CN104661646A - 水性有机硅聚醚微乳液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机硅聚醚微乳液,包含i)至少20重量%的不能与水混溶的分散相,所述分散相包含某些聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物,所述共聚物具有0.1重量%至10重量%的环氧乙烷(C2H4O)基团,任选地不能与水混溶的有机硅或烃类流体,以及ii)至少5重量%的乳化剂。所述有机硅聚醚微乳液是光学透明的并且具有小于100纳米的平均粒度。它们可用于多种个人护理产品制剂。具体地讲,所述有机硅聚醚微乳液可用于制备“澄清的”个人护理产品。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求提交于2012年10月8日的美国临时专利申请61/712,549的优先权和所有优点,该临时专利申请的内容以引用方式并入本文。
背景技术
有机硅聚醚在本领域中通常已知用作表面活性剂。有机硅聚醚通常还用作水分散体中的添加剂或助乳化剂。例如,某些有机硅聚醚,诸如聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物,已被用作各种水性有机硅乳液的乳化剂。该共聚物中聚二烷基硅氧烷组分和聚氧化烯组分的相对量可以通过与包含聚氧乙烯作为亲水基团的有机非离子表面活性剂的HLB值一定程度上类似的方式决定该共聚物的乳化性质。通常,如果疏水性有机硅聚醚需要作为乳液中的油相来递送,那么倾向于形成有机硅聚醚包水乳液。因此,需要辨识具有有机硅聚醚分散相的水性乳液。还需要辨识其中有机硅聚醚分散相的平均粒度小于100纳米的乳液,这种乳液可被视为微乳液。
发明内容
本发明人已经发现形成微乳液的某些有机硅聚醚。具体地讲,本发明的有机硅聚醚分散在平均粒度小于100纳米的微乳液组合物中。因此,该微乳液对于可见光而言是基本上澄清的和/或透明的。
本发明的有机硅聚醚微乳液包含:
i)至少20重量%的不能与水混溶的分散相,该分散相包含:
A)具有以下平均式的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物:
R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1 R2SiO]ySiR1 3或R1 2R2SiO[R1 2SiO]xSi R1 2R2
其中
x的范围是从50至1000,
y的范围是从1至50,
R1为含有1至6个碳原子的烷基,
R2为具有以下平均式的聚氧化亚烷基:
-R3O(C2H4O)a(C3H6O)bR4
其中
a大于4,
b的范围是从0至30,
R3为含有2至12个碳原子的二价烃基,
R4为氢、R1或乙酰基,
前提条件是聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物包含0.1重量%至10重量%的环氧乙烷(C2H4O)基团,
B)任选地,不能与水混溶的有机硅或烃类流体,以及
ii)至少5重量%的
C)乳化剂,该乳化剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或它们的组合,
其中
有机硅聚醚微乳液是光学透明的并且具有小于100纳米的平均粒度。
本发明的微乳液可用于多种个人护理产品制剂。具体地讲,有机硅聚醚微乳液可用于制备“澄清的”个人护理产品。
附图说明
图1为澄清的高固含量微乳液组合物的凝胶样行为的第一图(代表实例3)。
图2为澄清的高固含量微乳液组合物的凝胶样行为的第二图(代表实例3)。
具体实施方式
本发明涉及某些有机硅聚醚的水性微乳液,以及这些有机硅聚醚与不能与水混溶的有机流体或有机硅流体组合而成的微乳液。
如本文所用,微乳液是指基本上光学澄清的或半透明的单相或多相乳液。本发明的微乳液中的“油”相或分散相包含如下所述的有机硅聚醚,和/或这些有机硅聚醚与不能与水混溶的有机流体、有机硅流体或它们的组合的组合。就单相微乳液而言,体系是均一的并且可视为热力学稳定的。单相微乳液可采用水中的油溶胀胶束(水包油微乳液)或油中的水溶胀胶束(油包水微乳液)或双连续相微乳液的形式。就多相乳液(该乳液是光学澄清的或半透明的,但此透明度不是由于不同相的折射率的匹配而造成的)而言,该乳液包含小于可见波长的分散液滴。根据本发明的微乳液包含所有三种形式的单相微乳液以及水包油滴型的多相乳液,在后一种情况中,油滴小于100纳米。本微乳液发明可用水进一步稀释至任意比率,并且仍然保持其初始的光学清晰度,不会发生相分离。
本发明的微乳液包含至少20重量%的不能与水混溶的分散相,或者该微乳液包含至少30重量%的不能与水混溶的分散相,或者该微乳液包含至少40重量%的不能与水混溶的分散相,或者该微乳液包含至少50重量%的不能与水混溶的分散相,或者该微乳液包含至少60重量%的不能与水混溶的分散相。
不能与水混溶的分散相包含组分A)聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物,以及任选地组分B)不能与水混溶的有机硅或烃类流体。组分A)和B)如下所述。在一个实施例中,不能与水混溶的分散相基本上由以下组分组成:组分A)聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物,以及任选地组分B)不能与水混溶的有机硅或烃类流体。作为另一种选择,不能与水混溶的分散相由以下组分组成:组分A)聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物,以及任选地组分B)不能与水混溶的有机硅或烃类流体。
A)聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物
本发明的微乳液中的组分A)为具有以下平均式的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物:
R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1 R2SiO]ySiR1 3或R1 2R2SiO[R1 2SiO]xSi R1 2R2
其中
x的范围是从50至1000,
y的范围是从1至50,
R1为含有1至6个碳原子的烷基,
R2为具有以下平均式的聚氧化亚烷基:
-R3O(C2H4O)a(C3H6O)bR4
其中
a大于4,
b可为0至30,
R3为含有2至12个碳原子的二价烃基,
R4为氢、
R1或乙酰基,
前提条件是聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物包含0.1重量%至10重量%的环氧乙烷(C2H4O)基团。
聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯是一种有机硅聚醚并且可选自两种常见类型。在一个实施例中,有机硅聚醚为具有以下平均式的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯:R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1 R2SiO]ySiR1 3。这些有机硅聚醚通常被描述为“耙型”有机硅聚醚,因为它们的几何形状为带有聚醚侧基的主要为直链的硅氧烷链。在第二实施例中,有机硅聚醚为具有以下平均式的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯:R1 2R2SiO[R1 2SiO]xSiR1 2R2。这些有机硅聚醚通常被描述为“ABA”有机硅聚醚,因为它们的几何形状为用聚醚基封端的主要为直链的硅氧烷链。
上述有机硅聚醚式中的下标“x”表示聚二烷基硅氧烷中二烷基甲硅烷氧基单元的数量,并且可为50至1000、或者90至500、或者205至500、或者300至500、或者350至450。
上述有机硅聚醚式中的下标“y”表示聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯中包含R2取代的二甲硅烷氧基单元的数量,并且可为1至50、或者1至20、或者1至10。
上述式中的R2为具有以下平均式的聚氧化亚烷基:
-R3O(C2H4O)a(C3H6O)bR4
其中
下标“a”大于4,或者a可为4至30、或者4至15、或者4至10,
下标“b”可为0至30、或者0至20、或者0至10。
R3为含有2至12个碳原子的二价烃基,或者R3含有2至6个碳原子,或者
R3为丙烯或异丁烯,或者R3为丙烯。
R4为氢、
R1或乙酰基(CH3C(O)-)。
本发明的有机硅聚醚包含聚氧化烯部分,该部分主要为如上述式中的(C2H4O)a所表示的聚氧乙烯链(在实例中表示为EO)。聚氧化烯基团主要包含氧乙烯单元(C2H4O),但也可包含如上述式中的(C3H6O)所表示的氧化丙烯单元(在实例中表示为PO)、氧化丁烯单元(C4H8O)或它们的混合物。当聚氧化烯基团包含(C2H4O)、(C3H6O)和/或(C4H8O)单元的混合物时,氧化烯基团通常在该基团内为无规的,但也可为嵌段的。聚氧化烯基团包含足量的聚氧乙烯单元以向聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物提供0.1重量%至10重量%的环氧乙烷(C2H4O)基团、或者0.1重量%至8重量%的环氧乙烷、或者0.2重量%至6重量%的环氧乙烷、或者0.4重量%至5重量%的环氧乙烷。
在一个实施例中,聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯(组分A)不溶于水并且无表面活性,即,它不是表面活性剂。它不会与水形成任何自组装结构,诸如像较小的亲水性对应物中的一些所形成的胶束或液晶或囊泡。
本领域中已知的用于制备有机硅聚醚的任何方法可用于制备可用作本发明的微乳液中的组分A)的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯。作为另一种选择,可用作组分A)的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯可以通过使以下物质反应来制备:
a)有机氢硅氧烷共聚物,具有以下平均式:
R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1HSiO]ySiR1 3或R1 2HSiO[R1 2SiO]xSiHR1 2
其中
x的范围是从50至1000,
y的范围是从1至50,
R1为含有1至6个碳原子的烷基,
b)聚氧化烯,具有以下平均式:
-R5O(C2H4O)a(C3H6O)bR4
其中
a大于4,
b的范围是从0至30,
R3为含有2至12个碳原子的二价烃基,
R4为氢、
R1或乙酰基,
R5为含有2至12个碳原子的不饱和脂族烃基,以及
c)硅氢加成催化剂。
