CN1275907A - 含有提高稳定性的表面活性剂的液体组合物和一种提高其低温稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及层状结构的液体清洁组合物,它含有5%到50%的表面活性剂体系,该体系含有(a)阴离子或者阴离子的混合物和(b)混合物形式的两性和/或两性离子表面活性剂,其中碱金属烷基两性醋酸盐的含量为组分(b)的25%到90%。还提供了一种通过选择是组分(b)的25%到90%的量的碱金属烷基两性醋酸盐来提高这类层状结构的液体清洁组合物的低温稳定性的方法。可以获得优良的低温稳定性。
Description
本发明涉及层状结构的液体清洁组合物,如记载在申请人的未决申请US08/512010,1995年8月7日中。这些组合物一般用于皮肤清洁或者沐浴凝胶组合物中。特别是本发明涉及的这类组合物中表面活性剂体系是认真选择的,以确保即使在低温贮存(如20°F和低于0°F)情况下也具有良好的稳定性,还涉及一种通过认真选择这种表面活性剂体系来提高低温稳定性的方法。
一般说来,层状结构的液体清洁组合物(如沐浴凝胶组合物)含有阴离子表面活性剂的混合物(有清洁和形成泡沫的作用)和温和表面活性剂。在一般的沐浴制剂中,温和表面活性剂可以是两性的和/或两性离子表面活性剂,如记载在上述US08/512010中的,其在本申请结合以供参考。
但是,在这类层状结构的组合物中,已经发现当产品被冷却到20°F到0°F的温度时产品严重稀释。粘度的损失不是所希望的性质。
出乎意料地是申请人发现当在层状结构的组合物中的表面活性剂体系中采用碱金属烷基两性醋酸盐作为25%到90%,优选30%到90%,更优选约40%到90%的两性和/或两性离子组分时,产品的稳定性显著的提高。申请人还发现一种提高层状结构的液体清洁组合物的低温稳定性的方法,该方法是选择碱金属烷基两性醋酸盐在还含有阴离子表面活性剂的组合物中作为25-90%的两性和/或两性离子表面活性剂。
US08/512010给出了一个采用椰子两性醋酸钠的实施例(实施例IX,在23页)。但是,在这个实施例或者其它八个实施例中都没有说明其它两性(如甜菜碱)和两性醋酸盐的混合物。在该申请中也没有任何说明或者建议在这类组合物中两性表面活性剂的混合物会改善低温稳定性。的确,在考虑到低温稳定性的问题之前,不可能知道本发明具体选择的表面活性剂可以改善这个问题。
本发明涉及含有5%到50%表面活性剂体系的层状结构的液体清洁组合物,其中所说的表面活性剂体系含有(a)阴离子或者阴离子表面活性剂的混合物和(b)两性和/或两性离子表面活性剂的混合物,其中所说的混合物含有碱金属烷基两性醋酸盐,并且所说的碱金属烷基两性醋酸盐的含量是混合物的25到90%,优选30%到90%,更优选40%到90%。
本发明进一步涉及一种提高层状结构的液体清洁组合物成分的低温稳定性(即温度为约20°F到约0°F)的方法,该组合物含有约5%到约50%的表面活性剂体系,这种表面活性剂体系依次含有:
(a)阴离子或者阴离子表面活性剂的混合物;和
(b)两性和/或两性离子表面活性剂或者它们的混合物,
其中所说的方法包括选择组分(b)使碱金属烷基两性醋酸盐的含量为大于所说组分(b)的25%到90%,优选约30%到90%,更优选约40%到90%。
出乎意料地是申请人已经发现当采用碱金属烷基两性醋酸盐作为至少最少量的两性/两性离子混合物时,相对于其中不含有或者含有少于两性/两性离子混合物的25%的碱金属烷基两性醋酸盐的组合物,该组分显著提高了层状结构组合物的低温稳定性。
本发明的目的是提高含有两性和/或两性离子表面活性剂或者它们混合物的层状结构液体组合物的低温稳定性。
