CN102428151A - 掺入光催化剂的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括包含活性物质的组合物，所述活性物质具有能够在酸或碱的存在下与基底共价连接的基团的活性物质、能够在光照射时生成酸或碱的光催化剂、和载体。本文还包括用这些组合物处理基底的方法。所述方法包括以下步骤：在基底上施用至少一种具有官能团的活性物质，在基底上施用光催化剂，然后将所述光催化剂和至少一种活性物质与光接触，从而在所述基底上的官能团和成分基团之间形成共价连接。本文所述的组合物和方法可用于消费者护理产品和个人护理产品的应用。

Description

掺入光催化剂的组合物和方法
发明领域
用于基底表面特性共价改性的组合物和方法，所述组合物包含硅氧烷聚合物、共聚物、以及它们的混合物和在酸或碱的存在下具有能够共价地连接到基底上的官能团活性物质，能够在暴露于光照时产生酸或碱的光催化剂和载体。
发明背景
材料的特征可在于体特性和表面特性。材料的总体特性显著地由材料的表面特性和体特性来控制。材料的表面特性主要由材料的表面化学和表面结构来控制。材料的体特性主要由材料的体化学和体结构来控制。有时候期望为了产生某些表面特性而改性材料的表面化学和/或表面结构。此外，有时候期望为了产生某些体特性而改性材料的体化学和/或体结构。
就表面和/或主体改性而言，包括毛发和皮肤的基底是受关注的。基底被重复暴露在机械洗涤、化学处理和环境条件下，这包含在许多会导致损失所述基底所期望的特性，如天然的和合成形成的光泽、光亮和质感因素之内。此外，环境因素可增加这些效应并且基本上使得基底被风化或受损。对基底，包括毛发和皮肤表面的急性损伤可随着时间的推移而不断加强，从而导致慢性损伤。
因此，仍需要用于分别补偿毛发纤维和皮肤上物质，如F层和角质层损伤，从而提供耐用的调理和防护有益效果的组合物和方法。这种方法的一个实例是对受损基底材料表面特性进行的共价改性。对这些材料的保护、修复、和/或强化同样存在需求。有前途的方法是，通过使一种或多种活性组分进行反应以在一种或多种活性组分之间建立共价键，在材料表面上定位形成活性物质从而改性材料表面和通过以相近的方式在材料体内形成活性物质从而改性材料体。
发明概述
组合物包含：具有一个或多个官能团的活性物质，在酸或碱的存在下所述官能团能够共价地连接到一个或多个互补官能团上；在暴露于光照时能够产生酸或碱的光催化剂；和用于分散或溶解所述活性物质和光催化剂以用于向基底施用所述组合物的载体；其中所述活性物质选自由下列组成的组：硅氧烷聚合物、共聚物、以及它们的混合物和至少一种有机官能团。
用于处理基底的方法，所述方法包括向基底施用前述的组合物，并将组合物处理过的基底暴露于环境光照。作为另外一种选择，该方法可以多个步骤进行，其中所述方法包括向基底施用至少一种活性物质，所述活性物质具有一个或多个官能团，且所述基底具有一个或多个互补官能团；向所述基底施用至少一种在暴露于光照下能够产生酸或碱的光催化剂，并将所述光催化剂和至少一种活性物质暴露于光照下的步骤。无论使用何种方法，暴露于光照下导致在介于至少一种活性物质和所述基底的一个或多个官能团之间形成共价连接。
附图简述
可通过如下附图说明为参考对本文所述的各种实施方案进行理解。
图1为包含通过硫酯键与18-MEA共价键合的纤维的FCSM受到的损伤示意图。
图2为显示了本文所述的使用活性组分和光催化剂用于处理包括纤维的基底的组合物和方法的一个非限制性实施方案的示意图。
图3和3A显示了本文所述的使用活性组分和光催化剂用于处理诸如纤维的生理性基底的组合物和方法的一个非限制性实施方案的示意图。
图4为本文所述的共价改性基底的组合物和方法的作用机制的一个非限制性实施方案的示意图。
图5为本文所述的共价改性基底表面的组合物和方法的作用机制的一个非限制性实施方案的示意图。
图6为本文所述的组合物和方法的作用机理的一个非限制性实施方案的示意图，其中多孔基底材料被能够形成第二活性物质的活性物质处理。
发明详述
不应将本文所公开的量纲和值理解为对所引用精确值的严格限制。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所引用的值和围绕该值功能上等同的范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。
如本文所用的术语“官能团”表示至少部分地定义了特定化合物族的结构并且决定了其性质的原子或缔合原子组成的基团。官能团可为在分子或材料上或其内部的区域，所述区域是与分子或材料的其它区域相比具有特定化学反应性的位点。官能团一般具有特有的性质并且可以部分地控制整体分子的反应性。官能团包括但不限于羟基、硫醇基、羰基、羧基、磺酸基、硫基、醚基、卤原子、氨基、氰基、硝基等。一般根据官能团进行分类(结构上和/或功能上)的化合物包括但不限于例如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃化合物、卤化物、醇、醚、酯、胺、亚胺，酰亚胺、羧酸、酰胺、酰卤、酸酐、腈、酮、醛、碳酸盐、过氧化物、氢过氧化物、碳水化合物、缩醛、环氧化物、磺酸、磺酸酯、硫化物、亚砜、硫醚、硫氰酸酯、二硫化物、膦酸、磷酸酯、膦、叠氮化合物、偶氮化合物、硝基化合物、硝酸盐、腈、亚硝酸盐、亚硝基化合物、硫醇、氰酸酯及异氰酸酯。
本文所用的术语“活性物质”、“活性组分”、“活性化合物”以及这些术语的组合和改性表示施用于基底来改性基底材料的表面和/或体特性的物质。这些术语可交换使用。基底表面特性可包括例如表面疏水性/亲水性、疏油性/亲油性、颜色、光学特性、吸收率、吸附率、键合能力、亮度、晦暗度、摩擦阻力、耐污性、表面质感、气味、耐洗性、可润湿性、弹性、塑性、和硬度。基底体特性可包括例如拉伸强度、刚度、吸收率、弹性、塑性、和生物活性。
活性物质可包括具有一个或多个能够在酸或碱的存在下与基底表面或体内部中存在的一个或多个互补官能团共价连接的官能团的化合物。活性物质可包括能够在酸或碱的存在下在分子之间形成共价键的化合物，例如能够进行酸或碱催化的聚合和、或共聚合的单体。“美容活性物质”为适用于个人护理产品且不具有不适当的毒性、不相容性、不稳定性、变应性反应等的活性物质。
如本文所用的术语“单体”表示可与其它单体(可具有相同或不同的化学结构)共价键合从而形成聚合物和、或共聚物的化合物。如本文所用的术语“聚合物和共聚物”表示包含多个单体的化合物。因此，如本文所用，术语聚合物和、或共聚物包括二聚体、三聚体、低聚体等。
如本文对基底所用的术语“改性”或“官能化”是指(1)将活性组分共价连结到基底表面，(2)将活性组分共价连结到基底材料体内部的基底，(3)在两种或更多种活性组分(其可为相同的或不同的化学组成部分)之间形成共价键，其中所得的第二活性组分物质定位于基底表面，和/或(4)在两种或更多种活性物质组分(其可为相同的或不同的化学组成部分)之间形成共价键，其中所述活性物质组分存在于基底体的内部。
如本文所用，术语“消费者护理产品”是指产品，例如软质表面清洁剂、硬质表面清洁剂、玻璃清洁剂、瓷砖清洁剂、抽水马桶清洁剂、木料清洁剂、多表面清洁剂、表面消毒剂、盘碟洗涤组合物、衣物洗涤洗涤剂、织物调理剂、织物染料、表面防护剂、表面消毒剂、机动车辆表面处理剂和其他消费者产品等。消费者护理产品包括诸如液体、凝胶、悬浮液、粉末等的形式。消费者护理产品同样可用于家庭或家用护理以及专业的、商业的和/或工业的用途。
消费者护理产品包括“个人护理产品”，例如唇膏、睫毛膏、胭脂、粉底、腮红、眼线膏、唇线笔、唇彩、指/趾甲油、指/趾甲调理剂其它化妆品；个人护理产品，包括扑面粉、爽身粉；毛发处理产品，包括摩丝、发胶、定型凝胶、洗发剂、毛发调理剂(免洗型或洗去型)、营养发水、毛发染料、毛发着色产品、亮发剂产品、发油、毛发防卷曲产品、毛发末端分叉修复产品、烫发液、去头屑制剂、沐浴液、沐浴露、沐浴产品、洗面奶；皮肤护理产品，包括防晒霜和防晒乳、润唇膏、皮肤调理剂、雪花膏、湿润剂、体用喷雾、皂、身体磨沙膏、去角质剂、收敛剂、洗涤化妆水、脱毛剂、防汗组合物、防臭剂、剃须产品、剃须前产品、剃须后产品、牙膏、漱口水或口腔护理带。
如本文所用，术语“清洁剂”包括用于清洁基底的组合物，所述基底包括但不限于毛发或皮肤，包括头皮、面部和身体。因此，术语“洗发剂”包括但不限于常规理解的例如洗发剂、沐浴剂、洗面剂、或其它的表面洗涤组合物。此外，术语“洗发剂”包括用于人和/或动物的组合物。
