮水甘油基醚；多環(huán)氧化物，例如二縮水甘油基醚、1，2，5，6-二環(huán)氧基己烷和乙二醇二縮水甘油基醚；和類似物。
尤其有用的是由乙氧基化多元醇，例如二醇、三醇和雙酚類得到，用約2-約100mol環(huán)氧乙烷/mol羥基官能團(tuán)乙氧基化，并用可聚合的不飽和基團(tuán)，例如乙烯基醚、烯丙基醚、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和類似物封端的多不飽和交聯(lián)劑。這種交聯(lián)劑的實(shí)例包括雙酚A乙氧基化二甲基丙烯酸酯；雙酚F乙氧基化二甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和類似物?？捎糜诒景l(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物的其它乙氧基化交聯(lián)劑包括在Zanotti-Russo的美國(guó)專利No.6140435中公開(kāi)的乙氧基化多羥基化合物衍生的交聯(lián)劑，其相關(guān)公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
尤其優(yōu)選的XL單體的實(shí)例是具有至少兩個(gè)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基的多羥基化合物的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、乙氧基化(30)雙酚A二甲基丙烯酸酯(EOBDMA)和類似物。
當(dāng)使用時(shí)，基于單體混合物的總重量，交聯(lián)單體優(yōu)選以最多約5重量％的用量存在于單體反應(yīng)混合物內(nèi)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，基于單體混合物的總重量，XL單體以單體混合物的約0.01-約3重量％范圍內(nèi)的用量存在，更優(yōu)選約0.05-約2重量％，最優(yōu)選約0.1-約1重量％。
鏈轉(zhuǎn)移劑可任選地由含一種或更多種鏈轉(zhuǎn)移劑(這些是聚合物領(lǐng)域中公知的)的單體混合物制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物。
在本發(fā)明中使用的合適的鏈轉(zhuǎn)移劑選自各種含硫代和二硫化物的化合物，例如C1-C18烷基硫醇、巰基羧酸、巰基羧酸酯、硫代酯、C1-C18烷基二硫化物、芳基二硫化物、多官能團(tuán)硫醇和類似物；亞磷酸酯和次磷酸酯；鹵代烷基化合物，例如四氯化碳、一溴三氯甲烷和類似物；和不飽和鏈轉(zhuǎn)移劑，例如α-甲基苯乙烯，但不限于這些。
多官能團(tuán)硫醇包括三官能團(tuán)硫醇，例如三羥甲基丙烷-三-(3-巰基丙酸酯)，四官能團(tuán)硫醇，例如季戊四醇-四-(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇-四-(硫基乙醇酸酯)和季戊四醇-四-(硫基乳酸酯)；六官能團(tuán)硫醇，例如二季戊四醇-六-(硫基乙醇酸酯)；和類似物。
或者，鏈轉(zhuǎn)移劑可以是任何催化鏈轉(zhuǎn)移劑，在乙烯基單體的自由基聚合過(guò)程中，它降低加聚物的分子量。催化鏈轉(zhuǎn)移劑的實(shí)例包括，例如鈷絡(luò)合物(例如，鈷(II)螯合物)。相對(duì)于硫醇基CTA，常常可相對(duì)低濃度地使用催化鏈轉(zhuǎn)移劑。
優(yōu)選的鏈轉(zhuǎn)移劑的實(shí)例包括辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、十六烷基硫醇、十八烷基硫醇(ODM)、異辛基3-巰基丙酸酯(IMP)、丁基3-巰基丙酸酯、3-巰基丙酸、丁基硫基乙醇酸酯、異辛基硫基乙醇酸酯、十二烷基硫基乙醇酸酯和類似物?；趩误w混合物的總重量，可將鏈轉(zhuǎn)移劑優(yōu)選以可聚合單體混合物最多約10重量％的用量加入到單體反應(yīng)混合物中。當(dāng)存在時(shí)，基于單體混合物的總重量，鏈轉(zhuǎn)移劑優(yōu)選包括至少約0.1重量％。
可通過(guò)常規(guī)的聚合技術(shù)，例如聚合物領(lǐng)域已知的乳液聚合，制造本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物?？勺鳛楹?jiǎn)單的間歇工藝、作為計(jì)量的加成工藝進(jìn)行聚合，或者可以以小的間歇形式起始進(jìn)行反應(yīng)，然后將單體本體連續(xù)計(jì)量到反應(yīng)器(種子工藝)內(nèi)。典型地，在范圍為約20-約80℃的反應(yīng)溫度下進(jìn)行聚合工藝，然而，可使用較高或較低的溫度。為了促進(jìn)單體混合物的乳化，在至少一種表面活性劑存在下進(jìn)行乳液聚合。優(yōu)選地，基于乳液的總重量，以約1-約10重量％，更優(yōu)選范圍為約3-約8，最優(yōu)選范圍為約5-約7重量％的用量的表面活性劑存在下，進(jìn)行乳液聚合?；趩误w的總重量，乳液聚合的反應(yīng)混合物還包括優(yōu)選用量范圍為約0.01-約3重量％的一種或更多種自由基引發(fā)劑?？稍诤橘|(zhì)或含水醇介質(zhì)中，在中性到適度堿性的pH下進(jìn)行聚合。
在典型的聚合中，在合適的反應(yīng)器內(nèi)，在適量水中，在混合攪拌下添加單體化合物到乳化表面活性劑，例如非離子表面活性劑，優(yōu)選直鏈或支鏈醇乙氧基化物，或者非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的混合物，例如脂肪醇硫酸鹽或烷基磺酸鹽的溶液中，從而制備單體乳液。通過(guò)任何方便的方法，例如通過(guò)用氮?dú)獯祾撸谷橐好撗?，然后通過(guò)添加聚合催化劑(引發(fā)劑)，例如過(guò)硫酸鈉，或者乳液聚合領(lǐng)域公知的任何其它合適的加聚催化劑，引發(fā)聚合反應(yīng)。攪拌反應(yīng)，直到聚合完成，典型地時(shí)間范圍為約4-約16小時(shí)。在添加引發(fā)劑之前，視需要，可加熱單體乳液到范圍為約20-約80℃的溫度?？赏ㄟ^(guò)添加更多的催化劑除去未反應(yīng)的單體，這是乳液聚合領(lǐng)域中公知的。所得聚合物乳液產(chǎn)品然后可從反應(yīng)器中排出并包裝以供儲(chǔ)存或使用。任選地，在從反應(yīng)器中排出之前，可調(diào)節(jié)乳液的pH或其它物理和化學(xué)特征。典型地，產(chǎn)品乳液具有范圍為約10-約40重量％的總固體含量。典型地，產(chǎn)品乳液中總的聚合物含量范圍為約15-約35重量％，通常不大于約25重量％。
促進(jìn)乳液聚合的合適的表面活性劑包括非離子、陰離子、兩性、陽(yáng)離子表面活性劑及其混合物。最常見(jiàn)地使用非離子和陰離子表面活性劑或其混合物。如本領(lǐng)域所已知，可通過(guò)合適地選擇乳化表面活性劑的疏水和親水性能，來(lái)改變中和的聚合物的物理性能(例如，粘度、涂抹性、澄清度、質(zhì)地等)。
適合于促進(jìn)乳液聚合的非離子表面活性劑是聚合物領(lǐng)域公知的，且包括，但不限于，直鏈或支鏈醇乙氧基化物、C8-C12烷基苯酚烷氧基化物，例如辛基苯酚乙氧基化物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物和類似物。其它有用的非離子表面活性劑包括聚氧乙二醇的C8-C22脂肪酸酯，單和二甘油酯，脫水山梨醇酯和乙氧基化脫水山梨醇酯，C8-C22脂肪酸二醇酯，HLB值大于約15的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物，乙氧基化辛基苯酚及其結(jié)合。
優(yōu)選的烷基苯酚烷氧基化物表面活性劑包括以商品名IGEPALCA-897由Rhodia，Inc銷售的辛基苯酚。優(yōu)選的直鏈醇烷氧基化物包括以商品名PLURAFACC-17、PLURAFACA-38和PLURAFACA-39由BASF Corp.銷售的cetearyl醇(鯨蠟基和硬脂基醇的混合物)的聚乙二醇醚。優(yōu)選的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物包括以商品名PLURONICF127和PLURONICL35由BASF Corp.銷售的共聚物。
其它優(yōu)選的非離子表面活性劑包括乙氧基化(50)直鏈脂肪醇，例如DISPONILA5060(Cognis)、支化烷基乙氧基化物，例如GENAPOLX1005(Clariant Corp.)、仲C12-C14醇乙氧基化物，例如TERGITOLS15-30和S15-40(Dow Chemical Co.，)、乙氧基化辛基苯酚基表面活性劑，例如TRITONX-305、X-405和X-705(Dow ChemicalCo.，)、IGEPALCA 407、887和897(Rhodia，Inc.)、ICONOLOP 3070和4070(BASF Corp.)、SYNPERONICOP30和40(Uniqema)、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物，例如PLURONICL35和F127(BASF Corp.)和仲C11醇乙氧基化物，例如EMULSOGENEPN 407(Clariant Corp.)?？稍谫Q(mào)易文獻(xiàn)中找到許多其它的供應(yīng)商。
適合于促進(jìn)乳液聚合的陰離子表面活性劑是聚合物領(lǐng)域中公知的，且包括月桂基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、二辛基磺基琥珀酸鈉、二仲丁基萘磺酸鈉、十二烷基二苯醚磺酸二鈉和正十八烷基磺基琥珀酸二鈉和類似物。
用于本發(fā)明的乳液聚合方法的合適的聚合穩(wěn)定劑(也稱為保護(hù)膠體)包括水溶性聚合物，其中包括例如合成聚合物，例如聚乙烯醇、部分水解的聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、羧酸鹽官能的加聚物、聚烷基乙烯基醚和類似物；水溶性天然聚合物，例如明膠、果膠、藻酸鹽、酪蛋白、淀粉和類似物；和改性的天然聚合物，例如甲基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素、烯丙基改性的羥乙基纖維素和類似物。在一些情況下，可有利地使用合成與天然保護(hù)膠體的混合物，例如聚乙烯醇和酪蛋白的混合物。進(jìn)一步合適的天然聚合物是混合醚，例如甲基羥乙基纖維素和羧甲基甲基纖維素?？苫谌橐旱目傊亓?，以最多約2重量％的用量使用聚合物穩(wěn)定劑。當(dāng)使用時(shí)，優(yōu)選以范圍為約0.0001-約1重量％，更優(yōu)選約0.01-約0.5重量％的用量包括聚合物穩(wěn)定劑。
根據(jù)本發(fā)明使用的聚合物穩(wěn)定劑當(dāng)它們?cè)谒幸匀魏伪壤烊芑蛘?0℃下在水中的溶解度為至少約0.1重量％且在前述溫度下，一旦用水稀釋時(shí)沒(méi)有從這些水溶液中沉淀時(shí)，被稱為水溶性的。水溶性合成聚合物穩(wěn)定劑的分子量范圍典型地為約5000-約2000000，優(yōu)選約25000-約1500000道爾頓。在約2-約10％重量的濃度和約20℃的溫度下，聚合物穩(wěn)定劑的水溶液的粘度范圍典型地為約1-約10000mPa，s。
尤其優(yōu)選的聚合物穩(wěn)定劑是烯丙基改性的羥乙基纖維素，例如獲自Clariant的TYLOSEAM-HEC牌號(hào)。在側(cè)鏈內(nèi)的反應(yīng)性烯丙基增加纖維素醚的接枝能力，從而導(dǎo)致穩(wěn)定的乳液。優(yōu)選的TYLOSE穩(wěn)定劑是烯丙基改性的羥乙基纖維素粉末(粒度＜180微米)TYLOSEAM H40YP2(AMHEC)。
例舉的優(yōu)選自由基引發(fā)劑，包括，但不限于，水溶性無(wú)機(jī)過(guò)硫酸鹽化合物，例如過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸鈉；過(guò)氧化物，例如過(guò)氧化氫、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化乙酰和過(guò)氧化月桂基；有機(jī)氫過(guò)氧化物，例如氫過(guò)氧化枯烯和氫過(guò)氧化叔丁基；有機(jī)過(guò)酸，例如過(guò)乙酸；和油溶性自由基產(chǎn)生劑，例如2，2｀-偶氮雙異丁腈和類似物及其混合物。可任選地用還原劑，例如亞硫酸氫鈉或抗壞血酸，過(guò)渡金屬，肼和類似物活化過(guò)氧化物和過(guò)酸。尤其合適的自由基聚合引發(fā)劑包括水溶性偶氮聚合引發(fā)劑，例如在烷基上具有水增溶取代基的2，2｀-偶氮雙(叔烷基)化合物。優(yōu)選的偶氮聚合催化劑包括獲自DuPont的VAZO自由基聚合引發(fā)劑，例如VAZO44(2，2｀-偶氮雙(2-(4，5-二氫咪唑基)丙烷))，VAZO56(2，2｀-偶氮雙(2-甲基丙脒)二乙酸鹽)和VAZO68(4，4｀-偶氮雙(4-氰基戊酸))。
任選地，乳液聚合領(lǐng)域中公知的其它乳液聚合添加劑，例如溶劑、緩沖劑、螯合劑、無(wú)機(jī)電解質(zhì)、鏈終止劑和pH調(diào)節(jié)劑可包括在聚合體系內(nèi)。
以下提供一般地制備本發(fā)明陽(yáng)離子締合聚合物和陽(yáng)離子乳液聚合物的優(yōu)選的通用乳液聚合工序優(yōu)選在氮?dú)夥諊?，并在混合攪拌下，通過(guò)在含有乳化量非離子表面活性劑，或者非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的混合物的適量水內(nèi)，結(jié)合所需量的每一單體，在配有氮?dú)馊肟诤蛿嚢杵鞯姆磻?yīng)器內(nèi)制備單體乳液。由以上所述類型的單體混合物形成乳液所要求的攪拌程度是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的。通過(guò)本領(lǐng)域已知的任何合適的方法，例如通過(guò)用氮?dú)獯祾撸谷绱诵纬傻娜橐夯旧厦撗?，然后在連續(xù)的混合攪拌下，將自由基引發(fā)劑加入到該乳液中，引發(fā)聚合?？稍谔砑右l(fā)劑之前或之后，視需要，調(diào)節(jié)乳液的溫度到范圍為約20-約60℃的溫度。在添加引發(fā)劑之后，典型地調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)混合物的溫度到范圍為約60-80℃，并在這一溫度下保持足以完成聚合的時(shí)間，典型地范圍為約3-約14小時(shí)。任選地，可破壞未反應(yīng)的殘留單體或者通過(guò)添加各種氧化還原試劑或催化劑進(jìn)一步聚合。然后可冷卻所得聚合物乳液，和從反應(yīng)器中排放并收集。
聚合物領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到可調(diào)節(jié)每一單體組分的用量以獲得具有任何所需單體組分比值的聚合物。也可視需要使用改變比例的水。與水混溶的溶劑，例如醇，和如上所述的其它聚合添加劑也可包括在反應(yīng)混合物內(nèi)。優(yōu)選的醇包括二元醇，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、甘油和類似物。
基于聚合物的重量，可制備產(chǎn)品聚合物乳液優(yōu)選含有全部聚合物固體的約1％-約60％，更優(yōu)選全部聚合物固體的約10％-約40％，和最優(yōu)選全部聚合物固體的約15％-約25％。
在任何中和之前，所產(chǎn)生的聚合物乳液的pH范圍典型地為大于或等于約7.5，在環(huán)境室溫下的Brookfield粘度不大于約100mPa.s(#2錠子，20rpm)，且粒度不大于約300nm，這通過(guò)以下的方法D來(lái)測(cè)定。
若希望酸性pH，則任選地，可通過(guò)用酸性材料，優(yōu)選有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸和類似物，調(diào)節(jié)pH到優(yōu)選范圍為約1到不大于約7的數(shù)值，進(jìn)一步處理所產(chǎn)生的陽(yáng)離子締合聚合物乳液。在中性到酸性pH下，陽(yáng)離子締合聚合物乳液典型地溶脹，形成可流動(dòng)和可噴灑的平滑、粘稠的溶液，或者凝膠，和聚合物通常在這種pH值下基本上穩(wěn)定?？捎盟蛉軇┫♂岅?yáng)離子締合聚合物乳液，或者通過(guò)蒸發(fā)一部分水而濃縮。或者，可通過(guò)使用本領(lǐng)域已知的設(shè)備，例如噴霧干燥器、轉(zhuǎn)鼓式干燥器、冷凍干燥器和類似物，基本上干燥所得陽(yáng)離子締合聚合物乳液成粉末或結(jié)晶形式。
可通過(guò)乳液聚合制備本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物，并視需要，通過(guò)摻入各種已知的添加劑和常規(guī)的助劑以及除了水以外的溶劑到液體陽(yáng)離子締合聚合物乳液產(chǎn)品內(nèi)而利用它，以實(shí)現(xiàn)在最終組合物中使用的所打算的形式且沒(méi)有改變或負(fù)面影響陽(yáng)離子締合聚合物的性質(zhì)或性能?；蛘撸墒褂贸Ｒ?guī)的混合設(shè)備，將陽(yáng)離子締合聚合物作為一種成分摻入到配方，優(yōu)選液體形式的配方內(nèi)。
在去離子水中約2％的重量濃度下，在pH范圍為約1-約7下，其中和或酸性形式的本發(fā)明的優(yōu)選陽(yáng)離子締合聚合物，可提供范圍為約300mPa.s-約100000mPa.s或更大的Brookfield粘度(BrookfieldRVT，20rpm，在約25℃的環(huán)境室溫下)。
本發(fā)明的多目的陽(yáng)離子締合聚合物可用作乳化劑、穩(wěn)定劑、懸浮劑、成膜劑、調(diào)節(jié)劑、保濕劑、涂布助劑和提高效率、沉積或輸送化學(xué)和生理活性的活性成分與化妝品材料用載體，和用作改進(jìn)它們包括在其內(nèi)的配方的精神感覺(jué)和美學(xué)性能的載體。陽(yáng)離子締合聚合物的陽(yáng)離子特征使得它們可用作抗靜電劑，和在一些條件下，也可提供殺蟲(chóng)、抑菌、防腐和抗微生物活性?？稍诟鞣N個(gè)人護(hù)理、健康護(hù)理、家庭護(hù)理、機(jī)構(gòu)和工業(yè)(統(tǒng)稱為“I& I”)護(hù)理用產(chǎn)品，和在各種醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用用產(chǎn)品中使用陽(yáng)離子締合聚合物。優(yōu)選將陽(yáng)離子締合聚合物摻入到pH為非堿性，即酸性到基本上中性的組合物內(nèi)，但不限于此。
可使用的陽(yáng)離子締合聚合物的用量取決于它們包括在其內(nèi)的配方的目的且可由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易地確定。因此，只要實(shí)現(xiàn)含陽(yáng)離子締合聚合物的組合物的物理化學(xué)和功能性能即可，基于組合物的總重量，陽(yáng)離子締合聚合物的有用量范圍典型地在約0.01-約25％間變化，但不限于此。因此，在給定的組合物或應(yīng)用中，本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物可以，但不必需要，起到大于一種功能的作用，如以下將詳細(xì)地描述的增稠劑和調(diào)節(jié)劑，成膜劑和載體以及類似物。
在常規(guī)的乳液配方中，可在配制水包油或油包水或多相乳液工藝過(guò)程中的任何步驟處，通過(guò)將本發(fā)明的聚合物摻入到配方內(nèi)，將該聚合物用作流變學(xué)改性劑或者乳液穩(wěn)定劑。例如，作為含水乳液產(chǎn)品形式供應(yīng)的聚合物可與水相組分一起包括。在一個(gè)優(yōu)選的乳液實(shí)施方案中，在形成并冷卻最終的乳液之后，將聚合物加入到配方中，從而用有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸向下調(diào)節(jié)pH，以優(yōu)化酸溶脹到所需粘度，然后調(diào)節(jié)最終組合物到所需的pH。若含有酸溶脹的陽(yáng)離子締合聚合物的完全的組合物或配方的pH值比該配方所打算的應(yīng)用所要求的酸性更大時(shí)，可采用任何，優(yōu)選生理可耐受的無(wú)機(jī)或有機(jī)堿進(jìn)一步調(diào)節(jié)pH。
