EP0963415A2 - Filmbildendes gezielt wiederablösbares material - Google Patents

Filmbildendes gezielt wiederablösbares material

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Publication number
EP0963415A2
EP0963415A2 EP98966391A EP98966391A EP0963415A2 EP 0963415 A2 EP0963415 A2 EP 0963415A2 EP 98966391 A EP98966391 A EP 98966391A EP 98966391 A EP98966391 A EP 98966391A EP 0963415 A2 EP0963415 A2 EP 0963415A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polymers
film
material according
forming
hybrid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98966391A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sabine Amberg-Schwab
Rozalija Crnobrnja
Karl-Heinz Haas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP0963415A2 publication Critical patent/EP0963415A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D06M2200/40—Reduced friction resistance, lubricant properties; Sizing compositions

Definitions

  • Form-forming material that can be removed permanently
  • the invention relates to a film-forming, specifically removable material for the temporary stabilization and / or functionalization of technical or biological surfaces based on inorganic / organic hybrid polymers and film-forming water-soluble and / or alcohol-soluble polymers.
  • ORMOCERE ORMOCERE
  • the ORMOCERE class of substances are inorganic / organic hybrid polymers, the composition of which is selected depending on the desired properties. These materials are characterized above all by good adhesion to the substrate, for example metal or glass. They will also be excellent Scratch resistance realized. Such materials are described, for example, in DE-OS-38 28 098 and in EP 0 610 831.
  • film-forming water-soluble polymers are also known in the prior art.
  • Film-forming strengthening agents are e.g. used for fibers, especially for hair.
  • suitable synthetic polymers are polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone / polyvinyl acetate copoly er, polyacrylic acid or polymethacrylic acid polymers.
  • Naturally occurring polymers e.g. Shellac, gelatin,
  • Chitosan salts polysaccharides and derivatives, cellulose and cellulose derivatives application.
  • silicones for treating fibers such as textile fibers and hair, e.g. low-viscosity, organofunctionalized silicones (GB 2297757 A).
  • US Pat. No. 5,602,224 describes silicones which carry a charged ammonium group, hydrocarbon radicals (C1-C20) being bound to the nitrogen. This is intended to achieve solubility in non-polar solvents.
  • US Pat. No. 5,389,364 describes amino-functionalized silicones for hair treatment.
  • the materials described above are not suitable for a temporary coating, since they are either designed for permanent adhesive strength (OROMOCERE) or, like the synthetic polymers, are too easily detached from the substrate.
  • OROMOCERE permanent adhesive strength
  • flat substrates should be mentioned, which are subjected to a forming process, for example, in which the temporary layer can then act as a lubricant. In this case, the coating must then be designed so that the coating can be removed again after the forming process.
  • Another application is the fact that, for example, textiles can be structured at certain points with the coating material and that only the non-structured areas are then colored in a subsequent coloring. Subsequently, the coating material could be removed from the textile material by targeted removal.
  • Another application would be temporary corrosion protection.
  • oily corrosion protection agents are used, this is not always completely satisfactory.
  • a transport contactor with such a coating material would also be conceivable.
  • Another field of application can be seen in the coating, ie in the consolidation of fibers here, for example of hair. A temporary hardening of the hair could accordingly be achieved by such a coating material, which could then be removed afterwards by targeted washing.
  • a material which consists of inorganic / organic hybrid polymers, i.e. from so-called ORMOCEREN and at the same time from water and / or alcohol-soluble polymers.
  • This makes it possible to implement coatings which on the one hand have good adhesion to the substrate and on the other hand can be removed again.
  • crosslinking the polymers or prepolymers on the substrate e.g.
  • the polymers are better connected to the substrate in the textile material, the flat metal or the hair and can therefore bring about stabilization.
  • a direct connection of the polymer e.g. via mercapto groups or SiOH groups to the substrate e.g. possible on the fibers.
  • Polymers have good miscibility / compatibility in a wide variety of mixing ratios. This means that mixtures of polymers and inorganic / organic hybrid poly eren applied to fibers such as natural fibers be very good adhesion, show durability. At the same time, a great variability in the solubility of the system can be achieved through the selection of the film-forming water and / or alcohol-soluble polymer.
  • the inorganic / organic hybrid polymers in the sense of the invention are also referred to as ORMOCER ® e. These are heteropolysiloxanes which have a special position between the classically defined as inorganic glasses (silicates) and organically cross-linked polymers.
  • the hybrid polymers can be produced by the so-called sol-gel process and are known as coating materials for metals, glasses, stones, polymers etc.
  • RSiX 3 (I) is used, where X is a hydrolyzable and condensable group and R is a crosslinkable organic radical.
  • the inorganic Si-O-Si network is first formed by hydrolytic precondensation, which is then further crosslinked via reactions of the crosslinkable organic R groups.
  • Hybrid prepolymers in the sense of the present invention are understood to mean the products obtained by precondensation which have not yet been crosslinked via the R groups.
  • the crosslinkable radical R denotes a mostly aliphatic side group which can contain different functionalities such as amino, epoxy, hydroxyl, methacrylate or other polymerizable groups.
  • R can in particular be selected from alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, arylalkyl, alkylaryl, arylalkenyl, alkenylaryl, allylalkynyl, alkynylaryl, where the rest can be interrupted by 0, S or N atoms and, if it is not itself crosslinkable is at least one crosslinkable substituent from the group of the halogens, amino, amide, aldehyde, keto, alkylcarbonyl, carboxy, mercapto, cyano, hydroxy, alkoxy, methacryloxy, epoxy or vinyl groups contains.
  • the groups X can independently of one another denote alkoxy, aryloxy, acyloxy, alkylcarbonyl, alkoxycarbonyl groups, halogen, hydrogen or substituted or unsubstituted amino groups, ethoxy and methoxy groups being particularly preferred.
  • the silane of formula (I) may in particular be chosen from vinyltrialkoxysilane, vinyltriacetoxysilane, aminopropyltrialkoxysilane, koxysilan Isocyanatopropyltrial-, mercaptopropyltrialkoxysilane, vinyltri chlorosilane, allyltrialkoxysilane, 3-Isocyanatooxy- propyltrialkoxysilane, koxysilan Methacryloxypropenyltrial-, 3-Methacrylcarbonyloxypropyltrialkoxy- silane, p-Aminophenyltrialkoxysilan, 3-aminopropyltrialkoxysilane, 3-cyanopropyltrialkoxysilane, 4-mercapto-butyltrialkoxysilane, 6-mercaptohexyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropyltrialkoxysilane, 3- (ethylenediamin
  • the compounds of general formula (I) can be combined with metal compounds such as the alkyl, alkoxy, halogen, acyloxy, hydroxy, oxyhalogen or hydroxyhalogen compounds of titanium, zirconium or aluminum, as well as with other network-modifying compounds, for example of the formula SiX 4 (II) or compounds of the formula SiR'X 2 R (III), where R 'is a non-crosslinkable and non-condensable alkyl or aryl group and R and X have the meanings given above.
  • metal compounds such as the alkyl, alkoxy, halogen, acyloxy, hydroxy, oxyhalogen or hydroxyhalogen compounds of titanium, zirconium or aluminum
  • other network-modifying compounds for example of the formula SiX 4 (II) or compounds of the formula SiR'X 2 R (III), where R 'is a non-crosslinkable and non-condensable alkyl or aryl group and R and X have the meanings given above.