本发明的一个方面是提供层状结构的液体清洁组合物,该组合物含有约5%到约50%的表面活性剂体系,这种表面活性剂体系依次含有:
(a)阴离子或者阴离子表面活性剂的混合物;和
(b)两性和/或两性离子表面活性剂或者它们的混合物,
其中碱金属烷基两性醋酸盐含有大于所说组分(b)的25%到90%,优选30%到90%,更优选约40%到90%。
本发明的另一个方面提供了一种改进层状结构的液体清洁组合物的低温稳定性的方法,该组合物含有5%到50%的表面活性剂体系,该表面活性剂体系含有:
(a)阴离子或者阴离子表面活性剂的混合物;和
(b)两性和/或两性离子表面活性剂或者它们的混合物,
其中所说的方法包括选择两性和/或两性离子表面活性剂组分(b),使碱金属烷基两性醋酸盐含有大于25%到90%所说的组分(b)。
阴离子表面活性剂可以是例如脂肪磺酸盐,如伯烷烃(如C8-C22)磺酸盐、伯烷烃(如C8-C22)二磺酸盐、C8-C22烯烃磺酸盐、C8-C22羟基烷烃磺酸盐或者烷基甘油醚磺酸盐(AGS),或者芳香磺酸盐,例如烷基苯磺酸盐。
阴离子表面活性剂还可以是烷基硫酸盐(如C12-C18烷基硫酸盐)或者烷基醚硫酸盐(包括烷基甘油醚硫酸盐)。烷基醚硫酸盐中是具有下面通式的那些:
RO(CH2CH2O)nSO3M
其中R是含有8到18个,优选12到18个碳原子烷基或者链烯基,n的平均值大于1.0,优选在2和3之间,M是可溶性阳离子,如钠、钾、铵或者取代的铵。铵和钠月桂基醚硫酸盐是优选的。
阴离子表面活性剂也可以是烷基磺基丁二酸盐(包括单-和二烷基,如C6-C22磺基丁二酸盐)、烷基和酰基牛磺酸盐、烷基和酰基肌氨酸盐、磺基醋酸盐、C8-C22烷基磷酸盐和磷酸盐、烷基磷酸酯和烷氧基烷基磷酸酯、酰基乳酸酯、C8-C22一烷基丁二酸盐和马来酸盐、磺基醋酸盐和酰基羟乙基磺酸盐。
磺基丁二酸盐可以是具有下面通式的一烷基磺基丁二酸盐:
R4O2CCH2CH(SO3M)CO2M;
通式如下的酰胺-MEA磺基丁二酸盐:
R4CONHCH2CH2O2CCH2CH(SO3M)CO2M
其中R4是C8-C22烷基,M是可溶性阳离子;
通式如下的酰胺-MIPA磺基丁二酸盐:
RCONH(CH2)CH(CH3)(SO3M)CO2M
其中M如上所述。
还可包括烷氧基化的柠檬酸盐磺基丁二酸盐;和烷氧基化的磺基丁二酸盐,如下:其中n=1到20,M如上所述。肌氨酸盐一般用通式RCON(CH3)CH2CO2M表示,其中R为C8到C20烷基,M是可溶性阳离子。
牛磺酸盐一般用下面的通式表示:
R2CONR3CH2CH2SO3M
其中R2为C8-C20烷基,R3为C1-C4烷基,M是可溶性阳离子。
另一类阴离子表面活性剂是具有下面通式的羧酸盐:
R-(CH2CH2O)nCO2M
其中R是C8-C20烷基,n是0到20,M如上所述。
另一种可以采用的羧酸盐是酰胺烷基多肽羧酸盐,例如Seppic提供的Monteine LCQ(R)。
另一类可以采用的阴离子表面活性剂是C8-C18酰基羟乙基磺酸盐。这些酯是通过碱金属羟乙基磺酸盐与带有6到18个碳原子并且碘值小于20的混合的脂肪脂肪酸反应来制备。至少75%的混合脂肪酸含有12到18个碳原子并且最多25%含有6到10个碳原子。
存在酰基羟乙基磺酸盐时,其含量一般是组合物总量的约0.5-15%重量。优选地是该组分以1到10%的量存在。
其中R是含有8到18个碳原子的烷基,m是1到4的整数,X和Y是氢或者含有1到4个碳原子的烷基,M+是一价阳离子,如钠、钾或者铵。
一般来说阴离子表面活性剂组分含量为组合物的1到20%重量,优选2到15%,最优选5到12%重量。
阴离子表面活性剂混合物可以含有烷基硫酸盐、酰基羟乙基磺酸盐和它们的混合物。