可包裝含陽(yáng)離子締合聚合物的組合物并從容器，例如，但不限于罐、瓶子、管道、噴霧瓶、擦拭片(wipe)、罐頭、滾抹液(roll-on)容器、條狀容器和類似物中分裝。對(duì)陽(yáng)離子締合聚合物可摻入到其內(nèi)的產(chǎn)品的形式?jīng)]有限制，只要能實(shí)現(xiàn)使用產(chǎn)品的目的即可。例如，含有陽(yáng)離子締合聚合物的個(gè)人護(hù)理和健康護(hù)理產(chǎn)品可施加到皮膚、頭發(fā)、頭皮和指甲上，其形式為但不限于凝膠、噴霧劑(液體或泡沫體)、乳液(霜、洗劑、糊劑)、液體(漂洗劑、香波)、棒、藥膏、栓劑、浸漬的擦拭布(wipe)、貼劑和類似物。
本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物適合于制備個(gè)人護(hù)理(化妝品、化妝用品、cosmeceutical)和局部健康護(hù)理產(chǎn)品，其中包括，但不限于，頭發(fā)護(hù)理產(chǎn)品，例如香波(其中包括結(jié)合香波，例如“二合一”調(diào)節(jié)香波)；香波后漂洗劑；固定和定型維持劑，其中包括固定助劑，例如凝膠和噴霧劑、裝飾助劑，例如潤(rùn)發(fā)脂、調(diào)節(jié)劑、燙發(fā)、松弛劑(relaxer)、頭發(fā)平滑產(chǎn)品和類似物；皮膚護(hù)理產(chǎn)品(面部、身體、手、頭皮和腳)，例如霜、洗劑、調(diào)節(jié)劑和清潔產(chǎn)品；抗痤瘡產(chǎn)品；抗老產(chǎn)品(剝落劑、溶角蛋白劑、抗脂肪團(tuán)(anticellulite)、防皺和類似物)；皮膚保護(hù)劑，例如防曬劑、太陽(yáng)光阻止劑、阻擋霜、油、硅氧烷和類似物；皮膚色彩產(chǎn)品(增白劑、變淺劑(lightener)、無(wú)太陽(yáng)地使皮膚變成褐色的促進(jìn)劑(sunless tanning accelerator)和類似物)；頭發(fā)著色劑(頭發(fā)染色、頭發(fā)彩色漂洗劑、輪廓色崐(highlighter)、漂白劑和類似物)；著色的皮膚著色劑(面和身體的化妝品、粉底霜、染眉毛油、口紅、嘴唇產(chǎn)品和類似物)；浴室和淋浴產(chǎn)品(身體清潔劑、身體洗液、淋浴凝膠、液體皂、皂棒、合成洗滌劑棒、調(diào)節(jié)液體浴油、泡浴、浴粉和類似物)；指甲護(hù)理產(chǎn)品(拋光劑、拋光劑除去劑、增強(qiáng)劑、增長(zhǎng)劑、硬化劑、表皮除去劑、軟化劑和類似物)；和有效量的陽(yáng)離子締合聚合物可摻入其內(nèi)的任何含水酸性到基本上中性的組合物，以便在儲(chǔ)存和/或使用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)有益或所需的物理或化學(xué)效果。
含有陽(yáng)離子締合聚合物的化妝用品和健康與美麗助劑(常常稱為HBA)可包括，但不限于，毛發(fā)除去產(chǎn)品(剃須霜和脫毛藥、剃須后的皮膚調(diào)節(jié)劑和類似物)；除味劑和止汗劑；口腔護(hù)理產(chǎn)品(嘴、牙齒和齒齦)，例如嗽口水、dentrifrice，例如牙膏、牙粉、牙齒拋光劑、牙齒增白劑、呼吸清新劑、假牙粘合劑和類似物；面部和身體毛發(fā)的漂白劑；和類似物。可含有陽(yáng)離子締合聚合物的其它健康和美麗助劑包括，但不限于，含有人工使皮膚變成褐色的促進(jìn)劑的無(wú)太陽(yáng)地使皮膚變成褐色的應(yīng)用，例如二羥基丙酮(DHA)、酪氨酸、酪氨酸酯和類似物；含有諸如曲酸、氫醌、熊果苷、水果、蔬菜或植物提取物(檸檬皮提取物、春黃菊、綠茶、紙張桑蠶提取物和類似物)之類的活性成分的皮膚除色、增白和變淺配方；抗壞血酸衍生物(棕櫚酸抗壞血酸酯、硬脂酸抗壞血酸酯、磷酸抗壞血酸酯錳和類似物)；腳的護(hù)理產(chǎn)品，例如溶角蛋白玉米和老繭除去劑、足的浸泡劑、足粉(用藥治療劑，例如抗菌的運(yùn)動(dòng)員足粉、藥膏、噴霧劑和類似物，和止汗劑粉末，或者非給藥治療的吸濕粉末)、液體足噴霧劑(非用藥治療劑，例如冷卻和除味劑噴霧劑，和用藥治療的抗菌噴霧劑、止汗劑噴霧劑和類似物)以及足和腳指甲調(diào)節(jié)劑(洗劑和霜、指甲軟化劑和類似物)。
可包括陽(yáng)離子締合聚合物的局部健康和美麗助劑(例如，作為涂抹助劑和成膜劑)包括，但不限于，皮膚保護(hù)噴霧劑、霜、洗劑、凝膠、棒和粉末產(chǎn)品，例如驅(qū)蟲(chóng)劑、瘙癢減輕劑、抗菌劑、消毒劑、太陽(yáng)光阻止劑、防曬劑、緊膚劑和調(diào)色奶和洗劑、除疣組合物和類似物。
陽(yáng)離子締合聚合物尤其可用作粒狀物，例如云母、珍珠光澤(珍珠裝飾)劑、珠和類似物的懸浮劑，從而使得它們適合于含粒狀物、微磨料和磨料的表皮產(chǎn)品，例如含剝落擦洗劑的淋浴凝膠、遮蓋劑和皮膚清潔劑。許多化妝品有用的粒狀物剝落劑是本領(lǐng)域已知的，且通過(guò)使用該組合物所需的剝落效果決定選擇與用量，這是化妝品領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的。有用的剝落劑包括，但不限于，生物磨料、無(wú)機(jī)磨料、合成聚合物和類似物及其混合物。生物磨料包括，但不限于，從堅(jiān)果，例如胡桃(Juglans regia)殼、杏仁、美洲山核桃和類似物中獲得的殼、種子和核或石頭顆?；蚍勰?；水果來(lái)源，例如杏、鱷梨、椰子、橄欖、桃子和類似物；蔬菜源，例如玉米棒子、燕麥糠、大米、野玫瑰果種子、加州希蒙得木(石蠟、種子粉末)、微晶纖維素、粉末絲瓜、粉末海藻和類似物；動(dòng)物源，例如牡蠣殼、蠶絲、微晶明膠和類似物。無(wú)機(jī)磨料包括，但不限于，氧化錫、滑石、氧化硅(水合、膠態(tài)和類似物)、高嶺土、沉淀白堊、鹽(氯化鈉、死海鹽和類似物)、粉末浮石和類似物。合成聚合物包括，但不限于，微晶聚酰胺(尼龍)、微晶聚酯(聚碳酸酯)和類似物。本發(fā)明的聚合物也可用于在液體介質(zhì)內(nèi)懸浮氣泡。
該陽(yáng)離子締合聚合物可在因干燥、光損壞、衰老、痤瘡等而引起的局部減輕皮膚疾病而使用的各種皮膚學(xué)、cosmeceutical組合物中用作增稠劑和成膜劑，所述組合物含有調(diào)節(jié)劑、保濕劑、抗氧化劑、剝落劑、角質(zhì)層分離劑、維生素等，典型地含有活性酸性成分且pH范圍為約0.5-約5。當(dāng)陽(yáng)離子締合聚合物摻入到這些前述酸性產(chǎn)品實(shí)施方案內(nèi)時(shí)，活性酸性成分可同時(shí)充當(dāng)活性皮膚治療劑和陽(yáng)離子締合聚合物的酸溶脹劑，以實(shí)現(xiàn)所需的粘度。
在一個(gè)cosmeceutical方面中，陽(yáng)離子締合聚合物可用作活性皮膚處理洗劑和霜的增稠劑，所述活性皮膚處理洗劑和霜含有酸性防老、抗脂肪團(tuán)(anti-cellulite)和抗痤瘡劑、羥基羧酸，例如α-羥基酸(AHA)、β-羥基酸(BHA)、α-氨基酸、α-酮酸(AKA)及其混合物作為活性成分。在這一cosmeceutical中，AHA可包括，但不限于，乳酸、羥基乙酸、水果酸，例如馬來(lái)酸、檸檬酸、酒石酸、含有AHA的天然化合物的提取物，例如蘋果提取物、杏提取物和類似物、蜂蜜提取物、2-羥基辛酸、甘油酸(二羥基丙酸)、丙醇二酸(羥基丙二酸)、葡糖酸、扁桃酸、二苯乙醇酸、壬二酸、α-硫辛酸、水楊酸、AHA鹽和衍生物，例如精氨酸羥基乙酸酯、羥基乙酸銨、羥基乙酸鈉、精氨酸乳酸酯、乳酸銨、乳酸鈉、α-羥基丁酸、α-羥基異丁酸、α-羥基異己酸、α-羥基異戊酸、阿卓乳酸和類似物。BHA可包括，但不限于，3-羥基丙酸、β-羥基丁酸、β-苯基乳酸、β-苯基丙酮酸和類似物。α-氨基酸包括α-氨基二羧酸，例如天冬氨酸、谷氨酸及其混合物，但不限于這些，它們有時(shí)結(jié)合水果酸使用。AKA包括丙酮酸。在一些防老組合物中，酸性活性劑可以是視黃酸、鹵代羧酸，例如三氯乙酸和酸性抗氧化劑，例如抗壞血酸(維生素C)、無(wú)機(jī)酸、肌醇六磷酸、溶血磷脂酸和類似物。一些酸性抗痤瘡活性成分例如可包括水楊酸、水楊酸的衍生物，例如5-辛?；畻钏帷⒁朁S酸及其衍生物等。
使用和配制活性皮膚治療組合物的討論在1995年出版的COSMETICS &化妝用品，C&T Ingredient Resource Series，“AHAs& Cellulite Products How They Work”和1998年出版的“Cosmeceuticals”中，二者均獲自Allured PublishingCorporation，在此通過(guò)參考將其引入。在美國(guó)專利No.6197317B1中公開(kāi)了含用抗壞血酸酸化的α-氨基酸的組合物，且在防老、皮膚護(hù)理區(qū)域內(nèi)利用這些酸的商業(yè)cosmeceutical制劑由exCelCosmeceuticals(Bloomfield Hills，MI)以商品名AFA銷售。在供應(yīng)商的貿(mào)易文獻(xiàn)中所述的術(shù)語(yǔ)“AFA”由研發(fā)者杜撰，用以描述氨基酸/微生物C的結(jié)合物為氨基水果酸和描述作為“Amino acid Filaggrinbased Antioxidants”的縮寫。
陽(yáng)離子締合聚合物可包括在其內(nèi)的其它健康護(hù)理產(chǎn)品是醫(yī)療產(chǎn)品，例如局部和非局部藥物，和器件。在藥物配方中，陽(yáng)離子締合聚合物可在諸如霜、潤(rùn)發(fā)油、凝膠、糊劑、藥膏、片劑、凝膠膠囊、瀉劑流體(灌腸劑、催吐藥、colonics和類似物)、栓劑、抗菌泡沫體、眼睛產(chǎn)品(眼的產(chǎn)品，例如滴眼液、人工眼淚、青光眼藥物輸送滴劑、接觸透鏡清潔劑和類似物)、耳朵產(chǎn)品(石蠟潤(rùn)滑劑、石蠟除去劑、耳炎藥物輸送滴劑和類似物)、鼻子產(chǎn)品(滴劑、藥膏、噴霧劑和類似物)；和傷口護(hù)理(液體繃帶、傷口敷料、抗生素霜、藥膏和類似物)之類的產(chǎn)品中用作增稠劑和/或潤(rùn)滑劑，但不限于這些。
陽(yáng)離子締合聚合物的成膜和酸可溶脹的特征使得該陽(yáng)離子締合聚合物尤其適合用作局部醫(yī)療組合物的載體以促進(jìn)并提高活性成分的經(jīng)皮輸送到達(dá)皮膚或者通過(guò)皮膚，用以提高抗痤瘡劑配方和局部止痛藥的效率，和控制藥物，例如解酸藥在口腔溫和的酸性環(huán)境內(nèi)從片劑、錠劑、咀嚼片和類似物中；或者在陰道溫和的酸性環(huán)境內(nèi)從栓劑、藥膏、霜和類似物中釋放；促進(jìn)頭皮屑控制劑從香波、藥膏和類似物中沉積；促進(jìn)著色劑從著色的化妝品(化妝品、口紅、胭脂和類似物)中沉積到皮膚上和從頭發(fā)染色劑沉積到頭發(fā)上等。
除了前述以外，本發(fā)明的聚合物在酸性pH下的陽(yáng)離子特征，及其令人驚奇的陽(yáng)離子相容性，使得該陽(yáng)離子締合聚合物在各種個(gè)人護(hù)理、健康護(hù)理、I&I和醫(yī)療應(yīng)用中可用作抗靜電、殺蟲(chóng)、抗菌和其它防腐組合物的增稠劑。例如，聚合物可在其中典型地使用陽(yáng)離子殺蟲(chóng)劑的over-the-counter(OTC)健康護(hù)理和藥物產(chǎn)品，例如蝕斑和牙垢控制用口腔護(hù)理組合物，和含有治療劑的液體載體，例如糖漿、凝膠和類似物中用作增稠劑。在一些控制的pH條件下，陽(yáng)離子締合聚合物的陽(yáng)離子特征本身也可提供抗靜電活性或殺蟲(chóng)、抗菌或類似的防腐活性。
本發(fā)明的聚合物可用作醫(yī)療器件的潤(rùn)滑劑涂層，例如軟組織植入物、外科手套、導(dǎo)管、插管和類似物，用作醫(yī)療儀器的可除去的保護(hù)膜涂層、傷口敷料和類似物，用作粘膜粘合劑，特別是在胃的酸性環(huán)境內(nèi)，在醫(yī)療應(yīng)用的配制產(chǎn)品，例如醫(yī)院的消毒劑手霜、抗病毒產(chǎn)品(用于陰離子病毒)、抗生素藥膏、噴霧劑和霜、非滴流的可噴霧的消毒劑，在常規(guī)的維護(hù)過(guò)程中施加的硬質(zhì)表面的抗菌涂層中用作載體和增稠劑，但不限于這些。
本發(fā)明的聚合物可在家庭護(hù)理和I&I應(yīng)用中例如用作流變學(xué)改性劑、織物調(diào)理劑、抗靜電劑，以便特別地通過(guò)“緊貼在表面上(cling-on-surface)”來(lái)改進(jìn)配方效率或者改進(jìn)消毒劑和殺蟲(chóng)配方的效率，以及結(jié)合常規(guī)的織物潤(rùn)滑劑，協(xié)同改進(jìn)織物的軟化效率?？珊斜景l(fā)明的聚合物的典型的家庭和I&I產(chǎn)品包括，但不限于，洗滌和織物護(hù)理產(chǎn)品，例如洗滌劑、織物軟化劑(液體或片材)、熨燙噴霧劑、干洗助劑、防皺噴霧劑、斑點(diǎn)除去劑和類似物；廚房和浴室以及位于其內(nèi)或者在其內(nèi)使用的公用設(shè)備與用具的硬質(zhì)表面清潔劑，例如盥洗室的器皿凝膠，浴盆和淋浴噴頭清潔劑、硬水沉積物除去劑、地板和瓷磚清潔劑、墻壁清潔劑、地板和鉻夾具的拋光劑、堿可溶出的乙烯基地板清潔劑、大理石和陶瓷清潔劑、空氣清新劑凝膠、盤子和類似物的液體清潔劑；消毒劑清潔劑，例如盥洗室器皿和座浴盆清潔劑、消毒劑手皂、室內(nèi)除臭劑和類似物。
在工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用，例如但不限于紡織品(加工、整理、印刷和染色助劑、保護(hù)型可洗滌的表面涂層，通過(guò)飽和非織造織物等制造合成皮革，制造織造織物、非織造織物、天然和合成纖維與類似物)；水處理(廢水、冷卻水、飲用水醇化和類似物)；化學(xué)泄漏容器(酸效率吸收劑和類似物)；皮革和獸皮加工(加工助劑、拋光劑、涂層、壓花等)；紙張和造紙(表面涂層，例如著色的涂層，抗靜電涂層和類似物，紙漿粘合劑、表面上漿劑、干和濕強(qiáng)度提高劑，濕法成網(wǎng)氈的制造和類似物)；印刷(油墨、抗芯吸的噴墨打印機(jī)油墨、印刷丙烯酸類織物的含有陽(yáng)離子染料的油墨配方用增稠劑等)；油漆(顏料和粉碎添加劑，環(huán)氧膠乳乳液的交聯(lián)劑，粘土、顏料用粒狀物懸浮助劑和類似物)；工業(yè)車間流出液處理(在造紙廠流出液中酚醛塑料的絮凝劑和類似物)；金屬加工(酸蝕刻清潔劑、低pH的金屬涂層、在冷軋鋼加工中的酸洗劑和類似物)；粘合劑(透明粘合劑，金屬、塑料、木材和類似物的粘合促進(jìn)劑，非織造的絮凝物粘合劑搭接(tie)涂料、粘結(jié)劑和類似物)；木材防腐；和建筑物和道路用工業(yè)建筑產(chǎn)品(水泥增塑劑、低pH下的瀝青乳液穩(wěn)定劑，水泥的酸蝕刻，混凝土、灰漿、膩?zhàn)拥某矶雀男詣┖皖愃莆?中，本發(fā)明的聚合物可用作流變學(xué)改性劑、分散劑、穩(wěn)定劑、促進(jìn)劑或抗菌劑和類似物。本發(fā)明的聚合物尤其可用作除銹劑的增稠劑、酸性廢物(truck)清潔劑、水垢清除劑和類似物，和作為在各種前述工業(yè)應(yīng)用中，以及在鉆探泥漿中使用的含有粒狀物，例如粘土、顏料(二氧化鈦、碳酸鈣和其它礦物)的產(chǎn)品、磨料和類似物的分散穩(wěn)定劑。
含本發(fā)明的聚合物的產(chǎn)品可含有本領(lǐng)域已知的各種常規(guī)的添加劑和助劑，其中一些可起到大于一種功能的作用。所使用的用量將隨產(chǎn)品的目的和特征而變化，且可容易地通過(guò)配方領(lǐng)域的普通技術(shù)人員和根據(jù)文獻(xiàn)容易地確定。術(shù)語(yǔ)“化妝品助劑”包括化妝品和藥學(xué)上可接受的產(chǎn)品穩(wěn)定劑和產(chǎn)品整理劑，在組合物的有用的使用壽命過(guò)程中它可維持組合物的物理穩(wěn)定性以及其可視的美學(xué)外觀和市場(chǎng)吸引力。
應(yīng)用到聚合物上的術(shù)語(yǔ)“固定劑(fixative)”包括成膜、粘合性能，或者沉積在聚合物施加于其上的表面上的涂層。正如頭發(fā)護(hù)理領(lǐng)域中通常理解和此處所使用的術(shù)語(yǔ)“頭發(fā)定型和頭發(fā)固定劑”統(tǒng)一稱為頭發(fā)定位劑，所述頭發(fā)定位劑是頭發(fā)固定劑和成膜劑，且局部施加到頭發(fā)上，以便在活性上有助于容易定型和/或保持頭發(fā)的硬化，并維持頭發(fā)硬化的再定型性。因此，頭發(fā)定位組合物包括以凝膠、漂洗劑、乳液(水包油、油包水或多相)形式常規(guī)地應(yīng)用到頭發(fā)(濕或干燥)上的頭發(fā)定型、頭發(fā)固定和頭發(fā)裝飾產(chǎn)品，從頭發(fā)定位組合物浸漬在其內(nèi)或者涂布到其上的頭發(fā)定位助劑中施加例如洗劑和霜、潤(rùn)發(fā)油、噴霧劑(加壓或非加壓)、細(xì)的噴流(spritze)、泡沫體，例如摩絲、香波、固體，例如棒、半固體和類似物，留下與頭發(fā)接觸的頭發(fā)定位劑一段時(shí)間直到例如通過(guò)洗滌除去。
術(shù)語(yǔ)“調(diào)節(jié)劑”及其語(yǔ)法上的變體，當(dāng)它涉及皮膚護(hù)理和頭發(fā)護(hù)理的組合物時(shí)，包括化妝品和藥學(xué)上有用的材料，它們是增濕劑、保濕劑、和潤(rùn)膚劑。要意識(shí)到一些調(diào)節(jié)劑在組合物中可起到大于一種功能的作用，例如乳化劑、潤(rùn)滑劑和溶劑。
優(yōu)選的頭發(fā)護(hù)理組合物實(shí)施方案包括有效量的本發(fā)明的聚合物，以便提供頭發(fā)護(hù)理組合物以諸如頭發(fā)固定性能、頭發(fā)調(diào)理性能、粘性(增稠、流變學(xué)改性)或其結(jié)合等的性能。任選地，頭發(fā)護(hù)理組合物可包括一種或更多種輔助的成膜劑，輔助的頭發(fā)固定劑，輔助的頭發(fā)調(diào)理劑，輔助的流變學(xué)改性劑或其混合物。
優(yōu)選的皮膚護(hù)理組合物實(shí)施方案包括有效量的本發(fā)明的聚合物，以便提供皮膚護(hù)理組合物以諸如皮膚調(diào)節(jié)性能、粘性(增稠、流變學(xué)改性)或其結(jié)合等的性能。任選地，皮膚護(hù)理組合物可包括一種或更多種輔助的皮膚調(diào)節(jié)劑，輔助的流變學(xué)改性劑或其混合物。
含本發(fā)明的聚合物的產(chǎn)品配方可含有常規(guī)或流行地包括在個(gè)人護(hù)理、家庭護(hù)理、經(jīng)營(yíng)性護(hù)理和工業(yè)護(hù)理產(chǎn)品和在工業(yè)工藝中的各種添加劑和化妝品助劑，其中包括，但不限于，酸化或堿化pH調(diào)節(jié)劑和緩沖劑；輔助固定劑和成膜劑，例如非離子、陰離子、陽(yáng)離子或兩性合成或天然來(lái)源的聚合物，和類似物；輔助的流變學(xué)改性劑，例如粘度增加聚合物膠或樹(shù)脂增稠劑或膠凝劑；添加劑，例如乳化劑、乳化穩(wěn)定劑、石蠟、分散劑和類似物，和粘度控制劑，例如溶劑、電解質(zhì)和類似物；輔助的調(diào)節(jié)劑，例如抗靜電劑、合成油、植物或動(dòng)物油、硅油、單體或聚合物季銨化合物及其衍生物、光彩提高劑、增濕劑、潤(rùn)膚劑、保濕劑、潤(rùn)滑劑、防曬劑和類似物；氧化劑；還原劑；表面活性劑，例如陰離子、陽(yáng)離子、非離子、兩性、兩性離子表面活性劑，及其硅氧烷衍生物；聚合物膜改性劑，例如增塑劑、增粘劑、脫粘劑、潤(rùn)濕劑和類似物；產(chǎn)品穩(wěn)定和整理劑，例如螯合劑、不透明劑、珍珠光澤劑、蛋白質(zhì)材料及其衍生物，維生素及其衍生物，防腐劑、香料、增溶劑、著色劑(臨時(shí)或永久)，例如顏料和染料、UV吸收劑和類似物；推進(jìn)劑(與水混溶或與水不混溶)，例如氟化烴、液體揮發(fā)性烴、壓縮氣體和類似物；及其混合物。
