CN103012674A - 一种具有悬浮功能的聚季铵盐及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有悬浮功能的人工合成类阳离子高分子聚季铵盐，该聚季铵盐是由包括重量组分为丙烯酸1－10份、二甲基二烯丙基氯化铵15－45份、甲基丙烯酰胺1－10份、5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液0.4－8份，氢氧化钠0.5－5份、10％的亚硫酸钠水溶液0.02－0.5份及水20－80份于水溶液环境中聚合而成。本发明的聚季铵盐在不丧失聚季铵盐特性的情况下，具有很好的悬浮功能，作为洗涤、美发、护发产品中的调理剂使用时，可对洗发水体系中的去屑止痒剂（吡啶硫酮锌，简称ZPT）颗粒起悬浮作用，使ZPT颗粒能均匀分散到整个洗发水体系中，从而提高其去屑止痒的效率。

Description

一种具有悬浮功能的聚季铵盐及其应用

技术领域

本发明涉及一种聚季铵盐，尤其涉及一种人工合成类阳离子高分子聚季铵盐，更具体是涉及一种具有悬浮功能的人工合成类阳离子高分子聚季铵盐。本发明还涉及这种聚季铵盐在洗发水中的应用。

背景技术

阳离子聚季铵盐可分为植物高分子改性类阳离子聚合物、纤维素改性类阳离子聚合物、人工合成类阳离子高分子聚季铵盐，其中植物高分子改性类阳离子聚合物、纤维素改性类阳离子聚合物具有阳离子功能和对体系的增稠功能，属于多功能阳离子调理剂，而人工合成的阳离子高分子聚季铵盐功能比较单一，但更具有针对性。聚季铵盐由于在水中有很好的溶解性能，具有广谱、高效的杀菌灭藻能力，曾作为水处理的消毒杀菌剂使用，但由于价格偏高，逐渐被淘汰，后来发现聚季铵盐独特的阳离子性能可修复受损的头发蛋白机体，保持头发滋润，赋予头发优越的梳理性能和亮泽滑爽的感觉，因而聚季铵盐现在多作为洗涤、美发、护发体系中的调理剂使用，主要起到对头发进行调理、滑顺、柔软等作用。

随着人们生活节奏的不断加快及环境污染的日益严重，头发的健康问题越来越突出，其中的头屑问题尤其困扰人。由于吡啶硫酮锌（也称为奥麦丁锌，简称ZPT）具有去屑止痒的功效，现在市面上销售的具有去屑功能的洗发水，一般都添加有吡啶硫酮锌，但吡啶硫酮锌为微米级颗粒，不溶于水，在洗发液中往往沉积于体系底部，无法均匀分散到整个洗发水体系中，造成去屑效果欠佳。随着厂家对产品成本的控制越来越严格，如何能在不改变现有配方的情况下，通过增加调理剂的功能，使吡啶硫酮锌颗粒能均匀分散到整个洗发水体系中，从而提高其去屑止痒的功效，是现有洗发水生产企业急需解决的问题。

发明内容

为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种具有悬浮功能的聚季铵盐，该聚季铵盐在保留原有阳离子性能的基础上，还能使吡啶硫酮锌颗粒能均匀、稳定的分散到整个洗发水体系中，从而提高其去屑止痒的效率。

为实现以上目的，本发明的具有悬浮功能的聚季铵盐，是由包括重量组分为丙烯酸1－10份、二甲基二烯丙基氯化铵15－45份、甲基丙烯酰胺1－10份、5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液0.4－8份，氢氧化钠0.5－5份、10％的亚硫酸钠水溶液0.02－0.5份及去离子水20－80份以下述方法获得：

（1）在反应釜中加入丙烯酸，再用水将氢氧化钠溶解完全后加入反应釜，并用冷却水将温度控制在65℃以内；

（2）加入甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌溶解完全，并控制温度在60±5℃；

（3）加入一半量的5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，保持温度在55—65度之间，搅拌4个小时，降温到40℃，停止搅拌，保温10个小时；

（4）将物料升温至60±5℃，加入剩余量的5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，搅拌并控制温度在90±5℃，保温1小时；

（5）将物料降温至60±5℃，加入10％的亚硫酸钠水溶液，搅拌均匀，用200目滤网过滤放料。

为了更好控制单体聚合的速度，上述方法中，步骤（3）的搅拌速度控制在15转/分钟，步骤（4）的搅拌速度控制在10转/分钟。

         由于去离子水中的二价金属离子会影响丙烯酸和引发剂的活性，为了除去水中的二价金属离子，上述方法中，在加入丙烯酸前，先加入0.003－0.01份EDTA-二钠，并用水溶解完全。