  • the network-modifying compounds can, for example in the case of compounds of the formula (II), increase the degree of crosslinking in the inorganic part or, in the case of compounds of the type (III), reduce it.
  • the metal compounds of the transition metals in particular the IV NGr, preferably Ti or Zr compounds or 3 HGr or 4 HGr, in particular Al compounds, can in particular be selected from tetrachlorotitanium, tetraalkoxytitanium, tetrachlorozirconium, tetraalkoxyzirconium, dichlorozirconium oxide, trialkoxyaluminium chloride and dihydroxy aluminum aluminum minium and tetrapropoxy zirconium, where alkoxy is methoxy, ethoxy, i- or n-propoxy, butoxy or 2-ethylhexoxy.
  • the compound of formula (II) can in particular be selected from tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tri ethoxysilane, tetra-n- or tetra-i-propoxysilane, tetrabutoxysilane, tetrachlorosilane, trichlorosilane, tetraacetoxysilane.
  • Other network-modifying compounds can also be selected from methyl trichlorosilane, methyltrialkoxysilane, ethyltrichlorosilane, ethyltrialkoxysilane, propyltrialkoxysilane, phenyltrialkoxy silane, dimethyldichlorosilane, dimethyldialkoxysilane, Dimethyldihydroxysilan, diphenyldichlorosilane, diphenyldialkoxysilane, Tripropylhydroxysilan, 4- Aminobutylmethyldiakoxysilan, Aminomethyldimethylalkoxysilan, Vinylethyldichlorsilan, vinylmethyl diacetoxysilan, vinylmethyldichlorosilane, vinylmethyl dialkoxysilane, Phenylvinydialkoxysilan, phenylallyl dichlorosilane, 4-Aminobutylmethyldialkoxysilan and Amino
  • the inorganic / organic hybrid polymers are produced and used, with the addition of the forming polymers, by the hydrolysis of the starting compounds to a colloidal solution which contains the split-off hydrolysis products, for example the alcohols, and is also referred to as lacquer.
  • This varnish can, for example, be applied directly to the substrate (e.g. hair, skin or nails).
  • the organic molecular groups are cross-linked. This can be done by conventional polymerization reactions, for example by reactions of double bonds. Polyadditions, as are known from epoxy resins, can also be used to crosslink the organic side chains.
  • the precondensation is preferably carried out in the presence of a condensation catalyst.
  • a condensation catalyst Protons or compounds releasing hydroxyl ions and amines are suitable as condensation catalysts.
  • the present invention also includes the condensation catalysts mentioned in the above publication.
  • the film-forming and setting polymer can be of synthetic or natural origin and have non-ionic, cationic, anionic or amphoteric character.
  • a polymer additive which is contained in the material in amounts of 0.01 to 50% by weight, preferably in amounts of 0.01 to 20% by weight, particularly preferably from 0.1 to 15% by weight also consist of a mixture of several polymers and the strengthening properties thereof can be modified by the addition of further polymers with a thickening effect.
  • film-forming, setting polymers are understood to mean those polymers which, when used, e.g. in 0.01 to 5% aqueous, alcoholic or aqueous-alcoholic solution are able to e.g. to separate a polymer film from the hair and thus to strengthen it.
  • Suitable synthetic, nonionic, film-forming, setting polymers in the material according to the invention are homopolymers of vinylpyrrolidone, homopolymers of N-vinylformamide, copolymers of vinylpyrrolidone and vinyl acetate and vinyl propionate, polyacrylamides, polyvinyl alcohols, or polyethylene glycols with a molecular weight of 800 up to 20,000 g / mol can be used.
  • Suitable synthetic, film-forming anionic polymers include crotonic acid / Vinyl acetate copolymers and terpolymers made from acrylic acid, ethyl acrylate and Nt-butylacrylamide.
  • Natural film-forming polymers or polymers made therefrom by chemical conversion can also be used in the material according to the invention.
  • Low-molecular chitosan with a molecular weight of 30,000 to 70,000 g / mol or high-molecular chitosan, mixtures of oligo-, mono- and disaccharides, Chinese balsam resin, cellulose derivatives such as hydroxypropyl cellulose with a molecular weight of 30,000 to 50,000 g / mol, or shellac in neutralized have proven successful or unneutralized form.
  • Amphoteric polymers can also be used in the material according to the invention.
  • copolymers of octylacrylamide, t-butylaminoethyl methacrylate and two or more monomers from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid and their simple esters are suitable.
  • the cationic polymers which can be used according to the invention include copolymers of vinyl pyrrolidone with quaternized derivatives of dialkyl aminoacrylate and methacrylate, such as, for example, vinyl pyrrolidone / dimethylaminomethacrylate copolymers quaternized with diethyl sulfate.
  • cationic polymers are, for example, the copolymer of vinylpyrrolidone with vinylimide azolium methochloride, the terpolymer made of dimethyldiallylammonium chloride, sodium acrylate and acrylamide, the terpolymer made of vinylpyrrolidone, dimethylaminoethyl methacrylate and vinylcarprolactam, the quaterized hydroxylated ammonium salt cellulose and an epoxy substituted with trimethylammonium, the vinylpyrrolidone / methacrylamido-propyltrimethylammonium chloride copolymer and diquaternary polydimethylsiloxanes.
  • the consistency of the material according to the invention can be increased by adding thickeners.
  • Homopolymers of acrylic acid with a molecular weight of 2,000,000 to 6,000,000 g / mol are suitable, for example.
  • Copolymers of acrylic acid and acrylamide (sodium salt) with a molecular weight of 2,000,000 to 6,000,000 g / mol and sclerotium gum are also suitable.
  • Copolymers of acrylic acid and methacrylic acid are also suitable.
  • non-setting, nonionic polymers such as polyethylene glycol with a molecular weight of about
  • non-setting, anionic and natural polymers and mixtures thereof in an amount of preferably 0.01 to 50% by weight.
  • Perfume oils in an amount of 0.01 to 5% by weight
  • opacifiers such as ethylene glycol distearate in an amount of 0.01 to 5% by weight
  • wetting agents or emulsifiers from the classes of anionic, cationic, amphoteric or nonionic surfactants such as Fatty alcohol sulfates, ethoxylated fatty alcohols, fatty acid alkanolamides such as the esters or hydrogenated castor oil fatty acids in one
  • the material according to the invention can be further improved by adding conventional silicone polymers, such as, for example, polydimethylsiloxane (INCI: Dimethicon), c.-hydro- ⁇ -hydroxypolyoxydimethylsilylene (INCI: Dimethiconol), cyclic dimethylpolysiloxane (INCI: Cyclomehticon), trimethyl (octadecyloxy) silane ( INCI: stearoxytrimethylsilane), dimethylsiloxane / glycol copolymer (INCI: dimethicone copolyol), dimethylsiloxane / aminoalkylsiloxane copolymer with hydroxyl end groups (INCI: amodimethicone), monomethylpolysi
  • inorganic / organic hybrid prepolymers for example for hair treatment
  • hydrolytic precondensation optionally in the presence of at least one condensation catalyst, of at least one organofunctional silane of the formula (I ) takes place and in a second step the networking to Hybrid polymers takes place.