可與此處討論的本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物一起使用的添加劑和助劑成分、產(chǎn)品或材料參照常常被稱為INCI名稱的國(guó)際命名原則，在Cosmetic，Toiletry，and Fragrance Association，Washington D.C.出版的“International Cosmetic Ingredient Dictionary”(下文稱為INCI Dictionary)中給出了它們的名稱，例如可在其中的任何版本，例如第6版，第1和2卷(1995)或第7和8版，第1-3卷(1997，2000)找到這些，或者參考它們的常用化學(xué)名稱?？稍贗NCI Dictionary中和在許多商業(yè)商品名出版物，其中包括，但不限于由McCutcheon｀sDivision，The Manufacturing Confectioner Publishing Co.，GlenRock，NJ(2001)出版的2001 McCutcheon｀s Directories，Vol.1Emulsifiers & Detergents and Vol.2Functional Materials；和COSMETICS & TOILETRIES，115(13)編輯，Allured PublishingCorporation，Carol Stream，IL(2001)出版的2001 Cosmetic BenchReference中找到用INCI名稱、商品名或二者列出的物質(zhì)的許多商業(yè)供應(yīng)商，每一篇的相關(guān)公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考將其引入。在公知的參考文獻(xiàn)，例如第1版(Sagarin編輯)，1957年出版，和第2版(Balsam等編輯)，1972-74年出版的Cosmetics Science and Technology；和第2版(deNavarre編輯)，1975年出版，和第3版(Schlossman編輯)，2000年出版的The Chemistry and Manufacture of Cosmetics(二者均購(gòu)自Allured Publishing Corporation)；Rieger編輯，Harry｀sCosmeticology，第8版，Chemical Publishing，Co.，Inc.，NewYork，NY(2000)；和藥物領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可獲得的各種處方，例如Remington｀s Pharmaceutical Sciences，第14次編輯，MackPublishing Company，Easton，PA(1970)中也詳細(xì)地描述了組合物中的這種組分和配方，每一篇的相關(guān)公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考將其引入。
已知將施加到皮膚和粘膜上用于清潔或緩和的個(gè)人護(hù)理和局部、皮膚病、健康護(hù)理用配制組合物與許多相同或類似的生理上可耐受的成分配混，并通過(guò)存在藥物或藥學(xué)上可接受的化合物，和通過(guò)控制化合物可在其下制造的條件，配制成相同或類似的產(chǎn)品形式，區(qū)別主要在于所選成分的純度等級(jí)。同樣，在家庭和I&I用產(chǎn)品中使用的許多成分與前述相同或類似，區(qū)別主要在于所使用的用量和材料的品級(jí)。還已知各成分的選擇和允許用量也可服從國(guó)家、地區(qū)、地方和國(guó)際水平的政府法規(guī)。因此，此處對(duì)個(gè)人護(hù)理和健康護(hù)理產(chǎn)品的各種有用成分的討論可應(yīng)用到家庭和I&I用產(chǎn)品以及工業(yè)應(yīng)用上。
在含有陽(yáng)離子締合聚合物的配制組合物內(nèi)各成分的選擇與用量根據(jù)產(chǎn)品及其功能而變化，這是配方領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的。個(gè)人護(hù)理和局部健康護(hù)理產(chǎn)品用配方成分除了不可能在此處出現(xiàn)的前述討論的成分以外，還可包括，但不限于，溶劑、表面活性劑(作為清潔劑、乳化劑、泡沫助促進(jìn)劑、水溶助長(zhǎng)劑、增溶劑和懸浮劑)、非表面活性劑懸浮劑、乳化劑、皮膚調(diào)節(jié)劑(潤(rùn)膚劑、保濕劑、增濕劑和類似物)、頭發(fā)調(diào)節(jié)劑、頭發(fā)固定劑、成膜劑、皮膚保護(hù)劑、粘合劑、螯合劑、抗微生物劑、抗菌劑、抗頭皮屑劑、磨料、粘合劑、吸收劑、染料、除味劑、止汗劑、不透明劑和珍珠光澤劑、抗氧化劑、防腐劑、推進(jìn)劑、涂布助劑、防曬劑、無(wú)太陽(yáng)地使皮膚變成褐色的促進(jìn)劑、紫外光吸收劑、pH調(diào)節(jié)劑、藥材、頭發(fā)著色劑、氧化劑、還原劑、皮膚漂白劑、顏料、生理活性劑、消炎劑、局部美學(xué)劑、香料和香料增溶劑和類似物?？谇蛔o(hù)理產(chǎn)品，除了含有表面活性劑、磨料、潤(rùn)濕劑和增味劑以外，還例如可含有防齲、防牙垢和/或防蝕斑劑。通常在INCIDictionary中，和在第7版的Vol.2，第4和5部分中出現(xiàn)了物質(zhì)及其常規(guī)功能和產(chǎn)品分類的廣泛推舉，尤其在此通過(guò)參考引入。
以含水乳液形式制備的本發(fā)明的聚合物尤其可用于水性配方，和含有與水混溶的輔助溶劑的配方，但不限于此。常用的有用溶劑典型地為液體，例如水(去離子水、蒸餾水或純化水)、醇、多元醇和類似物及其混合物。非水或疏水輔助溶劑常常在基本上無(wú)水的產(chǎn)品，例如指甲清漆、氣溶膠推進(jìn)劑噴霧劑中使用，或者用于特定的功能，例如除去油狀污物、皮脂、化妝品或用于溶解染料、香料和類似物，或者摻入到乳液的油相內(nèi)。除了水以外的輔助溶劑的非限制性實(shí)例包括直鏈和支鏈醇，例如乙醇、丙醇、異丙醇、己醇和類似物；芳醇，例如芐醇、環(huán)己醇和類似物；飽和C12-C30脂肪醇，例如月桂醇、肉豆蔻醇、鯨蠟醇、硬脂醇、二十二烷醇和類似物。多羥基化合物的非限制性實(shí)例包括多羥基醇，例如甘油、丙二醇、丁二醇、己二醇、C2-C4烷氧基化醇和C2-C4烷氧基化多羥基化合物，例如具有約2-約30個(gè)碳原子和1-約40個(gè)烷氧基單元的醇、二元醇和多羥基化合物的乙氧基化、丙氧基化和丁氧基化醚，聚丙二醇、聚丁二醇和類似物。非水輔助溶劑的非限制性實(shí)例包括硅氧烷、和硅氧烷衍生物，例如環(huán)甲基硅酮和類似物，酮，例如丙酮和甲乙酮；天然與合成油和石蠟，例如蔬菜油、植物油、動(dòng)物油、精油、礦物油、C7-C40異烷屬烴、烷基羧酸酯，例如乙酸乙酯、乙酸戊酯、乳酸乙酯和類似物、加州希蒙得木油、鯊魚(yú)魚(yú)肝油和類似物。一些前述非水輔助溶劑也可以是調(diào)節(jié)劑和乳化劑。
表面活性劑通常用作清潔劑、乳化劑、泡沫助促進(jìn)劑、水溶助長(zhǎng)劑和懸浮劑?？稍诤兴蟹N類表面活性劑，即陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑的配方中使用本發(fā)明的聚合物。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“兩性表面活性劑”包括兩性離子表面活性劑。除了前述參考文獻(xiàn)以外，在Cosmetics &TOILETIESC&T Ingredient Resource Series，”Surfactant Encyclopedia”，第2版，Rieger(ed)，Allured Publishing Corporation(1996)；1949年出版的Schwartz等人，Surface Active Agents，Their Chemistryand Technology；和1958年出版，Interscience Publishers的Surface Active Agents and Detergents，Vol.II中討論了表面活性劑的種類，在此通過(guò)參考將其引入。
令人驚奇的是，本發(fā)明的聚合物可在含有相對(duì)高濃度(約10-40重量％)的陰離子表面活性劑的組合物，例如頭發(fā)和身體(浴室)產(chǎn)品用的香波和二合一類型的液體調(diào)節(jié)/清潔劑中用作增稠劑和沉積助劑。本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物與具有抗靜電活性的陽(yáng)離子表面活性劑，例如在頭發(fā)護(hù)理產(chǎn)品和織物護(hù)理產(chǎn)品中使用的那些相容。
陰離子表面活性劑包括具有荷負(fù)電的疏水物或者當(dāng)升高pH到中性或以上時(shí)攜帶負(fù)電的物質(zhì)，例如?；被峒捌潲}，例如?；劝彼猁}、?；摹⒓“彼猁}和酒石酸鹽；羧酸及其鹽，例如鏈烷醇酸(alkanolic acid)和鏈烷酸酯，酯羧酸和醚羧酸；磷酸酯及其鹽；磺酸及其鹽，例如?；u乙基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、烷基磺酸鹽和磺基琥珀酸鹽；和硫酸酯，例如烷基醚硫酸酯和硫酸烷酯。
陰離子表面活性劑的非限制性實(shí)例包括在水溶液中為略微酸性的酰基谷氨酸的一元鹽，例如?；劝彼徕c和氫化牛油谷氨酸鈉；酰基水解的蛋白質(zhì)的鹽，例如棕櫚?；馀Ｄ痰鞍踪|(zhì)鉀、椰油基水解大豆蛋白質(zhì)鈉，和TEA-樅?；饽z原；?；“彼猁}，例如肉豆蔻酰基肌氨酸銨、椰油基肌氨酸鈉和TEA-月桂酰基肌氨酸鹽；甲基?；剖徕c的鹽，例如月桂?；剖徕c和甲基椰油基酒石酸鈉；鏈烷酸和鏈烷酸酯，例如形成水溶性皂和水不溶性乳化皂的由動(dòng)物和植物的甘油酯得到的脂肪酸，其中包括硬脂酸鈉、硬脂酸鋁和十一烷酸鋅；酯羧酸，例如二壬氧基醇-9-檸檬酸酯；?；樗猁}的鹽，如硬脂酰基乳酸鈣和laureth-6-檸檬酸鹽；由乙氧基化聚氧乙烯鏈的長(zhǎng)度可變的醇或苯酚得到的醚羧酸，例如壬氧基醇-8-羧酸，和trideceth-13羧酸鈉；磷酸的單-和二-酯及其鹽，例如磷脂、dilaureth-4-磷酸酯、DEA-oleth-10磷酸酯和三乙醇胺月桂基磷酸酯；?；u乙基磺酸鹽，例如椰油基羥基乙磺酸鈉；烷基芳基苯磺酸鹽，例如α-烯烴磺酸鹽(AOS)及其堿金屬、堿土金屬和烷醇胺鹽，和十二烷基苯磺酸鈉；烷基磺酸鹽，例如C12-C14烯烴磺酸鈉、椰油單甘油酯磺酸鈉、C12-C15pareth-15-磺酸鈉和月桂基磺基乙酸鈉；磺基琥珀酸鹽，例如磺基琥珀酸的單-和二-酯，其鹽及其烷氧基化烷基和烷基酰胺基衍生物，例如二-C4-C10烷基磺基琥珀酸鈉、laureth磺基琥珀酸二鈉、油酰胺基MEA-磺基琥珀酸二鈉和C12-C15pareth磺基琥珀酸二鈉；烷基醚硫酸鹽，例如(具有約1-約12mol環(huán)氧乙烷的)月桂基醚硫酸鈉和銨；烷基硫酸鹽，例如C12-C18烷基硫酸鈉、銨和三乙醇胺鹽、C12-C14烯烴硫酸鈉、laureth-6-羧酸鈉、C12-C18pareth硫酸鈉和類似物。
陽(yáng)離子表面活性劑在接近中性或更低的pH值下，可具有攜帶正電荷或者未荷電的疏水物，例如烷基胺、烷基咪唑啉、乙氧基化胺和季銨化合物。在化妝品中使用的陽(yáng)離子表面活性劑優(yōu)選是N-衍生物，和中和的陰離子可以是無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子。在此處可用的陽(yáng)離子表面活性劑材料當(dāng)中尤其是對(duì)應(yīng)于下述通式的季銨化合物(R10R11R12R13N+)E-，其中R10、R11、R12和R13各自獨(dú)立地選自具有1-約22個(gè)碳原子的脂族基團(tuán)，或者在烷基鏈內(nèi)具有1至約22個(gè)碳原子的芳族基團(tuán)、烷氧基、聚氧亞烷基、烷基酰胺基、羥烷基、芳基或烷基芳基；和E-是成鹽陰離子，例如選自鹵素(例如，氯化物、溴化物)、乙酸鹽、檸檬酸鹽、乳酸鹽、羥基乙酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽和烷基硫酸鹽中的那些。脂族基團(tuán)除了含有碳和氫原子以外，還可含有醚鍵、酯鍵和其它基團(tuán)，例如氨基。長(zhǎng)鏈脂族基團(tuán)，例如大于或等于約12個(gè)碳的那些可以是飽和或者不飽和的。
烷基胺可以是取代或未取代的伯、仲和叔脂肪C12-C22烷基胺，和有時(shí)被稱為“酰胺基胺”的物質(zhì)的鹽。烷基胺及其鹽的非限制性實(shí)例包括二甲基柯卡胺(cocamine)、二甲基棕櫚基胺、二辛基胺、二甲基硬脂基胺、二甲基大豆胺(soyamine)、大豆胺、肉豆蔻基胺、十三烷基胺、乙基硬脂基胺、N-牛油丙二胺、乙氧基化硬脂基胺、二羥基乙基硬脂基胺、花生基(arachidyl)二十二烷基胺、二甲基月桂基胺、硬脂基胺乙酸鹽、大豆胺氯化物、硬脂基胺甲酸鹽、N-牛油丙二胺二鹽酸鹽和amodimethicone(氨基聚二甲基硅氧烷)(硅氧烷聚合物的INCI名稱并用氨基官能團(tuán)封端，例如氨基乙基氨基丙基硅氧烷)。酰胺基胺及其鹽的非限制性實(shí)例包括硬脂基酰胺基丙基二甲胺、硬脂基酰胺基丙基二甲基胺檸檬酸鹽、棕櫚基酰胺基丙基二乙胺和椰油酰胺基丙基二甲胺乳酸鹽。其它陽(yáng)離子表面活性劑包括二硬脂基二甲基氯化銨(dimonium chloride)、二鯨蠟基二甲基氯化銨、瓜耳膠羥丙基三甲基氯化銨(trimonium chloride)和類似物。在低pH下，胺氧化物可質(zhì)子化并且行為類似地象N-烷基胺一樣。
烷基咪唑啉的非限制性實(shí)例包括烷基羥乙基咪唑啉，例如硬脂基羥乙基咪唑啉、椰油羥乙基咪唑啉、乙基羥甲基油基唑啉和類似物。乙氧基化胺的非限制性實(shí)例包括PEG-椰油多胺、PEG-15牛油胺、quaternium-52和類似物。
季銨化合物是含有至少一個(gè)共價(jià)鍵合到四個(gè)烷基和/或芳基取代基上的氮原子的單體或聚合物材料，且該氮原子保持荷正電，與環(huán)境pH無(wú)關(guān)。季銨化合物包括廣泛用作表面活性劑、調(diào)節(jié)劑、抗靜電劑和抗菌劑的許多物質(zhì)，且包括烷基芐基二甲基銨鹽、烷基甜菜堿、雜環(huán)銨鹽和四烷基銨鹽。正如以下更詳細(xì)地討論的，長(zhǎng)鏈(脂肪)烷基芐基二甲基銨鹽優(yōu)選作為調(diào)節(jié)劑、作為抗靜電劑和作為織物柔軟劑。其它季銨化合物包括季銨硅氧烷。
烷基芐基二甲基銨鹽的非限制性實(shí)例包括硬脂基烷鎓氯化物、芐基烷鎓氯化物、quaternium-63、油基烷鎓氯化物、雙十二烷基二甲基氯化銨和類似物。烷基甜菜堿化合物包括烷基酰胺基丙基甜菜堿、烷基酰胺基丙基羥基磺基甜菜堿和烷基酰胺基丙基羥基磷基甜菜堿(phostaine)鈉。烷基甜菜堿化合物的非限制性實(shí)例包括油基磺基甜菜堿、椰油甜菜堿、椰油酰胺基丙基甜菜堿、椰油羥基磺基甜菜堿、椰油/油基酰胺基丙基甜菜堿、椰油磺基甜菜堿、椰油酰胺基丙基羥基甜菜堿和月桂基酰胺基丙基羥基磷基甜菜堿鈉。雜環(huán)銨鹽包括烷基乙基嗎啉鎓乙基硫酸鹽、異硬脂基乙基imidonium乙基硫酸鹽和烷基吡啶鎓氯化物，且通常用作乳化劑。雜環(huán)銨鹽的非限制性實(shí)例包括鯨蠟基吡啶鎓氯化物、異硬脂基乙基imidonium乙基硫酸鹽和類似物。四烷基銨鹽的非限制性實(shí)例包括椰油酰胺基丙基乙基二甲基銨乙基硫酸鹽、羥乙基鯨蠟基二甲基氯化銨、quaternium-18和椰油基二甲基銨羥丙基水解蛋白質(zhì)，例如頭發(fā)角蛋白和類似物。
令人驚奇地，本發(fā)明的聚合物與適合用作抗靜電劑的陽(yáng)離子表面活性劑和其它陽(yáng)離子化合物相容。術(shù)語(yǔ)“抗靜電劑”是指例如通過(guò)降低獲得電荷的傾向，改變化妝品原材料或者人體表面(皮膚、頭發(fā)等)和紡織品的電性能的成分，因此可調(diào)節(jié)頭發(fā)、皮膚和織物。陽(yáng)離子締合聚合物的陽(yáng)離子相容性使得它們適合于摻入到典型地在頭發(fā)護(hù)理組合物中使用的含抗靜電劑的配方，例如香波、香波后調(diào)節(jié)漂洗劑、頭發(fā)噴霧劑、頭發(fā)敷料等內(nèi)?？梢砸宰罱K組合物重量的最多約30％的用量使用抗靜電劑，但不限于此。
抗靜電劑包括，但不限于，季銨化合物、蛋白質(zhì)衍生物、合成季銨聚合物、胺、質(zhì)子化胺氧化物、甜菜堿和類似物，除了通過(guò)這種材料賦予的任何表面活性劑性能以外，它們?cè)谔囟ǖ呐浞絻?nèi)和在控制pH的條件下，可充當(dāng)抗靜電劑。除了前面討論的抗靜電劑以外，用作抗靜電劑的季銨化合物的非限制性實(shí)例是乙酰胺基丙基三甲基氯化銨、二十二烷基酰胺基丙基二甲基胺、二十二烷酰胺基丙基乙基二甲基銨乙基硫酸鹽、二十二烷基三甲基氯化銨、鯨蠟基乙基嗎啉鎓乙基硫酸鹽、鯨蠟基三甲基氯化銨、椰油酰胺基丙基乙基二甲基銨乙基硫酸鹽、二鯨蠟基二甲基氯化銨、聚二甲基硅氧烷羥丙基三甲基氯化銨、羥乙基二十二烷酰胺基丙基二甲基氯化銨、quaternium-26、quaternium-27、quaternium-53、quaternium-63、quaternium-70、quaternium-72、quaternium-76水解膠原、PPG-9二乙基甲基氯化銨、PPG-25二乙基甲基氯化銨、PPG-40二乙基甲基氯化銨、硬脂基烷鎓氯化物、硬脂基酰胺基丙基乙基二甲基銨乙基硫酸鹽、硬脂基二甲基銨羥丙基水解小麥蛋白質(zhì)、硬脂基二甲基銨羥丙基水解膠原、小麥胚芽酰胺基丙基烷鎓氯化物、小麥胚芽酰胺基丙基乙基二甲基銨乙基硫酸鹽和類似物。
合成季銨聚合物包括成膜聚合物和調(diào)節(jié)聚合物。合成季銨聚合物的非限制性實(shí)例包括二甲基二烯丙基氯化銨的聚合物和共聚物，例如polyquaternium-4、polyquaternium-6、polyquaternium-7、polyquaternium-22、polyquaternium-10、polyquaternium-11、polyquaternium-15、polyquaternium-16、polyquaternium-24、polyquaternium-28、polyquaternium-32、polyquaternium-33、polyquaternium-35、polyquaternium-37、polyquaternium-39、polyquaternium-44、PEG-2-椰油甲基氯化銨、quaternium-52和類似物。
術(shù)語(yǔ)“頭發(fā)定位組合物”包括含有至少一種本發(fā)明的聚合物作為頭發(fā)定位劑的產(chǎn)品，可在將頭發(fā)構(gòu)造成所需形狀(卷曲或拉直)之前、之中或之后將該產(chǎn)品施加到(濕或干燥的)頭發(fā)上，對(duì)產(chǎn)品形式?jīng)]有限制。
令人驚奇的是，本發(fā)明的聚合物可在頭發(fā)定位和頭發(fā)定型組合物中用作唯一的成膜、流變學(xué)改性、調(diào)節(jié)固定劑。本發(fā)明的聚合物也可用于結(jié)合可商購(gòu)的輔助頭發(fā)固定聚合物，例如非離子、陽(yáng)離子和兩性頭發(fā)定位聚合物、陽(yáng)離子調(diào)節(jié)聚合物及其結(jié)合物。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)合適地結(jié)合本發(fā)明的聚合物與輔助的常規(guī)頭發(fā)固定劑和/或頭發(fā)調(diào)節(jié)聚合物，產(chǎn)生預(yù)料不到地增加的粘度和頭發(fā)定位效果性能。本領(lǐng)域公知的常規(guī)的聚合物頭發(fā)固定劑和頭發(fā)定型聚合物包括天然膠和樹(shù)脂以及合成來(lái)源的中性或陰離子聚合物。可在INCI Dictionary中，在供應(yīng)商的網(wǎng)址中，和在貿(mào)易文獻(xiàn)中容易地發(fā)現(xiàn)可商購(gòu)的頭發(fā)固定劑和調(diào)節(jié)固定聚合物的清單。參見(jiàn)，例如在2002年12月在Cosmetics&Toileties，117(12)出版的Polymer Encyclopedia(AlluredPubshing Corporation，Carol Stream，IL)，其相關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
用作頭發(fā)定型或固定聚合物的合適的可商購(gòu)的非離子聚合物(即中性)包括，但不限于，聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物(PVP/VA)和類似物。可商購(gòu)的陽(yáng)離子固定聚合物包括，但不限于，具有INCI名稱的聚合物，polyquaternium，例如polyquaternium-4，一種二烯丙基二甲基氯化銨/羥乙基纖維素共聚物(例如CELQUATH-100，National Starch)；polyquaternium-11，一種季化(quaternized)的乙烯基吡咯烷酮/二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物(例如，GAFQUAT734、755、755N、ISP)；polyquaternium-16，一種季化的乙烯基吡咯烷酮/乙烯基咪唑啉鎓氯化物共聚物(例如，LUVIQUATFC-370，BASF)；polyquaternium-28，一種乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨共聚物(例如，GAFQUATHS-100，ISP)；polyquaternium-46，一種季化的乙烯基己內(nèi)酰胺/乙烯基吡咯烷酮/甲基乙烯基咪唑啉鎓甲基硫酸酯共聚物；polyquaternium-55，一種季化的乙烯基吡咯烷酮/二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺/月桂基二甲基丙基甲基丙烯酰胺基氯化銨共聚物(例如，STYLEZETMW，ISP)和類似物；和氨基取代的聚合物(它在酸性pH條件下為陽(yáng)離子的聚合物)，例如乙烯基己內(nèi)酰胺/PVP/二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物(例如，GAFFIXVC-713，ISP)；PVP/二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物(例如，Copolymer 845，ISP)，PVP/DMAPA丙烯酸酯共聚物(例如，STYLEZETMCC-10，ISP)，INCI名稱為ChitosanPCA的殼聚糖的吡咯烷酮羧酸鹽(例如，KYTAMERPC，Amerchol)和類似物。