如本文所用，术语“调理剂”是指用于清洁基底的组合物，所述基底包括纤维材料，所述纤维材料包括织物、毛发和包括头皮、面部和身体的皮肤，以便向基底提供保护，免受导致损害和、或侵蚀的机械、化学、和/或环境因素的侵害，和/或减轻此类损害的特征。在本文中，术语“调理剂”包括但不限于常规理解的例如织物和毛发调理剂(免洗型和/或洗去型)、皮肤洗剂、或面部保湿剂。
本文所述的组合物和方法的一个目的是通过将活性物质共价连结到基底表面来改性基底的表面和/或体特性。本文所述的组合物和方法的另一个目的是通过用能够彼此进行反应、在两个或更多个活性化合物分子之间形成共价键从而形成第二活性物质的活性化合物处理基底来改性基底的表面和/或体特性。本文所述的组合物和方法的另一个目的是通过将活性物质共价连结到基底表面来将基底表面官能化。为了实现有效的处理，偶尔可以期望先将分子中包含多个相近官能团的活性物质连接到基底上，然后再进行以下步骤：通过与在先连接的活性物质进行反应将另一种活性物质/有益剂进行连结。如果基底仅包含有限密度的能够与活性物质/有益剂反应形成化学键的官能团，则该方法是特别有用的。例如，先将苹果酸(2-羟基-1，4-二丁酸)连结到基底上可将基底对随后的活性物质连接的反应性提高二倍。本文所述的组合物和方法的另一个目的是这种改性/官能化的方式容易服从卫生和安全规定并且可以容易地在个人护理产品和/或消费者护理产品空间中实施。
一般来讲，各种实施方案涉及到处理基底的组合物和方法。如本文所用，术语“基底”是指任何可用于用本文所述的组合物和方法处理那些材料表面和/或主体的材料。术语“基底”和“材料”可在以本文所述的组合物和方法修饰的基底的范围内互换使用。除了所述生理性材料以外，包括但不限于，生理性物质，例如毛发、皮肤、指/趾甲、牙龈和牙齿。基底也可表示非生理性的材料，例如织物、纸材、木材、塑料、玻璃、瓦、石材、混凝土、砖块、其它陶瓷、镀层的或着色的金属表面、镀膜玻璃、聚合物膜和复合材料或它们的组合。基底也可包括已被预先修饰的表面，例如涂覆的表面(例如涂漆的或着色的)或层状表面。术语“基底”和“材料”可在以本文所述的组合物和方法修饰的基底的范围内互换使用。在各种实施方案中，本文所述的组合物包含能够在酸或碱的存在下改性基底的活性组分、能够与光接触生成酸或碱的光催化剂、和适宜的载体，其中所述载体任选地为生理学上可接受的载体。在各种实施方案中，本文所述的组合物也可包含一种或多种任选的组分，包括表面活性剂、乳化剂、氧化剂、还原剂、pH调节剂、润肤剂、湿润剂、蛋白质、肽、氨基酸、聚合物或共聚物添加剂、增光剂、精油和/或脂肪酸、润滑剂、多价螯合剂/螯合剂、防静电剂、流变改性剂、手感剂、填充剂、防腐剂、香料、其它功能性成分、或它们的组合。
在各种实施方案中，本文所述的方法包括通过在活性物质和/或基底之间形成一个或多个共价键来处理基底，其中所述共价键是在由与光接触的光催化剂生成的酸或碱的存在下形成的。在各种实施方案中，本文所述的方法包括通过在两个或更多个活性组分的分子之间形成一个或多个共价键来处理基底，其中所述共价键是在由与光接触的光催化剂生成的酸或碱的存在下形成的并且所述活性物质定位于基底的表面和/或主体。如本文所用的术语“分子”表示通过化学键一起保持一定排列的至少两个原子组成的足够稳定的基团。因此，术语分子包括但不限于中性的分子化合物、多原子离子、基物质、生物分子、单体、二聚体、三聚体、低聚物、聚合物或共聚物等。在各种实施方案中，本发明所述的方法包括通过以下方法处理基底：制备活性物质并将活性物质共价键合到基底上、或通过在原位提供基底、提供一种或多种试剂、提供光催化剂并在所述基底和所述一种或多种试剂的存在下使所述光催化剂与光接触，从而在基底表面上或基底体内部的活性物质之间形成共价键，其中所述光催化剂生成酸或碱，该酸或碱催化了一种或多种试剂之间的反应和/或一种或多种试剂与基底的反应，并且其中所述反应形成了共价键。在各种实施方案中，本文所述的方法包括提供了包括基底、能够在酸或碱的存在下改性基底的活性组分材料、和与光接触能够生成酸或碱的光催化剂的体系，然后将该体系与光接触。
一般来讲，例如在诸如毛发和皮肤的基底上的活性物质的共价连接往往很难实现。当有水存在时更是如此，水可以在基底官能化发生之前迅速地降解反应性一部分。此外，已知含水介质化学上有利于水解和氧化反应，所述反应可与活性物质与基底的共价连接相竞争。这可能导致特殊的问题，例如在消费者护理产品中经常将水用作生理学上可接受的载体。消费者护理产品往往也以各种性能使用水，最显著的是用水作为溶剂。
此外，基底例如毛发、皮肤、织物、玻璃和陶瓷的表面上可特别地不包含易与活性组分反应形成共价键的反应性化学官能团。这种基底的表面反应性相对低，可导致施用和冲洗环境(例如用洗发剂洗发和调理毛发、淋洗皮肤、洗涤织物、或清洁硬表面)的实际时间架构外的反应体系。此外，关于产品安全和环境保护的严格的规章要求提高了提供通过活性组分的共价连接来处理基底，例如毛发、皮肤、织物、玻璃或陶瓷组合物和方法的挑战性。
但是，本文所述的各种组合物和方法的实施方案集中到了光催化剂技术上，所述技术允许在基底材料的表面上或体内部原位使用光来促进反应，例如活性组分与基底的共价连接或两种或更多种活性组分之间的共价键的形成。例如，为了补充和/或增强这些基底正常的疏水性，可使用各种实施方案来促进长链烷基与受损的亲水性毛发和/或皮肤的共价连接。此外，例如可使用各种实施方案来促进活性物质与织物或硬表面的共价连接。此外，例如为了改性材料的表面和/或体特性，可使用各种实施方案来将聚合或共聚合单体定位于基底材料的表面上和/或体内部。
在各种实施方案中，共价连接会产生多种基本的有益效果。例如，诸如毛发或织物的纤维可体验调理有益效果，包括改善的手感、更低的摩擦、易于操作，如编织、编辫梳理/刷洗、减少的干燥、增加的光滑度、降低的卷曲的状态、增加的光泽、降低的静电水平和改善的对由于其他机械、化学和环境因素损伤的防护等等。对于诸如皮肤的生理性基底的调理有益效果可特别地包括减少干燥、减少发红、减少发痒、减少片状剥落、和提高质感和光滑度等等。其中至少一些有益效果可通过经共价连接的表面改性所得的活性物质的提高的或有针对性的沉积来赋予。对于为诸如玻璃或瓷砖的硬质表面的非生理性基底的有益效果可包括减少的水玷污、增加的光泽或光亮和随后更容易清洁。本文所述的组合物和方法所赋予的有益效果潜在地是更持久的，这是由于采用了不易变的共价键，对于活性组分在毛发和/或皮肤上的沉积或施用而言，相对于现有的调理剂中采用的吸收、吸附、氢键、离子键、其它静电作用、和/或其它瞬时非共价缔合，所述共价键一般更强并且更稳定。这基本上可减少现有调理剂中遇到的施用和再施用的频率。
本文所述的组合物和方法的各种实施方案可提供活性物质和基底的共价连接，所述连接可描述为修复和/或加强例如毛发F层或皮肤角质层的方法。在包括毛发的纤维的上下文中，且不愿被理论所缚束，或换句话讲限制，原始毛发的F-层可通过如图1所示的各种机械、化学和/或环境因素介导的方法被从毛发纤维上剥离下来。这些方法可包括，例如在持久性毛发着色和持久性烫发方法期间通常遇到的氧化和水解反应。
图1为包含通过18-MEA上的羧基和上表皮中的角蛋白的半胱氨酸残基上的硫醇基之间的硫酯键与18-MEA共价键合的角质上表皮部分的毛发纤维的FCSM示意图。水解和/或氧化过程(例如，由于在持久性毛发着色和持久性烫发过程期间通常遇到过氧化氢、氨和高pH的结合)，以及其它机械、化学和环境因素可通过使半胱氨酸-类酯的硫酯键断裂从而至少除去一部分的F层，剩下包含半胱氨酸残基上的磺酸基的暴露在外的上表皮。
上表皮表面上的半胱氨酸残基上的阴离子磺酸基再现了任何亲水性的受损毛发纤维的表面，所述亲水性可导致受损毛发具有不可取的性质。此外，已注意到，毛发纤维的亲水性越强(因此损伤越大)，现有疏水性调理活性物质(例如二甲基硅氧烷、脂肪醇和酸、和季铵盐)通过非共价作用和缔合的沉积就越差。因此，本文所述的组合物和方法提供了处理这种受损基底的引人注意的方法。
图2为本文所述的用于处理基底的组合物和方法的一个非限制性实施方案的示意图。在包含表面磺酸基和羧基的基底的存在下，提供了包含具有羟基(R-OH)的活性组分和与光接触能够生成酸或碱的光催化剂的组合物。将光催化剂与光接触，使得光催化剂产生酸或碱。酸或碱催化了活性物质上的羟基和基底上的羧基之间的共价酯键的形成。