          为了延长产品的保质期，上述方法中，在加入10％亚硫酸钠水溶液的同时加入0.02－0.5份卡松。

          上述具有悬浮功能的聚季铵盐各原料组分优选丙烯酸4－6份、二甲基二烯丙基氯化铵30－35份、甲基丙烯酰胺4－6份、偶氮二异丁基咪盐酸盐1－3份，氢氧化钠3－4份、10％的亚硫酸钠水溶液0.08－0.15份、去离子水45－55份。

上述EDTA-二钠的加入量优选0.003－0.008份。

上述卡松的加入量优选0.08－0.2份。

上述具有悬浮功能的聚季铵盐在洗涤、美发、护发产品中作为调理剂的应用。

本发明的具有悬浮功能的聚季铵盐，通过采用丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰胺作为单体，以偶氮二异丁基咪盐酸盐为引发剂，通过加入一定量的氢氧化钠控制反应体系的pH值为3－7，同时通过分两步加入引发剂的方式来控制单体的聚合速度，并使用一定量的亚硫酸钠来终止聚合反应的继续进行，使产物的分子量得到控制。本发明的聚季铵盐在不丧失阳离子聚季铵盐原有特性的情况下，具有很好的悬浮功能，作为洗涤、美发、护发产品中的调理剂使用时，可对洗发水体系中ZPT颗粒起悬浮作用，使 ZPT颗粒能均匀、稳定分散到整个洗发水体系中，从而提高其去屑止痒的效率。另外，本发明的聚季铵盐，克服了人工合成的阳离子高分子聚季铵盐功能比较单一的缺点，为其应用拓展更大的空间。

具体实施方式

（一）制法实施例

实施例1

1、配方：

     EDTA-二钠（乙二胺四乙酸二钠）          0.002 Kg

丙烯酸                                  　　　　　　2.00 Kg

      二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)      13.32 Kg

      甲基丙烯酰胺                            　　　　2.00 Kg

 　 5%的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液         0.80 Kg

  　氢氧化钠                               　　　　　 1.00 Kg

  　10%的亚硫酸钠水溶液                     　　0.04 Kg

  　卡松                                    　　　　　　0.04 Kg                                 

  　去离子水                               　　　　　20.00 Kg

2、制备：

（1）在反应釜中加入去离子水12公斤，将EDTA-二钠溶解完全，再加入丙烯酸，搅拌均匀；

（2）用剩余去离子水将氢氧化钠溶解完全，缓慢加入反应釜中，并用冷却水将温度控制在65℃以内；

（3）加入甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌溶解完全，控温在60℃；

（4）加入0.4公斤5％偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，保持温度在55—65度之间，搅拌4个小时，搅拌速度控制在15转/分钟，降温至40℃时停止搅拌，保温10个小时；

（5）将物料升温到60℃，在10转/分钟的搅拌速度下，加入剩余的5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，控制温度在90℃，并保温1小时；

（6）将物料降温到60℃，加入亚硫酸钠、卡松，搅拌均匀，用200目滤网过滤放料。

产品呈微黄色半透明粘稠状，分子量为10万到150万左右。    

实施例2

1、配方：

      EDTA-二钠（乙二胺四乙酸二钠）         0.005 Kg

丙烯酸                                 　　　　　　　　5.00 Kg

      二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)          33.30 Kg

      甲基丙烯酰胺                            　　　　　　5.00 Kg

  　5%的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液         　 2.00 Kg

  　氢氧化钠                                　　　　　　　2.50 Kg

  　10%的亚硫酸钠水溶液                    　　　　 0.09 Kg

  　卡松                                   　　　　　　　　 0.09 Kg                                 

  　去离子水                               　　　　　　　52.00 Kg

2、制备：

（1）在反应釜中加入去离子水20公斤，将EDTA-二钠溶解完全，再加入丙烯酸，搅拌均匀；

（2）用剩余去离子水将氢氧化钠溶解完全，缓慢加入反应釜中，并用冷却水将温度控制在65℃以内；

（3）加入甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌溶解完全，控温在62℃；

（4）加入1公斤5％偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，保持温度在55—65度之间，搅拌4个小时，搅拌速度控制在15转/分钟，降温至42℃时停止搅拌，保温10个小时；

（5）将物料升温到62℃，在10转/分钟的搅拌速度下，加入剩余的5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，控制温度在90℃，并保温1小时；