合適的兩性固定聚合物包括，但不限于，辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/丁基氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物(例如，AMPHOMER聚合物，National Starch)、丙烯酸酯/丙烯酸月桂酯/丙烯酸硬脂基酯/乙基胺氧化物甲基丙烯酸酯共聚物(例如，DIAFORMER聚合物，ClariantCorp.)和類似物。
合適的商業(yè)調(diào)節(jié)聚合物包括聚合物季銨鹽，例如，但不限于，polyquaternium-7，一種丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨單體的聚合物季銨鹽(例如，MACKERNIUMTM007，McIntyre Group，Ltd.)；polyquaternium-10，一種與三甲基銨取代的環(huán)氧化物反應(yīng)的羥乙基纖維素的聚合物季銨鹽(例如，UCAREPolymers JR、LK、LR、SR系列，Amerchol和CELQUATSC系列，National Starch)；polyquaternium-39，一種丙烯酸、二烯丙基二甲基氯化銨和丙烯酰胺的聚合物季銨鹽(例如，MERQUAT和MERQUATPlus Polymers，OndeoNalco)；天然膠的季化衍生物，例如瓜耳膠羥丙基三甲基氯化銨(例如，JAGUAR和JAGUARExcel Polymers，Rhodia，Inc.)和類似物。
許多季銨化合物用于織物調(diào)節(jié)和織物護(hù)理，通常被稱為織物柔軟劑，且典型地以最多配方總重量的約20重量％的用量使用，但不限于此?？膳c本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物結(jié)合使用的織物柔軟劑通常包括長(zhǎng)鏈烷基化季銨化合物，例如二烷基二甲基季銨化合物、咪唑啉季銨化合物、酰胺基胺季銨化合物、二羥丙基銨化合物的二烷酯季化(quat)衍生物；甲基三乙醇銨化合物的二烷酯季化衍生物；酯酰胺胺化合物，和二甲基二乙醇氯化銨的二酯季化衍生物，正如在Whalley的綜述文章“Fabric Conditioning Agents”，HAPPI，pp.55-58(1995年2月)中所述，在此通過(guò)參考引入。
除了前面討論的抗靜電劑以外，二烷基二甲基季銨化合物的非限制性實(shí)例包括N，N-二油基-N，N-二甲基氯化銨、N，N-二牛油基-N，N-二甲基銨乙基硫酸鹽、N，N-二(氫化牛油基)-N，N-二甲基氯化銨和類似物。咪唑啉季銨化合物的非限制性實(shí)例包括1-N-甲基-3-N-牛油酰胺基乙基咪唑啉鎓氯化物、以商品名VARISOFT475獲自WitcoChemical Company的3-甲基-1-牛油酰胺基乙基-2-牛油基咪唑啉鎓甲基硫酸鹽和類似物。酰胺基胺季銨化合物的非限制性實(shí)例包括N-烷基-N-甲基-N，N-雙(2-牛油酰胺基乙基)銨鹽，其中烷基可以是甲基、乙基、羥乙基和類似基團(tuán)。二羥丙基銨化合物的二烷基酯季化衍生物的非限制性實(shí)例包括1，2-二牛油酰基氧基-3-N，N，N-三甲基銨丙烷氯化物、1，2-二canoloyl氧基-3-N，N，N-三甲基銨丙烷氯化物和類似物。
另外，其它類型的長(zhǎng)鏈(例如，中性油和脂肪酸衍生的)烷基化季銨化合物是合適的織物柔軟劑，其中包括，但不限于，N，N-二(烷氧基乙基)-N，N-二甲基銨鹽，例如N，N-二(牛油基氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨、N，N-二(canolyl氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨和類似物；N，N-二(烷氧基乙基)-N-甲基-N-(2-羥乙基)銨鹽，例如N，N-二(牛油基氧基乙基)-N-甲基-N-(2-羥乙基)氯化銨、N，N-二(canolyl氧基乙基)-N-甲基-N-(2-羥乙基)氯化銨和類似物；N，N-二(2-烷氧基-2-氧基乙基)-N，N-二甲基銨鹽，例如N，N-二(2-牛油基氧基-2-氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨、N，N-二(2-canolyl氧基-2-氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨和類似物；N，N-二(2-烷氧基乙基羰基氧基乙基)-N，N-二甲基銨鹽，例如N，N-二(2-牛油基氧基乙基羰基氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨、N，N-二(2-canolyl氧基乙基羰基氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨和類似物；N-(2-烷酰基氧基-2-乙基)-N-(2-烷氧基-2-氧基乙基)-N，N-二甲基銨鹽，例如N-(2-牛油基氧基-2-乙基)-N-(2-牛油基氧基-2-氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨、N-(2-canolyl氧基-2-乙基)-N-(2-canolyl氧基-2-氧基乙基)-N，N-二甲基氯化銨和類似物；N，N，N-三(烷氧基乙基)-N-甲基銨鹽，例如N，N，N-三(牛油基氧基乙基)-N-甲基氯化銨、N，N，N-三(canolyl氧基乙基)-N-甲基氯化銨和類似物；N-(2-烷氧基-2-氧基乙基)-N-烷基-N，N-二甲基銨鹽，例如N-(2-牛油基氧基-2-氧基乙基)-N-牛油基-N，N-二甲基氯化銨、N-(2-canolyl氧基-2-氧基乙基)-N-canolyl-N，N-二甲基氯化銨和類似物。
優(yōu)選地，由牛油、低芥酸菜子油或者由棕櫚油得到長(zhǎng)鏈烷基，然而，例如由大豆油和椰油得到的其它烷基也合適地作為月桂基、油基、蓖麻油酸基、硬脂基、棕櫚基和類似的脂肪烷基。季銨鹽化合物可具有任何陰離子基團(tuán)作為抗衡離子，例如氯化物、溴化物、甲基硫酸鹽(即甲基硫酸鹽)、乙酸鹽、甲酸鹽、硫酸鹽和硝酸鹽等。
優(yōu)選的季銨織物柔軟化合物的實(shí)例包括N-甲基-N，N-雙(牛油酰胺基乙基)-N-(2-羥乙基)銨甲基硫酸鹽和N-甲基-N，N-雙(氫化牛油酰胺基乙基)-N-(2-羥乙基)銨甲基硫酸鹽，所述的每一種材料分別以商品名VARISOFT222和VARISOFT110獲自Witco ChemicalCompany；甲基三乙醇銨鹽的二烷基esterquat衍生物，例如獲自Cognis的雙(酰氧基乙基)羥乙基甲基銨甲基硫酸鹽esterquat的DEHYQUARTAU系列，例如DEHYQUARTAU35、AU46、AU56和類似物；和N，N-二(牛油?；趸一?-N，N-二甲基氯化銨，其中牛油基鏈至少部分不飽和。其它優(yōu)選的織物柔軟劑包括公知的二烷基二甲基銨鹽，例如N，N-二牛油基-N，N-二甲基銨甲基硫酸鹽、N，N-二(氫化牛油基)-N，N-二甲基氯化銨、N，N-二硬脂基-N，N-二甲基氯化銨、N，N-雙二十二烷基-N，N-二甲基氯化銨、N，N-二(氫化牛油基)-N，N-二甲基氯化銨(商品名ADOGEN442)、N，N-二牛油基-N，N-二甲基氯化銨(商品名ADOGEN470、PRAEPAGEN3445)、N，N-二硬脂基-N，N-二甲基氯化銨(商品名AROSURFTA-100)，所有均獲自Witco Chemical Company；由Witco Chemical Company的Humko Chemical子公司以商品名KEMAMINEQ-2802C銷售的N，N-雙二十二烷基-N，N-二甲基氯化銨；由Witco Chemical Company以商品名VARISOFTSDC銷售的N，N-二甲基-N-硬脂基-N-芐基氯化銨和由Onyx Chemical Company銷售的AMMONYX490。
尤其在洗滌和織物護(hù)理產(chǎn)品中，任何前述織物柔軟劑及其混合物可結(jié)合本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物使用。對(duì)于含酯的織物柔軟劑來(lái)說(shuō)，組合物的pH可影響織物柔軟劑的穩(wěn)定性，特別是在長(zhǎng)期儲(chǔ)存條件下。在約20℃下，在純的組合物中測(cè)量本發(fā)明上下文中定義的pH。優(yōu)選地，組合物的pH小于約6。對(duì)于這些組合物的最佳的水解穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，pH范圍優(yōu)選為約2-約5，更優(yōu)選約2.5-約3.5。
除了前面所述的蛋白質(zhì)衍生物以外，蛋白質(zhì)衍生物的非限制性實(shí)例包括椰油二甲基銨羥丙基水解酪蛋白、椰油二甲基銨羥丙基水解膠原、椰油二甲基銨羥丙基水解頭發(fā)角蛋白、椰油二甲基銨羥丙基水解大米蛋白質(zhì)、椰油二甲基銨羥丙基水解蠶絲、椰油二甲基銨羥丙基水解大豆蛋白質(zhì)、椰油二甲基銨羥丙基水解小麥蛋白質(zhì)、椰油二甲基銨羥丙基水解蠶絲氨基酸、羥丙基三甲基銨水解膠原、羥丙基三甲基銨水解角蛋白、羥丙基三甲基銨水解蠶絲、羥丙基三甲基銨水解大米糠、羥丙基三甲基銨水解大豆蛋白質(zhì)、羥丙基三甲基銨水解植物蛋白質(zhì)、羥丙基三甲基銨水解小麥蛋白質(zhì)、大豆乙基二甲基銨乙基硫酸鹽、大豆乙基嗎啉鎓乙基硫酸鹽和類似物。
非離子表面活性劑通常是不荷電的兩親物，且通常被烷氧基化到可變的程度。非離子表面活性劑組包括醇、烷醇酰胺、胺氧化物、酯和醚。非離子醇通常是長(zhǎng)鏈C8-C18烷烴的羥基衍生物，例如cetearyl醇、氫化牛油醇、羊毛脂醇、烷醇酰胺和類似物。烷醇酰胺含有至少一個(gè)烷氧基或一個(gè)聚氧亞乙基且包括烷醇衍生的酰胺，例如?；?acyl)酰胺DEA、N-烷基吡咯烷酮、棕櫚酰胺MEA、花生酰胺MIPA和類似物以及乙氧基化酰胺，例如PEG-50牛油酰胺。胺氧化物包括烷基胺氧化物，例如月桂基胺氧化物；和酰基酰胺基丙基嗎啉氧化物，例如椰油酰胺基丙基胺氧化物；和類似物。酯包括乙氧基化羧酸，例如PEG-8二月桂酸酯、PEG-8月桂酸酯和類似物；乙氧基化甘油酯，例如PEG-4蓖麻油、PEG-120甘油基硬脂酸酯、三油精PEG-6酯和類似物；二元醇酯及其衍生物，例如二元醇硬脂酸酯SE、丙二醇蓖麻醇酸酯和類似物；單甘油酯，例如甘油基肉豆蔻酸酯、甘油基棕櫚酸乳酸酯和類似物；多甘油酯，例如多甘油基-6-二硬脂酸酯、多甘油基-4-油基醚和類似物；多元醇酯和醚，例如甲基gluceth-20倍半硬脂酸酯、蔗糖二硬脂酸酯和類似物；脫水山梨醇/山梨醇酯，例如聚山梨酸酯-60、脫水山梨醇倍半異硬脂酸酯和類似物；和磷酸的三酯，例如trideceth-3磷酸酯、trioleth-8-磷酸酯和類似物。醚包括乙氧基化醇，如ceteareth-10、nonoxynol-9和類似物；乙氧基化羊毛脂，例如PEG-20羊毛脂、PPG-12-PEG-65羊毛脂油和類似物；乙氧基化聚硅氧烷，例如聚二甲基硅氧烷共聚醇和類似物；丙氧基化POE醚，例如meroxapol314、poloxamer122、PPG-5-ceteth-20和類似物；和烷基聚糖苷，例如月桂基葡萄糖和類似物。
非離子表面活性劑可用作乳化劑、懸浮劑、增溶劑、泡沫助促進(jìn)劑，和在一些情況下用作水溶助長(zhǎng)劑。通常優(yōu)選的非離子表面活性劑的非限制性實(shí)例包括直鏈或支鏈醇乙氧基化物、C8-C22烷基苯酚烷氧基化物，例如辛基苯酚乙氧基化物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物和類似物；聚氧乙二醇單-和二-甘油酯的C8-C22脂肪酸酯；脫水山梨醇酯和乙氧基化脫水山梨醇酯；C8-C22脂肪酸二元醇酯；環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物；和類似物。表面活性劑泡沫助促進(jìn)劑或水溶助長(zhǎng)劑的非限制性實(shí)例包括烷醇酰胺，例如乙酰胺MEA、單乙醇酰胺、二乙醇酰胺、椰油酰胺DEA、異丙醇酰胺和類似物；胺氧化物，例如氫化牛油胺氧化物；短鏈烷基芳基磺酸鹽，例如甲苯磺酸鈉；磺基琥珀酸鹽，例如硬脂基磺基琥珀酸二鈉；和類似物。
兩性和兩性離子表面活性劑是通過(guò)在強(qiáng)酸性介質(zhì)內(nèi)攜帶正電荷，在強(qiáng)堿性介質(zhì)內(nèi)攜帶負(fù)電荷，并在中間pH下形成兩性離子物質(zhì)，或者能具有作為酸或作為堿的行為的那些化合物。兩性表面活性劑的主要組是?；?二烷基乙二胺及其衍生物，例如椰油兩性羧甲基羥丙基硫酸二鈉、椰油兩性二丙酸二鈉、椰油兩性乙酸鈉、月桂基兩性PG-乙酸磷酸鈉、牛油兩性丙酸鈉、十一烷基兩性丙酸鈉和類似物；和N-烷基氨基酸，例如氨基丙基月桂基谷氨酰胺、二羥乙基大豆氨基乙酸酯、月桂基氨基丙酸和類似物。
本發(fā)明組合物中使用的一些合適的兩性離子表面活性劑包括廣義地描述為脂族季銨、鏻和锍化合物的衍生物的那些，其中脂族基團(tuán)可以是直鏈或支鏈，和其中脂族取代基之一含有約8-約18個(gè)碳原子，和另一取代基含有陰離子水增溶基團(tuán)，例如羧基、磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽和類似物。兩性離子組包括烷基氨基磺酸鹽、烷基甜菜堿和烷基酰胺基甜菜堿，例如硬脂基酰胺基丙基二甲胺、二乙基胺基乙基硬脂基酰胺、二甲基硬脂基胺、二甲基大豆胺、大豆胺、肉豆蔻基胺、十三烷基胺、乙基硬脂基胺、N-牛油丙二胺、乙氧基化(5mol環(huán)氧乙烷)硬脂基胺、二羥基乙基硬脂基胺、花生基二十二烷基胺和類似物。一些合適的甜菜堿表面活性劑包括，但不限于，烷基甜菜堿、烷基酰胺基丙基甜菜堿、烷基磺基甜菜堿、烷基氨基乙酸酯、烷基羧基氨基乙酸酯、烷基兩性丙酸酯、烷基酰胺基丙基羥基磺基甜菜堿、?；；撬狨ズ王；劝彼狨?，其中烷基和酰基具有8-18個(gè)碳原子。優(yōu)選的兩性表面活性劑的非限制性實(shí)例包括椰油酰胺基丙基甜菜堿、椰油兩性乙酸鈉、椰油酰胺基丙基羥基甜菜堿和椰油兩性丙酸鈉，它們尤其適合作為皮膚和頭發(fā)的溫和類型的清潔劑。
可將pH調(diào)節(jié)劑加入到或者事先酸溶脹或者水溶脹的陽(yáng)離子締合聚合物中或者加入到含有陽(yáng)離子締合聚合物的配方中。因此，可以以在最終組合物內(nèi)獲得所需pH值的任何所需的用量使用pH調(diào)節(jié)劑。堿性pH調(diào)節(jié)劑的非限制性實(shí)例包括堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉和氫氧化鉀；氫氧化銨；有機(jī)堿，例如三乙醇胺、二異丙基胺、十二烷基胺、二異丙醇胺、氨基甲基丙醇、椰油胺、油胺、嗎啉、三戊基胺、三乙基胺、tromethamine(2-氨基-2-羥甲基)-1，3-丙二醇和四(羥丙基)亞乙基二胺；和無(wú)機(jī)酸的堿金屬鹽，例如硼酸鈉(borax)、磷酸鈉、焦磷酸鈉和類似物及其混合物。酸性pH調(diào)節(jié)劑可以是有機(jī)酸，其中包括氨基酸和無(wú)機(jī)礦物酸。酸性pH調(diào)節(jié)劑的非限制性實(shí)例包括乙酸、檸檬酸、富馬酸、谷氨酸、羥基乙酸、含有大于2個(gè)碳原子的α-羥基羧酸、鹽酸、乳酸、硝酸、磷酸、亞硫酸氫鈉、硫酸、酒石酸和類似物及其混合物。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所有有機(jī)酸(除了羥基乙酸)認(rèn)為用作pH調(diào)節(jié)劑。
在用酸性pH調(diào)節(jié)劑中和以實(shí)現(xiàn)所需量的陽(yáng)離子聚合物溶脹之后，可使用“反堿(back-alkaline)”配方技術(shù)，實(shí)現(xiàn)較高pH的組合物。含有這些穩(wěn)定的含水表面活性劑的組合物通?？删S持平穩(wěn)、可接受的流變學(xué)，且沒(méi)有顯著增加或降低粘度、濁度或pH，且沒(méi)有分離、沉降或析出乳油(cream out)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑選自至少一種兩性或兩性離子表面活性劑。任選地，陽(yáng)離子聚合物/表面活性劑組合物可含有選自陰離子、非離子和陽(yáng)離子表面活性劑或其結(jié)合中的其它表面活性劑。
本發(fā)明的聚合物可用作增稠劑，成膜劑或者用作染料或顏料懸浮劑用以促進(jìn)在頭發(fā)和皮膚上沉積著色劑。頭發(fā)用著色劑可以是臨時(shí)、半永久或永久頭發(fā)染料或使頭發(fā)梯度著色的色彩恢復(fù)劑。臨時(shí)和半永久的頭發(fā)染料典型地是漂洗劑、凝膠、噴霧劑、香波、棒(stick)和類似物，和頭發(fā)色彩恢復(fù)劑典型地為頭發(fā)敷料或乳液形式。永久的頭發(fā)染料和較長(zhǎng)持續(xù)的半永久頭發(fā)染料通常是雙份產(chǎn)品，其中一份含有氧化染料中間體和染料偶合劑，和另一份在約pH3-4下含有穩(wěn)定的氧化劑，通常過(guò)氧化氫，并在使用之前立即一起混合。已知當(dāng)制備染料混合物時(shí)，采用表面活性劑成分，通常非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑的結(jié)合配制這種雙份頭發(fā)染色產(chǎn)品，以增稠。除了前述文獻(xiàn)以外，頭發(fā)染色化學(xué)和組合物的一般討論見(jiàn)Brown等人的SCC Monograph，“Permanent Hair Dyes”，Society of Cosmetic Chemists(1996)，在此通過(guò)參考將其引入?；蛘咦鳛樗嵝苑€(wěn)定的氧化部分用增稠劑，或者一旦與酸性部分混合時(shí)，在待增稠的非氧化部分中，可將本發(fā)明的聚合物摻入到雙份的這種頭發(fā)染色體系中的一份或者兩份中。
除了以上所述的成分以外，常用于抗痤瘡產(chǎn)品、面部和身體毛發(fā)漂白劑和抗菌產(chǎn)品的其它成分包括氧化劑，例如過(guò)氧化氫、過(guò)氧化苯甲酰和水溶性無(wú)機(jī)過(guò)硫酸鹽化合物，例如過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸鈉。
本發(fā)明的聚合物尤其可用作水不溶性(疏水)油狀材料的乳化助劑，例如天然和合成油、脂肪和石蠟，其中包括例如植物油、動(dòng)物油和脂肪、烷屬烴油和石蠟、硅油和石蠟；和類似物的乳化助劑。例如在頭發(fā)和皮膚護(hù)理產(chǎn)品中，許多油狀材料用作溶劑、載體、潤(rùn)膚劑或調(diào)節(jié)劑。
令人驚奇的是，本發(fā)明的聚合物是有用的硅氧烷流體的穩(wěn)定劑，硅氧烷流體通常在香波產(chǎn)品，例如所謂的“二合一”結(jié)合清潔/調(diào)節(jié)香波中使用。硅氧烷流體通常被描述為烷基硅氧烷聚合物。最常見(jiàn)的一組硅氧烷聚合物是具有通式CH3-(Si(CH3)2-O)w-Si(CH3)3的直鏈聚二甲基硅氧烷，其中w表示大于2的整數(shù)。硅氧烷也可以是支化材料，其中在聚合物內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)烷基被氧原子取代，生成支化點(diǎn)。硅氧烷流體典型地為水不溶性油，其粘度范圍為數(shù)mPa.s到數(shù)十萬(wàn)mPa.s。
在頭發(fā)護(hù)理產(chǎn)品中使用的尤其有用的一組硅氧烷是所謂的剛性硅氧烷(也被稱為硅橡膠純膠料)，正如例如在美國(guó)專利No.4902499中所述，將其通過(guò)參考引入，其粘度(在約20℃下)通常大于約600000mPa.s，且重均分子量為至少約500000道爾頓，這通過(guò)特性粘數(shù)來(lái)測(cè)量。在穩(wěn)定含有剛性硅氧烷調(diào)節(jié)劑的二合一類型的香波配方方面，本發(fā)明的聚合物令人驚奇地有效。