可用作组分b)的聚氧化烯可为任何聚氧化烯,该聚氧化烯在一个分子链端用含有2至12个碳原子的不饱和脂族烃基进行封端。聚氧化烯可得自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、1,2-环氧己烷、1,2-环氧辛烷、环状环氧化物(诸如环氧环己烷或外-2,3-环氧降莰烷)的聚合反应。聚氧化烯基团主要包含氧乙烯单元(C2H4O),但也可包含少量的氧丙烯单元(C3H6O)、氧丁烯单元(C4H8O)或它们的混合物。通常,如以摩尔浓度来定义并且在上述式中由“a”下标表示,聚氧化烯基团主要包含氧乙烯单元。当存在时,氧丙烯单元在上述式中由“b”下标表示。不饱和的脂族烃基可以是烯基或炔基。烯基的代表性非限制性例子可由以下结构示出:H2C=CH-、H2C=CHCH2-、H2C=CHC(CH3)2-、H2C=C(CH3)CH2-、H2C=CHCH2CH2-、H2C=CHCH2CH2CH2-和H2C=CHCH2CH2CH2CH2-。炔基的代表性非限制性例子可由以下结构示出:HC≡C-、HC≡CCH2-、HC≡CCH(CH3)-、HC≡CC(CH3)2-和HC≡CC(CH3)2CH2-。
在一个分子末端具有不饱和脂族烃基的聚氧化烯是本领域已知的,并且许多可商购获得。
在一个分子末端具有不饱和脂族烃基的聚氧化烯的代表性非限制性例子包括:
H2C=CHCH2O[C2H4O]aH
H2C=CHCH2O[C2H4O]a[C3H6O]bH
H2C=CHCH2O[C2H4O]aCH3
H2C=CHC(CH3)2O[C2H4O]aCH3
H2C=CHC(CH3)2O[C2H4O]a[C3H6O]bH
H2C=CHCH2O[C2H4O]aC(O)CH3
H2C=C(CH3)CH2O[C2H4O]aH
HC≡CCH2O[C2H4O]aH
HC≡CC(CH3)2O[C2H4O]aH
其中a和b如上文所定义。
在一个分子末端具有不饱和脂族烃基的聚氧化烯可从许多供应商商购获得,这些供应商包括:NOF(日本东京的立邦油脂公司(Nippon Oil andFat,Tokyo,Japan))、瑞士的科莱恩公司(Clariant Corp.(Switzerland))和美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Corp.(Midland,MI))。这些材料的商业例子包括来自NOF的Uniox MUS-4、来自科莱恩公司(Clariant)的Polyglykol AM 450、以及来自陶氏化学公司(Dow)的SF 400和SF 443。
硅氢加成反应中所用的组分a)和b)的量可以有差别。组分a)的SiH单元与组分b)的脂族不饱和基团的摩尔比可在10/1至1/10、或者5/1至1/5、或者1/1至1/2的范围内。通常,对组分a)和b)的量进行选择以将组分b)中过量摩尔的不饱和基团提供给组分a)中的SiH基团。
组分c)为硅氢加成催化剂。硅氢加成催化剂可以是选自铂、铑、铱、钯或钌的任何合适的基于VIII族金属的催化剂。可用于催化本发明组合物固化的含VIII族金属的催化剂可以是已知用于催化硅键合的氢原子与硅键合的不饱和烃基反应的那些催化剂中的任一种。用作催化剂以通过硅氢加成来实现本发明组合物的固化的优选VIII族金属是基于铂的催化剂。用于固化本发明组合物的一些优选的基于铂的硅氢加成催化剂是铂金属、铂化合物和铂络合物。
合适的铂催化剂在US 2,823,218(通常称为Speier催化剂)和美国专利No.3,923,705中有所描述。铂催化剂可以是“Karstedt催化剂”,其在Karstedt的美国专利No.3,715,334和No.3,814,730中有所描述。Karstedt催化剂是在诸如甲苯之类的溶剂中的通常含有约1重量%铂的铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物。作为另一种选择,铂催化剂可以是氯铂酸与含有末端脂族不饱和基团的有机硅化合物的反应产物,如美国专利No.3,419,593中所述。作为另一种选择,硅氢加成催化剂是氯化铂和二乙烯基四甲基二硅氧烷的中和络合物,如US 5,175,325中所述。
其他合适的硅氢加成催化剂在例如美国专利3,159,601、3,220,972、3,296,291、3,516,946、3,989,668、4,784,879、5,036,117和5,175,325以及EP 0 347 895 B1中有所描述。
硅氢加成催化剂可按等同于每一百万份(ppm)总反应组合物中低至0.001重量份元素铂族金属的量进行添加。通常,反应组合物中硅氢加成催化剂的浓度为能够提供等同于至少1份每一百万份的元素铂族金属的浓度。可使用提供等同于1至500、或者50至500、或者50至200份每一百万份的元素铂族金属的催化剂浓度。
在本发明方法中实现的反应为硅氢加成反应,其中组分a)的SiH单元与组分b)的不饱和脂族烃基反应以形成Si-C键。该反应可在本领域已知的用于实现硅氢加成反应的那些条件下进行。
硅氢加成反应可在纯物质中或在存在溶剂的情况下进行。该溶剂可为醇,诸如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、正丙醇或支链的格尔伯特(guerbet)醇;酮,诸如丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮;芳族烃,诸如苯、甲苯或二甲苯;脂族烃,诸如庚烷、己烷或辛烷;二醇醚,诸如丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇正丁醚、丙二醇正丙醚或乙二醇正丁醚;卤代烃,诸如二氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷或亚甲基氯、氯仿;二甲基亚砜;二甲基甲酰胺;乙腈;四氢呋喃;石油溶剂;溶剂油;或石脑油。
溶剂的量最高可为70重量%,但通常为20重量%至50重量%,所述重量%基于硅氢加成反应中组分的总重量计。硅氢加成反应过程中所用的溶剂随后可通过多种已知方法从所得的有机硅聚醚中移除。
可将已知可增强此类反应的另外的组分添加到硅氢加成反应中。这些组分包括盐,诸如与铂催化剂组合的具有缓冲作用的醋酸钠。
B)不能与水混溶的有机硅或有机液体
有机硅聚醚微乳液中的组分B)是任选的,并且当使用时可为不能与水混溶的有机硅或不能与水混溶的有机液体。
有机液体包括被视为油或溶剂的那些。有机液体可由以下物质示例但不限于以下物质:芳族烃、脂族烃、具有超过6个碳原子的醇、诸如12的支链格尔伯特醇、醛、酮、胺、酯、醚、二醇、二醇醚、烷基卤化物和芳族卤化物。烃包括异十二烷、异十六烷、Isopar L(C11-C13)、Isopar H(C11-C12)、氢化聚癸烯。醚和酯包括苯甲酸烷基酯、新戊酸异癸酯、庚酸新戊二醇酯、二硬脂酸二醇酯、碳酸二辛酯、碳酸二乙基己酯、丙二醇正丁基醚、乙基-3乙氧基丙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、新戊酸十三烷酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇甲醚(PGME)、新戊酸十八烷酯、己二酸二异丁酯、己二酸二异丙酯、二辛酸丙二醇酯/二癸酸丙二醇酯和棕榈酸辛酯。
组分B也可以是25℃下的粘度在1至1,000mm2/sec的范围内的聚二烷基硅氧烷或挥发性甲基硅氧烷,诸如六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、十六甲基七硅氧烷、七甲基-3-{(三甲基甲硅烷基)氧基)}三硅氧烷、六甲基-3,3、双{(三甲基甲硅烷基)氧基}三硅氧烷、五甲基{(三甲基甲硅烷基)氧基}环三硅氧烷以及聚二甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷以及它们的任何混合物。
在一个实施例中,组分B)存在于微乳液中的不能与水混溶的分散相内,并且为苯甲酸C12-C15烷基酯。
在一个实施例中,组分B存在于微乳液中的不能与水混溶的分散相内,并且为C12-C32支链的格尔伯特醇。
在一个实施例中,组分B存在于微乳液中的不能与水混溶的分散相内,并且是直链的聚二甲基硅氧烷,其可以是用硅烷醇封端的或用三甲基甲硅烷氧基封端的,在25℃下的粘度在1至1,000mm2/sec、或者10至500mm2/sec、或者10至100mm2/sec的范围内。
按微乳液中所用的不能与水混溶的分散相的总量计,微乳液的不能与水混溶的分散相中组分B)的量可在0至50重量%、或者0至40重量%、或者0至30重量%、或者0至20重量%、或者0至10重量%、或者0至5重量%的范围内。
C)乳化剂
本发明的微乳液包含至少5重量%的乳化剂,该乳化剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂或它们的组合。如本文所用,“乳化剂”是指使得能形成乳液的任何化合物或物质。乳化剂可选自能够稳定乳液的任何表面活性化合物或聚合物,前提条件是乳化剂包含至少一种阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂或非离子表面活性剂,并且足量使用以向微乳液提供至少5重量%、或者10重量%的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂或非离子表面活性剂。通常,此类表面活性化合物或聚合物通过防止分散的粒子凝聚而使乳液稳定。可在本发明的组合物中用作乳化剂的表面活性化合物是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂或表面活性剂的组合。可以使用不同类型的表面活性剂的混合物和/或相同类型的不同表面活性剂的混合物。
在一个实施例中。被选作组分C)的表面活性剂或表面活性剂组合是当分散在水中时能够形成双层结构(诸如层状相)的那些。更具体地讲,一种或多种表面活性剂可选自当20重量%-80重量%的一种或多种表面活性剂在室温下分散于水中时形成层状结构的那些,或者当1重量%-20重量%的一种或多种表面活性剂在20-90℃下分散于水中时形成无序双层结构的那些。双层(诸如层状相)的存在可容易地通过各种技术确定,所述技术诸如使用正交偏振光的光学显微镜法。尽管不希望受理论束缚,但本发明人相信,能够形成双层(诸如层状或无序的)的一种或多种表面活性剂会增强微乳液的形成。具体地讲,聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物可溶于由表面活性剂和水形成的双层结构中或者与该双层结构相互渗透,并且随后形成微乳液。作为另一种选择,聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物、表面活性剂和水形成新的组装结构,诸如球形、椭球形或圆柱形的结构,该结构与表面活性剂和水两者单独形成的双层结构不同。在任一种情况下,最终结构都具有使得在至少一个维度中的长度尺度小于100纳米的几何形状。还应理解的是,在最终的微乳液组合物中不需要存在表面活性剂双层。确切地说,在该实施例中提出的发现使得本领域中的技术人员更易于选择适当的表面活性剂作为组分C)来制备本发明的微乳液。
可以使用的一些合适的阴离子表面活性剂包括:(i)磺酸及其盐,包括在烷基取代基中具有至少6个碳原子的烷基磺酸、烷芳基磺酸、烷基萘磺酸和烷基二苯基醚磺酸以及它们的盐,诸如十二烷基苯磺酸及其钠盐或其胺盐;(ii)在烷基取代基中具有至少6个碳原子的烷基硫酸盐,例如月桂基硫酸钠;(iii)聚氧乙烯单烷基醚的硫酸酯;(iv)长链羧酸表面活性剂及其盐,例如月桂酸、硬脂酸、油酸以及它们的碱金属盐和胺盐。
在一个实施例中,乳化剂为烷基磺酸钠,诸如SAS-30。在一个实施例中,乳化剂为三乙醇胺十二烷苯磺酸盐,诸如BIO-SOFT N