  • the crosslinking can be induced by heat, by light or by suitable, customary polymerization initiators.
  • the crosslinking is preferably carried out after application to the hair.
  • systems can also be selected which crosslink without an initiator (for example thermally), which is particularly advantageous when using hair.
  • the hybrid prepolymers offer the possibility of incorporating into hair-strengthening and care compositions on an aqueous, alcoholic or aqueous / alcoholic basis and having them applied to the hair.
  • the organic network is then formed on the hair by the action of heat and thus fixes the hairstyle.
  • a firmer or nourished hold of the hair and a pleasant, natural feel with a lot of shine on the hair is obtained.
  • Preferred systems for forming the inorganic / organic hybrid polymers are:
  • the system 3.), 9.) and 11.) is particularly preferred.
  • the film-forming agent for hair according to the invention is used in that
  • the crosslinking can be induced by heat, light with or without initiator, depending on the system.
  • Suitable initiators are, for example, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone or tert. -Butylperoxy-2-ethyl hexanoate.
  • a thermally induced crosslinking is preferably carried out at 20 to 80 ° C, particularly preferably at 40 to 50 ° C within preferably 2 to 20 minutes.
  • the hybrid prepolymer is contained in a suitable cosmetic basis in an amount of preferably 0.01 to 40% by weight, particularly preferably in an amount of 0.05 to 15% by weight.
  • the proportion of the film-forming polymer is 0.1-50%.
  • the material according to the invention is generally in the form of an aqueous, alcoholic or aqueous-alcoholic solution.
  • Suitable solvents are such as aliphatic alcohols with 1 to 4 carbon atoms or a mixture of water with one of the alcohols mentioned.
  • other organic solvents can also be used, in particular unbranched or branched hydrocarbons such as pentane, hexane, isopentane and cyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane.
  • the solvents are present in an amount of 0.5 to 99% by weight, preferably in an amount of 40 to 90% by weight.
  • the material according to the invention can be used in various forms of application, for example in aerosol preparations as foam or as a spray, and furthermore as a non-aerosol which is used by means of a pump or as a "pump and spray".
  • the use in conventional O / W and W / O emulsions is possible as well as in application forms as lotion, milk, liquid fixer, cream, gel, gel foam, wax or microemulsion.
  • the material according to the invention can be used in various ways for the various applications. If the material according to the invention is used for coating flat substrates, the material can, as described above, be in the form of a solution using conventional coating techniques, such as Dipping, spraying or painting can be applied to the substrate. Known formulation components such as pigments or dyes can be added to the material according to the invention.
  • the material according to the invention can also be used as a coloring or nourishing hair treatment agent such as be formulated as a color fixer and hair conditioner.
  • the material according to the invention is in the form of an aerosol hair spray or aerosol hair lacquer, it additionally contains 15 to 85% by weight, preferably 25 to 75% by weight, of a propellant and is filled into a pressure vessel.
  • blowing agents are, for example, lower alkanes, such as n-butane, i-butane and propane, or also their mixtures with dimethyl ether and, furthermore, gaseous blowing agents, such as N 2 , N 2 0 and C0 2, as well as at the pressures under consideration Mixtures of the above blowing agents are suitable.
  • the material according to the invention for setting the hair can also be in the form of a non-aerosol hair spray or a non-aerosol hair lacquer which can be sprayed with the aid of a suitable mechanically operated spraying device.
  • Mechanical spray devices are to be understood as devices which enable the spraying of a liquid without using a propellant.
  • a suitable mechanical spray device can be, for example, a spray pump or an elastic container provided with a spray valve, in which the cosmetic agent according to the invention is filled under pressure, the elastic container expanding and from which the agent due to the contraction of the elastic container when the container is opened Spray valve is continuously dispensed, used.
  • the treatment of the human head hair is intended primarily for the purpose of manufacturing hairstyle or hair care.
  • Example 1 Hair fixative 1.50 g inorganic / organic hybrid prepolysiloxane composed of 3 -glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-triethoxysilylpropylsuccinic anhydride and 1-methylimidazole 1.50 g vinylpyrrolidone / vinyl acetate copolymer 0.20 g 1,2-propylene glycol , 15 g of perfume
  • any other of the systems 2.) to 10.) described above can also be used as the hybrid prepolymer.
  • Example 3 Coating material for textiles and leather 1.80 g inorganic / organic hybrid prepolysiloxane made from 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, trimethoxyphenylsilane,
  • Hybridprepolysiloxan of 3-glycidoxy propyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane silane, tributoxy, tetrapropoxyzirconium and triethanolamine 0.82 g inorganic / organic Hybridprepolysiloxan Mercaptopropyltriethoxy- of silane and hydrochloric acid, 4.00 g of vinyl acetate / crotonic acid / polyethylene oxide copolymer 0.20 g Cyclo-Tetra (dimethylsiloxane) 13.20 g water 40.00 g ethanol 40.15 g dimethyl ether
  • Example 8 Colorless nail polish 6.0 g of org. Hybrid prepolymer made of 3-
  • camphor 0 g butyl acetate, 0 g ethyl acetate 0 g

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein filmbildendes Material, das ein anorganisch/organisches Hybridpolymer enthält.

Description

Fumbildendes gezielt ieder-ablösbares Material
Die Erfindung betrifft ein filmbildendes gezielt wiederablösbares Material zur temporären Stabilisierung und/oder Funktionalisierung von technischen oder biologischen Oberflächen auf der Basis von anorganischen/organischen Hybridpolymeren und fumbildenden wasser-und/oder alkohllδslichen Polymeren.
Zur Beschichtung von Oberflächen sind zahlreiche Materialien bekannt. Als Beschichtungsmaterial für Kratzfestbeschichtungen werden seit einigen Jahren sogenannte "ORMOCERE" eingesetzt. Bei der Stoffklasse der ORMOCERE handelt es sich um anorganische/organische Hybridpolymere, deren Zusammensetzung in Abhängigkeit von gewünschten Eigenschaften ausgewählt werden. Diese Materialien zeichnen sich vor allem durch eine gute Haftung auf dem Substrat z.B. Metall oder Glas aus. Es werden außerdem ausgezeichnete Kratzfestigkeiten realisiert. Derartige Materialien sind z.B. in der DE-OS-38 28 098 sowie in der EP 0 610 831 beschrieben.
Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Materialien sind im Stand der Technik auch zahlreiche filmbildende wasserlösliche Polymere bekannt. Filmbildende Festigungsmittel werden z.B. für Fasern insbesonders für Haar eingesetzt.
Als synthetische Polymere kommen beispielsweise Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyrrolidon/Poly- vinylacetat Copoly er, Polyacrylsäure oder Poly- methacrylsäurepolymerisate in Betracht. Von natür- liehen Polymeren finden z.B. Schellack, Gelatine,
Chitosansalze, Polysaccharide und Derivate, Cellulose und Cellulosederivate Anwendung.