尤其與本發(fā)明的聚合物結(jié)合使用的另一組硅氧烷材料是揮發(fā)性硅氧烷，它在頭發(fā)護(hù)理產(chǎn)品，例如香波中通常用作潤(rùn)滑劑。揮發(fā)性硅氧烷包括環(huán)狀和直鏈聚二甲基硅氧烷和類似物。環(huán)狀揮發(fā)性硅氧烷典型地在環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)含有與氧原子交替的約3-約7個(gè)硅原子。每一硅原子還被兩個(gè)烷基，典型地甲基取代。直鏈揮發(fā)性硅氧烷是以上所述的硅氧烷流體，其粘度不大于約25mPa.s。可在Todd and Byers，“VolatileSilicome Fluids for Cosmetics”，Cosmetics andToiletries，Vol.91(1)，pp.27-32(1976)和在Kasprzak，“VolatileSilicones”，Soap/Cosmetics/ChemicalSpecialities，pp.40-43(1986年12月)中找到揮發(fā)性硅氧烷的說(shuō)明，在此通過(guò)參考將其引入。
其它硅油包括聚二甲基硅氧烷共聚醇，它是二甲基硅氧烷(聚二甲基硅氧烷)和烯化氧的直鏈或支鏈共聚物。聚二甲基硅氧烷共聚醇可以是無(wú)規(guī)或嵌段共聚物。通常有用的一組聚二甲基硅氧烷多羥基化合物是具有聚二甲基硅氧烷嵌斷和聚烯化氧嵌斷，例如聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷或二者的嵌斷等的嵌段共聚物。硅氧烷流體，其中包括揮發(fā)性硅氧烷、硅橡膠純膠料和硅氧烷共聚物，可獲自各種商業(yè)來(lái)源，例如Dow Corning、General Electric Company和Noveon，Inc.。
可與本發(fā)明的聚合物結(jié)合使用的其它油狀材料包括例如，乙?；蛎迹谎蛎紳饪s物；羊毛脂脂肪酸的酯，例如羊毛脂脂肪酸的異丙酯；多羥基化合物脂肪酸；乙氧基化醇，例如乙氧基化物和蓖麻油；甾醇；甾醇酯；甾醇乙氧基化物；和類似的材料。許多這些酯和乙氧基化物也可用作非離子表面活性劑。
除了前面所述的那些以外，許多成分作為頭發(fā)或皮膚的調(diào)節(jié)劑，和保濕劑是本領(lǐng)域已知的，非限制性實(shí)例包括PCA(DL-吡咯烷酮羧酸)及其鹽，例如賴氨酸PCA、PCA鋁、PCA銅、殼聚糖PCA和類似物；尿囊素；脲；透明質(zhì)酸及其鹽；神經(jīng)酰胺；抗壞血酸及其鹽；糖和淀粉及其衍生物；乳酰胺MEA；和類似物。
“反堿”配制技術(shù)本發(fā)明的陽(yáng)離子聚合物流變學(xué)改性劑直到實(shí)現(xiàn)約6.8-約3.0的酸性pH時(shí)才開(kāi)始形成明顯的粘度?；瘖y品配方的pH典型地，但不限于在約3.0-約8.0的范圍內(nèi)。
令人驚奇的是，已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含本發(fā)明的陽(yáng)離子聚合物結(jié)合兩性表面活性劑的配方降低到酸性pH(形成所需的粘度增加)，然后升高pH時(shí)，粘度、濁度和流動(dòng)值通常保持不變或者常常實(shí)際上得到改進(jìn)。這一配制技術(shù)下文稱為“反堿”增稠。反堿配制技術(shù)拓寬了本發(fā)明的陽(yáng)離子聚合物的應(yīng)用范圍，從而便于在酸處理或者聚合物增稠步驟之后增加配方的pH。另外，反堿增稠工藝可用于進(jìn)一步增加在通?？山邮艿膒H范圍內(nèi)配制的組合物的粘度和穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將一種或更多種陽(yáng)離子共聚物、聚合物和類似物加入到水中并混合。兩性表面活性劑隨后加入到含水的聚合物乳液中，并在其內(nèi)混合。視需要，從陰離子、非離子和陽(yáng)離子表面活性劑或其結(jié)合當(dāng)中選擇的任選的表面活性劑可加入到該配方中。此處描述合適的兩性、陰離子、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑。然后添加酸性pH調(diào)節(jié)劑并混合，以降低組合物的pH，獲得所需低pH的配方。一方面，最初可用介于約0.5-約7.0的酸，另一方面，用約3.0-約6.0的酸，和再進(jìn)一步的方面中，用約4.0-約5.0的酸調(diào)節(jié)組合物的pH。可從此處所述的有機(jī)和無(wú)機(jī)酸中選擇酸性pH調(diào)節(jié)劑。
在另一實(shí)施方案中，能降低陽(yáng)離子聚合物組合物的起始pH并影響聚合物組合物粘度增加的任何酸性成分認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。可在有或無(wú)pH調(diào)節(jié)劑的情況下使用酸性活性成分。合適的酸性成分的實(shí)例選自，但不限于，此處所述的皮膚學(xué)和cosmeceutical酸性活性成分。
令人驚奇的是，已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在陽(yáng)離子聚合物中和步驟(即pH降低)中使用檸檬酸時(shí)，若堿性pH調(diào)節(jié)劑隨后加入到該配方中，則組合物的粘度實(shí)際上增加。酸性增稠的組合物的pH應(yīng)當(dāng)所需地至少為約1，和優(yōu)選比組合物的最終目標(biāo)pH低2單位和優(yōu)選至少3pH單位。然后添加堿性pH調(diào)節(jié)劑，以增加組合物的pH到最終的目標(biāo)pH。此處描述了適合于反堿配方技術(shù)的堿性pH調(diào)節(jié)劑。
本發(fā)明組合物的所需的pH顯然取決于特定的最終產(chǎn)品的應(yīng)用。一般地，個(gè)人護(hù)理組合物的pH范圍為約3-約8.0。一般地，家庭護(hù)理組合物的pH范圍為約1-約12。
下述實(shí)施例進(jìn)一步闡述優(yōu)選實(shí)施方案的制備和用途，但不打算限制于此。
材料和工序材料通?？缮藤?gòu)于化學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的化學(xué)供應(yīng)品商店或者所指的供應(yīng)商。
1. 材料縮寫和商品名EA 丙烯酸乙酯
DMAEMA 2-(N，N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯DEAEMA 2-(N，N-二乙基氨基)乙基甲基丙烯酸酯TBAEMA 2-(叔丁基氨基)乙基甲基丙烯酸酯DMAPMAm 2-(N，N-二甲基氨基)丙基甲基丙烯酸酯DMANPA 2-(N，N-二甲基氨基)新戊基丙烯酸酯TMCHMA 3，3，5-三甲基環(huán)己基甲基丙烯酸酯MMA 甲基丙烯酸甲酯BEM25 Beheneth-25甲基丙烯酸酯CCEM25 Choleth-25甲基丙烯酸酯和Ceteth-25甲基丙烯酸酯的約1∶1的混合物L(fēng)EM23 Laureth-23甲基丙烯酸酯TEM25 三苯乙烯基苯酚乙氧基化(25)甲基丙烯酸酯CSEM25 Ceteareth-25甲基丙烯酸酯HEMA甲基丙烯酸2-羥乙酯EOBDMA 乙氧基化(30)雙酚A二甲基丙烯酸酯TEGDMA 三甘醇二甲基丙烯酸酯R307具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-O(CH2)4O(C3H6O)4(C2H4O)30H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化1，4-丁二醇乙烯基醚(EMULSOGEN R307，Clariant Corporation)RAL307 具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CHCH2O(C3H6O)4(C2H4O)30H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化烯丙基醚(EMULSOGENRAL 307，Clariant Corporation)R208具有經(jīng)驗(yàn)式CH2＝CH-O(CH2)4O(C3H6O)4(C2H4O)20H的無(wú)規(guī)乙氧基化/丙氧基化1，4-丁二醇乙烯基醚(EMULSOGEN R208，Clariant Corporation)C897據(jù)報(bào)道HLB為18的乙氧基化辛基苯酚，INCI名稱為octoxynol-40(IGEPALCA-897，Rhodia，Inc.)P-38據(jù)報(bào)道HLB為19的乙氧基化(27)cetearyl醇，INCI名稱Ceteareth-27(PLURAFACA-38，BASF Corp.)
P-39據(jù)報(bào)道HLB為24的乙氧基化(55)cetearyl醇，INCI名稱Ceteareth-55(PLURAFACA-39，BASF Corp.)E407具有40個(gè)環(huán)氧乙烷單元/醇單元的仲C11乙氧基化物(EMULSOGENEPN 407，Clariant Corp.)F127據(jù)報(bào)道HLB為22和化學(xué)式為HO(C2H4O)98(C3H6)67(C2H4O)98H的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物(PLURONICF127，BASF Corp.)L-35據(jù)報(bào)道HLB為19和化學(xué)式為HO(C2H4O)11(C3H6)16(C2H4O)11H的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物(PLURONICL35，BASF Corp.)X1005 氧基化(100)異十三烷基醇(GENAPOLX1005，Clariant Corp.)A5060 氧基化(50)支鏈脂肪醇(DISPONILA5060，Cognis)AMHEC 烯丙基改性的羥乙基纖維素粉末(＜180微米)(TYLOSEAM H40 YP2；Clariant Corp.)2.方法A.粘度。使用Brookfield旋轉(zhuǎn)錠子粘度計(jì)(Brookfield，型號(hào)RVT)，在20轉(zhuǎn)/分(rpm)下，在約20-約25℃的環(huán)境室溫下，測(cè)量含有每一聚合物的組合物所報(bào)道的粘度(單位mPa.s)(稱為Brookfield粘度)。
除非另有說(shuō)明，“稀或低粘度”典型地是指粘度為最多約1000mPa.s的可傾倒的、跑動(dòng)產(chǎn)品；“中等粘度”是指范圍為高于1000到約3000mPa.s的粘度；“高粘度”是指粘度范圍為高于3000到約10000mPa.s的粘度的產(chǎn)品；和“凝膠”是指粘度大于10000mPa.s的產(chǎn)品。
B.澄清度。當(dāng)報(bào)道時(shí)，通過(guò)Brinkmann PC920色度計(jì)，在制造組合物之后的至少約24小時(shí)處，測(cè)量含聚合物的組合物的澄清度(單位％T(透射率))。用去離子水(澄清度為100％)作對(duì)照進(jìn)行測(cè)量。澄清度大于或等于約60％的組合物基本上澄清；判斷澄清度范圍為約45-59％的組合物基本上半透明。
C.濁度。當(dāng)報(bào)道時(shí)，使用Nephelometric濁度儀和蒸餾水(NTU＝0)作為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定含聚合物的組合物的濁度(單位NephelometricTurbidity Units(NTU))。判斷NTU值大于或等于約90的組合物為渾濁。
D.粒度。使用NICOMP370Autodilution亞微米粒度分析儀(Particle Sizing Systems，Santa Barbara，CA)，按照制造商的推薦工序，測(cè)量聚合物乳液的粒度(單位納米(nm))，并記錄50％體積的數(shù)據(jù)。
E.穩(wěn)定性。通過(guò)一種或更多種下述工序評(píng)價(jià)聚合物產(chǎn)品乳液或所配制的組合物的穩(wěn)定性。
1.冷凍/解凍循環(huán)。通過(guò)在約-12℃的溫度下冷凍樣品約16小時(shí)，然后在約26℃的溫度下解凍它約8小時(shí)，從而對(duì)約20g試驗(yàn)產(chǎn)品的樣品進(jìn)行至少一次冷凍/解凍(F/T)循環(huán)。然后肉眼評(píng)價(jià)樣品的相分離。若乳液顯示出乳狀液分層，或者粘度增加(它會(huì)負(fù)面影響流動(dòng))，則它沒(méi)有通過(guò)F/T試驗(yàn)。通過(guò)5次F/T循環(huán)保持基本上不變的產(chǎn)品判斷為非常穩(wěn)定。
2.貨架儲(chǔ)存。在一個(gè)或更多個(gè)下述溫度下儲(chǔ)存試驗(yàn)產(chǎn)品的樣品a)在范圍為約20-約25℃的環(huán)境室溫下至少1周到最多約6個(gè)月的時(shí)間段；b)在烘箱內(nèi)，在升溫下，在范圍為約5-約45℃的選擇溫度下(除非另有說(shuō)明)最多約5周的時(shí)間段(加速老化儲(chǔ)存)。
如下述實(shí)施例所述，周期性肉眼觀察儲(chǔ)存的樣品的可視的沉降，或者在選擇的時(shí)間間隔下測(cè)定的可測(cè)量的Brookfield粘度的明顯增加，從而測(cè)定樣品的穩(wěn)定性。在環(huán)境溫度儲(chǔ)存下，一周一次，然后在約2月的總儲(chǔ)存時(shí)間段過(guò)程中兩周一次，之后在最多約6個(gè)月的總儲(chǔ)存時(shí)間段過(guò)程中每月一次地肉眼檢測(cè)樣品。在任何一種儲(chǔ)存溫度下，a)若沒(méi)有觀察到沉降，或者若出現(xiàn)一些沉降物，但它不大于樣品總體積的約2％，和b)若粘度沒(méi)有增加，或者若發(fā)生粘度的增加，但增加不大于約1000mPa.s，則判斷組合物穩(wěn)定。
E.高濕度卷曲保留率(HHCR)。使用通常稱為高濕度卷曲保留率(HHCR)的公知技術(shù)，通過(guò)從施加的組合物中和在高濕度(約90％相對(duì)濕度(RH))下，從周圍大氣中吸收水之后，聚合物在頭發(fā)上保持卷曲定位的能力，從而測(cè)量聚合物的頭發(fā)定位效果。在化妝品文獻(xiàn)中可容易地發(fā)現(xiàn)HHCR方法的說(shuō)明。參見(jiàn)，例如Ch.30，Harry｀sCosmeticology，8thEd.，M.J.Rieger，Ph.D.(ed.)，666-667，ChemicalPublishing Co.，Inc.，New York，NY(2000)，和Diaz等人，J.Soc.Cosmet.Chem.，34，205-212(1983年7月)，每一篇的相關(guān)公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
使用由International Hair Imports and Products Inc.，NewYork供應(yīng)的天然褐色或黑色歐洲頭發(fā)，制備商業(yè)共混的Caucasian未處理(原生)的人發(fā)發(fā)束。每一頭發(fā)的發(fā)束(約3g重量)為約7英寸(約18cm)長(zhǎng)度，并用膠水在頭皮(根)端部分錨定。在使用之前，通過(guò)用月桂基硫酸鈉的稀水溶液(10％SLS)洗滌，接著在環(huán)境室溫下，用去離子水徹底漂洗，并用毛巾吸干，從而預(yù)清洗每一頭發(fā)的發(fā)束。測(cè)量頭發(fā)最初伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度(Le)。將約0.8g待評(píng)價(jià)的含聚合物的組合物施加到頭發(fā)發(fā)束上，并從頭皮到末端部分均勻地分布。然后圍繞外徑約3cm的頭發(fā)卷曲器，纏繞處理過(guò)的頭發(fā)發(fā)束，并在約21-約23℃的環(huán)境室溫下在卷曲器上干燥過(guò)夜。干燥后，仔細(xì)除去卷曲毛發(fā)，從而留下定位為單卷的頭發(fā)，測(cè)量頭發(fā)卷毛的起始長(zhǎng)度(Li)，并在設(shè)定為約26-約27℃的環(huán)境溫度和約90％RH的環(huán)境高濕度下的濕度腔室中垂直懸掛卷曲的頭發(fā)發(fā)束。
在暴露于濕度下選擇的時(shí)間間隔(Lt)之后，當(dāng)卷毛松弛之后，通過(guò)測(cè)量頭發(fā)卷毛的長(zhǎng)度，測(cè)定卷曲保留率百分?jǐn)?shù)(HHCR)。使用下述方程式，相對(duì)于起始卷毛長(zhǎng)度(Li)和在卷曲之前充分伸長(zhǎng)的頭發(fā)的長(zhǎng)度(Le)，計(jì)算卷曲保留率百分?jǐn)?shù)。
周期性測(cè)量，并在約4-約24小時(shí)范圍內(nèi)的時(shí)間段內(nèi)監(jiān)控卷毛長(zhǎng)度(下垂度，螺旋的形成)的變化，并在約24小時(shí)之后，讀取最后的讀數(shù)。對(duì)于在約90％RH下約0.75小時(shí)的最小時(shí)間段來(lái)說(shuō)，大于或等于約70％的卷曲保留率(HHCR)是良好的高抗?jié)穸鹊某Ｒ?guī)基準(zhǔn)點(diǎn)。經(jīng)至少1.25小時(shí)到約3小時(shí)，約70％的頭發(fā)定位效果(即HHCR)判斷為非常好，和在至少約3小時(shí)或更長(zhǎng)的時(shí)間段之后大于約70％的HHCR判斷為優(yōu)良。不大于50％的HHCR判斷為弱。
實(shí)施例1.聚合物根據(jù)以上所述和以下詳細(xì)地描述的通用工序，制備表2中表示為聚合物A的陽(yáng)離子酸可溶脹的締合聚合物。
通過(guò)在混合攪拌下，在包含約350重量份含約7重量份C897非離子表面活性劑和約0.3重量份月桂基硫酸鈉(30％)陰離子表面活性劑的水的反應(yīng)器內(nèi)添加約56重量份丙烯酸乙酯、約37重量份DMAEMA，約2重量份HEMA，約3重量份BEM25，約2重量份R208和約(.15重量份TEGDMA，制備單體乳液。在范圍為約30-約40℃的溫度下，在氮?dú)夥諊?，攪拌所得混合?約200rpm)，直到獲得乳液。然后在混合攪拌下，將約0.15重量份過(guò)硫酸鈉在約3重量份水內(nèi)的溶液加入到單體乳液中，以引發(fā)聚合反應(yīng)。在添加引發(fā)劑之后，反應(yīng)混合物的溫度維持在范圍為約60-約62℃的溫度下約2.5小時(shí)。引發(fā)反應(yīng)后約0.5小時(shí)和約1.5小時(shí)處另入另外量的引發(fā)劑(就所加另外量的引發(fā)劑而言，每次為約3.5重量份水中加約0.02重量份過(guò)硫酸鈉)。
在約45分鐘時(shí)間內(nèi)將所得聚合物乳液冷卻至約44-約46℃溫度范圍，其后在1小時(shí)間隔內(nèi)分兩次向該反應(yīng)混合物中加入氧化溶液。每一氧化(氧化-還原)溶液于約9重量份水中含有約0.15重量份叔丁基氫過(guò)氧化物(70％)、約0.015重量份月桂基硫酸鈉(30％)和約0.15重量份偏亞硫酸氫鈉。
然后將該聚合物乳液冷卻至環(huán)境室溫，從反應(yīng)器中排出，裝瓶，并在環(huán)境室溫和惰性氣氛下貯存。所得聚合物乳液聚合物A的聚合物總固含量為約21wt％，pH值為約8.3，粘度為約32mPa.s。殘余丙烯酸乙酯單體的濃度為低于約1.2ppm，殘余DMAEMA的濃度為低于約9ppm。
按以上聚合物A的制備方法的一般方法制備各自具有如表1所示單體組分和表面活性劑的對(duì)比聚合物CP-1、CP-2、CP-3、CP-4和CP-5；以及各自具有如表2和2A所示的單體組分和表面活性劑的本發(fā)明的陽(yáng)離子締合聚合物，聚合物B-Y和AA-AT。根據(jù)需要調(diào)整各類單體和表面活性劑量，以達(dá)到表1、2和2A中所列單體重量百分含量和表面活性劑重量百分含量值。表中所有的單體％值是基于單體混合物總重量的重量百分含量；而所有表面活性劑％值是基于乳液總重量計(jì)(即全部單體、添加劑、表面活性劑和水的合計(jì)重量)?；谌橐嚎傊亓坑?jì)，以活性聚合物濃度范圍至少約15wt％，至多約20wt％的范圍制備所有乳液。表1中的聚合物乳液CP-1和CP-2和表2中的乳液B、C、D、E和F還含有基于乳液的總重量，約2.5重量％丙二醇作為乳化助劑。
在表1、2和2A中，ASV＝氨基取代的乙烯基；HNV＝疏水非離子乙烯基，AV＝締合乙烯基；和在表2中與表2A中，Mon.＝單體；和SVS＝半疏水乙烯基表面活性劑。
表1.比較的酸性聚合物乳液