本发明的组合物进一步含有两性离子表面活性剂。两性离子表面活性剂的代表是被广泛地描述为脂肪季铵、鏻和锍化合物的衍生物的那些,其中脂肪基团可以是直链或者支链化的链,并且其中一个脂肪取代基含有约8到18个碳原子,并且一个含有阴离子基团,如羧酸根、磺酸根、硫酸根、磷酸根或者膦酸根。这些化合物的通式如下:
其中R2含有约8到约18个碳原子、0到约10个环氧乙烷部分和0到约1个甘油基部分的烷基、链烯基或者羟烷基,Y选自氮、磷和硫原子,R3是含有约1到3个碳原子的烷基或者一羟基烷基,当Y是硫原子时X是1,当Y是氮或者磷原子时为2,R4是约1到约4个碳原子的亚烷基或者羟基亚烷基,Z是选自羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根基团的基团。
这类表面活性剂的例子包括;
4-[N,N-二(2-羟乙基)-N-十八烷基铵基]-丁烷-1-羧酸;
5-[S-3-羟丙基-S-十六烷基锍基]-3-羟基戊烷-1-硫酸盐;
3-[P,P-二乙基-P-3,6,9-三氧十四烷基鏻基]-2-羟基丙烷-1-磷酸盐;
3-[N,N-二丙基-N-3-十二烷氧基(dodecoxy)-2-羟丙基铵基]-丙烷-1-膦酸盐;
3-(N,N-二甲基-N-十六烷基铵基)丙烷-1-磺酸盐;
3-(N,N-二甲基-N-十六烷基铵基)-2-羟基丙烷-1-磺酸盐;
4-[N,N-二(2-羟乙基)-N-(2-羟基十二烷基)铵基]-丁烷-1-羧酸盐;
3-[S-乙基-S-(3-十二烷氧基-2-羟基丙基)锍基]-丙烷-1-磷酸盐;
3-[P,P-二甲基-P-十二烷基鏻基]-丙烷-1-膦酸盐;和
5-[N,N-二(3-羟基丙基)-N-十六烷基铵基]-2-羟基-戊烷-1-硫酸盐。
其中R1是含有7到18个碳原子的烷基或者链烯基;
R2和R3分别是含有1到3个碳原子的烷基、羟基烷基或者羧基烷基;n是2到4,m是0到1,X是任选地被羟基取代的1到3个碳原子的亚烷基,和
Y是-CO2-或者-SO3-
其中m是2或3。
甜菜碱一般存在本发明组合物中的量为0到25%重量,例如0.1到25%重量。
在两个通式中,R1、R2和R3如上所述。R1可以特别是由椰子产生的C12和C14烷基的混合物,这样至少一半,优选至少四分之三的基团R1含有10到14个碳原子。R2和R3优选是甲基。
其中m是2或3,或者是其中(CH2)3SO3 -被下面基团代替的那些变体:
在该通式中,R1、R2和R3如上所述。
两性/两性离子表面活性剂一般含有0.1到20%重量,优选5%到15%的组合物。
本发明的关键是两性/两性离子化合物必须以两性/两性离子表面活性剂的混合物的形式采用,其中该混合物中的一种组分是碱金属烷基两性醋酸盐。另外碱金属烷基两性醋酸盐必须是该混合物的25%到90%,优选30%到90%,更优选40%到90%。碱金属烷基两性醋酸盐的合适的量可以是该混合物的30到75%,例如40到60%。
碱金属烷基两性醋酸盐化合物的例子包括但是不限于月桂或者椰子两性醋酸钠或者钾。
含有两性醋酸盐的两性/两性离子表面活性剂的总量优选不大于20%,更优选不大于15%。两性/两性离子表面活性剂的总量至少为组合物的5%。
除了一种或者几种阴离子和两性和/或两性离子表面活性剂之外,表面活性剂体系可以任选地含有一种非离子表面活性剂。
可以采用的非离子表面活性剂包括特别是带有疏水性基团和活泼氢原子的化合物,例如脂肪醇、酸、酰胺或者烷基苯酚,与烯化氧、尤其是单独或者与氧化丙烯一起的环氧乙烷的反应产物。具体的非离子洗涤剂化合物是烷基(C6-C22)苯酚-环氧乙烷的缩合物,脂肪(C8-C18)伯或者仲线性或者支链化的醇与环氧乙烷的缩合产物,和通过环氧乙烷与氧化丙烯和亚乙基二胺的反应产物的缩合反应生成的产物。其它所谓的非离子洗涤剂化合物包括长链叔胺氧化物,长链叔膦氧化物和二烷基亚砜。