图3和图3A一起示意性地示出了用于处理基底的本文所述的组合物和方法的一个非限制性实施方案。图中显示了包含类酯层(F层)和蛋白质层(上表皮)的毛发纤维的部分。所述蛋白质层包含结构蛋白质，例如在半胱氨酸残基之间具有二硫键的角蛋白。可用还原剂处理毛发从而断裂二硫键并且形成相应的硫醇基。可用活性组分进一步处理毛发，所述活性组分包含一种或多种能够在一种或多种活性组分化合物之间和/或一种或多种活性组分化合物与硫醇基之间反应形成共价键的化合物。毛发纤维还用光催化剂进行处理。所述一种或多种活性组分和光催化剂渗入到所述毛发纤维基底的表面内。将用一种或多种活性组分和光催化剂处理的毛发纤维基底与适宜波长的光接触，使得所述光催化剂活化并催化毛发纤维基底内的一种或多种活性组分与硫醇基之间的反应。
在各种实施方案中，所述活性物质可为一种或多种在酸或碱存在下能够聚合或共聚合的单体。纤维用包含光催化剂和活性物质单体的组合物处理，所述组合物至少部分地渗入所述纤维。在暴露于光照时，所述光催化剂被活化，因此产生酸或碱，其催化活性物质单体聚合或共聚合，因此原位形成活性物质聚合物或共聚物，它们可任选地通过介于硫醇基团和所述聚合物或共聚物之间形成的共价键连接到所述纤维上。
在其它实施方案中(未示出)，这些活性物质聚合物或共聚物没有共价地连接到所述纤维上。例如，可将原位形成的聚合物或共聚物物理固定在毛发纤维的表面上或毛发纤维中的细孔内。也可通过与基底表面和/或体的物理的和/或化学的作用，例如吸附、吸收、静电作用、摩擦作用、空间作用、和/或尺寸排阻效应使原位形成的聚合物或共聚物与毛发纤维缔合。
在各种实施方案中，所述活性物质单体可为苯乙烯或苯乙烯衍生物，例如，α-甲基苯乙烯。所述单体也可包括不同单体的混合物，使得在原位进行聚合或共聚合(在基底的表面上和/或体内部)制备聚合物和共聚物。
图4为本文所述的用于处理基底的组合物和方法的一个非限制性实施方案的示意图。在包含表面羟基的基底的存在下，提供了包含具有羧基的活性物质和与光接触能够生成酸或碱的光催化剂的组合物。将光催化剂与光接触，使得光催化剂产生酸或碱。酸或碱催化了活性物质上的羟基和基底上的羧基之间的共价酯键的形成。
因此，本文所述的组合物和方法的各种实施方案中，在活性组分和基底之间形成酯或硫酯共价键的反应的光催化作用为基底处理，例如分别在毛发和皮肤中的F层和角质层的修复和/或加强提供了高效的、可控的、稳定的和生理学上可接受的方法。
图5为本文所述的共价改性基底的组合物和方法在光致酸催化剂的环境下的作用机制的一个非限制性实施方案的示意图。在第一步中，提供了包含可为活性组分的试剂和光致酸催化剂的试剂溶液。所述试剂溶液可包含洗发剂、调理剂、其它个人护理产品或消费者护理产品。在第二步中，将所述试剂溶液施用到基底上，所述基底可为例如皮肤、毛发、织物、或硬表面。所述试剂溶液的组分沉积于基底表面。在第三步中，将包含试剂溶液和基底的体系与光接触。光导致光催化剂脱质子化。在第四步中，在所述试剂和所述基底表面之间发生光致酸催化的酯化反应。在第五步中，未反应的催化剂、试剂、和质子从基底表面扩散并从体系中除去。在第六步中，将所述改性的/官能化的基底干燥。在第七步中，洗涤并冲洗所述改性的/官能化的基底。在洗涤和冲洗后，所述改性的/官能化的基底基本上保留了共价键合的试剂。
图6为本文所述的组合物和方法的一个非限制性实施方案的示意图。提供了多孔基底材料10。所述基底材料10包括基底表面15和具有孔25体部分20。所述基底材料10被用包含活性物质30和光催化剂35的组合物处理。所述活性物质30可包含能够在酸或碱的存在下反应在一起以形成第二化合物的分子。例如，所述活性物质30可包含一种或多种能够在酸或碱的存在下反应形成聚合物或共聚物的单体。所述活性物质30和所述光催化剂35通过孔25，至少部分地渗入所述基底10的表面15至所述体部分20。所述基底10被暴露于适宜波长的光照下，以活化所述光催化剂35，其产生酸或碱以催化活性物质30在所述表面15和/或在所述体部分20内的所述反应。在活性物质被催化并连接到所述基底的时候，另一种活性物质，第二活性物质形成自被原位催化的组合物的两种或多种活性组分。该第二活性物质40连接到所述表面15和/或在基底材料10所述体部分20。例如，第二活性物质40可包含聚合物、共聚物或它们的组合。所述第二活性物质40可形成聚合物网45，所述聚合物网45可改性基底材料10的表面和/或体特性。
根据本发明所述的光催化的酸或碱机理形成的第二活性物质可定位于所述基底材料的表面和/或体。在各种实施方案中，第二活性物质到基底材料的共价连接可导致所述定位。在其它实施方案中，第二活性物质与基底材料的表面和/或体的非共价化学的或物理的作用可导致所述定位。例如，图6示出了包含聚合物网的第二活性物质，所述聚合物网由于位于材料内的细孔内聚合物的物理形成从而固定在基底材料的表面上和部分固定在基底材料体内部。在其它实施方案中(未在图6中示出)，由于相互作用，例如吸附、吸收、静电作用、摩擦作用、空间作用、和/或尺寸排阻效应，根据本文所述的光催化的酸或碱机理形成的第二活性物质可定位于基底表面和/或基底体内。这使得可以操纵各种材料性质，例如所处理的基底的孔隙率。
在各种实施方案中，由于当共价键在介于它们分子之间形成时，这些材料性能的改变，根据本文所述的光催化的酸或碱机理形成的所述活性物质和、或所述第二活性物质可定位于基底的表面上和/或基底体内。例如，在活性物质包含单体/聚合物体系时，所述活性物质可在基底表面聚合和/或交联。所述聚合和/或交联可改变活性物质在反应介质中的溶解度，这可以有利于第二活性物质在基底表面上的沉积。第二活性物质可以这种方式在基底表面上形成表层，从而改性表面特性。这可导致在纤维质基底例如毛发和织物中的组分纤维的包封。如本文所述，在各种实施方案中(未在图6中示出)所述光催化酸或碱转换所述活性物质，所以其共价地键合到所述基底上(表面和/或本体)。
本文所述的组合物和方法有利于以可控的方式原位和定位改性材料的性质。所述活性组分在光致酸或光致碱反应体系中共价地改变(例如通过在它们之间形成共价键从而生成第二活性物质和/或在活性组分和基底材料之间形成共价键)。
可通过喷涂、浸泡、铺展、涂布、冲洗、或任何其它适宜的将组合物引入到基底表面上或基底材料体内的方法对将改性的基底进行处理。在各种实施方案中，为了确保基底表面和/或体的充分改性，重要的是确保用试剂溶液将基底的整个表面润湿。如果所述活性物质至少部分不溶于载体中，则重要的是通过例如使载体中的活性物质的液滴大小或粒度最小化，从而使活性物质和基底最大程度地接触。在各种实施方案中，可期望将试剂溶液仅引入到基底表面的单一部分或多个部分。在其它实施方案中，可期望用适宜的波长仅照射单一部分或多个部分，从而活化光催化剂。仅在既与试剂溶液接触又用适宜波长的光照射从而活化光催化剂的基底表面(和下面的体)的那些区域上才会发生共价改性。这使得可以控制表面和/或体改性的位置和范围。
本文所述的酸或碱光催化的共价改性/官能化机理也可以是可逆的。例如，通过酯化和/或硫酯化反应共价改性或官能化的基底表面可与酸性含水的表面活性剂溶液相接触。作为另外一种选择，可采用碱性表面活性剂溶液。这些溶液可有利于将活性组分与基底连结的酯和/或硫酯键的水解裂解，从而除去活性组分。
这种可除去性仅限于在适当条件下活性组分-基底键为可逆的情况。例如，在光致酸催化的酯化作用的情况下，当试剂和催化剂存在于基底附近并与适当的光接触的时，形成了酯键。因为生成的质子迅速扩散到介质体之中，所以照射时质子的高浓度使得形成的酯键保持不变。光致酸的低含量使得随后的水溶液体稳定并且pH近中性。在这些条件下，酯键以非常慢的速度水解。但是，使用显著地较低(或显著地较高)pH的水溶液进行处理将更容易断裂酯键，导致得到原始的未改性的基底表面。
通过使用包含光催化剂(光致酸或光致碱)的组合物对改性的或官能化的基底进行处理也能够实现共价连接的活性物质的移除。这使得更好地控制将活性组分从基底移除的时间。如果选择不受环境光照的影响但是在适当的装置提供的特定波长的光下能够生成酸或碱物质的光催化剂，就能够实现这种控制。
详细描述了本文所述的组合物和相关方法的各种组分，以及优选的和任选的组分。
活性物质
本发明的活性物质包括支化的、环状的、交联的以及硅氧烷聚合物、共聚物它们的组合和具有至少150克/摩尔，或者1000克/摩尔，从3000克/摩尔至1千万克/摩尔，10,000克/摩尔至7百万克/摩尔，或50,000克/摩尔至4百万克/摩尔分子量的聚合物和共聚物的组合；和至少一种有机官能团(且在一个实施方案中多个基团)，包括但不限于羟基、氨基、羧基磺酸盐、硫醇、环氧化物、酯基和/或任何它们的组合；和iii)取决于期望的基底改性和施用条件，可适当地选择取代基的含量和性能以及硅氧烷聚合物或共聚物的分子量。例如，如果期望增加的疏水性，硅氧烷聚合物、共聚物以及聚合物和共聚物的组合小于2％的硅原子可被有机基团取代。所述硅氧烷聚合物或共聚物可由包含有机醇基团(伯和仲)，包括具有以下结构的那些单体形成：