表2.陽(yáng)離子締合聚合物乳液

表2A.陽(yáng)離子締合聚合物乳液

在制備聚合物之后，分析產(chǎn)品乳液，測(cè)定pH、基于聚合物含量的總固體的百分?jǐn)?shù)、Brookfield粘度(錠子#2，20rpm，環(huán)境室溫)和粒度(nm)。未中和的產(chǎn)品聚合物乳液的pH范圍通常為約pH7.5-約9；總固體范圍為約15-約25重量％；Brookfield粘度范圍為約10-約100mPa.s，和平均粒度范圍為約80nm-約260nm。
基于最多5次F/T循環(huán)的研究，表2所示的陽(yáng)離子締合聚合物的產(chǎn)品乳液保持穩(wěn)定，且在環(huán)境室溫下的貨架儲(chǔ)存為至少約5個(gè)月。在約45℃的溫度下儲(chǔ)存約5周的前述陽(yáng)離子締合聚合物乳液的粘度保持穩(wěn)定，注意到的任何粘度增加不大于約100mPa.s。
相反，表1所示的(即不含任何SVS單體的)對(duì)比的陽(yáng)離子聚合物的產(chǎn)品乳液的乳液穩(wěn)定性或者差，即在室溫下小于2個(gè)月(CP-1、CP-2和CP-5)，或者產(chǎn)品如此凝結(jié)，以致于判斷粘度不可測(cè)量(CP-3和CP-4)。
實(shí)施例2.陽(yáng)離子鹽的相容性這一實(shí)施例闡述基于Brookfield粘度和濁度(NTU)，除了表2的聚合物H、X和Y以外的實(shí)施例1的所有陽(yáng)離子締合聚合物與陽(yáng)離子季銨鹽、鯨蠟基三甲基氯化銨(INCI名稱鯨蠟基三甲基氯化銨，此處簡(jiǎn)稱為CTAC)的相容性。如下所示，在活性聚合物重量濃度為約2％和CTAC含量為約0.5、1和1.5重量％(基于活性成分的重量)下，制備含有陽(yáng)離子締合聚合物的含水組合物。在測(cè)定的情況下，下表3、3A、3B和3C中示出了粘度和濁度數(shù)值。




所有含水的陽(yáng)離子締合聚合物組合物具有平滑的質(zhì)地且可流動(dòng)。相反，在2％活性聚合物重量濃度下，使用表1，實(shí)施例1所示的CP-1制備的含水組合物在不含CTAC的情況下，Brookfield粘度為約50400mPa.s，在含0.6％CTAC的情況下為約57400mPa.s，在含1.2％CTAC的情況下為約28050mPa.s，和在含1.5％CTAC的情況下為約28300mPa.s，且具有凝固的粒狀結(jié)構(gòu)。同樣，含CP-2的組合物也凝固且為粒狀。
基于聚合物I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S和T的評(píng)價(jià)，含有1.5％CTAC的組合物在環(huán)境溫度下在約24小時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，Brookfield粘度基本上保持不變。
實(shí)施例2A.
這一實(shí)施例闡述陽(yáng)離子締合聚合物的實(shí)用性，通過(guò)合適地選擇單體和表面活性劑，提供各種粘度的基本上透明的含水組合物。
如表3，實(shí)施例2所示，在于水中2％的活性聚合物重量下，陽(yáng)離子締合聚合物，聚合物A-C、E-Q和S-W產(chǎn)生Brookfield粘度范圍為約12100mPa.s-約31350mPa.s的凝膠，和聚合物D與R分別提供約7600mPa.s和8680mPa.s的高Brookfield粘度。
在于水中2％的活性聚合物重量下，表2，實(shí)施例1所示的聚合物H、X和Y分別提供約6400mPa.s的高Brookfield粘度，和約31800mPa.s和18900mPa.s的凝膠。
同樣，在于水中2％的活性聚合物重量下，表2A，實(shí)施例1所示的聚合物AA-AH、AJ-AN和AP-AR提供Brookfield粘度范圍為約10300mPa.s-約30700mPa.s的基本上透明的凝膠。表2A，實(shí)施例1中列出的聚合物AI和AO在水中2％的活性聚合物重量分別提供范圍為約2530mPa.s-約8800mPa.s的中等Brookfield粘度。含有表2A所列的聚合物穩(wěn)定劑(例如AMHEC)、聚合物AL和AM的聚合物乳液產(chǎn)生平滑的凝膠和良好的滑動(dòng)特征。
含水陽(yáng)離子締合聚合物，聚合物AD-AG的NTU值范圍為約12-約31。含水陽(yáng)離子締合聚合物，聚合物Y、AA-AC和AH-AR的澄清度范圍為約70％(聚合物AH)-約93％T(聚合物Y)。
通過(guò)增加陽(yáng)離子締合聚合物的含量，來(lái)獲得具有較高粘度的基本上透明的凝膠。例如，在3％活性聚合物重量的聚合物AQ或聚合物AR下，粘度分別增加到約44400mPa.s和61500mPa.s，和澄清度基本上未變(％T范圍為約85-約88％)。在3％活性聚合物重量下，通過(guò)包括約10％乙醇，聚合物AR的粘度下降到約42500mPa.s，且澄清度沒(méi)有損失(％T為約89)。
實(shí)施例3.
這一實(shí)施例闡述陽(yáng)離子締合聚合物，實(shí)施例1的聚合物A，與各種陽(yáng)離子季銨鹽在表4所示的水溶液內(nèi)各種活性成分每一種的重量百分濃度下的相容性。分別如方法A和B所述，基于Brookfield粘度和澄清度(％T)測(cè)定相容性。表4所示的所有組合物容易擴(kuò)散和可流動(dòng)且具有美學(xué)上令人愉悅、平滑的質(zhì)地、不具有突起或顆粒。
表4

備注1油基二甲基芐基氯化銨的INCI名稱備注2由Degussa Care Specialties銷售的INCI名稱為棕櫚基酰胺基丙基三甲基氯化銨，和PPG-3肉豆蔻基醚和三甲基戊醇羥乙基醚的混合物的商品名備注3羥乙基纖維素和二烯丙基二甲基氯化銨的共聚物的INCI名稱，例如由National Starch銷售的CELQUATH-100備注4INCI名稱化合物，瓜耳膠羥丙基三甲基氯化銨的Rhne-Poulenc的商品名備注5二硬脂基二甲基氯化銨的INCI名稱備注6二鯨蠟基二甲基氯化銨的INCI名稱實(shí)施例4.酸性皮膚護(hù)理乳液這一實(shí)施例闡述在表5所示的配方內(nèi)，含有約5％α-羥基酸(乳酸)的酸性皮膚護(hù)理乳液中，使用約0.5-約0.6活性成分重量％的實(shí)施例1的陽(yáng)離子締合聚合物A。
表5

q.s.＝足以滿足要求的用量備注7優(yōu)選INCI化合物甘油基硬脂酸酯(和)PEG-100硬脂酸酯，例如由Uniqema銷售的ARLACEL165備注8Dow Corning Corp，的商品名，INCI名稱為環(huán)甲基硅酮(和)聚二甲基硅氧烷醇的混合物通過(guò)在升溫下，獨(dú)立地制備含成分No.2、3、4和5的油相和含成分No.1、6、7、8和9的水相，然后添加油相到水相中，混合直到形成均勻的乳液，從而在范圍為約55-約65℃的溫度下制備配方。然后冷卻乳液到約30℃，用成分no.10加香，并用成分no.11調(diào)節(jié)最終的pH。
在用成分no.11調(diào)節(jié)pH之前，乳液的pH為約2。完工的乳液的pH為約3.3，和Brookfield粘度為約11420mPa.s(24小時(shí)粘度)。乳液是非常平滑的有光澤的洗劑。
視需要，通過(guò)增加陽(yáng)離子締合聚合物的含量，可增加洗劑的粘度成粘稠的霜?jiǎng)?。判斷該組合物適合于用作使用α-羥基酸(AHA)、β-羥基酸(BHA)和類似物的酸性皮膚護(hù)理產(chǎn)品類型。
實(shí)施例5.織物柔軟劑這一實(shí)施例闡述在具有表6所示配方的含有esterquat的織物柔軟劑組合物中用作增稠劑的實(shí)施例1的陽(yáng)離子締合聚合物，聚合物A(實(shí)施例5A)和聚合物I(實(shí)施例5B、5C)的陽(yáng)離子鹽相容性。
表6

備注9由Cognis Corp.銷售的esterquat，甲基三乙醇銨甲基硫酸鹽二烷酯的商品名通過(guò)用羥基乙酸中和在水中的聚合物，制備組合物，以提供pH為約4的凝膠，然后將esterquat組分加入到凝膠中，并混合直到均勻。然后用羥基乙酸調(diào)節(jié)均勻混合物的pH到約pH3。
最初和在24小時(shí)之后測(cè)量組合物的粘度，并通過(guò)測(cè)量在約5℃的溫度下貨架儲(chǔ)存約12周之后和在約50℃的溫度下約4周之后的粘度，從而確定穩(wěn)定性。表6A中示出了結(jié)果。
表6A

為了比較，再次制備組合物，所不同的是用約0.2％和約0.4％由National Starch & Chemical以商品名STRUCTUREPlus銷售的據(jù)報(bào)道具有非離子/陽(yáng)離子電荷的酸可溶脹的商業(yè)流變學(xué)改性劑替代陽(yáng)離子締合聚合物。根據(jù)制造商，這一材料的INCI名稱為丙烯酸酯/胺基丙烯酸酯/C10-30烷基PEG-20衣康酸酯共聚物且以具有約21％固體和pH為約8-約9的液體乳液形式供應(yīng)。在約0.2％和0.4％STRUCTUREPlus的活性成分重量％濃度下，配方的即時(shí)Brookfield粘度分別為約140mPa.s和約250mPa.s，且它們中的每一種具有粒狀結(jié)構(gòu)和非均勻的流動(dòng)特征。
實(shí)施例6.頭發(fā)調(diào)節(jié)頭發(fā)定位組合物這一實(shí)施例闡述在含有適合于調(diào)節(jié)、固定和定型頭發(fā)的頭發(fā)固定劑，聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的兩種酸性含水凝膠(實(shí)施例6A、實(shí)施例6B)中使用實(shí)施例1的陽(yáng)離子締合聚合物A作為增稠劑的應(yīng)用。表7中示出了組合物以及Brookfield粘度和％澄清度。
表7

備注10由International Specialty Products以商品名GAFQUAT755N銷售的已中和的季化乙烯基吡咯烷酮/二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物的INCI名稱。
通過(guò)混合除了在水中的羥基乙酸以外的所有成分，然后用羥基乙酸向下調(diào)節(jié)pH，從而制備每一組合物。這兩種產(chǎn)品可平滑地鋪開(kāi)，且沒(méi)有美學(xué)上“粘性(stringy)”特征并提供良好的頭發(fā)定位效果(70％HHCR約1小時(shí))。
實(shí)施例7.殺生物相容性這一實(shí)施例闡述在表8所述的4個(gè)配方(實(shí)施例7A、7B、7C和7D)中，聚合物A，實(shí)施例1與陽(yáng)離子殺生物鹽的相容性以及Brookfield粘度。
表8

備注11由Lonza，Inc.以商品名BARDAC2250銷售的二癸基二甲基氯化銨的INCI名稱備注12由Lonza，Inc.以商品名BARQUATMB50銷售的烷基二甲基芐基氯化銨混合物的INCI名稱(C1450％，C1240％；C1610％)所有組合物均勻且具有平滑的流動(dòng)特征。
實(shí)施例8.頭發(fā)調(diào)節(jié)劑這一實(shí)施例闡述在頭發(fā)調(diào)節(jié)劑配方內(nèi)和在表9所示的活性成分含量下使用聚合物I(實(shí)施例8A、8B)和聚合物Q(實(shí)施例8C)以及基于儲(chǔ)存粘度的貨架穩(wěn)定性。
表9

備注13具有平均3-6個(gè)硅氧烷單元的環(huán)二甲基聚硅氧烷化合物的INCI名稱，例如Silicone SF1173(General Electric)。
通過(guò)在范圍為約62-約63℃的溫度下，一起共混成分nos.2、3、4和5，直到均勻，冷卻該混合物到范圍為約46-約47℃的溫度，然后混合所示的或者成分no.1a或1b，成分no.7，若存在的no.8、no.6和no.10，直到均勻，從而制備組合物。然后用成分no.9，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的pH到約pH4.5。
所有組合物的質(zhì)地平滑且可流動(dòng)。
實(shí)施例9.頭發(fā)調(diào)節(jié)劑這一實(shí)施例闡述在適合于用作頭發(fā)調(diào)節(jié)劑的表10所示的配方內(nèi)，在兩種濃度下(實(shí)施例9A、9B)，使用實(shí)施例1的聚合物I的應(yīng)用。
表10

備注14由乙烯基吡咯烷酮和二甲基胺基丙基甲基丙烯酰胺單體組成的季銨鹽的INCI名稱備注15環(huán)甲基硅酮(和)聚二甲基硅氧烷醇的INCI混合物的DowCorning的商品名通過(guò)預(yù)混A相的組分，并加熱該混合物到范圍為約55-約60℃的溫度，制備組合物。以所列的順序添加B相的組分，攪拌該批料直到均勻，然后冷卻該批料到約30℃的溫度，并用C相調(diào)節(jié)pH到約4.5。最終產(chǎn)品具有乳油狀白色外觀，非常良好的流動(dòng)特征和觸摸起來(lái)有絲般感覺(jué)。表10A示出了基于Brookfield粘度的組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
表10A

實(shí)施例10(凝膠)這一實(shí)施例闡述以表11所示的活性聚合物重量％用量在三種低pH的含水凝膠(實(shí)施例10A、10B和10C)內(nèi)使用實(shí)施例1的聚合物I的應(yīng)用。
表11

判斷該凝膠適合于用作通用目的的除去銹斑和污物的酸清潔劑，例如酸性盥洗盆清潔劑、廢物清潔劑、油槽車清潔劑、地板清潔劑和類似物。
也可采用無(wú)機(jī)酸，例如鹽酸、硫酸或磷酸而不是檸檬酸制備含水凝膠，以產(chǎn)生適合于除去銹斑或工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)、低pH凝膠。
實(shí)施例11(透明的浴室凝膠)
這一實(shí)施例闡述在透明的凝膠組合物內(nèi)在約1％的活性聚合物重量％下使用實(shí)施例1的聚合物I的應(yīng)用。使用表12所示的配方，在改變pH水平(凝膠A、B、和C)下，制備該凝膠組合物。
表12

凝膠A如下所述制備凝膠A。預(yù)混成分nos.1和2，在輕微攪拌下，將成分no.3加入到預(yù)混物內(nèi)，然后用成分no.4中和混合物到約pH4。然后在攪拌混合下，添加成分nos.6和7至中和的聚合物凝膠中，直到凝膠均勻且透明。凝膠A的pH為約4.2，Brookfield粘度為約4280mPa.s，且基于5次冷凍/解凍循環(huán)，判斷為穩(wěn)定。
凝膠B通過(guò)用成分no.7調(diào)節(jié)前面制備的透明凝膠A的pH到pH約5.2，制備凝膠B。測(cè)量凝膠B的樣品的粘度、濁度和穩(wěn)定性。凝膠B的Brookfield粘度為約3380mPa.s，且基于5次冷凍/解凍循環(huán)，判斷為穩(wěn)定。
凝膠C通過(guò)用成分no.7進(jìn)一步調(diào)節(jié)前面制備的剩余凝膠B到約pH5.6，制備凝膠C。凝膠C的Brookfield粘度為約3380mPa.s，且基于5次冷凍/解凍循環(huán)，判斷為穩(wěn)定。
每一凝膠A、B和C的濁度值為約41NTU。所有凝膠判斷為適合于用作透明的浴室凝膠。
實(shí)施例12(香波)該實(shí)施例闡述在具有表13所示的配方的香波組合物內(nèi)，在約1％的活性聚合物重量％下使用實(shí)施例1的聚合物I的應(yīng)用。
表13

通過(guò)以所列的順序混合各成分，然后視需要用成分no.6調(diào)節(jié)pH，并混合，直到均勻，從而制備香波。完工的香波的pH為約4.6。香波的Brookfield粘度為約5580mPa.s，濁度值為約53NTU，且基于5次冷凍/解凍循環(huán)，判斷為穩(wěn)定。判斷該香波適合于用作所有目的類型的香波。
為了比較，在沒(méi)有聚合物I成分no.5的情況下，類似地制備香波。對(duì)比香波的pH為約4.5，不粘(Brookfield粘度為約115mPa.s)且透明(濁度值為約3NTU)。
實(shí)施例13(抗頭皮屑香波)這一實(shí)施例闡述在含有巰氧吡啶鋅作為活性頭皮屑控制成分且具有表14所示的下述配方的抗頭皮屑香波組合物中，在約1％的活性聚合物重量％下使用實(shí)施例1的陽(yáng)離子締合聚合物I的應(yīng)用。
表14

備注16由Cognis Corp.銷售的烷基聚糖苷和具有C8-C16烷基分布的Ammonium Laureth Sulfate的非離子/陰離子表面活性劑共混物的商品名備注17由Arch Chemical，Inc.以商品名Zinc OMADINE作為48％分散液銷售的化合物的INCI名稱通過(guò)以所列的順序混合各成分，然后視需要用成分no.3調(diào)節(jié)pH，并混合直到均勻，從而制備香波。
完工的香波的pH為約4.5。香波的Brookfield粘度為約9500mPa.s，且具有平滑、乳油狀質(zhì)地和洗劑狀外觀。在環(huán)境室溫下，在貨架儲(chǔ)存時(shí)，香波保持物理穩(wěn)定至少約5個(gè)月的時(shí)間段，并基于5次冷凍/解凍循環(huán)，判斷為穩(wěn)定。
為了比較，在沒(méi)有聚合物I成分no.2的情況下，類似地制備香波。比較香波的pH為約4.5，且不粘(Brookfield粘度為約115mPa.s)且不穩(wěn)定(在環(huán)境室溫下在2周的儲(chǔ)存內(nèi)物理分離)。
實(shí)施例14(調(diào)節(jié)香波)該實(shí)施例闡述在具有表15所示的配方的調(diào)節(jié)香波組合物內(nèi)，在約1.5％的活性聚合物重量下使用實(shí)施例1的聚合物W。
表15