非离子表面活性剂也可以是糖酰胺,例如聚糖酰胺。具体地说,表面活性剂可以是一种乳糖酰胺,记载在US5389279,Au等,其在此结合作为参考,或者它可以是一种记载在Kelkenberg的US5009814中的糖酰胺,其在此结合作为参考。
其它可以采用的表面活性剂记载在Parran Jr.的US3723325中,聚糖非离子表面活性剂记载在Llenado的US4565647中,二者均结合在本发明中作为参考。
优选的烷基聚糖是烷基聚苷,其通式如下:
R2O(CnH2nO)t(糖基)x
其中R2选自烷基、烷基苯基、羟基烷基、羟基烷基苯基和它们的混合物,其中烷基含有约10到约18,优选约12到约14个碳原子,n是0到3,优选2,t是0到约10,优选0,x是1.3到约10,优选1.3到约2.7。糖基优选是从葡萄糖产生的。为了制备这些化合物,首先形成醇或者烷基聚乙氧基醇,接着与葡萄糖或者葡萄糖源反应,生成苷(连接在1-位)。其它糖基单元可以连接在它们的1-位和前面的糖基单元2-、3-、4-和/或6-位,优选主要是2-位。
非离子表面活性剂占该组合物的0到10%重量。
一般来说,本发明的组合物是不含肥皂的组合物。
本发明提供的组合物一般含有0.1%到15%重量,优选1到10%重量的结构试剂,它在该组合物中起形成层状相的作用。这类层状相是优选的,这是因为它能够使组合物更容易地悬浮颗粒(例如软化剂颗粒),同时,仍保持良好的剪切稀释性质。层状相也向消费者提供了所需的流变性(“堆积性”)。
更具体地说,当组合物不具有层状结构并且需要增强的颗粒悬浮/增强性,通常必须加入外结构剂,如carbomers(例如交联的聚丙烯酸盐,如Carbopol(R))和粘土。但是,这些外结构剂具有较差的剪切稀释性质,这样大大降低了消费者可接受性。
结构剂一般是不饱和和/或支链化的长链(C8-C24)液体脂肪酸或者它们的酯衍生物、和/或不饱和和/或支链化的长链液体醇或者它们的醚衍生物。它们也可以是短链饱和脂肪酸,例如癸酸或辛酸。不希望受到理论的限制,可以认为醇的脂肪酸的不饱和部分或者脂肪酸或醇的支链化部分起到“打乱”表面活性剂疏水链并引发形成层状相的作用。
可以采用的液体脂肪酸的例子是油酸、异硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸、反油酸、arichidonic酸、肉豆蔻脑酸和棕榈油酸。酯衍生物包括丙二醇异硬脂酸酯、丙二醇油酸酯、甘油基异硬脂酸酯、甘油基油酸酯和聚甘油基二异硬脂酸酯。
醇的例子包括油基醇和异硬脂基醇。醚衍生物的例子包括异硬脂基(isosteareth)羧酸盐或者油基(oleth)羧酸盐,或者异硬脂基醇或者油基醇。
结构剂可以限定为具有低于约25℃的熔点。
本发明的一个主要优点是能够在层状相组合物中悬浮油/软化剂颗粒。
下面说明各类油。
植物油:花生油、蓖麻油、可可脂、椰子油、玉米油、棉籽油、橄榄油、棕榈仁油、菜籽油、红花油、芝麻油和大豆油。
酯类:肉豆蔻酸丁酯、棕榈酸十六烷酯、油酸癸酯、月桂酸甘油酯、蓖麻酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、异硬脂酸甘油酯、月桂酸己酯、棕榈酸异丁酯、硬脂酸异十六烷酯、异硬脂酸异丙酯、月桂酸异丙酯、亚油酸异丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、硬脂酸异丙酯、丙二醇一月桂酸酯、丙二醇蓖麻酸酯、丙二醇硬脂酸酯和丙二醇异硬脂酸酯。