一些可以使用的合适非离子表面活性剂包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、烷基葡萄糖苷、聚氧乙烯脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯。市售的非离子表面活性剂包括诸如如下组合物:(i)由美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow ChemicalCompany,Midland,Michigan)以商品名Tergitol TMN-6和Tergitol TMN-10销售的2,6,8-三甲基-4-壬基聚氧乙烯醚;(ii)由美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,Michigan)以商品名Tergitol 15-S-7、Tergitol 15-S-9、Tergitol 15-S-15、Tergitol 15-S-30和Tergitol 15-S-40销售的C11-15仲烷基聚氧乙烯醚;由美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,Michigan)以商品名Triton X405销售的辛基苯基聚氧乙烯(40)醚;(iii)由美国伊利诺伊州诺斯菲尔的斯泰潘公司(Stepan Company,Northfield,Illinois)以商品名Makon 10销售的壬基苯基聚氧乙烯(10)醚;(iv)由美国俄亥俄州辛辛那提的汉高公司(Henkel Corp./EmeryGroup,Cincinnati,Ohio)以商品名Trycol 5953销售的乙氧基化醇;(v)由美国新泽西州爱迪生的禾大公司(Croda Inc.Edison,NJ)以商品名Brij L23和BrijL4销售的乙氧基化醇;(vi)烷基羰基合成醇聚乙二醇醚,诸如GENAPOLUD 050和Genapol UD110;(vii)基于C10-格尔伯特醇和环氧乙烷的烷基聚乙二醇醚,诸如XP 79。
合适的非离子表面活性剂还包括聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)三嵌段共聚物。聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)三嵌段共聚物也通称为泊洛沙姆(Poloxamer)。它们是由中间的聚氧丙烯(聚(环氧丙烷))疏水链和旁侧的两个聚氧乙烯(聚(环氧乙烷))亲水链组成的非离子型三嵌段共聚物。聚(氧乙烯)-聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)三嵌段共聚物从美国新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫(BASF(Florham Park,NJ))商购获得并且以商品名销售,诸如Pluronic L61、Pluronic L62、Pluronic L64、Pluronic L81、PluronicP84。
非离子表面活性剂也可为有机硅聚醚(SPE),前提条件是选作乳化剂的SPE不具有上文中针对用作组分A)的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物所述的结构。作为乳化剂的有机硅聚醚可具有其中聚氧乙烯或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚单元被接枝到硅氧烷主链上的耙型结构,或者SPE可具有其中A表示聚醚部分且B表示ABA结构的硅氧烷部分的ABA嵌段共聚结构。合适的有机硅聚醚包括DC 5329。
可以使用的一些合适的阳离子表面活性剂包括:(i)脂肪酸胺和酰胺以及它们的盐和衍生物,诸如脂族脂肪胺以及它们的衍生物;和(ii)季铵化合物,诸如烷基三甲基铵和二烷基二甲基铵卤化物或乙酸盐或氢氧化物,其在每个烷基取代基中具有至少8个碳原子。市售的阳离子表面活性剂包括由美国伊利诺伊州芝加哥的阿克苏诺贝尔公司(Akzo Nobel Chemicals Inc.,Chicago,Illinois)以商品名Arquad T27W、Arquad 16-29销售;和由美国伊利诺伊州诺斯菲尔的斯泰潘公司(Stepan Company,Northfield,Illinois)以商品名Ammonyx Cetac-30销售的组合物。
合适的两性表面活性剂包括甜菜碱(诸如椰油酰胺丙基甜菜碱)、磺基甜菜碱(诸如椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱)、卵磷脂和氢化卵磷脂。在一个实施例中,乳化剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合。在其他实施例中,该组合中的阴离子表面活性剂为烷基磺酸盐或十二烷基苯磺酸盐。在其他实施例中,非离子乳化剂为烷基羰基合成醇聚乙二醇醚或烷基聚乙二醇醚。
将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合用作乳化剂时,基于重量计的量可以有差别以提供0.1至2、或者0.1至0.5的阴离子与非离子的比率。
在一个实施例中,乳化剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合,例如氯化十六烷基三甲基铵和烷基羰基合成醇聚乙二醇醚或烷基聚乙二醇醚。将阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合用作乳化剂时,基于重量计的量可以有差别以提供0.1至2、或者0.1至0.5的阳离子与非离子的比率。
包含组分A)、B)和C)的水性有机硅聚醚微乳液还包含足量的水或水相以使总和为100重量%。如本文所用,“水相”描述包含单一或多种水溶性溶质的任何水溶液。本发明的微乳液中所用的水相可包含多种其他组分,诸如某些盐类、杀生物剂、冻/融添加剂,这些组分可增强微乳液的贮存稳定性。
本发明的微乳液可通过将组分A)、任选地组分B)、组分C)与一定量的水或水相组分组合并混合而制备。因此,本发明的有机硅聚醚微乳液可通过混合以下组分而制备:至少20重量%的
I 具有以下平均式的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物:
R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1 R2SiO]ySiR1 3或R1 2R2SiO[R1 2SiO]xSi R1 2R2
其中
x的范围是从50至1000,
y的范围是从1至50,
R1为含有1至6个碳原子的烷基,
R2为具有以下平均式的聚氧化亚烷基:
-R3O(C2H4O)a(C3H6O)bR4
其中
a大于4,
b的范围是从0至30,
R3为含有2至12个碳原子的二价烃基,
R4为氢、
R1或乙酰基,前提条件是聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物包含
0.1重量%至10重量%的环氧乙烷(C2H4O)基团,
II 任选地,不能与水混溶的有机硅或烃类流体,以及至少5重量%的
III 乳化剂,该乳化剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或它们的组合,
以及足量的水或水相,以使总和为100重量%。
在该方法中,组分A)、B)和C)与上文针对微乳液组合物所述的组分相同。这些组分可以如上所述仅与水或水相混合。
组分A)、B)和C)与一定量的水或水相组分的混合可以通过本领域中已知的任何用于实现乳液形成的方法来完成。该混合可以分批工艺、半连续工艺或连续工艺进行。混合可例如用如下装置来进行:中等/低剪切力分批混合装置,包括换罐式混合器、双行星混合器、锥形螺杆混合器、带式掺合器、双臂混合器或弓刀混合器;具有高剪切和高速度分散器的批处理设备,包括美国纽约州的查尔斯·罗斯父子公司(Charles Ross&Sons(NY))、美国新泽西州的豪美设备公司(Hockmeyer Equipment Corp.(NJ))制造的那些设备;高剪切作用分批混合装置,包括班伯里型(美国纽约州的布拉本德仪器公司(CW Brabender Instruments Inc.,NJ))和亨舍尔型(美国德克萨斯州的美国亨舍尔混合器公司(Henschel mixers America,TX))。定子-转子连续混合器(例如Ultra/配混器)的示例性例子包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机、共旋转挤出机。作为另一种选择,混合还可以经由本领域已知的用于提供高剪切混合从而实现乳液形成的那些技术来进行。这种高剪切混合技术的代表性技术包括高速搅拌器、匀化器、微射流机、Ross混合器、Eppenbach胶体磨碎机、Flacktek高速混合器和其他类似的剪切装置。
本发明的有机硅微乳液组合物是光学透明的。如本文所用,“光学透明的”意味着微乳液的可见光光学透射率大于85%。使用1cm×1cm尺寸的样品室,在580nm波长下使用Shimadzu UV-2401PC UV-VIS记录式分光光度计(Shimadzu UV-2401PC UV-VIS Recording Spectrophotometer)测量透射率。透射率百分比被定义为针对入射光的透射光强度。采用这种测量,白色乳液的透射率通常小于1%。
本发明的有机硅聚醚微乳液可通过分散于水相中的有机硅聚醚(油)相的平均体积粒度来表征。该粒度可通过对微乳液进行激光衍射来测定。合适的激光衍射技术是本领域中熟知的,诸如NanotracTM粒度仪。粒度由粒度分布(PSD)获得。PSD可以基于体积、表面和长度来测定。体积粒度等于具有与给定颗粒相同的体积的球体的直径。术语Dv表示分散的粒子的平均体积粒度。Dv 0.5是对应于累积颗粒群体(cumulative particle population)的50%所测量的体积粒度。换句话说,如果Dv 0.5=10μm,则50%的粒子具有低于10μm的平均体积粒度,而50%的粒子具有高于10μm的平均体积粒度。除非另有指明,否则所有平均体积粒度都用Dv 0.5计算。
分散的有机硅聚醚(或有机硅聚醚/不能与水混溶的有机液体或有机硅液体组合)粒子的平均体积粒度小于或等于100nm。
在一个实施例中,微乳液可视为具有“高固含量”水平。更具体地讲,在该实施例中,微乳液包含以下组分,或者基本上由以下组分组成,或者由以下组分组成:
40重量%-60重量%的A)聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物分散相,0-20重量%的B)不能与水混溶的有机硅或烃类流体,和10重量%-40重量%的C)乳化剂,
以及足量的水或水相,以使总和为100重量%。
此类“高固含量”微乳液通常是澄清的凝胶或澄清的液体,其在23℃下的粘度大于10帕斯卡·秒(Pa·s),或换句话讲104厘泊。此外,它们通常是粘弹性的。(粘弹性的材料是非牛顿的,即它们的粘度随剪切速率变化。)在后一种情况中,当在振荡运动中测量时,在100赫兹至0.001赫兹的剪切频率下,复数粘度的量级在10至107帕斯卡秒,或换句话讲在104至1010厘泊的范围内变化。此类“高固含量”微乳液仍然可用水稀释至任何程度并且仍然保持透明度。来自这些凝胶微乳液的充分稀释的微乳液是液体样的并且牛顿的,并且当足够稀时是水样的。