R1-[Si(CH2)(R3-CH2OH)-O]n-[Si(CH2)2-O]m-R2
其中R1、R2甲基、R3-CH2CH2CH2-(OCH2CH2O)q-H具有q≥1。
例如，毛发改性可通过用硅氧烷聚合物和、或共聚物活性物质处理受损毛发实现。用此类以乳液、分散体和/或溶液的活性物质与光酸发生剂如8-羟喹啉处理可提供受损毛发具有持久的有益效果，例如，在多次洗发剂洗涤循环以后是持久性的。持久的有益效果的实例包括毛发柔软性(润湿和干燥)、相容性、防卷曲、定型和颜色保留、润湿以及光泽。
表面改性方法涉及在介于硅氧烷聚合物或共聚物以及基底之间形成共价键。所述键通过聚合物或共聚物的伯醇或仲醇与毛发基底的相容官能团(例如朝向缩合的羧酸基团)的酸催化的反应产生。
适宜的硅氧烷聚合物和共聚物包括具有烷氧基链烷醇基团的那些。在一个实施方案中，所述硅氧烷聚合物和、或共聚物为具有以下结构的双-羟乙氧基丙基聚二甲基硅氧烷：
Figure BPA00001449465400131
适宜的双-羟乙氧基丙基聚二甲基硅氧烷包括但不限于以商品名5562Carbinol Fluid得自Dow Corning和Baysilone OF OH 702E得自Momentive的那些材料。
光催化剂
所述催化剂可为任何与光接触时pKa(或pKb)值降低(或升高)的酸、碱(或它们的缀合物)。所述光可为具有任何适宜的波长的光，使得pKa或pKb相应地降低或升高。例如，所述光源可为环境光、日光、白炽光、荧光、LED光、激光等。本发明使用的光照可以是本发明的组合物使用光照，其中电磁光谱具有约1200nm至约200nm、在红外线至可见光并至紫外线范围内的波长。
由于许多光敏材料具有覆盖两者的宽的吸收光谱，使用UV对可见光(VIS)并非相互排斥。单独地，在若干个情况下，已显示被UV光照活化的化学反应可被VIS可测量地增强。实际上，人们需要考虑整个反应的作用光谱以限定哪个波长对结果的贡献最重要。对于本领域普通技术人员显而易见的是，光照适当的波长或多个波长将取决于所用的一种或多种光催化剂的特性。
此外，可通过任何能够照亮基底表面的光源来提供适宜的光。例如，环境日光、白炽光、荧光等可提供适宜波长的光。因此，可通过常规的光源例如灯和便携式或电池供电式发光体来提供所述的光。此外，可改进或使具体的装置适于与本文所述的组合物和方法一起使用。例如，将毛发刷构造并入提供适宜波长的光的LED，所述毛发刷可用于共价改性纤维的表面。在各种实施方案中，例如可使用激光来精确定位基底表面的共价改性。
在各种实施方案中，所述光催化剂为光致酸，例如芳族羟基化合物、磺化芘化合物、
Figure BPA00001449465400141
盐、重氮甲烷衍生物、双砜衍生物、二磺胺二甲唑衍生物、硝基苄基磺酸盐衍生物、磺酸酯衍生物、N-羟基亚胺的磺酸酯、或它们的组合。
光致酸催化剂可包括例如羟基取代的芳族，例如8-羟基喹啉、8-羟基喹啉硫酸酯、8-喹啉醇-1-氧化物、5-羟基喹啉、6-羟基喹啉、7-羟基喹啉、5-碘-7-磺基-8-羟基喹啉、5-氟-8-羟基喹啉、5-氟-7-氯-8-羟基喹啉、5-氟-7-溴-8-羟基喹啉、5-氟-7-碘-8-羟基喹啉、7-氟-8-羟基喹啉、5-氯-8-羟基喹啉、5，7-二氯-8-羟基喹啉、5-氯-7-溴-8-羟基喹啉、5-氯-7-碘-8-羟基喹啉、7-氯-8-羟基喹啉、5-溴-8-羟基喹啉、5-溴-7-氯-8-羟基喹啉、5，7-二溴-8-羟基喹啉、5-溴-7-碘-8-羟基喹啉、7-溴-8-羟基喹啉、5-碘-8-羟基喹啉、5-碘-7-氯-8-羟基喹啉、5，7-二碘-8-羟基喹啉、7-碘-8-羟基喹啉、5-磺酸-8-羟基喹啉、7-磺酸-8-羟基喹啉、5-磺酸-7-碘-8-羟基喹啉、5-氰硫基-8-羟基喹啉、5-氯-8-羟基喹啉、5-溴-8-羟基喹啉、5，7-二溴-8-羟基喹啉、5-碘-8-羟基喹啉、5，7-二碘-8-羟基喹啉、7-氮杂吲哚、7-氰基-2-萘酚、8-氰基-2-萘酚，5-氰基-2-萘酚、1-羟基-3，6，8-三磺酸芘、反-3-羟基芪、2-羟甲基苯酚、或花葵素。
光致酸催化剂可包括
Figure BPA00001449465400151
盐，例如双(4-叔丁基苯基)碘
Figure BPA00001449465400152
全氟-1-丁磺酸盐、二苯基碘
Figure BPA00001449465400153
全氟-1-丁磺酸盐、二苯基碘-9，10-二甲氧基蒽-2-磺酸盐、二苯基碘
Figure BPA00001449465400155
六氟磷酸盐、二苯基碘
Figure BPA00001449465400156
硝酸盐、二苯基
Figure BPA00001449465400157
对甲苯磺酸盐、二苯基碘
Figure BPA00001449465400158
三氟甲磺酸盐、(4-甲基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-甲硫基苯基)甲基苯基锍三氟甲磺酸盐、2-萘基二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-苯氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-苯硫基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、硫代双(三苯基锍六氟磷酸盐)、三芳基锍六氟锑酸盐、三芳基锍六氟磷酸盐、三苯基锍全氟-1-丁磺酸盐、三苯基锍三氟甲磺酸盐、三(4-叔丁基苯基)锍全氟-1-丁磺酸盐、三(4-叔丁基苯基)锍三氟甲磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘对甲苯磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘三氟甲磺酸盐、(4-溴苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(叔丁氧基羰基甲氧基萘基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(叔丁氧基羰基甲氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-叔丁基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-氯苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-氟苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、[4-[2-羟基十四烷基)氧基]苯基]苯基碘
Figure BPA000014494654001511
六氟锑酸盐、(4-碘苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-甲氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、二苯基碘
Figure BPA000014494654001512
六氟磷酸盐、二苯基碘
Figure BPA000014494654001513
六氟砷酸盐、二苯基碘
Figure BPA000014494654001514
六氟锑酸盐、二苯基对甲氧基苯基三氟甲磺酸盐、二苯基对亚苄基三氟甲磺酸盐、二苯基对异丁基苯基三氟甲磺酸盐、二苯基对叔丁基苯基三氟甲磺酸盐、三苯基锍六氟磷酸盐、三苯基锍六氟砷酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍三氟甲磺酸盐、二丁基萘基锍三氟甲磺酸盐，二苯基碘
Figure BPA000014494654001515
三氟甲磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)苯基碘
Figure BPA00001449465400161
三氟甲磺酸盐、二苯基碘
Figure BPA00001449465400162
对甲苯磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)苯基碘
Figure BPA00001449465400163