动物脂:乙酰化的羊毛脂醇、羊毛脂、猪脂、豹脂和牛脂。
脂肪酸和醇:山俞酸、棕榈酸、硬脂酸、山俞醇、十六烷基醇、十二烷基醇和异十六烷基醇。
油/软化剂的其它例子包括矿物油、矿脂、硅油,例如二甲基聚硅氧烷、月桂基和肉豆蔻基乳酸酯。
可以认为,在软化剂也可以起结构剂作用的时候,它就不应该双重包含,于是,例如如果结构剂是15%的油基醇,将加入不超过5%油基醇作为“软化剂”,从而使软化剂(不管是否起到软化剂或者结构剂的作用)不超过组合物的20%,优选不超过15%。
软化剂/油一般的用量是组合物的1到20%,优选1到15%重量。一般来说,应该含有不超过组合物的20%。
此外,本发明的组合物可以含有如下的任选组分:
有机溶剂,例如乙醇、辅助增稠剂,例如羧甲基纤维素、铝硅酸镁、羟乙基纤维素、甲基纤维素、carbopols、葡糖酰胺,或者由PhonePoulenc提供的Antil(R),香料、螯合剂,例如亚乙基二胺四乙酸四钠(EDTA)、EHDP或者混合物,其量为0.01%到1%,优选0.01%到0.05%,和着色剂、遮光剂和珠光剂,例如硬脂酸锌、硬脂酸镁、TiO2、EGMS(乙二醇一硬脂酸酯)或者Lytron 621(苯乙烯/丙烯酸酯共聚物);它们全部可用于改进产品的外观或者美容性质。
该组合物进一步含有杀菌剂,例如2-羟基-4,2’,4’三氯二苯基醚(DP300)、防腐剂,例如二羟甲基二甲基乙内酰脲(GlydantXL1000)、parabens、山梨酸等。
该组合物还可含有椰子酰基一或者二乙醇酰胺作为泡沫促进剂,并且也可以有利地采用强电离的盐,如氯化钠和硫酸钠。
可以有利地以是组合物的0.01%或者如果合适更高的量采用抗氧化剂,例如丁基化的羟基甲苯(BHT)。
可以采用的阳离子调节剂包括Quatrisoft LM-200聚铵-24,Merquat Plus 3330-聚铵39,和Jaguar(R)类型调节剂。
可以采用的聚乙二醇包括:
Polyox WSR-205 PEG14M,
Polyox WSR-N-60K PEG45M,或
Polyox WSR-N-750 PEG7M。
可以采用的增稠剂包括Amerchol Polymer HM1500(Nonoxynyl羟乙基纤维素)、Glucam DOE120(PEG 120甲基葡萄糖二油酸酯)、RewoChemicals提供的Rewoderm(PEG改性的椰子酸甘油基酯、棕榈酸甘油基酯或者牛脂酸甘油基酯)、Antil(R)141(Goldschmidt提供)。一种特别优选的增稠剂是黄原酸树胶。的确,黄原酸树胶,特别是当与本发明的表面活性剂体系一起采用时,也有助于冷却贮存稳定性。
另一类可以加入的任选组分是抗絮凝聚合物,例如记载Montague的US5147576中的,其在此结合作为参考。
另一类可以包含的组分是剥离剂,例如聚氧乙烯珠、胡桃片和杏核。
本发明的组合物一般是人用产品,但是不应理解为严格限定于此。
通过下面的非限定实施例更详细地说明本发明。这些实施例仅是为了说明而不是对本发明作任何意义上的限定。在本发明的范围内的其它改进对本领域技术人员来说是显而易见的。
图1说明各种层状结构的液体清洁剂在15和0°F的低温稳定性。由此可见,当碱金属两性醋酸盐占全部两性表面活性剂(例如两性醋酸盐加上甜菜碱)的25%时,稳定性有明显的提高。
在说明书中和实施例中所有百分率是重量百分比,除非有其它说明。
实施例
下面的组合物用于实施例:
实施例1-4
组分 | I | II | III | IV |
椰子酰胺丙基甜菜碱 | 12 | 9 | 6 | 0 |
月桂两性醋酸钠 | 0 | 3 | 6 | 12 |
椰子基羟乙基磺酸钠 | 6.5 | 6.5 | 6.5 | 6.5 |