Weiterhin ist es bekannt, Silicone zur Behandlung von Fasern, wie Textilfasern und Haare einzusetzen, z.B. niedrig viskose, organofunktionalisierte Silicone (GB 2297757 A) . Im US Patent 5,602,224 sind Silicone beschrieben, die eine geladene Ammoniumgruppe tragen, wobei am Stickstoff Kohlenwasserstoffreste (C1-C20) gebunden sind. Dadurch soll eine Löslichkeit in unpolaren Lösungsmitteln erreicht werden. Im US-Patent 5,389,364 werden aminofunktionalisierte Silicone zur Haarbehandlung beschrieben.
Die vorstehend beschriebenen Materialien sind aber für eine temporäre Beschichtung nicht geeignet, da sie entweder auf eine dauerhafte Haftfestigkeit ausgelegt sind (OROMOCERE) oder aber wie die synthetischen Polymere sich zu leicht wieder vom Substrat lösen. Es gibt aber zahlreiche Anwendungsf lle, bei denen es wünschenswert ist, wenn ein Material zur Beschichtung von Substraten wie z.B. textilen Materialien, Fasern, Naturstoffe oder auch technische Substrate wie Bleche oder Holz zur Verfügung steht, bei denen die Beschichtung gezielt, d.h. unter vorher festgelegten Bedingungen wieder abgelöst werden kann. Hier wären z.B. flächige Substrate zu nennen, die z.B. einem Umformprozeß unterzogen werden, bei denen dann die temporäre Schicht als Gleitmittel fungieren kann. In diesem Fall muß dann die Beschichtung so ausgelegt sein, daß die Beschichtung nach dem Umformungsprozeß wieder abgelöst werden kann. Ein anderer Anwendungs- fall ist darin zu sehen, daß z.B. Textilien an be- stimmten Stellen mit dem Beschichtungsmaterial strukturiert werden können und daß dann bei einer nachfolgenden Einfärbung nur die nichtstrukturierten Bereiche eingefärbt werden. Im Nachgang könnte dann durch eine gezielte Entfernung des Beschichtungsmaterial dieses wieder aus dem textilen Material entfernt werden. Ein weiterer Anwendungsfall wäre auch ein temporärer Korrosionsschutz. Hier gibt es viele Anwendungsfälle, insbesonders bei Halbzeugen wobei das metallische Material einem Korrosionsschutz unter- zogen werden muß, der dann aber wieder vor Weiterverarbeitung des Halbzeugs zum Endprodukt entfernt werden muß. Insbesondere für die Fälle, wenn ölige KorrossionsSchutzmittel eingesetzt werden, gelingt dies nicht immer zur vollsten Zufriedenheit. Auch ein Transportschütz mit einem derartigen Beschichtungsmaterial wäre denkbar. Ein weiteres Anwendungsfeld ist in der Beschichtung, d.h. in der Verfestigung von Fasern hier z.B. von Haaren zu sehen. Durch ein derartiges Beschichtungsmaterial könnte demnach eine temporäre Verfestigung des Haares erreicht werden, die dann nachher durch gezielte Waschung wieder beseitigt werden könnte.
Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Beschichtungsmaterial anzugeben, das zum einen eine Verfestigung des Substrates ermöglicht und das andererseits auch wieder gezielt abgelöst werden kann.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.
Erfindungsgemäß wird demnach ein Material vorgeschla- gen, daß aus anorganisch/organischen Hybridpolymeren besteht, d.h. aus sogenannten ORMOCEREN und gleichzeitig aus wasser-und/oder alkohollöslichen Polymeren. Dadurch wird es möglich, Beschichtungen zu realisieren, die einerseits eine gute Haftung zum Substrat aufweisen und die andererseits wieder abgelöst werden können. Durch die Vernetzung der Polymere bzw. der Prepolymere auf dem Substrat z.B. dem textilen Material, dem flächigen Metall oder dem Haar sind die Polymere besser mit dem Substrat ver- bunden und können daher eine Stabilisierung bewirken. In Abhängigkeit vom Substrat ist auch eine direkte Anbindung des Polymers z.B. über Mercaptogruppen oder SiOH-Gruppen an das Substrat z.B. an die Fasern möglich. Durch die Möglichkeit einer kovalenten An- bindung zwischen den Hybridpolymeren und den
Polymeren ist eine gute Mischbarkeit/Verträglichkeit in unterschiedlichsten Mischungsverhältnissen gegeben. Dies bedeutet, daß sich Mischungen aus Polymeren und anorganisch/organischen Hybrid- poly eren, die auf Fasern z.B. Naturfasern appliziert werden, eine sehr gute Haftungseigenschaft, Beständigkeit zeigen. Gleichzeitig ist durch die Auswahl des filmbildenden wasser-und/oder alkohllöslichen Polymeres eine große Variabilität in bezug auf die Löslichkeit des Systems erreichbar.
Die anorganisch/organischen Hybridpolymere im Sinne der Erfindung werden auch als ORMOCER®e bezeichnet. Es handelt sich dabei um Heteropolysiloxane welche eine besondere Stellung zwischen den klassisch als anorganisch definierten Gläsern (Silikaten) und organisch vernetzten Polymeren einnehmen. Die Hybridpolymere lassen sich durch den sogenannten Sol-Gel- Prozeß herstellen und sind als Beschichtungsmaterial- ien für Metalle, Gläser, Steine, Polymere etc. bekannt
(Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) , Tätigkeitsbericht 1993, Seiten 51 bis 60 und dort zitierte Literatur) . Weitere Übersichten über Her- Stellung, Verwendung und Eigenschaften von anorganisch-organischen Hybridpolymeren sind beschrieben in "Sintesis y preparaciόn de materiales hibridos or- gänico/inorgänico. Ormoceros . Nuevas aplicaciones de los materiales polimeros"; Revista de Plästicos Modernos, Nummer 483, September 1996, Seiten 257 bis 274 und dort zitierte Literatur sowie in "ORMOCER: Neuer Korrosionsschutz für Messingoberflächen" , Jahrbuch Oberflächentechnik (1993), 49, Seiten 243 bis 251, sowie Zeitschrift Gummi, Fasern Kunststoff GAK/2/97, 50. S. 102-110.
Verfahren zur Herstellung von anorganisch/organischen Hybridpolymeren und -prepolymeren sowie deren Anwendung als Beschichtungsmaterial für u.a. Metallober- flächen oder Geweben aus Naturfasern sind beispielsweise beschrieben in der DE-OS 38 28 098, EP 9 526 875, EP 0 580 488, EP 0 610 831, EP 0 792 846 und in der WO 95/13855.
Zur Synthese der Hybridprepolymere werden funktio- nalisierte Silane der allgemeinen Formel (I)
RSiX3 (I) eingesetzt, wobei X für eine hydrolysierbare und kon- densierbare Gruppe und R für einen vernetzbaren organischen Rest steht. Durch hydrolytische Vorkondensation wird zunächst das anorganische Si-O-Si- Netzwerk gebildet, welches anschließend über Reaktionen der vernetzbaren organischen R-Gruppen weiter vernetzt wird.
Unter Hybridprepolymeren im Sinne der vorliegenden Erfindung werden die durch Vorkondensation erhaltenen Produkte verstanden, welche noch nicht über die R-Gruppen vernetzt sind.