对甲苯磺酸盐，三苯基锍三氟甲磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、双(对叔丁氧基苯基)苯基锍三氟甲磺酸盐、三(对叔丁氧基苯基)-锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)二苯基锍对甲苯磺酸盐、双(对叔丁氧基苯基)苯基锍对甲苯磺酸盐、三(对叔丁氧基苯基)锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍九氟丁磺酸盐、三苯基锍丁磺酸盐、三甲基锍三氟甲磺酸盐、三甲基锍对甲苯磺酸盐、环己基甲基(2-氧代环己基)锍三氟甲磺酸盐、环己基甲基(2-氧代环己基)锍对甲苯磺酸盐、二甲基苯基-锍三氟甲磺酸盐、二甲基苯基-锍对甲苯磺酸盐、二环己基苯基锍三氟甲磺酸盐、二环己基苯基锍对甲苯磺酸盐、三萘基锍三氟甲磺酸盐、环己基甲基(2-氧代环己基)锍三氟甲磺酸盐、(2-降冰片基)甲基(2-氧代环己基)锍三氟甲磺酸盐、乙烯双-[甲基(2-氧代环戊基)锍三氟甲磺酸盐、或1，2′-萘基羰基甲基四氢噻吩三氟甲磺酸盐。
光致酸催化剂可包括重氮甲烷衍生物，例如双(苯磺酰基)-重氮甲烷、双(对甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(二甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(环己基磺酰基)-重氮甲烷、双(环戊基磺酰基)重氮甲烷、双(正丁基磺酰基)重氮甲烷、双(异丁基磺酰基)-重氮甲烷、双(仲丁基磺酰基)重氮甲烷、双(正丙基磺酰基)重氮甲烷、双(异丙基磺酰基)-重氮甲烷、双(叔丁基磺酰基)重氮甲烷、双(正戊基磺酰基)重氮甲烷、双(异戊基磺酰基)-重氮甲烷、双(仲戊基磺酰基)重氮甲烷、双(叔戊基磺酰基)重氮甲烷、1-环己基磺酰基-1-(叔丁基磺酰基)重氮甲烷、1-环己基磺酰基-1-(叔戊基磺酰基)重氮甲烷、或1-叔戊基磺酰基-1-(叔丁基磺酰基)重氮甲烷。
光致酸催化剂可包括乙二肟衍生物，例如双邻(对甲苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-α-二苯基乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-α-二环己基-乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-2，3-戊二酮-乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-2-甲基-3，4-戊二酮乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-α-二苯基乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-α-二环己基乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-2，3-戊二酮乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-2-甲基-3，4-戊二酮乙二肟、双邻(甲磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(三氟-甲磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(1，1，1-三氟乙磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(叔丁磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(全氟辛磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(环己磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(对-氟苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(对-叔丁基苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(二甲苯磺酰基)-α-二甲基-乙二肟、或双邻(樟脑磺酰基)-α-二甲基乙二肟。
光致酸催化剂可包括双砜衍生物，例如双萘基磺酰基甲烷、双三氟甲基磺酰基甲烷、双甲基磺酰基甲烷、双乙基磺酰基甲烷、双丙基磺酰基甲烷、双异丙基磺酰基甲烷、双-对甲苯磺酰基甲烷、双苯磺酰基甲烷、2-环己基-羰基-2-(对甲苯磺酰基)丙烷(β-酮砜衍生物)、2-异丙基-羰基-2-(对甲苯磺酰基)丙烷(β-酮砜衍生物)。
光致酸催化剂可包括二砜衍生物，例如二苯基二砜或二环己基二砜。
光致酸催化剂可包括甲磺酸硝基苄酯衍生物，例如对甲苯磺酸2，6-二硝基苄酯或对甲苯磺酸2，4-二硝基苄酯。
光致酸催化剂可包括磺酸酯衍生物，例如1，2，3-三(甲磺酰基氧基)苯、1，2，3-三(三氟-甲磺酰基氧基)苯、或1，2，3-三(对甲苯磺酰基氧基)苯。
光致酸催化剂可包括N-羟基酰亚胺的磺酸酯，例如甲磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、乙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯，1-丙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2-丙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、1-戊磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、1-辛磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、对甲苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、对甲氧基苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2-氯乙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2，4，6-三甲基-苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、1-萘磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2-萘磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基-2-苯基琥珀酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基马来酰亚胺酯、乙磺酸N-羟基马来酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基-2-苯基马来酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基戊二酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基戊二酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基苯邻二甲酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基苯邻二甲酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基苯邻二甲酰亚胺酯、对甲苯磺酸N-羟基苯邻二甲酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基萘邻二甲酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基萘邻二甲酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2，3-二羧酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2，3-二羧酰亚胺酯、对甲苯磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2，3-二羧酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基萘邻二甲酰亚胺酯、全氟-1-丁磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2，3-羧酰亚胺酯。