備注18環(huán)氧乙烷單元平均為1至4的磺基琥珀酸的乙氧基化月桂基醇半酯的二鈉鹽的INCI名稱備注19由Rona/Merck KGaA以商品名TIMIRONMP-115銷售的據(jù)報(bào)道具有69-75％云母和25-31％二氧化鈦的混合物。
如下所述制備香波。通過(guò)混合成分nos.1和2，在輕微攪拌下添加成分no.3，然后用成分no.4酸化混合物到約pH4.5，制備A相。在混合下，以所示的順序，將B相組分加入到A相中。通過(guò)預(yù)混成分no.7和8，獨(dú)立地制備C相，然后添加C相到A和B相的混合物內(nèi)。將D相的剩余成分No.9、10和11以所列的順序加入到該批料內(nèi)，用成分12調(diào)節(jié)pH到約4.5。
完工的香波的pH為約4.6。香波具有緞光外觀，與不含聚合物W制備的對(duì)比香波相比，判斷更具有珍珠色。香波平滑地流動(dòng)，在環(huán)境室溫下，在本發(fā)明至少一周的貨架儲(chǔ)存過(guò)程中，硅氧烷組分保持乳化。香波的Brookfield粘度為約7120mPa.s，基于5次冷凍/解凍循環(huán)判斷為穩(wěn)定。判斷該香波適合于用作常稱為“二合一”調(diào)節(jié)香波類型的調(diào)節(jié)香波。
為了比較，在不具有聚合物W組分的情況下類似地制備的香波的pH為約4.6，不粘(Brookfield粘度小于100mPa.s)且不穩(wěn)定(在環(huán)境室溫下在24小時(shí)內(nèi)物理分離)。類似地，用相等量的polyquaternium-32(SALCARESC-92的INCI名稱，Ciba SpecialtyChemicals)替代聚合物W配制的香波不穩(wěn)定，顯示出相分離。(SALCARESC-92是據(jù)報(bào)道含有Ethanaminium，N，N，N-三甲基-2-[(2-甲基-1-氧-2-丙烯基)氧基]-，氯化物，聚合物和2-丙烯酰胺的陽(yáng)離子共聚物的液體分散液混合物的商品名)。
實(shí)施例15(陽(yáng)離子霜?jiǎng)┱{(diào)節(jié)劑)這一實(shí)施例闡述在表16所示的陽(yáng)離子乳油狀調(diào)節(jié)劑配方內(nèi)，在約1.6％的活性聚合物重量下使用聚合物W的應(yīng)用。
表16

在沒(méi)有通氣的情況下，通過(guò)混合成分nos.1、2和3，制備霜?jiǎng)┲苿⒊煞謓o.4加入到混合物中，并在添加成分nos.5和6之前，徹底混合。然后將成分no.7加入到前述混合物中，并在調(diào)節(jié)pH范圍之前徹底混合。所得制劑具有白色乳油狀外觀和平滑的稠度。基于冷凍/解凍循環(huán)判斷配方穩(wěn)定。起始Brookfield粘度為約14400mPa.s，且在儲(chǔ)存時(shí)，在環(huán)境室溫下，以及在約45℃的溫度下至少4周的時(shí)間段內(nèi)，基本上保持不變。
實(shí)施例16(陽(yáng)離子調(diào)節(jié)劑)這一實(shí)施例闡述在表17所示的陽(yáng)離子調(diào)節(jié)劑制劑內(nèi)，在約2％的活性聚合物重量下使用聚合物W的應(yīng)用表17

Brookfield粘度，mPa.s 3770澄清度(％T) 83在沒(méi)有通氣的情況下，通過(guò)混合成分nos.1、2和3，制備透明的調(diào)節(jié)劑配方。將成分no.4加入到該混合物中，并在添加成分no.5之前，徹底混合。然后添加成分no.6到前述混合物中，并在用成分no.7調(diào)節(jié)pH之前徹底混合。所得制劑基本上透明且具有平滑的稠度。
為了比較，類似地制備第二種調(diào)節(jié)劑，所不同的是在同樣2％的活性聚合物重量下，使用實(shí)施例5中所述的商業(yè)陽(yáng)離子聚合物StructurePlus而不是聚合物W。該組合物的Brookfield粘度為約450mPa.s，澄清度(％T)為77，且具有非所需的結(jié)塊、粒狀稠度。
為了進(jìn)一步比較，類似地制備第三種調(diào)節(jié)劑，所不同的是在1％的活性成分重量下，使用常規(guī)的非離子水溶性增稠劑羥乙基纖維素(NATROSOL250HHR，CS化妝品高純度等級(jí)，Aqualon/Hercules，Wilmington，DE)而不是聚合物W。所得組合物的Brookfield粘度為約3900mPa.s，澄清度(％T)為約97，且具有不美觀的“粘性”稠度。
基于陽(yáng)離子吸附用的公知“Rubine Dye Test”的改性，使用白色牦牛毛，并測(cè)定從用冰醋酸調(diào)節(jié)到約pH3.5的約0.5％Pyrazole染料(Clariant)溶液中的吸附，判斷在不存在CTAC的情況下，聚合物W對(duì)頭發(fā)的直接染色情況。(參見(jiàn)，例如Crawford等人，“A Replacementfor Rubine dye for detecting cationics on keratin”，J.Soc.Cosm.Chem.V31，pp.273-278(1980年9月/10月)，其相關(guān)公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入)。
實(shí)施例17(頭發(fā)定位和調(diào)節(jié)組合物)這一實(shí)施例闡述在定位、定型和/或調(diào)節(jié)頭發(fā)有用的含水頭發(fā)護(hù)理調(diào)節(jié)組合物中，在約3％的活性聚合物重量下，使用陽(yáng)離子締合聚合物，實(shí)施例1，表2A的聚合物AF的應(yīng)用。在一項(xiàng)研究中，單獨(dú)使用聚合物AF(實(shí)施例17A)作為唯一的調(diào)節(jié)、流變學(xué)改性、成膜頭發(fā)固定聚合物。在額外的研究中，在含水配方中且以表18所示的用量，結(jié)合使用聚合物AF與約3％活性聚合物重量的商業(yè)非離子輔助頭發(fā)固定聚合物(實(shí)施例17B-17D)；約3％活性聚合物重量的商業(yè)陽(yáng)離子輔助頭發(fā)固定劑聚合物(實(shí)施例17E-17L)；約1％或3％活性聚合物重量的商業(yè)兩性輔助頭發(fā)固定劑聚合物(分別實(shí)施例17M和17N)；或者約1％或3％活性聚合物重量的商業(yè)輔助陽(yáng)離子調(diào)節(jié)聚合物(實(shí)施例17O-17T)。
表18

5.羥基乙酸(50％)到pH4-6 q.s.
通過(guò)在水中分散表18A所述的商業(yè)輔助聚合物成分no.3并混合，以提供聚合物水溶液，然后將聚合物AF混合到該聚合物水溶液內(nèi)，用成分no.5，調(diào)節(jié)pH到約5，然后添加成分no.4，并視需要用成分no.5調(diào)節(jié)pH到約4-約6的范圍，從而制備每一組合物。觀察組合物的外觀，和在24小時(shí)之后，在測(cè)量的情況下，如下所述測(cè)量Brookfield粘度，以及濁度、澄清度和頭發(fā)定位效果。除非另有說(shuō)明，根據(jù)9束頭發(fā)發(fā)束/所研究的組合物，計(jì)算HHCR的頭發(fā)定位效果。在測(cè)量的情況下，在表18A中示出了粘度、濁度和澄清度結(jié)果。
表18A

表18A的備注備注20PVP K90，BASF(據(jù)報(bào)道重均分子量為約1300000道爾頓)。
備注21PVP K30，BASF(據(jù)報(bào)道重均分子量為約60000道爾頓)。
備注22PVP73W，BASF。
備注23Gafquat734N，ISP，以在乙醇中50％的形式供應(yīng)。
備注24GafquatHS-100，ISP。
備注25CelquatH-100，National Starch。
備注26LuviquatFC-370，BASF。
備注27LuviquatHold，BASF。
備注28StylezeW20，ISP。
備注29由ISP銷售的INCI名稱為乙烯基己內(nèi)酰胺/PVP/二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物的陽(yáng)離子固定聚合物的商品名。
備注30由National Starch銷售的INCI名稱為辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙烯酸丁基氨基乙酯共聚物的兩性聚合物的商品名。
備注31由Clariant銷售、以在乙醇中40％形式供應(yīng)的INCI名稱為丙烯酸酯/丙烯酸月桂酯/丙烯酸硬脂基酯/乙基胺氧化物甲基丙烯酸酯共聚物的兩性聚合物的商品名。
備注32UCAREPolymer JR-400，Amerchol。
備注33Merquat3330，Ondeo Nalco。
備注34MackerniumTM007，McIntyre Group，Ltd.
備注35由Rhodia銷售的INCI名稱為瓜耳膠羥丙基三甲基氯化銨的季化瓜耳膠衍生物的商品名。
備注36KytamerPC，Amerchol。
備注37CelquatSC-230M，National Starch & Chemical。
實(shí)施例17A.含有聚合物AF作為唯一的調(diào)節(jié)、固定聚合物的含水組合物的pH為約4.1，是透明的凝膠，且令人驚奇的是，提供優(yōu)良的頭發(fā)固定效果(70％HHCR為約4小時(shí)，和在約8小時(shí)處的HHCR為約57％)。
實(shí)施例17B-17D.含有聚合物AF和商業(yè)非離子聚合物PVP(實(shí)施例17B、17C)或PVP/VA(實(shí)施例17D)的含水組合物的pH范圍為約4.3-約5.5，且基本上是透明的凝膠。判斷實(shí)施例17B的組合物的頭發(fā)固定效果非常良好(70％的HHCR為至少約3小時(shí)，和在約8小時(shí)處的HHCR為約52％)。含有聚合物AF和PVP或PVP/VA(實(shí)施例17C和實(shí)施例17D)的結(jié)合的組合物提供良好至較弱的頭發(fā)固定效果(70％的HHCR為小于1小時(shí)，和在約8小時(shí)處的HHCR為約27-約31％)，從而使得這些組合物更適合于頭發(fā)的臨時(shí)裝飾或定型而不是頭發(fā)保持。判斷實(shí)施例17D相對(duì)不容易彎曲且適合于實(shí)現(xiàn)新型的頭發(fā)形狀。
實(shí)施例17E-17L.含聚合物AF和商業(yè)陽(yáng)離子固定聚合物的組合物的pH范圍為約4.1-約4.4。實(shí)施例17E、17F、17H、17K和17L的組合物基本上透明。實(shí)施例17E的組合物提供優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(經(jīng)至少約8小時(shí)HHCR為大于或等于70％)，和實(shí)施例17K的組合物提供最多約24小時(shí)優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(經(jīng)至少約8小時(shí)HHCR為91％，和在約24小時(shí)處為88％)，并判斷組合物的質(zhì)地在美學(xué)上是平滑的。實(shí)施例17I的組合物提供非常良好的頭發(fā)定位效果(經(jīng)大于1小時(shí)但小于約2小時(shí)HHCR為70％)且判斷組合物的結(jié)構(gòu)相對(duì)剛硬。實(shí)施例17H的組合物半透明且結(jié)構(gòu)平滑，并提供優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(經(jīng)最多約24小時(shí)HHCR為大于或等于約96％)。實(shí)施例17J的組合物具有高的粘度，肉眼看渾濁(略微渾濁)并提供優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(經(jīng)至少約7小時(shí)HHCR為70％，和在約8小時(shí)處HHCR為約64％)。
實(shí)施例17M-17N.含有聚合物AF和兩性聚合物的凝膠組合物的pH為約4.2至約4.4。實(shí)施例17M的組合物的粘度為約71400mPa.s，不透明且提供良好至較弱的頭發(fā)定位效果(小于1小時(shí)HHCR為70％，和在約8小時(shí)處為37％)。實(shí)施例17N的組合物的粘度為約12200mPa.s，且為平滑、基本上透明的凝膠(濁度為約38NTU)。
實(shí)施例17O-17T.含有聚合物AF和陽(yáng)離子調(diào)節(jié)聚合物的實(shí)施例17O-17T的組合物的pH為約4.2-約4.3。實(shí)施例17O的組合物是渾濁的發(fā)粘凝膠，它提供優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(經(jīng)最多約24小時(shí)HHCR為大于90％)，從而使得它適合于特殊或新型的頭發(fā)定型和其中希望高度保持力的應(yīng)用。實(shí)施例17P的組合物具有高的粘度、不透明并提供優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(經(jīng)最多約24小時(shí)HHCR為大于90％)。實(shí)施例17Q的組合物具有高的粘度，平滑并提供非常良好的頭發(fā)定位效果(經(jīng)至少約2小時(shí)HHCR大于或等于70％，和在約8小時(shí)處HHCR為約51％)。實(shí)施例17R的組合物是粘的基本上透明的凝膠。實(shí)施例17S的組合物是渾濁、暗色凝膠，經(jīng)判斷適合于其中對(duì)產(chǎn)品澄清度不關(guān)心的應(yīng)用。實(shí)施例17T的組合物是基本上透明的凝膠。
水醇組合物在第二項(xiàng)研究中，通過(guò)重復(fù)以上所述的工序，制備實(shí)施例17A-17T的配方作為水醇組合物，所不同的是在步驟1中，商業(yè)聚合物分散在乙醇SD-40和水的混合物內(nèi)，以便最終的水醇頭發(fā)護(hù)理組合物含有約10重量％的乙醇。如下所述，醇降低除了實(shí)施例17O和17S以外的所有組合物的粘度。
實(shí)施例17A.含有聚合物AF的水醇組合物(實(shí)施例17A)再次為粘度略低(約34100mPa.s)的基本上透明的凝膠(濁度為約21.4NTU)，并提供優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(70％的HHCR增加到約5小時(shí))。
實(shí)施例17B-17D.醇降低實(shí)施例17B、17C和17D的組合物的粘度到約38550mPa.s(實(shí)施例17C)到約47000mPa.s(實(shí)施例17D)的范圍，并增加澄清度(濁度范圍為約26.3NTU(實(shí)施例17C)到約28NTU(實(shí)施例17B)，且實(shí)施例17D的澄清度增加到約71.1％T)。實(shí)施例17B的頭發(fā)定位效果增加到優(yōu)良(70％的HHCR為約5小時(shí))。
實(shí)施例17E-17L.醇降低實(shí)施例17E、17F、17H、17K和17L的組合物的粘度，但仍膠凝(粘度范圍為約10300mPa.s(實(shí)施例17F)到約51200mPa.s(實(shí)施例17H))，并維持基本上透明(濁度范圍為約26.5NTU(實(shí)施例17L)到約36NTU(實(shí)施例17E)，和實(shí)施例17E、17H和17K的組合物的澄清度分別增加到約65.5、76.6和71％T)。通過(guò)存在醇，實(shí)施例17E的組合物的優(yōu)良的頭發(fā)定位效果未變(70％的HHCR為約8小時(shí))。在實(shí)施例17G內(nèi)的組合物包括醇產(chǎn)生粘度為約21400mPa.s、濁度為約40NTU和澄清度為約62％T的基本上透明的凝膠。在實(shí)施例17I的組合物內(nèi)包括醇產(chǎn)生約2880mPa.s的中等粘度并改進(jìn)澄清度(濁度下降到約68NTU，和澄清度增加到約35％T)。在實(shí)施例17J的組合物內(nèi)包括醇產(chǎn)生粘度為約13950mPa.s的凝膠并改進(jìn)澄清度(濁度下降到約66.2NTU)。
實(shí)施例17M-17N.醇降低實(shí)施例17M的凝膠組合物的粘度到約35000mPa.s。醇降低實(shí)施例17N的組合物的粘度到約7460mPa.s的高粘度并增加澄清度(濁度降低到約26.4NTU)。
實(shí)施例17O-17T.實(shí)施例17O的水醇組合物具有略微增加的粘度和改進(jìn)的澄清度(粘度為約38100mPa.s，濁度為約67NTU，和澄清度為約30％T)。實(shí)施例17P的水醇組合物具有約7000mPa.s的略微增加的粘度，不透明且保持其優(yōu)良的頭發(fā)定位效果(24小時(shí)的HHCR)。在實(shí)施例17Q的組合物內(nèi)的醇降低粘度并改進(jìn)澄清度(粘度為約5100mPa.s，濁度為約52.3NTU，和澄清度為約57％T)。在實(shí)施例17R的組合物內(nèi)的醇降低粘度并略微改進(jìn)澄清度(粘度為約120000mPa.s，濁度為約40.4NTU)。實(shí)施例17S的組合物內(nèi)的醇增加粘度和濁度(粘度為約32000mPa.s，濁度為約235NTU，和澄清度為約1.7％T)。在實(shí)施例17T的水醇組合物中，醇略微降低粘度到約72400mPa.s，并進(jìn)一步改進(jìn)澄清度(濁度下降到約40.9NTU)。
實(shí)施例18頭發(fā)(調(diào)節(jié)劑組合物)這一實(shí)施例闡述以表19所示的用量，在頭發(fā)調(diào)節(jié)劑組合物中，在約2％的活性聚合物重量下，使用陽(yáng)離子締合聚合物，實(shí)施例1，表2的聚合物Y作為唯一的調(diào)節(jié)劑(實(shí)施例18A)，和結(jié)合外加的聚二甲基硅氧烷共聚醇(實(shí)施例18B-18C)，和結(jié)合外加的聚二甲基硅氧烷共聚醇和季銨化合物二者(實(shí)施例18D、18E)。
表19

備注38Cetiol HE，Cognis備注39Dow Corning 193，Dow Corning通過(guò)輕輕地混合聚合物Y和水，用成分no.12部分中和該聚合物溶液到pH約5，然后以所列順序混合剩余成分，并視需要用成分no.12調(diào)節(jié)pH到約4，從而制備組合物。
在添加香料之前測(cè)量實(shí)施例18C的組合物基本上透明(濁度為16.5NTU)。實(shí)施例18D的組合物基本上透明(新制備時(shí)，濁度為約5.45NTU，和在24小時(shí)之后為約13.9NTU)。實(shí)施例18E的組合物當(dāng)新制備時(shí)基本上透明(濁度為24.4NTU)，在24小時(shí)之后變得不透明(濁度為109.2NTU)。
實(shí)施例19(陽(yáng)離子調(diào)節(jié)劑組合物)這一實(shí)施例說(shuō)明在表20所示的配方和用量中，各種濃度的陽(yáng)離子締合聚合物，實(shí)施例1的聚合物W與各種陽(yáng)離子季銨化合物的相容性。
表20

表20的備注備注40CTAC是指實(shí)施例2中所述的鯨蠟基三甲基氯化銨。
備注41BTAC是指INCI名稱為Behentrimonium chloride的季銨化合物，確定為N，N，N-三甲基-1-docosaminium chloride。
備注42由Stepan Company以商品名WECOBEES銷售的產(chǎn)品的INCI名稱。
備注43由Stepan Company以商品名NEOBEEM-5銷售的產(chǎn)品的INCI名稱。
如下所述制造組合物。通過(guò)在適中的混合攪拌下，在水中逐漸分散聚合物W(成分no.2)，并混合，直到得到透明溶液，從而制備A部分。然后添加A部分的其余成分，并加熱該混合物到范圍為約65-約70℃的溫度。在獨(dú)立的容器內(nèi)，通過(guò)混合B部分的成分并加熱該混合物到范圍為約65-約70℃的溫度，混合直到獲得不含固體的均勻混合物，制備B部分。然后在適中的混合攪拌下，將B部分加入到A部分中，并混合，直到均勻(約15分鐘)。然后冷卻所得混合物到范圍為約35-約40℃的溫度。然后添加C部分，并視需要，通過(guò)添加D部分，調(diào)節(jié)pH到約4-約4.4的范圍內(nèi)。
所有組合物的pH范圍為約4(實(shí)施例19F)和約4.2(實(shí)施例19B)，且每一組合物具有光澤的白色、乳油狀外觀。組合物的粘度范圍為從稀薄(實(shí)施例19F)到高(實(shí)施例19C、19D和19E)到凝膠(實(shí)施例19A、19B)。
實(shí)施例20(衛(wèi)生洗滌劑組合物)這一實(shí)施例闡述在不含醇、抗菌的消毒劑配方內(nèi)和在表21所示的活性成分用量下，使用陽(yáng)離子締合聚合物，聚合物W(實(shí)施例20A)和聚合物Y(實(shí)施例20B、20C、20D和20E)的應(yīng)用。
表21活性成分wt％