Der vernetzbare Rest R bedeutet eine meist alipha- tische Seitengruppe, die unterschiedliche Funktionalitäten wie Amino-, Epoxy- , Hydroxy- , Methacrylat- oder andere polymerisierbare Gruppen enthalten kann. R kann insbesondere ausgewählt sein aus Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Arylalkyl, Alkylaryl, Arylalkenyl, Alkenylaryl, Alylalkinyl, Alkinylaryl, wobei der Rest durch 0-, S- oder N-Atome unterbrochen sein kann und, wenn er nicht selbst schon vernetzbar ist, mindestens einen vernetzbaren Substituenten aus der Gruppe der Halogene, Amino-, Amid- , Aldehyd-, Keto- , Alkylcarbonyl- , Carboxy- , Mercapto-, Cyano-, Hydroxy-, Alkoxy- , Methacryloxy, Epoxy- oder Vinyl- gruppen enthält. Die Gruppen X können unabhängig voneinander Alkoxy- , Aryloxy- , Acyloxy- , Alkylcarbonyl- , Alkoxycarbonyl- gruppen, Halogen, Wasserstoff oder substituierte oder unsubstituierte Aminogruppen bedeuten, wobei Ethoxy- und Methoxygruppen besonders bevorzugt sind.
Das Silan der Formel (I) kann insbesondere ausgewählt sein aus Vinyltrialkoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Aminopropyltrialkoxysilan, Isocyanatopropyltrial- koxysilan, Mercaptopropyltrialkoxysilan, Vinyltri- chlorsilan, Allyltrialkoxysilan, 3-Isocyanatooxy- propyltrialkoxysilan, Methacryloxypropenyltrial- koxysilan, 3-Methacrylcarbonyloxypropyltrialkoxy- silan, p-Aminophenyltrialkoxysilan, 3-Aminopropyltri- alkoxysilan, 3-Cyanopropyltrialkoxysilan, 4-Mercapto- butyltrialkoxysilan, 6-Mercaptohexyltrialkoxysilan, 3 -Mercaptopropyltrialkoxysilan, 3- (Ethylendiamino) - propyltrialkoxysilan, 3- (Diethylentriamino) - propyltrialkoxysilan, 3 -Glycidoxypropyltrialkoxy- silan, 2- [4- (1 , 2 -Epoxycyclohexyl)] ethyltrialkoxysilan und 3- (Trialkoxysilyl)propylbernsteinsäureanhydrid, wobei Alkoxygruppen Methoxy- oder Ethoxygruppen bedeuten. Besonders bevorzugt sind 3-Glycidoxypro- pyltrialkoxysilan und 3 -Mercaptopropyltrialkoxysilan.
Anstelle der monomeren Ausgangssilane können auch vorkondensierte, im Reaktionsmedium lösliche Oli- gomere der Silane eingesetzt werden. Des weiteren können auch fluorierte Derivate der Silane eingesetzt werden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können mit Metallverbindungen wie beispielsweise den Alkyl-, Alkoxy- , Halogen- , Acyloxy- , Hydroxy- , Oxyhalogen- oder Hydroxyhalogenverbindungen von Titan, Zirkonium oder Aluminium, sowie mit weiteren, netzwerkmodifizierenden Verbindungen, beispielsweise der Formel SiX4 (II) oder Verbindungen der Formel SiR'X2R (III) kombiniert werden, wobei R' für eine nicht vernetz- bare und nicht kondensierbare Alkyl- oder Arylgruppe steht und R und X die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Die netzwerkmodifizierenden Verbindungen können bei- spielsweise im Falle von Verbindungen der Formel (II) eine Erhöhung des Vernetzungsgrades im anorganischen Teil oder im Falle von Verbindungen des Typs (III) dessen Verringerung bewirken.
Die Metallverbindungen der Übergangsmetalle insbesondere der IV NGr, bevorzugt Ti- oder Zr-Verbindungen oder 3 HGr oder 4 HGr insbesondere AI -Verbindungen können insbesondere ausgewählt sein aus Tetrachlortitan, Tetraalkoxytitan, Tetrachlorzirkonium, Tetra- alkoxyzirkonium, Dichlorzirkoniumoxid, Trialkoxyalu- minium und Dihydroxyaluminiumchlorid Tributoxyalu- minium und Tetrapropoxyzirkonium, wobei Alkoxy für Methoxy, Ethoxy, i- oder n-Propoxy, Butoxy oder 2- Ethylhexoxy steht .
Die Verbindung der Formel ( II ) kann insbesondere aus gewählt sein aus Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tri ethoxysilan, Tetra-n- oder Tetra- i -propoxysilan, Tetrabutoxysilan, Tetrachlorsilan , Trichlorsilan, Tetraacetoxysilan .
Weitere netzwerkmodif izerende Verbindungen können außerdem ausgewählt sein aus Methyl trichlorsilan, Methyltrialkoxysilan, Ethyltrichlorsilan , Ethyltrial - koxysilan, Propyltrialkoxysilan, Phenyltrialkoxy- silan, Dimethyldichlorsilan, Dimethyldialkoxysilan, Dimethyldihydroxysilan, Diphenyldichlorsilan, Diphenyldialkoxysilan, Tripropylhydroxysilan, 4- Aminobutylmethyldiakoxysilan, Aminomethyldimethyl- alkoxysilan, Vinylethyldichlorsilan, Vinylmethyl- diacetoxysilan, Vinylmethyldichlorsilan, Vinylmethyl- dialkoxysilan, Phenylvinydialkoxysilan, Phenylallyl- dichlorsilan, 4-Aminobutylmethyldialkoxysilan und Aminomethyldimethylalkoxysilan und vergleichbaren Verbindungen, wobei Alkoxygruppen vorzugsweise Methoxy- oder Ethoxygruppen bedeuten.
Herstellung und Anwendung der anorganisch/organischen Hybridpolymere erfolgt, unter Zusatz der fUmbilden- den Polymere, durch die Hydrolyse der Ausgangsverbindungen zu einer kolloidalen Lösung, die die abgespaltenen Hydrolyseprodukte, beispielsweise die Alkohole enthält und auch als Lack bezeichnet wird. Dieser Lack kann zum Beispiel direkt auf das Substrat (z.B. Haar, Haut oder Nägel) aufgebracht werden. In einem zweiten Schritt erfolgt nach der Bildung des anorganischen Si-O-Si-Netzwerks die Vernetzung der organischen Molekülgruppen miteinander. Dies kann durch herkömmliche Polymerisationsreaktionen, beispiels- weise durch Reaktionen von Doppelbindungen erfolgen. Auch Polyadditionen, wie sie von Epoxidharzen bekannt sind, können zu einer Vernetzung der organischen Seitenketten genutzt werden.
Vorzugsweise erfolgt die Vorkondensation in Gegenwart eines Kondensationskatalysators. Als Kondensations- katalysatoren eignen sich Protonen oder Hydroxylionen abspaltende Verbindungen und Ami e . Hinsichtlich der Verfahrensführung mittels Vorkondensation wird auf die DE-OS 38 28 098 Bezug genommen. Die vorliegende Erfindung schließt hierbei auch die in der vorstehenden Druckschrift genannten Kondensationskatalysatoren ein.