在某些实施方案中，所述光催化剂为8-羟基喹啉，其可在pH较低的溶液中作为光致酸催化剂或者在pH较高的溶液中作为光致碱催化剂。在某些其它的实施方案中，所述光催化剂为8-羟基-1，3，6-芘三磺酸三钠盐(D&C Green 8)。在各种实施方案中，所述光催化剂为光致碱。光致碱催化剂可包括三苯甲基醇的衍生物，例如孔雀绿。光致碱催化剂也可包括吖啶衍生物，例如9-羟基-10-甲基-9-苯基-9，10-二氢吖啶。光致碱催化剂也可包括包含氨基甲酸根的光敏化合物。
相对于组合物的总重量，本文所述的组合物和方法中存在的光催化剂的量按重量计为0.00050％至30％。一般来讲，存在光催化剂的优选浓度。所述光催化剂的优选浓度部分地依赖于多种因素，包括例如催化剂的化学结构、反应介质、反应类型、和基底。
载体
本文所述的组合物一般包括适宜地分散或溶解所述活性物质、光催化剂、和任何其它组分的载体，从而有利于将活性物质施用到基底表面上或基底的体部分中。所述载体可包括溶剂、乳化剂、表面活性剂或其它分散剂中的一种或多种。适宜的载体的性质至少部分地依赖于组合物中其它组分和将改性的基底的性质。例如，当使用旨在施用到生理性组织的组合物时，选择对于所述组合物的载体以便不会使组合物失稳，以及避免产生问题，如对所述定向的生理性组织以及非定向的周围组织刺激或侵害。
适宜的载体起到了分散或溶解所述活性物质、光催化剂、和任何其它组分的作用，并且有利于将所述活性物质施用到基底表面上。适宜的载体有利于活性物质和基底之间的充分接触。在一个实施方案中，生理学上可接受的载体可为任何适于施用到生理组织，例如人的毛发和人的皮肤上的载体、溶剂或包含溶剂的组合物。
如上所述，适宜的载体可以为溶剂。例如，水通常被认为是在消费者护理产品、包括个人护理产品中有用的溶剂。在各种消费者护理产品，包括本发明的那些，按所述组合物的重量计，水可以1％至98％的含量使用。由于其不会侵害生理性组织，水尤其可用于个人护理产品。附加的溶剂或包含溶剂的载体包括但不限于包含羟基的液体(例如醇)、硅氧烷、油、烃、二元醇、月桂基硫酸铵、月桂基硫酸钠、以及它们的组合。例如，在某些实施方案中，其中所述活性物质至少部分地不溶于水，可将其它溶剂、分散剂、或乳化剂独自或互相之间和/或与水组合用作可接受的载体。
因此，使用适宜的载体将形成本文所述的组合物的组分稀释和/或乳化。适宜的载体可溶解组分(真溶液或胶束溶液)，或者组分可完全分散在载体中(悬浮液、分散液或乳液)。所述悬浮液、分散液或乳液的载体通常为其连续相。即，所述悬浮液、分散液或乳液的其它组分以分子水平分布或作为离散的或凝聚的颗粒完全分布在载体中。在这些情况下，这些活性物质的乳液或分散液的制备可为非常重要的。小颗粒有利于所述活性物质、基底和光致酸催化剂之间的紧密接触，从而提高反应速度。例如，在水介质中使用脂肪醇和8-羟基喹啉进行纤维表面改性的情况下，包含非常小的颗粒(例如小于500纳米或者更优选地小于200纳米)的乳液与包含较大颗粒的乳液相比，可基本上更有效地提供耐用的疏水性表面。
对于本领域的普通技术人员显而易见的是，所述适宜的载体依赖于在本文所述的组合物中使用的具体的活性物质、光催化剂、和其它任选的组分。
任选组分
本文所述的组合物和方法可任选地包含多种组分。例如，在各种实施方案中，本文所述的组合物和方法可包括表面活性剂、乳化剂、氧化剂、还原剂、pH调节剂、润肤剂、湿润剂、蛋白质、肽、氨基酸、聚合物或共聚物添加剂、增光剂、油和/或脂肪酸、润滑剂、多价螯合剂/螯合剂、防静电剂、流变改性剂、手感剂、填充剂、染料、颜料、防腐剂、香料、药剂、其它功能性成分、或它们的组合。特别的任选组分可存在于CTFAInternational Cosmetic Ingredient Dictionary，Tenth Edition，2004；和McCutcheon，Detergents and Emulsifiers，North American Edition(1986)中。对本领域的普通技术人员显而易见的是，所采用的特别的任选组分将至少部分地依赖于所述组合物和方法的具体施用。
在各种实施方案中，本文所述的组合物和方法包括氧化试剂(氧化剂)。例如，可添加氧化剂从而使得基底表面更适于根据本文所述的各种实施方案的光催化共价改性/官能化。相对于组合物的总重量，氧化剂可以按重量计0.00050％至25％、0.1％至10％、0.5％至5％的量存在。例如，适宜的氧化剂包括过氧化氢、过氧化脲、过氧化蜜胺、过碳酸盐、过酸、碱金属溴酸盐、过硼酸盐、溴酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐、高氯酸盐、碘酸盐、高碘酸盐、高锰酸盐和过硫酸盐中的一种或多种。在某些实施方案中，氧化剂为过氧化氢。
反应体系的特性、所采用的试剂的浓度和数量、和反应条件全部、至少部分地依赖于将要改性的基底、所采用的活性物质、和活性物质与基底缔合的方式。本领域的普通技术人员在实施本文所述的组合物和方法时很容易确定这些需要考虑的因素。
实施例
以下实施例旨在对本文所述的组合物和方法进行更清楚地阐述，但不是旨在限制它们的范围。
实施例1A：
制备硅氧烷乳剂1A原液
将200mL四氢呋喃加入到500-mL的烧杯中。然后加入6.0克的硅氧烷聚合物或共聚物(Dow Corning
Figure BPA00001449465400201
5562 Carbinol Fluid)。在温和搅拌下，溶解所述溶液。使用Silverson
Figure BPA00001449465400202
L4RT匀化器，以6000rpm，在高剪切下，花费约15分钟或更长的时间以滴加的方式加入200mL的水。在高剪切下，继续混合所得的乳液另外的2小时。加入0.030克的8-羟喹啉并搅拌10分钟。
实施例1B
制备硅氧烷乳剂1B原液
重复实施例1A的方法，但用MomentiveSilicone Polymer，BaysiloneOF OH 702E代替Dow Corning
Figure BPA00001449465400204
5562Fluid
实施例2A
通过浸渍在硅氧烷乳剂1A原液中处理毛发
漂白20cm长的(4.0-克)发簇并洗涤且风干。在一个暗室中，将所述发簇浸渍到包含100.0g得自实施例1A的乳液的烧杯中。在15分钟后，从所述烧杯中移除所述发簇，并暴露于明亮的光照下(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400211
Model No F20WT12-AR-FS)15分钟。用100mL的甲基异丁基酮/甲苯(1∶1)冲洗所述发簇3次，然后将其浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。悬挂发簇至风干。在干燥后，用清洁洗发剂(Pantene Pro-V
Figure BPA00001449465400212
Clarifying Shampoo)洗涤所述发簇，用流动的自来水彻底冲洗3.0分钟，并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。用另外的两个相同的发簇(来自同样的区域或来源)进行该方法。
实施例2B：
通过浸渍在硅氧烷乳剂1B原液中处理毛发
重复实施例2A的方法，用硅氧烷乳剂1B原液代替硅氧烷乳剂1A原液。
实施例3通过浸渍到硅氧烷乳剂1A原液中处理织物
洗涤并风干20cm长的(4.0-克)棉织物片。在一个暗室中，将所述织物簇浸渍到包含100.0g得自实施例1A的乳液的烧杯中。在15分钟后，从所述烧杯中移除所述织物，并将其暴露于明亮的光照下(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400213
Model No F20WT12-AR-FS)15分钟。用100mL的甲基异丁基酮/甲苯(1∶1)冲洗所述织物3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。悬挂并风干所述织物并使用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide
Figure BPA00001449465400214
液体洗涤剂洗涤它。彻底冲洗并风干所述织物至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。用另外两个相同的织物(来自同样的区域)重复所述方法。
实施例4
用硅氧烷乳剂1A原液通过喷雾处理织物。
洗涤并风干20cm长的(4.0-克)棉织物片。在一个暗室中，用10.0g得自实施例1A的乳液喷雾所述织物簇。将所述织物暴露于明亮的光照(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400215
Model No F20WT12-AR-FS)下15分钟。用100mL的甲基异丁基酮/甲苯(1∶1)冲洗所述织物3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。悬挂以风干且一旦完全干燥，用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide液体洗涤剂洗涤。彻底冲洗并风干至少5小时。重复所述洗涤和冲洗循环三次。用另两个同样的织物(来自同样的区域)重复所述步骤。
实施例5
通过向衣物洗涤剂中加入硅氧烷乳剂1A原液处理织物
洗涤并风干五个10cm×10cm的棉织物片。在一个暗室中，将所述织物加入到10L在产品标签上发现的稀释浓度的Tide
Figure BPA00001449465400222
液体洗涤剂洗涤溶液和100.0g的实施例1A乳液中。在搅拌下洗涤所述织物约15分钟。从所述洗涤溶液中移除所述织物，并暴露于明亮的光照下(Aquarium 20W荧光管AquaRaysModel No F20WT12-AR-FS)15分钟。用100mL的甲基异丁基酮/甲苯(1∶1)冲洗所述织物3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。悬挂所述织物至风干。在干燥后，用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide
Figure BPA00001449465400224
液体洗涤剂洗涤所述织物，彻底冲洗并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗3次。
实施例6
通过向衣物洗涤剂中加入硅氧烷乳剂1B原液处理织物
洗涤并风干五个10cm×10cm的棉织物片。在一个暗室中，将所述织物加入到10L在产品标签上发现的稀释浓度的Tide液体洗涤剂和100.0g得自实施例1B的乳液中。在搅拌下洗涤所述织物15分钟，移除所述织物并暴露于明亮的光照下(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400226
Model NoF20WT12-AR-FS)15分钟。用100mL的甲基异丁基酮/甲苯(1∶1)冲洗所述织物3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。悬挂以风干且一旦干燥，用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide
Figure BPA00001449465400227
液体洗涤剂洗涤所述织物并彻底冲洗。风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。
实施例7
用硅氧烷乳剂1A原液通过喷雾处理硬质表面。
洗涤并风干10cm×10cm长的白色瓷砖。在一个暗室中，用10.0g得自实施例1A的乳液喷雾所述瓷砖。将所述瓷砖暴露于明亮的光照(Aquarium 20W荧光管AquaRaysModel No F20WT12-AR-FS)下15分钟。用100mL的甲基异丁基酮/甲苯(1∶1)冲洗所述瓷砖3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。悬挂以风干，其中一旦干燥，用Mr Clean清洁剂洗涤它，彻底冲洗，并风干至少5小时。重复所述洗涤和冲洗循环3次。在10cm×10cm玻璃片和10cm×10cm油漆过的金属片(轿厢壁板)重复所述方法。
实施例8
用硅氧烷乳剂1C原液通过喷雾处理织物。
洗涤并风干20cm长的(4.0-克)棉织物片。在一个暗室中，用10.0g得自实施例1C的乳液喷雾所述织物簇。将所述织物暴露于明亮的光照(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400232
Model No F20WT12-AR-FS)下15分钟。用100mL的甲基异丁基酮/甲苯(1∶1)冲洗所述织物3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟，并使其风干。在干燥后，用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide
Figure BPA00001449465400233
液体洗涤剂洗涤，彻底冲洗并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。用另外两个相同的织物(来自同样的区域)重复所述方法。
实施例9
通过浸渍在硅氧烷乳剂1D原液中处理织物
洗涤并风干20cm长的(4.0克)棉织物片。在一个暗室中，将所述织物簇浸渍到包含100.0g得自实施例1D的乳液的烧杯中。在15分钟后，从所述烧杯中移除所述织物，并暴露于明亮的光照下(Aquarium 20W荧光管AquaRaysModel No F20WT12-AR-FS)15分钟。用100mL的一比一体积比率的甲基异丁基酮与甲苯冲洗所述织物3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟，并悬挂以风干。在干燥后，用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide液体洗涤剂洗涤，彻底冲洗并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。用另外两个相同的织物(来自同样的区域)重复所述方法。
实施例10
通过浸渍在硅氧烷乳剂1F原液中处理织物
洗涤并风干20cm长的(4.0克)棉织物片。在一个暗室中，将所述织物簇浸渍到包含100.0g得自实施例1F的乳液的烧杯中。在15分钟后，从所述烧杯中移除所述织物，并暴露于明亮的光照下(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400241
Model No F20WT12-AR-FS)15分钟。用100mL的一比一体积比率的甲基异丁基酮/甲苯冲洗所述织物3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟，并悬挂以干燥。干燥后，用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide
Figure BPA00001449465400242
液体洗涤剂洗涤并彻底冲洗。风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。用另外两个相同的织物(来自同样的区域)重复所述方法。
实施例11
用硅氧烷乳剂1E原液通过喷雾处理硬质表面。
洗涤并风干10cm×10cm长的白色瓷砖。在一个暗室中，用10.0g得自实施例1E的乳液喷雾所述瓷砖。将所述瓷砖暴露于明亮的光照(Aquarium 20W荧光管AquaRaysModel No F20WT12-AR-FS)下15分钟。用100mL的一比一体积比率的甲基异丁基酮/甲苯冲洗所述瓷砖3次，然后浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟，并风干。一旦干燥，用Mr Clean
Figure BPA00001449465400244
清洁剂洗涤，彻底冲洗，并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。在10cm×10cm玻璃片和10cm×10cm油漆过的金属片，如汽车侧片重复所述方法。