表20的備注備注44由Lonza，Inc.以商品名LONZAGARD銷售的二異丁基苯氧基乙氧基乙基二甲基芐基氯化銨的INCI名稱備注45由Noveon，Inc.銷售的產(chǎn)品的INCI名稱。
通過(guò)在環(huán)境室溫下，混合成分no.3與成分no.1，直到均勻(約15分鐘)，然后添加成分no.2，并混合直到均勻，用成分no.4調(diào)節(jié)pH到約4.4-約4.7的范圍內(nèi)，然后測(cè)量pH、粘度和濁度值，從而制備組合物。然后如表21所示，添加成分no.5到實(shí)施例20B和20D的配方中，并再次測(cè)量粘度。實(shí)施例1的聚合物W的聚合物乳液具有約20.9％重量的總聚合物固體，且實(shí)施例1的聚合物Y的聚合物乳液具有約20.7重量％的總聚合物固體。
判斷該組合物適合作為消毒組合物，和尤其適合作為手的消毒劑。
實(shí)施例21(儀器頭發(fā)梳理)使用配有硬質(zhì)橡膠梳的已知Texture Analyzer(TextureTechnology Corp.)儀器，用儀器評(píng)價(jià)實(shí)施例18A、18B和18C的頭發(fā)調(diào)節(jié)劑組合物的濕梳性能，并在約23℃的溫度和約50％RH的環(huán)境濕度下進(jìn)行梳理。用去離子水浸濕漂白的歐洲天然褐色人發(fā)的發(fā)束，用手均勻地施加約2g的調(diào)節(jié)劑，并用拇指和食指通過(guò)發(fā)束分配約1分鐘，然后用微溫的自來(lái)水漂洗發(fā)束約30秒。然后通過(guò)Texture Analyzer儀器的A/TG拉伸夾具固定漂洗過(guò)的濕發(fā)束，并通過(guò)抬高拉伸夾具，以約3mm/s的速度牽引頭發(fā)經(jīng)過(guò)梳子的細(xì)齒部分，直到發(fā)束的全長(zhǎng)完全穿過(guò)，從而梳理。抬高發(fā)束所需的作用力(克)記錄為距離的函數(shù)。在相同的發(fā)束上反復(fù)4次徹底梳理(comb-through)的工序，總計(jì)5次徹底梳理的牽引。對(duì)于基線測(cè)量來(lái)說(shuō)，在施加試驗(yàn)組合物之前，測(cè)量每一發(fā)束5次以供徹底梳理，并在施加試驗(yàn)組合物之后反復(fù)測(cè)量，并對(duì)總的作用力％取平均。
通過(guò)提供濕梳調(diào)節(jié)，判斷聚合物Y(實(shí)施例18A)，和通過(guò)存在二甲基聚硅氧烷共聚醇(實(shí)施例18B、18C)進(jìn)一步改進(jìn)梳理的容易程度。濕梳數(shù)據(jù)表明實(shí)施例18B和18C的組合物的調(diào)節(jié)基本上相等，且這兩種組合物均比實(shí)施例18A的組合物提供更容易的濕梳。
實(shí)施例22(酸性表面活性劑皮膚清潔劑)這一實(shí)施例闡述在含有α-羥基酸(乳酸)和L-精氨酸的兩性羥基絡(luò)合物的酸性表面活性劑皮膚清潔劑配方內(nèi)，實(shí)施例1的聚合物AF與陰離子表面活性劑的相容性。
表22

備注46由Cognis以商品名EuperlanPK-3000銷售的產(chǎn)品的INCI名稱備注47由Cognis以商品名LamesoftPO-65(65％)銷售的產(chǎn)品的INCI名稱備注48由Cognis以商品名StandamoxCAW銷售的產(chǎn)品的INCI名稱備注49由Cognis以商品名Texapon611(42.8％)銷售的產(chǎn)品的INCI名稱備注50由Cognis以商品名AHCareL-65銷售的產(chǎn)品的INCI名稱通過(guò)在水中以所示的順序分散成分nos.2到6，在每一次添加之間均勻混合，從而制備組合物。用成分no.7調(diào)節(jié)混合物的pH到約3.8-約3.9的范圍內(nèi)。然后添加成分no.8，接著添加聚合物AF(no.9)，然后視需要，用成分no.7調(diào)節(jié)pH到約4.1-約4.2的范圍。
最終的組合物的pH為約4.1，和Brookfield粘度為約5640mPa.s。判斷該組合物尤其適合作為身體清潔劑，典型地稱為浴液。
實(shí)施例23(摩絲配方)
表23

在去離子水內(nèi)分散聚合物AF。然后以所列的順序添加成分nos.3、4和5，在每一次添加之后混合直到均勻。添加成分no.8，并混合直到批料均勻。預(yù)混成分nos.6和9，并加入到前述批料中。用檸檬酸調(diào)節(jié)pH到約5。判斷該配方適合于在摩絲產(chǎn)品中使用。
實(shí)施例24(彩色處理和彩色維護(hù)用香波)這一實(shí)施例闡述適合于彩色處理和彩色維護(hù)的兩種香波(24A和24B)。
表24

備注51由Cognis以商品名StandpolES-2銷售的產(chǎn)品的INCI名稱備注52由Cognis以商品名StanvapolEA-2銷售的產(chǎn)品的INCI名稱備注53由Cognis以商品名GluadinWK銷售的產(chǎn)品的INCI名稱備注54(a)ArianorSienna Brown；(b)ArianorSteel Blue；(c)ArianorMadder Red的INCI名稱，全部由Warner JenkinsonEurope，Ltd.銷售通過(guò)在輕輕地?cái)嚢柘拢谌ルx子水中分散聚合物AF，在混合下添加成分nos.3和6，用檸檬酸部分中和混合物到pH約5，然后以所列順序添加其余成分nos.4、5、7、8、9和10，從而制備香波24A。將成分nos.11、12、13和香料的共混物加入到該混合物中，并用成分no.15調(diào)節(jié)pH到約4.7-約5.0的范圍。
判斷香波24A在使用過(guò)程中，適合于使頭發(fā)著色，和適合于用作處理香波繼續(xù)維持頭發(fā)的顏色。
按照香波24A的工序制備香波24B，所不同的是不存在任何著色劑染料。判斷香波24B適合于洗滌已著色或者化學(xué)處理的頭發(fā)且沒(méi)有從頭發(fā)上除去顏色。
實(shí)施例25(香波配方的反堿方法)這一實(shí)施例闡述在香波組合物中使用實(shí)施例1的聚合物AF的應(yīng)用。它證明通過(guò)使用配方的反堿方法，可改進(jìn)粘度、濁度和流動(dòng)值。
表25

使用“反堿”配方技術(shù)制備選擇的實(shí)施例配方。以上示出了在約1.5％的活性成分重量下的實(shí)施例1的聚合物AF。如下所述制備香波。通過(guò)混合成分no.1和2，在輕輕地混合下添加成分no.3，然后用成分no.4酸化該混合物到約pH4.5，從而制備A相。在混合下，以所指的順序，將B相的組分加入到A相中。將C相以所列的順序加入到批料中，并用成分8調(diào)節(jié)pH至約4。用檸檬酸制備香波到約pH4.0，然后用50％氫氧化鈉溶液漂洗，向上提高pH。對(duì)于降低和提高組合物的pH二者，記錄粘度和流動(dòng)值的測(cè)量結(jié)果。注意在使用本發(fā)明的聚合物AF，在添加氫氧化鈉之后，表26所示的粘度值、流動(dòng)值增加，且沒(méi)有損失配方的澄清度。
表26

實(shí)施例26(對(duì)比)與實(shí)施例25列出的一樣制備香波配方，所不同的是沒(méi)有首先降低pH。使用NaOH(在水中50wt％)向上調(diào)節(jié)起始pH。下表27中示出了粘度值。
表27

圖1比較了反堿工序與在首先沒(méi)有酸化聚合物的情況下升高pH的粘度值。
實(shí)施例27和28香波配方(反堿方法)與實(shí)施例25所述一樣制備實(shí)施例27和28的香波配方，所不同的是在各配方中使用實(shí)施例1的聚合物AU和AV。然后使香波配方進(jìn)行實(shí)施例25中所述的反堿增稠工序。表28中列出了結(jié)果。
表28

實(shí)施例29(對(duì)比)
這一實(shí)施例證明通過(guò)使用反堿技術(shù)和羥基乙酸，粘度、濁度和流動(dòng)值的改進(jìn)不如使用檸檬酸。在下表29所示的配方內(nèi)，在約1.5％的活性成分重量下使用實(shí)施例1的聚合物AF。用羥基乙酸降低香波的pH到pH4.0。隨后與實(shí)施例25一樣，用50％NaOH溶液向上調(diào)節(jié)pH。對(duì)于pH降低步驟和pH提高步驟二者，記錄粘度和流動(dòng)值的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量每一pH值下的粘度和流動(dòng)值，并在表30中所列出記錄。粘度值不如實(shí)施例25的檸檬酸結(jié)果一樣大。另外，濁度值較高且流動(dòng)值較低。
表29

表30

圖2示出了用檸檬酸(實(shí)施例25)與羥基乙酸(實(shí)施例29)酸化的配方相比的比較pH/粘度曲線。
實(shí)施例30-32調(diào)節(jié)香波配方(反堿方法)
該實(shí)施例闡述在具有下表31所示的配方的調(diào)節(jié)香波組合物內(nèi)，使用實(shí)施例1的聚合物AF的應(yīng)用。如下所述制備香波(實(shí)施例30)。通過(guò)混合成分nos.1和2，然后在輕輕地混合下，添加成分no.3，從而制備A相。然后用成分no.4酸化A相到pH約4.5。然后(在混合下)以所指的順序，將B相的組分加入到A相中。通過(guò)預(yù)混成分no.7和8，然后添加C相到A和B相的混合物中，從而獨(dú)立地制備C相。將D相中的其余成分nos.9、10和11以所指的順序加入到該批料中，并用成分12調(diào)節(jié)pH到約4.8。
進(jìn)一步用檸檬酸調(diào)節(jié)一部分實(shí)施例30到pH4.1，并取出樣品且標(biāo)記為實(shí)施例31。
用50％NaOH處理一部分實(shí)施例30，使最終的pH達(dá)到6.1，并取出樣品且標(biāo)記為實(shí)施例32。對(duì)于每一樣品進(jìn)行粘度和流動(dòng)測(cè)量并在表32中列出。
表31

表32

使用配有硬質(zhì)橡膠梳的Texture Analyser儀器，評(píng)價(jià)實(shí)施例30-32的香波配方的濕梳性能。在室溫和約50％RH的環(huán)境濕度下進(jìn)行梳理。用水浸濕漂白的歐洲天然褐色人發(fā)的發(fā)束，然后用約2g實(shí)施例30-32的配方洗滌約1分鐘。用微溫的自來(lái)水漂洗發(fā)束約30秒。然后通過(guò)Texture Analyser儀器的A/TG拉伸夾具固定漂洗過(guò)的濕發(fā)束，并通過(guò)抬高拉伸夾具，以約3mm/s的速度牽引頭發(fā)經(jīng)過(guò)梳子的細(xì)齒部分，直到發(fā)束的全長(zhǎng)完全穿過(guò)，從而梳理。抬高發(fā)束所需的歸一化力記錄為距離的函數(shù)。在相同的發(fā)束上反復(fù)5次徹底梳理(comb-through)的工序，并記錄5次試驗(yàn)的平均歸一化力。在施加試驗(yàn)組合物之前，在每一發(fā)束上進(jìn)行對(duì)照測(cè)量并記錄。下表33中示出了結(jié)果。
表33

實(shí)施例33淋浴凝膠配方(反堿方法)使用表34中列出的各成分，制備淋浴凝膠配方。通過(guò)混合成分no.1和2，然后在輕輕地混合下添加成分no.3，從而制備A相。在混合下，以所指的順序，將B相的組分加入到A相中。用成分9調(diào)節(jié)pH，遞增到約pH4。然后通過(guò)添加成分10，遞增提高酸化組合物的pH。在每一pH遞增下進(jìn)行各種測(cè)量。下表35中列出了結(jié)果。
表34

表35

實(shí)施例34-35在這些實(shí)施例中，按照與制備實(shí)施例33的淋浴凝膠組合物所列出的相同的配方步驟，所不同的是使用表36中列出的聚合物。
表36

根據(jù)前述實(shí)施例，可看出。本發(fā)明的聚合物可在寬范圍的各種不同的含水組合物中使用且與陽(yáng)離子季銨鹽、陽(yáng)離子表面活性劑和陰離子表面活性劑相容。前述討論和所報(bào)道的結(jié)果打算闡述本發(fā)明，而不認(rèn)為是限制。在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的其它變體是可能的，且對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)本身容易呈現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定的、含水聚合物組合物，其包括a.酸可溶脹的陽(yáng)離子締合聚合物；b.至少一種兩性表面活性劑；c.選自陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑及其混合物中的任選的表面活性劑；d.有效量的酸性材料，以便得到范圍為約0.5-約7的降低的pH的增稠聚合物組合物；e.有效量的隨后添加的堿性pH調(diào)節(jié)劑，以便得到相對(duì)于所述降低的pH的組合物，pH增加的組合物。
2.權(quán)利要求1的聚合物組合物，其中由含下述的單體混合物聚合得到所述酸可溶脹的陽(yáng)離子締合聚合物至少一種氨基取代的乙烯基單體；至少一種疏水非離子乙烯基單體；至少一種締合性乙烯基單體；至少一種半疏水的乙烯基表面活性劑單體；和任選地至少一種羥基取代的非離子乙烯基單體。
3.權(quán)利要求2的聚合物，其中所述單體混合物進(jìn)一步含有交聯(lián)單體。
4.權(quán)利要求2的聚合物，其中氨基取代的乙烯基單體選自(甲基)丙烯酸單-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷基酯；(甲基)丙烯酸二-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷基酯；單-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷基(甲基)丙烯酰胺；二-(C1-C4)烷基氨基(C1-C8)烷基(甲基)丙烯酰胺；含氮雜環(huán)(甲基)丙烯酰胺；含氮雜環(huán)(甲基)丙烯酸酯；及其混合物。
5.權(quán)利要求2的聚合物，其中疏水非離子乙烯基單體是具有或者下式(I)或(II)的化合物(I)CH2＝C(X)Z，(II)CH2＝CH-OC(O)R；其中在每一個(gè)化學(xué)式(I)和(II)中，X是H或甲基；和Z是-C(O)OR1、-C(O)NH2、-C(O)NHR1、-C(O)N(R1)2、-C6H4R1、-C6H4OR1、-C6H4Cl、-CN、-NHC(O)CH3、-NHC(O)H、N-(2-吡咯烷酮基)、N-己內(nèi)酰胺基、-C(O)NHC(CH3)3、-C(O)NHCH2CH2-N-亞乙基脲、-SiR3、-C(O)O(CH2)xSiR3、-C(O)NH(CH2)xSiR3或-(CH2)xSiR3；x是范圍為1-約6的整數(shù)；每一R獨(dú)立地為C1-C30烷基；每一R1獨(dú)立地為C1-C30烷基、羥基取代的C2-C30烷基或鹵素取代的C1-C30烷基。
6.權(quán)利要求2的聚合物，其中疏水非離子乙烯基單體是丙烯酸C1-C30烷基酯、甲基丙烯酸C1-C30烷基酯或其混合物。
7.權(quán)利要求2的聚合物，其中締合性乙烯基單體選自下述式(III)中的至少一種化合物 其中每一R2獨(dú)立地為H、甲基、-C(O)OH或-C(O)OR3，R3是C1-C30烷基；A是-CH2C(O)O-、-C(O)O-、-O-、-CH2O-、-NHC(O)NH-、-C(O)NH-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)O-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)NH-或-CH2CH2NHC(O)-；Ar是二價(jià)芳基；E是H或甲基；z是0或1；k是范圍為0-約30的整數(shù)，和m是0或1，條件是當(dāng)k為0時(shí)，m為0，和當(dāng)k在1-約30范圍內(nèi)時(shí)，m為1；(R4-O)n是聚氧化烯基，它是C2-C4氧化烯單元的均聚物、無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物，其中R4是C2H4、C3H6、C4H8或其混合物，和n是范圍為約5-約250的整數(shù)；Y是-R4O-、-R4NH-、-C(O)-、-C(O)NH-、-R4NHC(O)NH-或-C(O)NHC(O)-；和R5是選自C8-C40直鏈烷基、C8-C40支鏈烷基、C8-C40碳環(huán)烷基、C2-C40烷基取代的苯基、芳基取代的C2-C40烷基和C8-C80復(fù)合酯中的取代或未取代的烷基；其中R5烷基任選地包括選自羥基、烷氧基和鹵素基團(tuán)中的一個(gè)或更多個(gè)取代基。
8.權(quán)利要求2的聚合物，其中半疏水乙烯基表面活性劑單體包括可聚合的不飽和端基和共價(jià)鍵合到其上的聚氧化烯基。
9.權(quán)利要求8的聚合物，其中聚氧化烯基是含約5-約250個(gè)C2-C4氧化烯單元的均聚物、無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物。
10.權(quán)利要求2的聚合物，其中半疏水乙烯基表面活性劑單體是具有任何一個(gè)下式(IV)或(V)的化合物 其中在每一式(IV)和(V)中，每一R6獨(dú)立地為H、C1-C30烷基、-C(O)OH或-C(O)OR7，R7是C1-C30烷基；A是-CH2C(O)O-、-C(O)O-、-O-、-CH2O-、-NHC(O)NH-、-C(O)NH-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)O-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)NH-或-CH2CH2NHC(O)-；Ar是二價(jià)芳基；E是H或甲基；z是0或1；p是范圍為0-約30的整數(shù)，和r是0或1，條件是當(dāng)p為0時(shí)，r為0，和當(dāng)p在1-約30范圍內(nèi)時(shí)，r為1；(R8-O)v是聚氧化烯基，它是C2-C4氧化烯單元的均聚物、無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物，其中R8是C2H4、C3H6、C4H8或其混合物，和v是范圍為約5-約250的整數(shù)；R9是氫或C1-C4烷基；和D是C8-C30不飽和烷基或羧基取代的C8-C30不飽和烷基。
11.權(quán)利要求2的聚合物，其中所述至少一種羥基取代的非離子乙烯基單體選自甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸3-羥丙酯、羥基取代的(C1-C4)烷基(甲基)丙烯酰胺、烯丙醇、甘油單烯丙基醚、3-甲基-3-丁烯-1-醇和乙酸乙烯酯。
12.權(quán)利要求11的聚合物，其中基于單體混合物的總重量，所述單體混合物包括(a)約10-約70重量％至少一種氨基取代的乙烯基單體或其鹽；(b)約20-約80重量％的至少一種疏水非離子乙烯基單體；(c)約0.01-約25重量％的至少一種締合性乙烯基單體；(d)約0.01-約25重量％的至少一種半疏水乙烯基表面活性劑單體；和(e)最多約10重量％的羥基取代的非離子乙烯基單體。
13.權(quán)利要求12的聚合物，其中基于單體混合物的總重量，所述單體混合物包括(f)最多約5重量％的交聯(lián)單體；(g)最多約10重量％的鏈轉(zhuǎn)移劑；和(h)最多約2重量％的聚合物穩(wěn)定劑。
14.包含權(quán)利要求1、2或3的聚合物的組合物，進(jìn)一步包括緩沖劑、輔助頭發(fā)固定劑、輔助成膜劑、輔助流變學(xué)改性劑、輔助頭發(fā)調(diào)理劑、輔助皮膚調(diào)理劑、化學(xué)卷發(fā)劑或拉直劑、著色劑、表面活性劑、聚合物膜改性劑、產(chǎn)品穩(wěn)定和整理劑、推進(jìn)劑、輔助溶劑、金屬離子螯合劑、分散劑或其混合物。
15.包含權(quán)利要求1、2或3的聚合物的組合物，進(jìn)一步包括選自粒狀物、磨料、水不溶性油狀材料及其混合物中的可懸浮材料。
16.權(quán)利要求14的組合物，進(jìn)一步包括選自粒狀物、磨料、水不溶性油狀材料及其混合物中的可懸浮材料。
17.權(quán)利要求15的組合物，其中所述可懸浮材料選自珠粒、云母、硅氧烷流體、氣泡、珍珠光澤劑、蠟、維生素、油及其混合物。
18.權(quán)利要求16的組合物，其中所述可懸浮材料選自珠粒、云母、硅氧烷流體、氣泡、珍珠光澤劑、蠟、維生素、油及其混合物。
19.權(quán)利要求1的組合物，其中所述酸性材料選自有機(jī)酸粒、無(wú)機(jī)酸、酸性皮膚學(xué)成分、酸性藥物化妝品(cosmoceutical)成分及其混合物。
20.權(quán)利要求19的組合物，其中所述酸性材料是檸檬酸。
全文摘要
公開(kāi)了一種多目的聚合物，它是含至少一種氨基取代的乙烯基單體；至少一種非離子乙烯基單體；至少一種締合的乙烯基單體；至少一種半疏水的乙烯基表面活性劑單體；和任選地含一種或更多種羥基取代的非離子乙烯基單體、交聯(lián)單體、鏈轉(zhuǎn)移劑或聚合穩(wěn)定劑的單體混合物的聚合產(chǎn)品。這些乙烯基加聚物具有其中在低pH下提供陽(yáng)離子性能的氨基取代基，疏水取代基，疏水改性的聚氧化烯取代基，和親水聚氧化烯取代基的結(jié)合取代基。該聚合物意外地提供酸性含水組合物以有益的流變性能，并與陽(yáng)離子物質(zhì)可相容。另外，本發(fā)明涉及在添加酸性材料之后摻入堿性材料，以降低組合物的pH且沒(méi)有負(fù)面影響組合物的粘度。該多目的聚合物可用于各種個(gè)人護(hù)理、健康護(hù)理、家庭護(hù)理、機(jī)構(gòu)和工業(yè)護(hù)理和工業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品中。
文檔編號(hào)C08F220/28GK1929811SQ200580007582
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者K·塔馬里塞爾維, C·T·格林斯雷德, J·F·史姆克-卡斯特納 申請(qǐng)人:諾譽(yù)有限公司