包含本发明的微乳液的组合物可以配制成个人护理产品组合物。本发明的个人护理组合物可为霜膏、凝胶、粉末、糊或可自由倒出的液体的形式。一般而言,这种组合物如果在室温下其中不存在固体材料的话,通常可使用简单的桨式混合器、Brookfield反转混合器或均化混合器在室温下进行制备。通常不需要特殊的设备或加工条件。制备方法将随所作的形式的类型而不同,但这类方法是本领域熟知的。
个人护理产品可以对其所施加的身体的一部分具有美容功能、治疗功能或者这些功能的某种组合。此类产品的常规例子包括但不限于:止汗剂和除臭剂、皮肤护理霜、皮肤护理洗液、保湿剂、面部处理剂如痤疮或皱纹去除剂、个人和面部清洁剂、沐浴油、香水、科隆香水、香粉、防晒剂、剃须前和剃须后洗液、剃须皂和剃须肥皂泡、洗发剂、毛发调理剂、毛发着色剂、毛发松弛剂、喷发胶、摩丝、凝胶、烫发剂、脱毛剂和表皮涂剂(cuticle coat)、美容品、加色化妆品、粉底、掩饰用化妆品、腮红、口红、眼线膏、睫毛膏、油去除剂、加色化妆品去除剂、底粉、药物霜、糊或喷剂,包括抗痤疮剂、牙齿卫生剂、抗生素、愈合促进剂、营养剂等,可以是预防性的和/或治疗性的。一般来讲,个人护理产品可以用允许以任何常规形式施加的载体进行配制,所述形式包括但不限于液体、冲洗剂(rinse)、洗液、霜膏、糊、凝胶、泡沫、摩丝、油膏、喷剂、气溶胶、肥皂、棒(stick)、软固体、固体凝胶和凝胶。合适载体的构成对于本领域的普通技术人员是显而易见的。
本发明的微乳液组合物可用于多种个人、家庭和健康护理应用中。具体地讲,本发明的组合物可用于如美国专利No.6,051,216、No.5,919,441、No.5,981,680中提出的,如WO 2004/060271和WO 2004/060101公开的个人护理产品中;用于如WO 2004/060276中提出的防晒剂组合物中;用于如WO 03/105801中公开的还含有成膜树脂的化妆品组合物中;用于如美国专利申请公布2003/0235553、2003/0072730、2003/0170188、EP 1,266,647、EP 1,266,648、EP1,266,653、WO 03/105789、WO 2004/000247和WO03/106614中提出的化妆品组合物中;用作WO 2004/054523中提出的那些组合物的添加剂;用于如美国专利申请公布2004/0180032中提出的持久性化妆品组合物中;用于如WO 2004/054524中所讨论的透明或半透明护理和/或化妆品组合物中。
在又一个方面,本发明的乳液可用作着色剂或定型组合物的一部分,并在染发或烫发过程中在处理前、处理中、处理后施加。目的可以从保持颜色和增强颜色到对染色的头发纤维进行再调理。例子和优选的实施例可见于欧莱雅公司(L’Oreal)的专利文件EP1312343A2、EP1312348A2、EP1312349A2、EP1312337、EP1312650、EP1312342 A2、EP1312341 A2、WO2007071684、US20080282482,以及宝洁公司(Procter and Gamble)的EP1543820,这些专利均以引用方式并入本文。
根据本发明的组合物可通过标准的方法来使用,诸如使用施用器具、刷子将它们施用到人的身体(如,皮肤或毛发),通过手来施用,将它们倒出和/或可能地将组合物揉擦或按摩到身体上或身体中。去除方法(例如加色化妆品的去除方法)也是熟知的标准方法,包括洗涤、擦拭、剥离等。对于在皮肤上使用,根据本发明的组合物可以按常规方式使用,例如用于调理皮肤。将有效量的用于该目的的组合物施用到皮肤。这种有效量通常可在约1mg/cm2至约3mg/cm2的范围内。施用于皮肤通常包括使组合物透入皮肤中。这种施用于皮肤的方法包括使皮肤与有效量的组合物接触的步骤和然后将组合物揉擦到皮肤中的步骤。这些步骤可根据需要重复多次以达到所需的有益效果。
根据本发明的组合物在毛发上的使用可采用常规的毛发调理方式。将有效量的毛发调理组合物施用到毛发上。这种有效量通常在约0.5g至约50g、优选地约1g至约20g的范围内。施用于毛发通常包括使组合物透入毛发,使得毛发的大部分或全部与组合物接触。这种调理毛发的方法包括将有效量的毛发护理组合物施用到毛发上的步骤和然后使组合物透入毛发的步骤。这些步骤可根据需要重复多次以达到所需的有益调理效果。
除了本发明微乳液外还可以配制入个人护理组合物中的添加剂的非限制性例子包括:另外的有机硅、抗氧化剂、清洁剂、着色剂、另外的调理剂、沉积剂、电解质、润肤剂、油、去角质剂、泡沫促进剂、香料、湿润剂、闭塞剂、灭虱药、pH控制剂、颜料、防腐剂、杀生物剂、其他溶剂、稳定剂、防晒剂、助悬剂、鞣剂、其他表面活性剂、增稠剂、维生素、植物药物、芳香剂、蜡、流变学改性剂、去头屑剂、抗痤疮剂、抗龋剂(anti-carrie)和伤口愈合促进剂。
诸如洗发剂或清洁剂的个人护理组合物可含有至少一种阴离子去污表面活性剂。这可以是通常用于洗发剂制剂的熟知的阴离子去污表面活性剂中的任何一种。这些阴离子去污表面活性剂在本发明的洗发剂组合物中用作清洁剂和发泡剂。阴离子去污表面活性剂的例子有碱金属磺化蓖麻醇酸盐、脂肪酸的磺化甘油酯(例如椰子油酸的磺化单甘酯)、磺化单价醇酯的盐(例如油酰羟乙磺酸钠)、氨基磺酸的酰胺(例如油酰基甲基牛磺酸的钠盐)、脂肪酸腈的磺化产物(例如棕榈腈磺酸盐)、磺化芳香烃(例如α-萘单磺酸钠)、萘磺酸与甲醛的缩合产物、八氢蒽磺酸钠、碱金属烷基硫酸盐(例如月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵或月桂基硫酸三乙醇胺)、具有8个或更多个碳原子的烷基的醚硫酸盐(例如月桂基醚硫酸钠、月桂基醚硫酸铵、烷基芳基醚硫酸钠和烷基芳基醚硫酸铵)、具有8个或更多个碳原子的一个或多个烷基的烷基芳基硫酸盐、烷基苯磺酸碱金属盐(例如己基苯磺酸钠盐、辛基苯磺酸钠盐、癸基苯磺酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠盐、十六烷基苯磺酸钠盐和肉豆蔻基苯磺酸钠盐)、聚氧乙烯烷基醚的硫酸酯(包括CH3(CH2)6CH2O(C2H4O)2SO3H、CH3(CH2)7CH2O(C2H4O)3.5SO3H、CH3(CH2)8CH2O(C2H4O)8SO3H、CH3(CH2)19CH2O(C2H4O)4SO3H和CH3(CH2)10CH2O(C2H4O)6SO3H)、烷基萘基磺酸的钠盐、钾盐和胺盐。优选地,去污表面活性剂选自月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基醚硫酸钠和月桂基醚硫酸铵。基于组合物的总重量计,阴离子去污表面活性剂以约5重量%至50重量%并且优选地约5重量%至25重量%的量存在于本发明的洗发剂组合物中。
个人护理组合物可包含至少一种阳离子沉积助剂,优选地为阳离子沉积聚合物。阳离子沉积助剂将通常以0.001重量%至5重量%、优选地约0.01重量%至1重量%、更优选地约0.02重量%至0.5重量%的水平存在。聚合物可为均聚物或由两种或更多种类型的单体形成。聚合物的分子量将通常介于5000和10000000之间,典型地至少10000并且优选地在100000至约2000000的范围内。聚合物将具有含阳离子氮的基团,例如季铵基团或质子化氨基或其混合物。已发现阳离子电荷密度需要为至少0.1毫当量/克,优选地高于0.8或更高。阳离子电荷密度不应超过4毫当量/克,优选地小于3毫当量/克,并且更优选地小于2毫当量/克。可使用凯氏定氮法(Kjeldahl method)测量电荷密度,并且在使用所需的pH时,电荷密度应在上述限值范围内,所需的pH将通常为约3至9,并且优选地介于4至8之间。含阳离子氮的基团将通常作为取代基存在于阳离子沉积聚合物全部单体单元的一部分上。因此,当聚合物不是均聚物时,其可包含间隔基非阳离子单体单元。此类聚合物在CTFA Cosmetic Ingredient Directory(《CTFA化妆品成分手册》)第三版中有所描述。合适的阳离子沉积助剂包括(例如)具有阳离子胺或季铵官能团的乙烯基单体与水溶性间隔基单体(诸如(甲基)丙烯酰胺、烷基和二烷基(甲基)丙烯酰胺、烷基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基己内酯和乙烯基吡咯烷)的共聚物。烷基和二烷基取代的单体优选地具有C1-C7烷基、更优选地具有C1-C3烷基。其他合适的间隔基包括乙烯基酯、乙烯醇、马来酸酐、丙二醇和乙二醇。阳离子胺可以是伯胺、仲胺或叔胺,具体取决于组合物的具体种类和pH。一般来讲,优选仲胺和叔胺,尤其优选叔胺。胺取代的乙烯基单体和胺可以胺形式聚合,然后通过季铵化转变成铵。合适的阳离子氨基和季铵单体包括(例如)被以下物质取代的乙烯基化合物:二烷基氨基烷基丙烯酸酯、二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯、单烷基氨基烷基丙烯酸酯、单烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯、三烷基甲基丙烯酰氧基烷基铵盐、三烷基丙烯酰氧基烷基铵盐、二烯丙基季铵盐和具有环阳离子含氮环(例如吡啶鎓、咪唑鎓和季铵化的吡咯烷)的乙烯基季铵单体(如烷基乙烯基咪唑鎓和季铵化的吡咯烷(如烷基乙烯基咪唑鎓、烷基乙烯基吡啶鎓、烷基乙烯基吡咯烷盐))。这些单体的烷基部分优选地为低级烷基,诸如C1-C2烷基,更优选地C1和C2烷基。可用于本文的合适的胺取代乙烯基单体包括二烷基氨基烷基丙烯酸酯、二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯、二烷基氨基烷基丙烯酰胺和二烷基氨基烷基甲基丙烯酰胺。阳离子沉积助剂可包含衍生自胺取代的单体和/或季铵取代的单体和/或相容的间隔基单体的单体单元的混合物。合适的阳离子沉积助剂包括例如:1-乙烯基-2-吡咯烷和1-乙烯基-3-甲基咪唑鎓盐(如,氯化物盐)的共聚物(在行业中被美国化妆品、化妆用具和香料协会“CTFA”称为聚季铵盐-16),诸如以LUVIQUAT商品名(如,LUVIQUAT FC 370)从美国新泽西州帕西波尼的巴斯夫怀恩多特公司(BASF Wyandotte Corp.(Parsippany,NJ,USA))商购获得的那些;1-乙烯基-2-吡咯烷和二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的共聚物(在行业中被CTFA称为聚季铵盐-11),例如以GAFQUAT商品名(如GAFQUAT 755N)从美国新泽西州韦恩Gar公司(Gar Corporation(Wayne,NJ,USA))商购获得的那些;含阳离子二烯丙基季铵的聚合物,包括(例如)二甲基二烯丙基氯化铵均聚物和丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵的共聚物,在行业中(CTFA)称为聚季铵盐6和聚季铵盐7;具有3至5个碳原子的不饱和羧酸的均聚物和共聚物的氨基烷基酯的无机酸盐,如美国专利4,009,256中所述;以及如WO95/22311所述的阳离子聚丙烯酰胺。其他可用的阳离子沉积助剂包括多糖聚合物,诸如阳离子纤维素衍生物和阳离子淀粉衍生物。适用于本发明的组合物的阳离子多糖聚合物材料包括由下式表示的那些:A-O(R-N+R1R2R3X-),其中:A为脱水葡萄糖残基,诸如淀粉或纤维素脱水葡萄糖残基,R为亚烷基氧亚烷基、聚氧化烯或羟基亚烷基或它们的组合,R1、R2和R3独立地为烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、烷氧基烷基或烷氧基芳基,每个基团包含最多约18个碳原子,并且每个阳离子部分的碳原子总数优选地为约20或更少,并且X为阴离子抗衡离子,如前所述。阳离子纤维素可以以其Polymer IR(商标)和LR(商标)系列的聚合物得自美国新泽西州爱迪生爱美高公司(Amerchol Corp.(Edison,NJ,USA)),如羟乙基纤维素与三甲基铵取代的环氧化物反应的盐,在行业中(CTFA)称为聚季铵盐10。另一种类型的阳离子纤维素包括羟乙基纤维素与月桂基二甲基铵取代的环氧化物反应的聚合物季铵盐,在行业中(CTFA)称为聚季铵盐24。这些材料可以以商品名Polymer LM-200从美国新泽西州爱迪生爱美高公司(Amerchol Corp.(Edison,NJ,USA))得到。其他可用的阳离子沉积助剂包括阳离子瓜尔胶衍生物,例如瓜尔羟丙基三甲基氯化铵(可以以其Jaguar商标系列从塞拉尼斯公司(Celanese Corp.)商购获得)。其他材料包括含季氮的纤维素醚(例如,如美国专利3,962,418中所述,该专利以引用方式并入本文),以及醚化纤维素和淀粉的共聚物(例如,如美国专利3,958,581中所述,该专利以引用方式并入本文)。