（6）将物料降温到62℃，加入亚硫酸钠、卡松，搅拌均匀，用200目滤网过滤放料。

产品呈微黄色半透明粘稠状，分子量为20万到200万左右。

（二）应用实施例

1、将上述实施例1或2得到的产品作为去屑洗发水的调理剂使用，与使用聚季铵盐7作为调理剂比较的配方如下：

上述配方中的月桂基硫酸酯铵盐（70%）是指70%含量的月桂基硫酸酯铵盐，其他与此类同；椰油酸二乙醇酰胺（1:1）是指椰油酸和二乙醇胺的摩尔比为1:1规格的椰油酸二乙醇酰胺，上述配方获得的产品均具有良好的干湿梳理与调理性。

2、悬浮性能对比试验方法： 

（1）将去离子水、乙二胺四乙酸钠加入搅拌锅中，搅拌溶解均匀；

（2）将月桂基硫酸酯铵盐、椰油酸二乙醇酰胺、月桂醇醚硫酸酯钠盐、椰油酰基丙基甜菜碱、十六烷基三甲基氯化铵、聚季铵盐、去屑止痒剂（ZPT）、10%柠檬酸水溶液依次加入，搅拌升温到75℃，使其全部溶解完全；

 （3）物料全部溶解完全后，搅拌降温到40℃，加入D-8107 (阳离子表面改性硅油)、香精和卡松，搅拌均匀后，放料；

      （4）对洗发水A、B、C三个配方按国标QB/T1974-2004(洗发液)进行热稳定性测试。

3、测试结果：

测试样品编号	洗发水A	洗发水B	洗发水C
				测试结果	固体物质析出	无固体物析出	无固体物析出

采用《发用产品中吡硫翁锌(ZPT)的测定自动滴定仪法，QB/T 4078-2010》的检测方法，对洗发水A中析出的固体物质进行检测得知，此固体物质为ZPT。

由以上的试验结果可以看出，添加本发明聚季铵盐的配方和添加普通聚季铵盐的配方相比，ZPT颗粒在体系中的分散度具有明显的差别。

Claims (8)

1.一种具有悬浮功能的聚季铵盐，是由包括重量组分为丙烯酸1－10份、二甲基二烯丙基氯化铵15－45份、甲基丙烯酰胺1－10份、5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液0.4－8份，氢氧化钠0.5－5份、10％的亚硫酸钠水溶液0.02－0.5份及水20－80份以下述方法获得：

（1）在反应釜中加入丙烯酸，再用水将氢氧化钠溶解完全后加入反应釜，并用冷却水将温度控制在65℃以内；

（2）加入甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌溶解完全，并控制温度在60±5℃；

（3）加入一半量的5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，保持温度在55—65度之间，搅拌4个小时，降温到40℃，停止搅拌，保温10个小时；

（4）将物料升温至60±5℃，加入剩余量的5％的偶氮二异丁基咪盐酸盐水溶液，搅拌并控制温度在90±5℃，保温1小时；

（5）将物料降温至60±5℃，加入10％的亚硫酸钠水溶液，搅拌均匀，用200目滤网过滤放料。

2. 根据权利要求1所述的具有悬浮功能的聚季铵盐，其特征在于：所述方法中，步骤（3）的搅拌速度控制在15转/分钟，步骤（4）的搅拌速度控制在10转/分钟。

3.根据权利要求2所述的具有悬浮功能的聚季铵盐，其特征在于：所述方法中，在加入丙烯酸前，先加入0.003－0.01份EDTA-二钠，并用水溶解完全。

4.根据权利要求2所述的具有悬浮功能的聚季铵盐，其特征在于：所述方法中，在加入10％亚硫酸钠水溶液的同时加入0.02－0.5份卡松。

5.根据权利要求3或4所述的具有悬浮功能的聚季铵盐，其特征在于：所述具有悬浮功能的聚季铵盐各原料组分为丙烯酸4－6份、二甲基二烯丙基氯化铵30－35份、甲基丙烯酰胺4－6份、偶氮二异丁基咪盐酸盐1－3份，氢氧化钠3－4份、10％的亚硫酸钠水溶液0.08－0.15份、水45－55份。

6.根据权利要求5所述的具有悬浮功能的聚季铵盐，其特征在于：所述EDTA-二钠的加入量为0.003－0.008份。

7.根据权利要求5所述的具有悬浮功能的聚季铵盐，其特征在于：所述卡松的加入量为0.08－0.2份。

8.一种权利要求1－7所述的具有悬浮功能的聚季铵盐在洗涤、美发、护发产品中作为调理剂的应用。