Das filmbildende und festigende Polymer kann synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein und nichtionischen, kationischen, anionischen oder amphoteren Charakter haben. Ein derartiger Polymerzusatz, der in Mengen von 0,01 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 bis 15 Gew.-% im Material enthalten ist, kann auch aus einem Gemisch von mehreren Polymeren bestehen und durch den Zusatz von weiteren Polymeren mit verdickender Wirkung in seinen festigenden Eigenschaften noch modifiziert werden.
Unter filmbildenden, festigenden Polymeren werden erfindungsgemäß solche Polymere verstanden, die bei Anwendung z.B. in 0,01 bis 5 %-iger wäßriger, alkoho- lischer oder wäßrig-alkoholischer Lösung in der Lage sind, auf dem Substrat z.B. dem Haar einen Polymerfilm abzuscheiden und auf diese Weise zu festigen.
Als geeignete synthetische, nichtionische, filmbil- dende, festigende Polymere können in dem erfindungs- gemäßen Material Homopolymere des Vinylpyrrolidons, Homopolymere des N-Vinylformamids, Copolymerisate aus Vinylpyrrolidon und Vinylacetat und Vinylpropionat , Polyacrylamide, Polyvinylalkohole, oder Polyethylen- glykole mit einem Molekulargewicht von 800 bis 20.000 g/mol eingesetzt werden.
Unter den geeigneten synthetischen, filmbildenden anionischen Polymeren sind zu nennen Crotonsäure- /Vinylacetat Copolymere und Terpolymere aus Acryl- säure, Ethylacrylat und N-t-Butylacrylamid.
Natürliche filmbildende Polymere oder daraus durch chemische Umwandlung hergestellte Polymere können in dem erfindungsgemäßen Material ebenfalls eingesetzt werden. Bewährt haben sich niedermolekulares Chitosan mit einem Molekulargewicht von 30.000 bis 70.000 g/mol oder hochmolekulares Chitosan, Gemische aus Oligo-, Mono- und Disacchariden, chinesisches Balsamharz, Cellulosederivate wie Hydroxypropylcellulose mit einem Molekulargewicht von 30.000 bis 50.000 g/mol, oder Schellack in neutralisierter oder un- neutralisierter Form.
Auch amphotere Polymere können in dem erfindungsgemäßen Material eingesetzt werden. Geeignet sind zum Beispiel Copolymere aus Octylacrylamid, t-Butylamino- ethylmethacrylat sowie zwei oder mehr Monomeren aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure und deren einfachen Estern.
Unter den kationischen Polymeren, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind Copolymere des Vinyl- pyrrolidons mit quaternierten Derivaten des Dialkyl- aminoacrylats- und methacrylats, wie beispielsweise mit Diethylsulfat quaternierte Vinylpyrrolidon/ Dimethylaminomethacrylat Copolymere zu nennen. Weitere kationische Polymere sind beispielsweise das Copolymerisat des Vinylpyrrolidons mit Vinylimid- azoliummethochlorid, das Terpolyτner aus Dimethyldi- allylammoniumchlorid, Natriumacrylat und Acrylamid, das Terpolymer aus Vinylpyrrolidon, Dimethylamino- ethylmethacrylat und Vinylcarprolactam, das quater- nierte Ammoniumsalz, hergestellt aus Hydroxyethyl - cellulose und einem mit Trimethylammonium substituierten Epoxid, das Vinylpyrrolidon/Methacrylamido- propyltrimethylammoniumchlorid Copolymer und diqua- ternäre Polydimethylsiloxane .
Die Konsistenz des erfindungsgemäßen Materials kann durch den Zusatz von Verdickern erhöht werden. Hierfür sind beispielsweise Homopolymere der Acrylsäure mit einem Molekulargewicht von 2.000.000 bis 6.000.000 g/mol geeignet. Auch Copolymere aus Acrylsäure und Acrylamid (Natriumsalz) mit einem Molekulargewicht von 2.000.000 bis 6.000.000 g/mol und Sclerotium Gum sind geeignet. Auch geeignet sind Copolymere der Acrylsäure und der Methacrylsäure .
Bei Anwendung im biologischen Bereich z. bei Haaren können dem erfindungsgemäßen Material weitere bekannte kosmetische Zusatzstoffe beigefügt werden, zum Beispiel nichtfestigende, nichtionische Polymere wie Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa
600 g/mol, nichtfestigende, anionische und natürliche Polymere sowie deren Mischungen in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 50 Gew.%. Auch Parfümöle in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, Trübungsmittel wie Ethylenglykoldistearat in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, Netzmittel oder Emulgatoren aus den Klassen der anionischen, kationischen, amphoteren oder nicht ionogenen Tenside wie Fettalkoholsulfate, ethoxy- lierte Fettalkohole, Fettsäurealkanolamide wie die Ester oder hydrierten Rizinusölfettsäuren in einer
Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, außerdem Feuchthaltemittel, Farbstoffe, Lichtschutzmittel, Antioxdantien und Konservierungsstoffe in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew. -%. Das erfindungsgemäße Material kann weiterhin durch Zusatz von herkömmlichen Silikonpolymeren verbessert werden, wie beispielsweise Polydimethylsiloxan (INCI: Dimethicon) , c.-Hydro-ω-hydroxypolyoxydimethylsilylen (INCI: Dimethiconol) , cyclisches Dimethylpolysiloxan (INCI: Cyclomehticon) , Trimethyl (octadecyloxy) silan (INCI: Stearoxytrimethylsilan) , Dimethylsiloxan/Gly- kol Copolymer (INCI: Dimethicon Copolyol), Dimethyl- siloxan/Aminoalkylsiloxan Copolymer mit Hydroxy- endgruppen (INCI: Amodimethicon) , Monomethylpoly- siloxan mit Laurylseitenketten und Polyoxyethylen- und/oder Polyoxypropylenendketten, (INCI: Lauryl- methicon Copolyol) , Dimethylsiloxan/Glykol Copoly- meracetat (INCI: Dimethiconcopolyol Acetat) , Dimethylsiloxan/Aminoalkylsiloxan Copolymer mit Trimethylsilyendgruppen (INCI: Trimethylsilyl- amodimethicon) . Bevorzugte Silikonpolymere sind Dimenthicone, Cyclomethicone und Dimethiconole . Auch Mischungen von Silikonpolymeren sind geeignet wie zum Beispiel eine Mischung aus Dimethicon und Dimethiconol .
Die vorstehend in Klammern angegebenen Bezeichnungen entsprechen in INCI Nomenklatur (International Cos- metic Ingredients) , wie sie zur Kennzeichnung kosmetischer Wirk- und Hilfsstoffe bestimmt sind.
Die Anwendung von anorganisch/organischen Hybrid- prepolymeren z.B. zur Haarbehandlung kann in der Weise erfolgen, daß, unter Zusatz des filmbildenden Polymers, in einem ersten Schritt eine hydrolytische Vorkondensation, gegebenenfalls in Anwesenheit mindestens eines Kondensationskatalysators, von mindestens einem organofunktionellem Silan der Formel (I) er- folgt und in einem zweiten Schritt die Vernetzung zum Hybridpolymeren stattfindet. Die Vernetzung kann dabei durch Wärme, durch Licht oder durch geeignete, übliche Polymerisationsinitiatoren induziert werden. Die Vernetzung erfolgt vorzugsweise nach dem Aufbrin- gen auf das Haar. Es sind aber auch Systeme auswählbar die ohne Initiator vernetzen (z.B. thermisch), was bei der Haaranwendung besonders vorteilhaft ist.