月桂硫酸钠 | 6.5 | 6.5 | 6.5 | 6.5 |
增稠剂/聚合物(例如阳离子、瓜耳胶或者黄原酸树胶) | 0.1至1% | 0.1至1% | 0.1至1% | 0.1至1% |
软化剂 | 1至7% | 1至7% | 1至7% | 1至7% |
结构剂 | 3至10% | 3至10% | 3至10% | 3至10% |
二氧化钛 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
DMDM乙内酰脲 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
香料 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
BHT | 0.0075 | 0.0075 | 0.0075 | 0.007 |
水 | 至100.0 | 至100.0 | 至100.0 | 至100.0 |
将在上述I-IV所表示的组合物在塑料杯中在15°F和0°F贮存1天时间,然后再放置于室温下平衡。由于在摇动这些产品时粘度会提高,所以小心操作,不要破坏样品。接着采用连接在附件的BrookfieldRV粘度计和采用T-Bar Spindle A测定样品的粘度。
结果列在下面的表1:
样品 | 在甜菜碱/两性醋酸盐混合物中的两性醋酸盐的% | T-Bar粘度 | ||
室温 | 在15°F的1天之后 | 在0°F的1天之后 | ||
1 | 0 | 88400 | 22800 | 22400 |
2 | 25 | 91200 | 26000 | 33200 |
3 | 50 | 97200 | 84000 | 93200 |
从表和图1可见,(实施例2和3),当两性醋酸盐的含量是两性表面活性剂的混合物(甜菜碱/两性醋酸盐混合物)的约25%和更大,优选约30%到90%,并且最优选约40%到90%时,在低温下(15°F、0°F)粘度保持明显更高。因此,显然,低温粘度/相稳定性与其中没有采用两性醋酸盐或者含有少于混合物的25%(如实施例1)的组合物相比更优良。
Claims (10)
1.一种层状结构的液体清洁组合物,含有5%到50%的表面活性剂体系,包括:
(a)阴离子或者阴离子表面活性剂的混合物;和
(b)两性和/或两性离子表面活性剂或者它们的混合物,
其中碱金属烷基两性醋酸盐的含量为所说组分(b)的25%到90%。
2.权利要求1的组合物,其中碱金属烷基两性醋酸盐的含量为组分(b)的30到90%。
3.权利要求2的组合物,其中碱金属两性醋酸盐的含量为组分(b)的40%到90%。
4.权利要求1的组合物,其中阴离子表面活性剂选自烷基硫酸盐、酰基羟乙基磺酸盐和它们的混合物。
5.权利要求1的组合物,其中组分(b)含有0.1%到25%的甜菜碱。
6.权利要求1的组合物,其中组合物另外含有0%到10%的非离子表面活性剂。
7.一种提高权利要求1的层状结构的液体清洁组合物的低温稳定性的方法,其中所说的方法包括选择两性和/或两性离子表面活性剂组分(b),使碱金属烷基两性醋酸盐的含量是组分(b)的25%到90%。
8.权利要求8的方法,其中碱金属烷基两性醋酸盐的含量为组分(b)的30%到90%。
9.权利要求9的方法,其中碱金属烷基两性醋酸盐的含量为组分(b)的40%到90%。
10.权利要求7到10中任意一项的方法,其中层状结构的液体清洁组合物含有一种或者几种权利要求4到6的组分。
Applications Claiming Priority (4)
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