实施例12
用硅氧烷乳剂1D原液通过喷雾处理硬质表面。
洗涤并风干10cm×10cm长的白色瓷砖。在一个暗室中，用10.0g得自实施例1D的乳液喷雾所述瓷砖。将所述瓷砖暴露于明亮的光照(Aquarium 20W荧光管AquaRaysModel No F20WT12-AR-FS)下15分钟。用100mL的一比一体积比率的甲基异丁基酮/甲苯冲洗所述瓷砖3次。将所述瓷砖浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟，风干。一旦干燥，用Mr Clean
Figure BPA00001449465400246
清洁剂洗涤它，彻底冲洗并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。在10cm×10cm玻璃片和10cm×l0cm油漆过的金属片，如汽车侧片重复所述方法。
实施例13
通过向衣物洗涤剂中加入硅氧烷乳剂1D原液处理织物
洗涤并风干五个10cm×10cm的棉织物片。在一个暗室中，将所述织物加入到10L在产品标签上发现的稀释浓度的Tide液体洗涤剂洗涤溶液和100.0g得自实施例1D的乳液中。在搅拌下洗涤所述织物15分钟。从所述洗涤溶液中移除所述织物，并暴露于明亮的光照下(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400252
Model No F20WT12-AR-FS)15分钟。用100mL的一比一体积比率的甲基异丁基酮/甲苯冲洗所述织物3次，并浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。悬挂以干燥。一旦干燥，用在产品标签上发现的稀释浓度的Tide液体洗涤剂洗涤，彻底冲洗并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。
实施例14
用硅氧烷乳剂1C原液通过喷雾处理硬质表面。
洗涤并风干10cm×10cm长的白色瓷砖。在一个暗室中，用10.0g得自实施例1C的乳液喷雾所述瓷砖。将所述瓷砖暴露于明亮的光照(Aquarium 20W荧光管AquaRays
Figure BPA00001449465400254
Model No F20WT12-AR-FS)下15分钟。用100mL的一比一体积比率的甲基异丁基酮/甲苯冲洗所述瓷砖3次，并浸渍到250mL的该溶剂混合物新鲜溶液中30分钟。风干。一旦干燥，用Mr Clean清洁剂洗涤瓷砖，彻底冲洗并风干至少5小时。重复所述洗涤/冲洗循环3次。在10cm×10cm玻璃片和10cm×10cm油漆过的金属片，如汽车侧片重复所述方法。
主要论述了本文所述的组合物和方法在毛发、皮肤和织物基底方面的各种实施方案。然而，应认识到，以下权利要求中示出的本发明没有将应用限制到任何具体的基底。如本领域的普通技术人员所认识到的，以下权利要求中示出的本发明可用于任何基底，因此本文所述的组合物和方法可用于处理这些基底。这些基底的非限制性实施例包括例如织物、纸材、木材、塑料、玻璃、瓷砖、石材、混凝土、砖块、其它陶瓷、和复合材料。
除非明确排除或换句话讲有所限制，本文中引用的每一个文件，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，均据此以引用方式全文并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外，如果本文献中术语的任何含义或定义与任何以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以本文献中赋予那个术语的含义或定义为准。
尽管举例说明和描述了本发明的特定实施方案，但是对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，所附权利要求旨在涵盖处于本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (12)

1.一种处理基底的组合物，特征在于其包含：
(a)具有一个或多个官能团的活性物质，在酸或碱的存在下，所述官能团与非生理性基底的互补官能团形成共价连接；
(b)能够与光接触生成酸或碱的光催化剂；和
(c)用于1(a)和1(b)递送载体，或者递送载体为能够溶解并分散所述活性物质的溶剂，或者递送载体选自由下列组成的组：水、硅氧烷、油、烃、月桂基硫酸盐、以及它们的组合；其中所述基底不包括生理性材料。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述活性物质选自由下列组成的组：亲水性活性物质、疏水性活性物质、以及它们的混合物；或者疏水材料；或者选自由下列组成的组的疏水性活性物质：由一个或多个伯、仲羧基或羟基官能团官能化的脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、氨基硅氧烷、聚乙烯醇、聚乙烯醇-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚己内酯、光学增白剂、湿润剂、硅烷醇、二甲基硅氧烷，以及它们的组合。
3.如权利要求1和2中任一项所述的组合物，其中所述光催化剂吸收在红外至可见光且至紫外光、1200nm至200nm的电磁光谱内的光照。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述光催化剂为选自由下列组成的组的光致酸：芳族羟基化合物、磺化芘化合物、盐、重氮甲烷衍生物、双砜衍生物、二磺胺二甲唑衍生物、硝基苄基磺酸盐衍生物、磺酸酯衍生物、N-羟基酰亚胺磺酸酯，以及它们的组合；或者为芳族羟基化合物的光致酸。
5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物，所述的组合物还包含表面活性剂、乳化剂、选自由下列组成的组的助剂：氧化剂、控制pH的组分、手感剂、流变改性剂、填充剂、香料、以及它们的组合。
6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述基底选自由下列组成的组：织物、纸材、木料、塑料、玻璃、瓷砖、石材、混凝土、砖块、其它陶瓷、玻璃、金属、聚合物膜、复合材料、层压材料、上述材料油漆过的和清漆过的表面、以及所有它们的组合。
7.如权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述组合物为选自由下列组成的组的消费者护理组合物：软质表面清洁剂、硬质表面清洁剂、玻璃清洁剂、瓷砖清洁剂、抽水马桶清洁剂、木料清洁剂、多表面清洁剂、表面消毒剂、盘碟洗涤组合物、衣物洗涤剂、织物调理剂、织物染料、机动车辆表面处理剂、表面保护剂、和表面消毒剂。
8.如权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述光催化剂按相对于所述组合物的总重量以0.00050％至10％重量计的含量存在。
9.如权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中水按相对于所述组合物的总重量以1％至98％重量计的含量存在。
10.如权利要求1至9中任一项所述的组合物，所述的组合物还包含氧化剂，按相对于所述组合物的总重量以0.00050％至25％重量计的含量存在；作为另外一种选择，所述氧化剂为过氧化氢。
11.一种用如权利要求1至10中任一项所述的组合物用于处理基底的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a)施用至少一种光催化剂至所述基底；和
b)暴露所述光催化剂和所述至少一种活性物质于光照下，用于在一个或多个连接到所述活性物质和所述基底的官能团之间形成共价连接。
其中所述基底不包括生理性材料。
12.一种用如权利要求1至10中任一项所述的组合物用于处理基底的方法，其中所述方法包括以下步骤：
a.向基底施用至少一种活性物质，其中所述活性物质具有一个或多个与所述基底的官能团互补的官能团；
b)向所述基底施用至少一种在暴露于光照下产生酸或碱的光催化剂；和
c)暴露所述光催化剂和所述活性物质于光照下；
其中所述基底不包括生理性材料。
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