个人护理组合物可包含泡沫促进剂。泡沫促进剂是这样的试剂:与延迟泡沫崩溃的泡沫稳定剂相比,增大从在恒定摩尔浓度的表面活性剂的体系中可得到的泡沫的量。通过将有效量的泡沫促进剂添加到水性介质中,使得泡沫形成。泡沫促进剂优选地选自脂肪酸烷醇酰胺和氧化胺。脂肪酸烷醇酰胺的例子有异硬脂酸二乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、癸酸二乙醇酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、亚油酸二乙醇酰胺、肉豆蔻酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、油酸单异丙醇酰胺和月桂酸单异丙醇酰胺。氧化胺的例子有N-椰油基二甲基氧化胺、N-月桂基二甲基氧化胺、N-肉豆蔻基二甲基氧化胺、N-硬脂基二甲基氧化胺、N-椰油酰氨基丙基二甲基氧化胺、N-牛油酰氨基丙基二甲基氧化胺、双(2-羟乙基)C12-15烷氧基丙基氧化胺。优选地,泡沫促进剂选自月桂酸二乙醇酰胺、N-月桂基二甲基氧化胺、椰油酸二乙醇酰胺、肉豆蔻酸二乙醇酰胺和油酸二乙醇酰胺。基于组合物的总重量计,泡沫促进剂优选地以约1至15重量%并且更优选地约2至10重量%的量存在于本发明的洗发剂组合物中。组合物还可包含聚亚烷基二醇以改进起泡性能。基于组合物的重量计,洗发剂组合物中的聚亚烷基二醇的浓度可在约0.01%至约5%、优选地约0.05%至约3%的范围内,并更优选地在约0.1%至约2%的范围内。任选的聚亚烷基二醇用通式:H(OCH2CHR)n-OH表征,其中R选自H、甲基及其混合物。当R为H时,这些材料是环氧乙烷的聚合物,其还已知为聚环氧乙烷、聚氧乙烯和聚乙二醇。当R为甲基时,这些材料是环氧丙烷的聚合物,其还已知为聚环氧丙烷、聚氧丙烯和聚丙二醇。当R为甲基时,还应当理解可存在所得聚合物的多种位置异构物。在上述结构中,n的平均值为约1500至约25,000、优选地约2500至约20,000、并且更优选地约3500至约15,000。用于本文的聚乙二醇聚合物为PEG-2M,其中R等于H并且n的平均值为约2,000(PEG-2M还已知为Polyox WSR9N-10,其可从联合碳化物公司(Union Carbide)并作为PEG-2,000得到);PEG-5M,其中R等于H并且n的平均值为约5,000(PEG-5M还已知为Polyox WSRO N-35和Polyox WSRS N-80,两者均可从联合碳化物公司(Union Carbide)并作为PEG-5,000和聚乙二醇300,000得到);PEG-7M,其中R等于H并且n的平均值为约7,000(PEG-7M还已知为Polyox WSRON-750,可从联合碳化物公司(Union Carbide)得到);PEG-9M,其中R等于H并且n的平均值为约9,000(PEG 9-M还已知为Polyox WSRS N-3333,可从联合碳化物公司(Union Carbide)得到);以及PEG14M,其中R等于H并且n的平均值为约14,000(PEG-14M还已知为Polyox WSRO N-3000,可从联合碳化物公司(Union Carbide)得到)。其他可用的聚合物包括聚丙二醇和混合的聚乙二醇/聚丙二醇。
个人护理组合物可包含有效地用于将优选的有机硅调理剂或其他水不溶性材料以分散的形式悬浮到洗发剂组合物中的浓度的悬浮剂。基于洗发剂组合物的重量计,此类浓度在约0.1%至约10%、优选地约0.3%至约5.0%的范围内。悬浮剂包括结晶的悬浮剂,其可分类为酰基衍生物、长链氧化胺及其混合物,其浓度范围为洗发剂组合物的约0.1重量%至约5.0重量%,优选地约0.5重量%至约3.0重量%。这些悬浮剂在美国专利4.741,855中有所描述,该专利描述以引用方式并入本文。这些优选的悬浮剂包括优选地具有约16至约22个碳原子的脂肪酸的乙二醇酯。更优选的是乙二醇硬脂酸酯,为单硬脂酸酯和二硬脂酸酯两者,但具体地二硬脂酸酯含有小于约7%的单硬脂酸酯。其他合适的悬浮剂包括优选具有约16至约22个碳原子、更优选地约16至18个碳原子的脂肪酸的烷醇酰胺,其优选的例子包括硬脂酸单乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺、硬脂酸单异丙醇酰胺和硬脂酸单乙醇酰胺硬脂酸酯。其他长链酰基衍生物包括长链脂肪酸的长链酯(例如硬脂酸十八酯、棕榈酸鲸腊酯等);甘油酯(例如二硬脂酸甘油酯)和长链烷醇酰胺的长链酯(例如硬脂酰胺二乙醇酰胺二硬脂酸酯、硬脂酰胺单乙醇酰胺硬脂酸酯)。除了上面列出的优选的材料外,长链酰基衍生物、长链羧酸的乙二醇酯、长链氧化胺和长链羧酸的烷醇酰胺可用作悬浮剂。例如,可以设想可使用具有带C8-C22链的长链烃基的悬浮剂。适于用作悬浮剂的其他长链酰基衍生物包括N,N-二烃基酰氨基苯甲酸及其可溶性盐(如,Na、K),尤其是N,N-二(氢化)C16、C18和该家族的牛油酰氨基苯甲酸物质,其可从美国伊利诺伊州诺斯菲尔德的斯泰潘公司(Stepan Company(Northfield,Illinois,USA))商购获得。用作悬浮剂的合适的长链氧化胺的例子包括烷基(C16-C22)二甲基氧化胺,例如硬脂基二甲基氧化胺。其他合适的悬浮剂包括浓度范围为洗发剂组合物的约0.3重量%至约3重量%、优选地约0.4重量%至约1.2重量%的黄原胶。黄原胶作为含有机硅的洗发剂组合物中的悬浮剂的用途例如在美国专利4,788,006中有所描述,该专利描述以引用方式并入本文。长链酰基衍生物和黄原胶的组合还可用作洗发剂组合物中的悬浮剂。此类组合在美国专利4,704,272中有所描述,该专利描述以引用方式并入本文。其他合适的悬浮剂包括羧基乙烯基聚合物。这些聚合物中优选的是如美国专利2,798,053中所述的丙烯酸与聚烯丙基蔗糖交联的共聚物,该专利描述以引用方式并入本文。这些聚合物的例子包括可得自巴斯夫古德瑞奇公司(B.F.Goodrich Company)的Carbopol934、940、941和956。其他合适的悬浮剂包括具有含至少约16个碳原子的脂肪烷基部分的伯胺,此伯胺的例子包括棕榈胺或硬脂胺,以及具有两个脂肪烷基部分并且每个脂肪烷基部分具有至少12个碳原子的仲胺,此仲胺的例子包括二棕榈酰胺或二(氢化牛油基)胺。其他合适的悬浮剂包括二(氢化牛油基)棕榈酸酰胺和交联的马来酸酐-甲基乙烯基醚共聚物。其他合适的悬浮剂可用于洗发剂组合物中,包括可赋予组合物凝胶状粘度的悬浮剂,例如水溶性或胶状水溶性聚合物如纤维素醚(例如甲基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基乙基纤维素和羟乙基纤维素)、瓜尔胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基瓜尔胶、淀粉和淀粉衍生物,以及其他增稠剂、粘度改进剂、胶凝剂等。
个人护理组合物可包含一种或多种水溶性润肤剂,包括(但不限于)低分子量脂族二元醇,诸如丙二醇和丁二醇;多元醇,诸如甘油和山梨醇;以及聚氧乙烯聚合物,诸如聚乙二醇200。所用的水溶性润肤剂的具体类型和量将根据组合物所需的美学特性而有差别,并且本领域的技术人员将易于确定。
个人护理组合物可包含多种油。如本文所用,术语“油”是指基本上不溶于水的任何材料。当组合物用于化妆品或个人护理产品中时,产品组分还必须是从美容方面可接受的或另外满足最终使用产品的条件。合适的油组分包括但不限于天然油,诸如椰子油;烃,诸如矿物油和氢化聚异丁烯;脂肪醇,诸如辛基十二烷醇;酯,诸如苯甲酸C12-C15烷基酯;二酯,诸如二壬酸丙二醇酯(propylene dipelarganate);以及三酯,诸如三辛酸甘油酯和有机硅,尤其是环状聚甲基硅氧烷(cyclomethicone)和聚二甲基硅氧烷及其混合物。本发明的组合物还包含油,优选地为低粘度和高粘度油的混合物。合适的低粘度油在25℃下的粘度为5至100mPa.s,并且通常为具有结构RCO-OR'的酯,其中RCO表示羧酸基,并且其中OR'为醇残基。这些低粘度油的例子包括异壬酸异十三烷酯、PEG-4二庚酸酯、新戊酸异硬脂酯、新戊酸十三烷酯、辛酸十六烷酯、棕榈酸十六烷酯、蓖麻醇酸十六烷基、硬脂酸十六烷酯、肉豆蔻酸十六烷酯、椰油醇-二辛酸酯/癸酸酯、异硬脂酸癸酯、油酸异癸酯、新戊酸异癸酯、新戊酸异己酯、棕榈酸辛酯、苹果酸二辛酯、辛酸十三烷酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、辛基十二烷醇、或辛基十二烷醇、乙酰化羊毛脂醇、乙酸十六烷酯、异十二烷醇和聚甘油基-3-二异硬脂酸酯的混合物、或它们的混合物。高粘度表面油在25℃下的粘度通常为200至1,000,000mPa.s,优选地为100,000至250,000mPa.s。表面油包括蓖麻油、羊毛脂和羊毛脂衍生物、柠檬酸三异十六烷酯、脱水山梨糖醇倍半油酸酯、C10-18甘油三酸酯、辛酸/癸酸/甘油三酸酯、椰子油、玉米油、棉籽油、甘油三乙酰基羟基硬脂酸酯、甘油三乙酰基蓖麻醇酸酯、三辛酸甘油酯、氢化蓖麻油、亚麻籽油、貂油、橄榄油、棕榈油、印度赤铁树果脂肪(illipe butter)、菜籽油、大豆油、葵花籽油、牛脂、三癸精、三羟基硬脂精、三异硬脂精、三月桂精、三亚油精、三肉豆蔻精、三油精、三棕榈精、三硬脂精、胡桃油、小麦胚芽油、胆固醇或它们的混合物。油相中的低粘度油和高粘度油的建议比分别为1:15至15:1,优选地分别为1:10至10:1。本发明的优选制剂包括1%至20%的低粘度表面油和高粘度表面油的混合物。在任选的其他非有机硅脂肪物质中,可包括矿物油,诸如液体石蜡或液化石油,包括动物油,诸如全氢化角鲨烯或阿拉拉油(arara oil),或可选择地包括植物油,诸如甜杏仁油、海棠油、棕榈油、蓖麻油、鳄梨油、荷荷巴油、橄榄油或谷物胚芽油。还可以使用例如羊毛脂酸的酯、油酸的酯、月桂酸的酯、硬脂酸的酯或肉豆蔻酸的酯;醇,诸如油醇、亚油醇或亚麻醇、异硬脂醇或辛基十二烷醇;或醇或多元醇的乙酰基甘油酯、辛酸酯、癸酸酯或蓖麻醇酸酯。作为另一种选择,可以使用在25℃下为固体的氢化油,例如氢化蓖麻油、棕榈油或椰子油、或氢化牛油;单蔗糖甘油酯、二蔗糖甘油酯或三蔗糖甘油酯;羊毛脂;或在25℃下为固体的脂肪酯。