Die Hybridprepolymere bieten in der Form des anor- ganischen Netzwerkes (Vorkondensat des ersten Reaktionschrittes) die Möglichkeit, sich in Mittel zur Festigung und Pflege der Haare auf wäßriger, alkoholischer oder wäßrig/alkoholischer Basis einarbeiten und auf das Haar aufbringen zu lassen. Durch Wärme- einwirkung wird dann das organische Netzwerk auf dem Haar gebildet und fixiert so die Frisur. Je nach dem, wie die Eigenschaften dieses Polysiloxanes eingestellt werden, wird ein festerer oder gepflegterer Halt des Haares und ein angenehmer, natürlicher Griff mit viel Glanz auf dem Haar erhalten.
Bevorzugte Systeme zur Bildung der anorganisch/ organischen Hybridpolymere sind:
1.) 236.4 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan,
152,2 g 3-Triethoxysilylpropyl-bernsteinsäurean- hydrid, 4,12 g 1-Methylimidazol;
2.) 230,4 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan, 297,43 g Trimethoxy-phenylsilan, 166 g
Aminosilan, 738,90 g Tributoxyaluminium, 390 g Acetessigsäureethylester;
3.) 47,8 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan, 23,9 g Tetramethyoxysilan, 11,20 g Tributoxyaluminium, 19,57 g Tetrapropoxyzirkonium, 9,4 g Triethano- lamin;
4.) 21,4 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan, 2,9 g Trimethoxyphenylsilan, 1,49 g 2 , 2 , 2-Trifluoro ethylamin, 7,4 g Tributoxyaluminium, 3,9 g Acetessigsäureethylester;
5.) 993,36 g 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 341,23 g Tetrapropoxyzirkonium, UV-Initiator oder thermischer Initiator;
6.) 42,5 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan, 5,94 g Trimethoxyphenylsilan, 6,6 g Aminosilan, 14,7 g Tributoxyaluminium, 7,8 g Acetessigsäureethylester;
7.) 63,810 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan, 27,39 g Trimethoxyphenylsilan, 6,64 g Aminosilan, 14,78 g Tributoxyaluminium, 25,59 g
Tetrapropoxyzirkonium;
8.) 127,69 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan, 6,64 g Aminosilan, 47,69 g 3-Mercaptopropyltriethoxy- silan;
9.) Mercaptopropyltriethoxysilan, verdünnte Salzsäure und
10.) 212,71 g 3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilan, 59,84 g Trimethoxyphenylsilan, 73,89 g Tributoxyaluminium, 39,040 g Acetessigsäureethylester. 11.) 237,4 g Mercaptopropyltriethoxysilan, 190 g Vinyltriethoxysilan, wässrige Salzsäure
Besonders bevorzugt ist das System 3.), 9.) und 11.).
Die Anwendung des erfindungsgemäßen filmbildenden Mittels für Haare erfolgt dadurch, daß
a) ein noch nicht vernetztes Vorkondensations- produkt eines anorganisch/organischen Hybridpolymers, unter Zusatz eines filmbildenden Polymers, in einer geeigneten kosmetischen Grundlage auf das Substrat z.B. Haar, aufgebracht wird und
b) anschließend zum Hybridpolymer vernetzt wird.
Die Vernetzung kann hierbei durch Wärme, Licht mit oder ohne Initiator ja nach System induziert werden. Geeignete Initiatoren sind beispielsweise 1-Hydroxy- cyclohexylphenylketon oder tert . -Butylperoxy-2-ethyl- hexanoat. Eine thermisch induzierte Vernetzung erfolgt vorzugsweise bei 20 bis 80 °C, besonders bevorzugt bei 40 bis 50 °C innerhalb von vorzugsweise 2 bis 20 Minuten.
Im erfindungsgemäßen Material ist das Hybrid- prepolymer in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 40 Gewichts-prozent, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 15 Gew.-% in einer geeigneten kos- metischen Grundlage enthalten. Der Anteil ds filmbildenden Polymers beträgt 0,1 - 50%.
Das erfindungsgemäße Material liegt im allgemeinen als wäßrige, alkoholische oder wäßrig-alkoholische Lösung vor. Geeignete Lösungsmittel sind beispiels- weise aliphatische Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoff- atomen oder ein Gemisch von Wasser mit einem der genannten Alkohole. Es können jedoch auch andere organische Lösungsmittel eingesetzt werden, wobei insbe- sondere unverzweigte oder verzweigte Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Isopentan und zyklische Kohlenwasserstoffe wie Cyclopentan und Cyclohexan zu nennen sind. Die Lösungsmittel liegen in einer Menge von 0,5 bis 99 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 40 bis 90 Gew.-% vor.
Das erfindungsgemäße Material kann in verschiedenen Applikationsformen Anwendung finden, wie beispielsweise in AerosolZubereitungen als Schaum oder als Spray, des weiteren als Non-Aerosol , welches mittels einer Pumpe oder als "Pump and Spray" zum Einsatz kommt. Der Einsatz in üblichen O/W und W/O Emulsionen ist ebenso möglich wie in Anwendungsformen als Lotion, Milch, Flüssigfestiger, Creme, Gel, Gel- schäum, Wachs oder Mikroemulsion.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Materials kann für die verschiedenen Anwendungen in unterschiedlichster Weise erfolgen. Wird das erfindungsgemäße Material zur Beschichtung von flächigen Substraten eingesetzt, so kann das Material wie vorstehend beschrieben in Form einer Lösung mit gängigen Be- schichtungstechniken wie z.B. Tauchen, Spritzen oder Lackieren auf das Substrat aufgebracht werden. Dem erfindungsgemäßen Material können dabei an und für sich bekannte Formulierungsbestandteile wie Pigmente oder Farbstoffe zugesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Material kann auch als färbendes oder pflegendes Haarbehandlungsmittel wie zum Bei- spiel als Farbfestiger und Haarspülung formuliert sein.
Wenn das erfindungsgemäße Material in Form eines Aerosol-Haarsprays oder Aerosol -Haarlackes vorliegt, so enthält es zusätzlich 15 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 75 Gew.-%, eines Treibmittels und wird in einem Druckbehälter abgefüllt. Als Treibmittel sind beispielsweise niedere Alkane, wie zum Beispiel n- Butan, i-Butan und Propan, oder auch deren Gemische mit Dimethylether sowie ferner bei den in Betracht kommenden Drücken gasförmig vorliegende Treibmittel, wie beispielsweise N2, N20 und C02 sowie Gemische der vorstehend genannten Treibmittel geeignet .