个人护理组合物可包含多种蜡。蜡或蜡状材料在大气压力下的熔点范围通常为35℃至120℃。这种类别中的蜡包括合成蜡、纯地蜡、石蜡、地蜡、婆罗双树脂、蜂蜡、棕榈蜡、微晶蜡、羊毛脂、羊毛脂衍生物、小烛树蜡、可可脂、紫胶蜡、巨鲸蜡、米糠蜡、爪哇木棉蜡、甘蔗蜡、褐煤蜡、鲸蜡、杨梅蜡或它们的混合物。本发明的优选制剂包含约10%-30%的蜡的混合物。在能够用作非有机硅脂肪物质的蜡中,可包括动物蜡,诸如蜂蜡;植物蜡,诸如棕榈蜡、小烛树蜡、小冠巴西棕榈蜡或日本蜡或软木纤维蜡或甘蔗蜡;矿物蜡,例如石蜡或褐煤蜡或微晶蜡或地蜡;合成蜡,包括聚乙烯蜡和通过费托合成获得的蜡。在有机硅蜡中,可包括聚甲基硅氧烷烷基、烷氧基和/或酯。
可添加增稠剂以提供便利的粘度。例如,在25℃下500至25,000mm2/s范围内或更可选择地3,000至7,000mm2/s范围内的粘度通常是合适的。合适的增稠剂的例子为藻酸钠、阿拉伯树胶、聚氧乙烯、瓜耳胶、羟丙基瓜尔胶、乙氧基化醇(例如月桂基聚氧乙烯醚-4或聚乙二醇400)、纤维素衍生物(例如甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙羟乙基纤维素)、淀粉和淀粉衍生物(例如羟乙基直链淀粉和直链淀粉)、刺槐豆胶、电解质(例如氯化钠和氯化铵)和糖类(例如果糖和葡萄糖)以及糖类衍生物(例如PEG-120甲基葡糖二油酸酯),或两种或更多种它们的混合物。或者,增稠剂选自纤维素衍生物、糖类衍生物和电解质,或两种或更多种上述增稠剂的组合,所述组合示例为纤维素衍生物与任何电解质的组合以及淀粉衍生物与任何电解质的组合。当使用时,增稠剂以足以在最终洗发剂组合物中提供500至25,000mm2/s的粘度的量存在于本发明的洗发剂组合物中。作为另一种选择,基于组合物的总重量计,以约0.05重量%至10重量%并且可选择地0.05重量%至5重量%的量存在。
稳定剂可用于组合物的水相中。合适的水相稳定剂可包括单独的或组合的一种或多种电解质、多元醇、醇(例如乙醇)以及水解胶体。典型的电解质为碱金属盐和碱土金属盐,尤其是钠、钾、钙和镁的氯化物、硼酸盐、柠檬酸盐和硫酸盐,以及氢氯酸铝和聚电解质,尤其是透明质酸和透明质酸钠。当稳定剂为或包括电解质时,其达到总组合物的约0.1重量%至5重量%并且更可选地为0.5重量%至3重量%。水解胶体包括胶(诸如黄原胶或Veegum)和增稠剂(诸如羧甲基纤维素)。还可以使用多元醇,诸如丙三醇、乙二醇和山梨醇。作为另一种选择,多元醇为丙三醇、丙二醇、山梨醇和丁二醇。如果使用大量的多元醇,则不需要添加电解质。然而,通常使用电解质、多元醇和水解胶体的组合,以稳定水相,如硫酸镁、丁二醇和黄原胶。
个人护理组合物还可以与气体推进剂(诸如二氧化碳、氮气、一氧化二氮)、挥发性烃(诸如丁烷、异丁烷或丙烷)和氯化或氟化烃(诸如二氯二氟甲烷和二氯四氟乙烷)或二甲醚组合而处于气溶胶形式。
除本发明的有机硅聚醚微乳液之外的有机硅组合物也可包含在个人护理组合物中。例如,此类有机硅包括:有机硅流体、氨基官能化有机硅、树胶、树脂、弹性体和其他有机硅乳液。
氨基官能化有机硅可包含在本发明组合物中。例如,氨基官能化有机硅可具有以下通式:
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]x[(CH3)RNSiO]ySi(CH3)3
其中RN为氨基官能团。
烷基甲基硅氧烷可包含在本发明组合物中。这些硅氧烷聚合物通常将具有式Me3SiO[Me2SiO]y[MeRSiO]zSiMe3,其中R为含有6-30个碳原子的烃基,Me表示甲基,并且聚合度(DP),即y和z的和为3-50。烷基甲基硅氧烷的挥发性物质和液体物质二者均可用于所述组合物。
有机硅胶可包含在本发明组合物中。聚二有机硅氧烷胶在本领域中是已知的并且可商购获得。它们通常由在25℃下的粘度超过1,000,000厘沲(mm2/s)或者在25℃下的粘度大于5,000,000厘沲(mm2/s)的不溶性聚二有机硅氧烷组成。这些有机硅树胶通常以已分散于合适的溶剂中以有助于它们的处理的组合物形式销售。超高粘度的有机硅还可作为任选的成分被包含。这些超高粘度的有机硅通常具有在25℃下大于5百万厘沲(mm2/s)至在25℃下约2千万厘沲(mm2/s)的运动粘度。呈悬浮形式的这种类型的组合物是最优选的,并且例如在美国专利6.013,682(2000年1月11日)中有所描述。
有机硅树脂可包含在本发明组合物中。这些树脂组合物通常为高度交联的聚合硅氧烷。通过将三官能的和/或四官能的硅烷与在制备期间使用的单官能的硅烷和/或二官能的硅烷单体合并来获得交联。为获得适合的有机硅树脂所需的交联度将根据在制造该有机硅树脂期间掺入的硅烷单体单元的详情而变化。一般来讲,任何具有足够含量的三官能的和四官能的硅氧烷单体单元和因此具有足够的交联度、干燥为刚性膜或硬膜的有机硅可认为适合用作有机硅树脂。适用于本文应用的可商购的有机硅树脂通常以未硬化形式的低粘度的挥发性或非挥发性有机硅流体来供应。有机硅树脂应以它们的未硬化形式而不是以硬化的树脂结构形式掺入到本发明组合物中。
有机硅甲醇流体可包含在本发明组合物中。这些物质在WO 03/101412A2中有所描述,并且通常可以描述为取代的烃基官能化硅氧烷流体或树脂。
实例
将如下实例包括在内以向本领域的技术人员阐述本发明。然而,根据本发明,本领域的技术人员应该理解,可以在所公开的具体实施例中做出许多改变且仍可获得类似或相同的结果而不背离本发明的实质和范围。所有百分比为重量%。除非另外指明,否则所有测量均在23℃下进行。
材料
有机硅聚醚(组分A)
根据下列一般工序制备一系列有机硅聚醚。
将具有结构MD396D(H) 4M的聚二甲基硅氧烷(1181.37g)放入配备有搅拌棒、温度探头、加热罩、冷凝器和氮气吹扫装置的2000mL三颈圆底烧瓶中。此外,将具有结构CH2=CHCH2(OCH2CH2)7OH的烯丙基EO7聚醚(77.95g)和2-丁基辛醇(66.26g)添加到同一反应烧瓶中。还可向该烧瓶中添加6.0g无水醋酸钠(盐)。将该烧瓶中的内容物加热到80℃,并且将0.65g的在异丙醇中与铂络合的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的1%溶液用注射器添加到反应烧瓶中。放热后,在80℃下将反应混合物混合二至四个小时或者直到Si-H ppm低于7。
使用类似的工序制备其他有机硅聚醚,其中所有反应均使用类似重量百分比的组分进行,同时在反应中保持乙烯基比SiH过量10%。
根据上文所述的一般工序制备以下有机硅聚醚,所述有机硅聚醚具有通式Me3SiO[Me2SiO]x[MeR2SiO]ySiMe3,其中R2为-CH2CH2CH2(C2H4O)a(C3H6O)bOH。x、y、a和b的值总结如下:
有机硅聚醚
I x=544y=5.9a=10b=4
II x=396y=4a=10b=4
III x=370y=7a=10b=4
IV x=400y=4a=7b=0在硅氢化反应中使用了盐
V x=400y=4a=7b=0在硅氢化反应中未使用盐
VI x=400y=4a=12b=0在硅氢化反应中未使用盐
VII x=400y=8a=7b=0在硅氢化反应中使用了盐
VIII x=200y=4a=10b=4
IX ABA型(具有相同的R2基团,但在封端基团上)其中x=100y=0a=7在硅氢化反应中使用了盐
下列有机流体或有机硅流体在以下实例中用作任选的组分B)
任选的流体
a Isofol-12
b 苯甲酸C12-15烷基酯
c DowQ1-3563流体
d Dow200流体50cSt
下列乳化剂用作组分C)。
乳化剂
i Hostapur SAS-30(水中含30%活性乳化剂)
ii Lutensol XP-79(水中含85%活性乳化剂)
iii Genapol UD-050(100%活性乳化剂)
iv Bio-Soft N300(水中含60%活性乳化剂)
v Bio-Soft EC 690(水中含90%活性乳化剂)
vi T Max 20
实例1
有机硅聚醚微乳液的制备
如表1中所总结,使用以下一般工序制备一系列有机硅聚醚微乳液。
在合适的SpeedMixerTM(型号DAC 150FVZ)容器中混合聚二有机硅氧烷-聚氧化烯共聚物和任何任选的有机硅流体或烃类流体。然后向内容物中添加乳化剂和适量的水。在SpeedMixerTM中将内容物以3500RPM混合30秒,以得到澄清或半透明的微乳液。该微乳液可以用水进一步稀释。用NanotracTM粒度仪以体积模式测量粒度。定量细节列于表1中。
实例2-比较例
按照与上文在实例1中所述类似的工序制备一系列乳液。在这些实例中,用有机硅聚醚II制备的微乳液被列出作为实例2。参见表2。使用具有式Me3SiO[Me2SiO]x[MeR2SiO]ySiMe3的有机硅聚醚制备类似乳液的尝试被列出作为比较例2A-2F,其中R2=–CH2CH2CH2(C3H6O)2.5OH(缩写为MD67D'3(PO2.5)M)。用NanotracTW粒度仪以体积模式测量粒度。使用1cm2方形横截面的液体样品室,在Shimadzu UV/VIS 2401PC光度计上以580nm波长测量透射率。透射率以针对入射光的透射光强度百分比的形式报告。视觉上澄清或半透明的乳液通常对应于大于85%的透射率。
表2
比较例2A是US4620878中的实例18的重复。包括乳液粒度和透明度(如通过透射率测量的)的特性将与实例2中的微乳液进行比较。本发明的微乳液还包含较高的油相含量(活性物质含量)和每活性物质含量较低水平的表面活性剂用量。
比较例2B缩减了878'的实例18中包含Triton表面活性剂的稀释水溶液的量,以得到具有与实例2中相当的活性物质含量和表面活性剂水平的最终乳液。所测量的粒度和透射率将与本发明的实例2进行比较。
比较例2C将与US4620878中的实例18进行比较。在该比较例中,油相是878'中所用的聚有机硅氧烷,而表面活性剂与实例2中所用的表面活性剂相同。
比较例2D也将与878'中的实例18进行比较。在该比较例中,油相是878'中所用的聚有机硅氧烷,而表面活性剂由878'中所用的有机硅二醇表面活性剂组成,但代替878'中的Triton X405,使用了实例2中所用的表面活性剂作为表面活性剂组合中的剩余部分。
比较例2E是US4620878中的实例19的重复。包括乳液粒度和透明度(如通过透射率测量的)的特性将与实例2中的微乳液进行比较,这一比较证明了本发明的特性。本发明的微乳液还包含较高的活性物质含量和每活性物质含量较低水平的表面活性剂用量。
比较例2F缩减了878'的实例19中包含Triton表面活性剂的稀释水溶液的量,以得到具有与实例2中相当的活性物质含量和表面活性剂水平的最终乳液。所测量的粒度和透射率将与本发明的实例2进行比较。
实例3和实例4
重复实例1的工序,但不使用或者使用极少稀释水,以便得到具有较高油相(活性物质)含量的澄清微乳液-参见表3。
表3
实例 | 3 | 4 |
包含5%isofol-12(SPE II)的MD396D(EO7)4M | 55 | 40 |
Biosoft EC 690 | 22 | 16 |
Tmaz-20 | 5 | 4 |
H2O#1 | 18 | 18 |
稀释水 | 22 | |
总计(重量%) | 100 | 100 |
外观-最终乳液 | 澄清的凝胶 | 澄清的凝胶 |
油相(活性物质)含量 | 55% | 40% |
表面活性剂/活性物质含量 | 45.1% | 46.0% |
实例5-护发洗发剂
表4
1.UCARE聚合物JR-30M,得自陶氏化学公司(Dow Chemical)
2.Standapol得自考格尼斯公司(Cognis Corp.)
3.得自禾大公司(Croda Inc.)
4.Monamid得自禾大公司(Croda Inc.)
5.Monateric得自禾大公司(Croda Inc.)
6.有机硅乳液,2%活性有机硅水平
7.得自龙沙公司(Lonza,Inc.)
将去离子水添加到混合容器中。为了在整个测试过程中保持活性有机硅负载常数,必须根据所用的各种乳液中活性有机硅的百分比来调整添加的水量。通过适度的搅拌,聚季铵盐-10被分散,直到完全溶解并添加月桂基乙醚硫酸钠。然后将该混合物加热到75℃,并在持续混合中添加PEG-150季戊四醇四硬脂酸酯。使温度降低到40℃,并添加椰油酰胺DEA和椰油酰氨基丙基甜菜碱。完全掺入后,将有机硅微乳液添加到基础洗发剂中。将该洗发剂混合5至10分钟,然后添加DMDM乙内酰脲。补充损耗的水,然后将配方再混合5分钟。该洗发剂配方的最终pH为大约5.5-6.0。
使用Helipath粘度计(转子代号93,转速50rpm)测量每种洗发剂的粘度,结果显示包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂对粘度的影响较小。每种洗发剂配方的透明性通过目测观察来评判,结果显示包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂有类似于改善的透明性。参见表5。
表5
样品 | 粘度(cP) | 透明性 |
A | 5660 | 几乎是澄清的 |
B | 7290 | 澄清 |
C | 4540 | 澄清 |
D | 5390 | 几乎是澄清的 |
E | 8530 | 澄清 |
F | 1628 | 澄清 |
G | 2720 | 澄清 |
1870乳液 | 1760 | 几乎是澄清的 |
使用得自DeMeo Brothers公司的欧洲人的淡金色毛发测试本文制备的调理剂。每绺头发的重量为约2.0克。将每绺头发在40℃的自来水流下冲洗15秒。使用移液管将1.0克含9%月桂基硫酸钠的溶液施用到该绺头发上并起泡30秒。将该绺头发在流水下冲洗30秒。通过使该绺头发穿过手的食指和中指之间,去除该绺头发中过量的水。将头发放置在用纸巾覆盖的托盘上并干燥过夜。将每绺头发用梳子的密齿手工梳理三次,并使用INSTRON湿梳工序和INSTRON干梳工序进行评估。
INSTRON工序是标准的、公认的并且工业上合格的规程,参见例如美国专利5,389,364(1995年2月14日)、5,409,695(1995年4月25日)、5,419,627(1995年5月30日)和5,504,149(1996年4月2日)。
对于涉及洗发剂的测试,用40℃的自来水冲洗发绺30秒。将0.8克量的测试调理剂施用到发绺上,并且轻抚该发绺30秒。在40℃的自来水下冲洗发绺30秒。通过牵拉该发绺穿过手的食指和中指之间来去除过量的水。使该发绺在纸巾上于室温下单独干燥过夜。梳理一次发绺后再进行INSTRON研究。
INSTRON梳理是用于通过是否易于湿梳和易于干梳来确定毛发调理状况的行业公认测试。该测试采用INSTRON应变仪,该应变仪配备用于测量梳理毛发所需的力。调理性能基于用INSTRON应变仪计量的具体毛发处理配方(诸如洗发剂或护发剂)减少梳理毛发所需的力的能力。该力以平均梳理负荷(ACL)的形式报告。ACL值的数值越低,由所测试配方赋予的调理效果越好。通常,ACL基线最初是使用未处理过的,仅用月桂基硫酸钠溶液冲洗过的发绺建立的。处理的有效性随后可被表示为处理过的发绺的ACL或ACL的减少百分比,使用以下关系式计算而得:
(未处理过的毛发ACL-处理过的毛发ACL)×100除以未处理过的毛发ACL
根据INSTRON湿梳方法,首先通过将毛发浸渍于蒸馏水中以润湿毛发,然后梳理发绺三次,使毛发顺滑无缠结。接着将该发绺浸渍于蒸馏水中三次,使其再缠结。通过使该发绺穿过手的食指和中指之间两次来去除过量的水。将该发绺放置在挂架上并进行INSTRON梳理。重复再缠结和INSTRON梳理,直到收集到所有数据点。对于每次处理,测量三绺毛发的平均梳理力。
根据INSTRON干梳方法,通过梳理发绺3次使毛发无缠结。将该发绺顺时针打旋3次并逆时针打旋3次,使毛发再缠结。然后将该发绺放置在挂架上并进行INSTRON梳理。重复再缠结和Instron梳理,直到收集到所有数据点。对于每次处理,测量三绺毛发的平均梳理力。
使用表4的洗发剂进行INSTRON湿梳的结果示于表6中。结果显示所有本发明的包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂使湿梳力减小。包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂在性能上与包含MEM-1870乳液的洗发剂类似。因此,含有本发明的包含有机硅聚醚官能化的微乳液的洗发剂能够显著地改善毛发的湿调理特性。
使用表4的洗发剂进行INSTRON干梳的结果示于表6中。结果显示所有本发明的包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂使干梳力减小。包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂在性能上与包含MEM-1870乳液的洗发剂类似。因此,含有本发明的包含有机硅聚醚官能化的微乳液的洗发剂能够显著地改善毛发的干调理特性。
表6
样品 | 湿梳力减小% | 干梳力减小% |
A | 58.6 | 53.1 |
B | 64.2 | 71.5 |
C | 67.9 | 66.0 |
D | 73.0 | 69.4 |
E | 73.5 | 73.7 |
F | 69.7 | 53.2 |
G | 69.5 | 52.2 |
1870乳液 | 80.2 | 61.0 |
表7
1.UCARE聚合物JR-30M,得自陶氏化学公司(Dow Chemical)
2.Standapol得自考格尼斯公司(Cognis Corp.)
3.得自禾大公司(Croda Inc.)
4.Monamid得自禾大公司(Croda Inc.)
5.Monateric得自禾大公司(Croda Inc.)
6.有机硅乳液,2%活性有机硅水平
7.得自龙沙公司(Lonza,Inc.)
将去离子水添加到混合容器中。为了在整个测试过程中保持活性有机硅负载常数,必须根据所用的各种乳液中活性有机硅的百分比来调整添加的水量。通过适度的搅拌,聚季铵盐-10被分散,直到完全溶解并添加月桂基乙醚硫酸钠。然后将该混合物加热到75℃,并在持续混合中添加PEG-150季戊四醇四硬脂酸酯。使温度降低到40℃,并添加椰油酰胺DEA和椰油酰氨基丙基甜菜碱。完全掺入后,将有机硅微乳液添加到基础洗发剂中。将该洗发剂混合5至10分钟,然后添加DMDM乙内酰脲。补充损耗的水,然后将配方再混合5分钟。该洗发剂配方的最终pH为大约5.5-6.0。
使用Helipath粘度计(转子代号93,转速50rpm)测量每种洗发剂的粘度,结果显示包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂对粘度的影响较小。每种洗发剂配方的透明性通过目测观察来评判,结果显示包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂有类似于改善的透明性。参见表8。
表8
样品 | 粘度(cP) | 透明性 |
H | 11220 | 几乎是澄清的 |
I | 12940 | 几乎是澄清的 |
J | 19170 | 几乎是澄清的 |
K | 2220 | 不透明 |
L | 4030 | 澄清 |
M | 7300 | 不透明 |
N | 14460 | 不透明 |
1870乳液 | 8780 | 几乎是澄清的 |
使用表7的洗发剂进行INSTRON湿梳的结果示于表9中。结果显示所有本发明的包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂使湿梳力减小。包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂在性能上与包含MEM-1870乳液的洗发剂类似。因此,含有本发明的包含有机硅聚醚官能化的微乳液的洗发剂能够显著地改善毛发的湿调理特性。
使用表7的洗发剂进行INSTRON干梳的结果示于表9中。结果显示所有本发明的包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂使干梳力减小。包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂在性能上与包含MEM-1870乳液的洗发剂类似。因此,含有本发明的包含有机硅聚醚官能化的微乳液的洗发剂能够显著地改善毛发的干调理特性。
表9
样品 | 湿梳力减小% | 干梳力减小% |
H | 89.4 | 72.1 |
I | 86.9 | 73.8 |
J | 76.7 | 64.7 |
K | 81.8 | 78.7 |
L | 70.3 | 57.1 |
M | 70.2 | 63.6 |
N | 69.5 | 67.2 |
1870乳液 | 80.5 | 69.9 |
用包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂处理过的发绺的保湿感/顺滑性,包括光滑度和顺滑性,类似于或优于用包含二甲基有机硅微乳液的洗发剂处理过的发绺。用包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂处理过的发绺的干燥感/顺滑性和光滑度,包括光滑度和顺滑性,类似于或优于用二甲基有机硅微乳液洗发剂处理过的发绺。用包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂处理过的发绺还具有与用二甲基有机硅微乳液洗发剂处理过的发绺类似的光泽和发量。
表10
1.UCARE聚合物JR-30M,得自陶氏化学公司(Dow Chemical)
2.Standapol得自考格尼斯公司(Cognis Corp.)
3.得自禾大公司(Croda Inc.)
4.Monamid得自禾大公司(Croda Inc.)
5.Monateric得自禾大公司(Croda Inc.)
6.有机硅乳液,2%活性有机硅水平
7.Neolone PE,得自陶氏化学公司(Dow Chemical)
将去离子水添加到混合容器中。为了在整个测试过程中保持活性有机硅负载常数,必须根据所用的各种乳液中活性有机硅的百分比来调整添加的水量。通过适度的搅拌,聚季铵盐-10被分散,直到完全溶解并添加月桂基乙醚硫酸钠。然后将该混合物加热到75℃,并在持续混合中添加PEG-150季戊四醇四硬脂酸酯。使温度降低到40℃,并添加椰油酰胺DEA和椰油酰氨基丙基甜菜碱。完全掺入后,将有机硅微乳液添加到基础洗发剂中。将该洗发剂混合5至10分钟,然后添加苯氧基乙醇和甲基异噻唑啉酮。补充损耗的水,然后将配方再混合5分钟。该洗发剂配方的最终pH为大约5.5-6.0。
使用Helipath粘度计(转子代号93,转速50rpm)测量每种洗发剂的粘度,结果显示包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂对粘度的影响较小。每种洗发剂配方的透明性通过目测观察来评判,结果显示包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂有类似于改善的透明性。参见表11。
表11
样品 | 粘度(cP) | 透明性 |
U | 17640 | 几乎是澄清的 |
V | 8180 | 浑浊 |
1872乳液 | 7100 | 几乎是澄清的 |
使用表10的洗发剂进行INSTRON湿梳的结果示于表12中。结果显示全部两种本发明的包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂使湿梳力减小。包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂在性能上与包含MEM-1872乳液的洗发剂类似。因此,含有本发明的包含有机硅聚醚官能化的微乳液的洗发剂能够显著地改善毛发的湿调理特性。
使用表10的洗发剂进行INSTRON干梳的结果示于表12中。结果显示全部两种本发明的包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂使干梳力减小。包含有机硅聚醚官能化微乳液的洗发剂在性能上与包含MEM-1872乳液的洗发剂类似。因此,含有本发明的包含有机硅聚醚官能化的微乳液的洗发剂能够显著地改善毛发的干调理特性。
表12
湿梳力减小% | 干梳力减小% | |
U | 84.5 | 25.5 |
V | 83.6 | 37.0 |
1872乳液 | 84.2 | 20.6 |
实例6洗去型调理剂
表13
成分 | 重量% |
去离子水 | 适量至100% |
十六烷基三甲基氯化铵1 | 0.3 |
羟乙基纤维素2 | 1.5 |
鲸蜡硬脂醇3 | 1.0 |
PEG-100硬脂酸酯和甘油硬脂酸酯4 | 1.0 |
源自乳液U5的有机硅微乳液 | 6.7 |
DMDM乙内酰脲6 | 0.2 |
1.Arquad PC 16-29W,得自阿克苏诺贝尔全球个人护理部门(Akzo Nobel GlobalPersonal Care)
2.250HHR,得自亚什兰亚跨龙功能性材料业务部门(Ashland AqualonFunctional Ingredients)
3.Crodocol得自禾大公司(Croda Inc.)
4.165,得自有利凯玛公司(Uniqema)
5.有机硅乳液,2%活性有机硅水平
6.得自龙沙公司(Lonza,Inc.)
将去离子水添加到混合容器中并加热至75℃。通过适度的搅拌,羟乙基纤维素被分散直到完全溶解。使温度降低至60℃,并且添加鲸蜡硬脂醇和PEG-100硬脂酸酯以及甘油硬脂酸酯。然后使温度降低至40℃,并且将有机硅微乳液添加到基础调理剂中。将该调理剂混合5至10分钟,然后添加DMDM乙内酰脲。补充损耗的水,然后将配方再混合5分钟。调理剂配方的最终pH全部为大约6-7。
实例7免洗型调理剂
表14
免洗型调理剂
成分 | 重量% | |
相A | ||
1. | 瓜耳羟丙基三甲基氯化铵1 | 0.15 |
2. | 去离子水 | 60 |
3. | 羟乙基纤维素2 | 0.4 |
相B | ||
4. | 丁二醇 | 1 |
5. | 甘油 | 3 |
6. | 聚山梨醇酯203 | 0.3 |
相C | ||
7. | 鲸蜡醇磷酸酯钾4 | 0.05 |
8. | 二苯甲酮-35 | 0.3 |
9. | EDTA | 0.1 |
10. | 去离子水 | 20 |
相D | ||
11. | 去离子水 | 7.4 |
12. | 源自乳液U的有机硅微乳液6 | 6.7 |
13. | PEG-7氢化蓖麻油7 | 0.3 |
14. | DMDM乙内酰脲8 | 0.2 |
15. | 氢氧化钠(10%溶液) | 0.1 |
1.N-Hance 3196,得自赫克力士公司(Hercules Inc.)
2.Natrosol羟乙基纤维素,得自亚什兰亚跨龙功能性材料业务部门(Ashland AqualonFunctional Ingredients)
3.Tween 20,得自禾大公司(Croda Inc.)
4.Amphisol K,得自帝斯曼营养产品公司(DSM Nutritional Products,Inc)
5.Escalol 567,得自国际特种产品公司(International Specialty Products)
6.有机硅乳液,2%活性有机硅水平
7.Croduret 7,得自禾大公司(Croda Inc.)
8.得自龙沙公司(Lonza,Inc.)
将相A的成分一起添加到混合容器中。在轻柔的混合下将相B添加到相A中。在湍流式混合下,将相C缓慢地添加到AB共混物中。将相D添加到混合物(A+B+C)中。混合直至均一。用氢氧化钠(10%溶液)将pH调整至6-6.5。
实例8调理喷雾
表15
调理喷雾
成分 | 重量% | |
相A | ||
1. | 水 | 83.5 |
2. | EDTA | 0.1 |
相B | ||
3. | 聚季铵盐-71 | 1 |
4. | 椰油酰氨基丙基甜菜碱2 | 1 |
5. | 十六烷基三甲基氯化铵3 | 2 |
6. | PEG-84 | 1 |
7. | 丙二醇 | 3 |
8. | 源自乳液U的有机硅微乳液5 | 6.7 |
9. | 泛醇6 | 0.5 |
相C | ||
10. | 聚山梨醇酯207 | 1 |
11. | DMDM乙内酰脲8 | 0.2 |
1.Merquat 550,得自纳尔科公司(Nalco Company)
2.Monateric得自禾大公司(Croda Inc.)
3.Arquad PC 16-29W,得自阿克苏诺贝尔全球个人护理部门(Akzo Nobel GlobalPersonal Care)
4.Polyglykol 400,得自科莱恩国际有限公司(Clariant International Ltd.)
5.有机硅乳液,2%活性有机硅水平
6.D-泛醇75W,得自巴斯夫公司(BASF Corporation)
7.Tween 20,得自禾大公司(Croda Inc.)
8.得自龙沙公司(Lonza,Inc.)
将相A的成分混合到一起,直到所有成分均完全溶解。将相B的成分按所列的顺序添加到相A中。在混合下,按顺序一次添加一种相C成分。混合直至获得均一溶液。
实例9澄清的定型凝胶
表16
澄清的定型凝胶
成分 | 重量% | |
相A | ||
1. | 水 | 37.5 |
2. | VP/VA共聚物1 | 2 |
相B | ||
3. | 水 | 40 |
4. | 丙烯酸酯共聚物2 | 4 |
5. | 丙二醇 | 5 |
6. | 三乙醇胺 | 0.6 |
7. | 芦荟 | 1 |
相C | ||
8. | 聚山梨醇酯203 | 3 |
9. | 源自乳液U的有机硅微乳液4 | 6.7 |
相D | ||
10. | DMDM乙内酰脲5 | 0.2 |
1.PVP/VA E-335,得自国际特种产品公司(International Specialty Products)
2.Aqua SF-1,得自路博润公司(Lubrizol)
3.Tween 20,得自禾大公司(Croda Inc.)
4.有机硅乳液,2%活性有机硅水平
5.得自龙沙公司(Lonza,Inc.)
将相A的成分混合到一起。将相B的成分混合到一起。将相A添加到相B中,混合直至均一。混合相C,并添加到相AB中。添加相D的成分,并且混合直至均一。
实例10
重复实例2的工序,不同的是将维生素E((+)α-生育酚)与聚二有机硅氧烷聚氧化烯共聚物混合并且然后进行乳化。
表17
包含5%isofol-12的MD396D(EO7)4M | 30 |
(+)α-生育酚 | 1.60 |
Biosoft EC 690 | 14 |
H2O#1 | 10 |
稀释水 | 10 |
稀释水 | 34.4 |
总计(重量%) | 100.00 |
外观-最终乳液 | 澄清的淡黄色微乳液 |
Dv(0.5) | 45 |
Dv(0.9) | 87 |
油相含量 | 32% |
表面活性剂/油相 | 42.0% |
实例11澄清的沐浴凝胶
表18
工序
1.将成分2分散到水中并且混合直至均一。
2.在轻柔的混合下,添加成分3。
3.用氢氧化钠中和至pH 6.5。
4.按照所列顺序添加相B的成分。
5.添加成分8。
6.添加成分9直到达到所需的粘度。
实例12和实例13澄清的爽肤水
表19
实例 | 12 | 13 |
水 | 70 | 75 |
甘油 | 10 | 10 |
乙醇 | 5 | 0 |
实例2的微乳液 | 15 | 15 |
总计(重量%) | 100 | 100 |
外观 | 浅蓝色澄清 | 浅蓝色澄清 |
工序
1.混合水、甘油和乙醇。
2.缓慢添加SPE微乳液并轻柔地混合。
Claims (15)
1.一种水性有机硅聚醚微乳液,包含:
i)至少20重量%的不能与水混溶的分散相,包含:
A)具有以下平均式的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物:
R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1R2SiO]ySiR1 3或R1 2R2SiO[R1 2SiO]xSi R1 2R2
其中
x的范围是从50至1000,
y的范围是从1至50,
R1为含有1至6个碳原子的烷基,
R2为具有以下平均式的聚氧化亚烷基:
-R3O(C2H4O)a(C3H6O)bR4
其中
a大于4,
b的范围是从0至30,
R3为含有2至12个碳原子的二价烃基,
R4为氢、
R1或乙酰基,
前提条件是所述聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物
包含0.1重量%至10重量%的环氧乙烷(C2H4O)基团,
B)任选地,不能与水混溶的有机硅或烃类流体,以及
ii)至少5重量%的
C)乳化剂,所述乳化剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或它们的组合,其中所述有机硅聚醚微乳液是光学透明的并且具有小于100纳米的平均粒度。
2.根据权利要求1所述的微乳液,其中所述乳化剂是表面活性剂或表面活性剂的组合,当20-80重量%的所述表面活性剂分散于水中时所述表面活性剂或表面活性剂的组合能够形成双层结构。
3.根据权利要求2所述的微乳液,其中所述形成的双层结构为层状相结构。
4.根据权利要求1所述的微乳液,其中所述聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物具有平均式R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1R2SiO]ySiR1 3。
5.根据权利要求4所述的微乳液,其中x为205至500,y为1至20,R1为甲基,并且R2为-CH2CH2CH2O[C2H4O]aH,其中a大于4。
6.根据权利要求1所述的微乳液,所述微乳液包含40重量%-60重量%的所述不能与水混溶的分散相和10重量%-40重量%的C)所述乳化剂。
7.根据权利要求6所述的微乳液,其中所述微乳液在23℃下的粘度为至少10Pa·s。
8.一种制备根据权利要求1所述的有机硅聚醚微乳液的方法,包括混合以下组分:至少20重量%的:
A)具有以下平均式的聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物:
R1 3SiO[R1 2SiO]x[R1R2SiO]ySiR1 3或R1 2R2SiO[R1 2SiO]xSi R1 2R2
其中
x的范围是从50至1000,
y的范围是从1至50,
R1为含有1至6个碳原子的烷基,
R2为具有以下平均式的聚氧化亚烷基:
-R3O(C2H4O)a(C3H6O)bR4其中
a大于4,
b的范围是从0至30,
R3为含有2至12个碳原子的二价烃基,
R4为氢、
R1或乙酰基,
前提条件是所述聚二烷基硅氧烷-聚氧化烯共聚物包含0.1重量%至10重量%的环氧乙烷(C2H4O)基团,任选地不能与水混溶的有机硅或烃类流体,以及至少5重量%的
B)乳化剂,所述乳化剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或它们的组合,
以及足量的水或水相,以使总和为100重量%。
9.一种处理纤维的方法,包括向纤维施用根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的微乳液。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述纤维是毛发纤维。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述微乳液通过个人护理产品组合物施用于所述毛发纤维。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述个人护理产品组合物为洗发剂、免洗型调理剂、洗去型调理剂、调理喷雾、毛发定型喷雾、毛发定型凝胶、沐浴凝胶或定型组合物。
13.一种个人护理产品组合物,包含根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的微乳液。
14.根据权利要求13所述的个人护理产品组合物,其中所述个人护理产品为洗发剂、免洗型调理剂、洗去型调理剂、调理喷雾、毛发定型喷雾、毛发定型凝胶、沐浴凝胶或定型组合物。
15.根据权利要求14所述的个人护理产品组合物,其中所述个人护理产品为洗发剂。
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