Das erfindungsgemäße Material zur Festigung der Haare kann auch in Form eines mit Hilfe einer geeigneten mechanisch betriebenen Sprühvorrichtung versprühbaren Non-Aerosol-Haarsprays oder eines Non-Aerosol-Haar- lacks vorliegen. Unter mechanischen Sprühvorrichtungen sind solche Vorrichtungen zu verstehen, welche das Versprühen einer Flüssigkeit ohne Verwendung eines Treibmittels ermöglichen. Als geeignete mechanische Sprühvorrichtung kann beispielsweise eine Sprühpumpe oder ein mit einem Sprühventil versehener elastischer Behälter, in dem das erfindungsgemäße kosmetische Mittel unter Druck abgefüllt wird, wobei sich der elastische Behälter ausdehnt und aus dem das Mittel infolge der Kontraktion des elastischen Behäl- ters bei Öffnen des Sprühventils kontinuierlich abgegeben wird, verwendet werden.
Unter Haarbehandlung soll die Behandlung des menschlichen Kopfhaares vor allem zum Zwecke der Herstel- lung einer Frisur oder zur Pflege der Haare verstanden werden.
Beispiel 1: Haarfestigungsmittel 1,50 g anorganisch/organisches Hybridpre- polysiloxan aus 3 -Glycidoxypropyl- trimethoxysilan, 3-Triethoxysilylpro- pylbersteinsäureanhydrid und 1-Methyl - imidazol 1,50 g Vinylpyrrolidon/Vinylacetat Copolymer 0,20 g 1, 2-Propylenglykol 0,15 g Parfüm
0,03 g Cetyltrimethylammoniumchlorid 20,21 g Wasser 76,41 g Ethanol
100,00 g
Alternativ kann als Hybridprepolymer auch jedes andere der oben beschriebenen Systeme 2.) bis 10.) eingesetzt werden.
Beispiel 2: Haarfestigungsmittel
0,88 g anorganisch/organisches Hybridpre- polysiloxan aus Mercaptopropyltrie- thoxysilan und Salzsäure 2,63 g Vinylpyrrolidon/Vinylacetat Copolymer 0,20 g 1,2-Propylenglykol 0,15 g Parfüm 0,05 g Cetyltrimethylammoniumchlorid 59,89 g Wasser 46,28 g Ethanol
100,00 g
Beispiel 3: Beschichtungsmaterial für Textilien und Leder 1,80 g anorganisch/organisches Hybridprepoly- siloxan aus 3-Glycidoxypropyltrime- thoxysilan, Trimethoxyphenylsilan,
2, 2, 2-Trifluoroethylamin, Tributoxyaluminium und Acetessigsäure- ethylester 1,20 g Polyvinylpyrrolidon 0,10 g 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon
61,50 g Wasser 35,25 g Ethanol
100,00 g
Beispiel 4: Korrosionsschutz
3,00 g anorganisch/organisches Hybridprepolysiloxan aus 3-
Glycidoxypropyltrimethoxysilan, Tetramethoxysilan, Tributoxyaluminium, Tetrapropoxyzirkonium und Triethanolamin 1,00 g Polyvinylbuteral (NB)
0,20 g 1,2-Propylenglykol 18,66 g Ethanol 70,14 g Wasser
100,00 g
Beispiel 5: Transportschütz
1,63 g anorganisch/organisches
Hybridprepolysiloxan aus 3-Glycidoxy- propyltrimethoxysilan, Tetramethoxy- silan, Tributoxyaluminium, Tetrapropoxyzirkonium und Triethanolamin 0,82 g anorganisch/organisches Hybridprepolysiloxan aus Mercaptopropyltriethoxy- silan und Salzsäure 4,00 g Vinylacetat/Crotonsäure/Polyethylen- oxid Copolymer 0,20 g Cyclo-Tetra (dimethylsiloxan) 13,20 g Wasser 40,00 g Ethanol 40,15 g Dimethylether
100,00 g
Beispiel 6: Schlichte für Fasern
1,53 g anorganisch/organisches Hybridprepolysiloxan aus Mercaptopropyltriethoxy- silan und Vinyltriethoxysilan Salzsäure
2,50 g Polyvinylpyrrolidon 0,30 g Hydroxyethylcellulose 0,05 g Mica/Titanoxid/Zinnoxid-Pulver
(Soloron® Silver Sparkle der Firma Merck/Deutschland)
95,62 g Wasser
100,00 g
Beispiel 7: Farbfestiger
0,23 g anorg.-org. Hybridprepolymer aus Mer- captopropyltriethoxysilan und Salzsäure 2,50 g Vinylacetat/Crotonsäure/Polyclykol
Copolymer 0,20 g Parfüm
0,07 g l-Amino-4- (2P 3 ' -dehydroxypro- pyl) amino-5-chlor-2-nitrobenzol 0,05 g Basic Brown 17 (C. I. 12 251)
0,01 g Basic Blue 7 (C. I. 42 595) 0,0023 Basic Violett 14 (C. I. 42 510) 46,94 g Wasser
50,00 g Ethanol
100,00 g
Beispiel 8: Farbloser Nagellack 6,0 g anorg.-org. Hybridprepolymer aus 3-
Glycidoxypropyltrimethoxysilan, Tetramethoxysilan, Tributoxyaluminium, Tetrapropoxyzirkonium und Triethanol - amin 18,0 g Nitrocellulose (alkohol feucht 65:35)
4,0 g Dibuthylphthalat
2,0 g Campher ,0 g Butylacetat ,0 g Ethylacetat 0 g

Claims

Patentansprüche
1. Filmbildendes gezielt wieder ablösbares Material zur temporären Stabilisierung und/oder Funktio- nalisierung technischer oder biologischer Oberflächen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
daß es mindestens ein anorganisch/organisches Hybridpolymer und/oder Hybridprepolymer und
daß es zusätzlich mindestens ein filmbildendes wasser-und/oder alkohollösliches Polymer enthält .
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hybridpolymer bzw. Hybridprepolymer gebildet ist durch hydrolytische Vorkondensation, gegebenenfalls in Anwesenheit mindestens eines Kondensationskatalysators, von mindestens einem organofunktionellern Silan der Formel (I)
RSiX3 (I)
wobei X für eine hydrolysierbare und kondensierbare Gruppe und R für einen vernetzbaren organischen Rest steht .
3. Material nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vernetzbare organische Rest R ausgewählt ist aus Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl , Arylalkyl, Alkylaryl, Arylalkenyl, Alkenylaryl, Arylalkinyl, Alkinyl- aryl, wobei der Rest durch O- , S- oder N-Atome unterbrochen sein kann und, wenn er nicht selbst schon vernetzbar ist, mindestens einen vernetz- baren Substituenten aus der Gruppe der Halogene, Amino-, Amid- , Aldehyd-, Keto- , Alkylcarbonyl- ,
Carboxy- , Mercapto-, Cyano-, Hydroxy-, Alkoxy-, Methacryloxy, Epoxy- oder Vinylgruppen enthält.
4. Material nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrolysierbare
Rest X ausgewählt ist aus Alkoxy-, Aryloxy-, Acyloxy-, Alkylcarbonyl-, Alkoxycarbonylgruppen, Halogen, Wasserstoff oder substituierten oder unsubstituierten Aminogruppen.
5. Material nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Silan der Formel (I) ausgewählt ist aus Vinyltrialkoxysilan,
Vinyltriacetoxysilan, Aminopropyltrialkoxy- silan, Isocyanatopropyltrialkoxysilan, Mercaptopropyltrialkoxysilan, Vinyltrichlorsilan, Allyltrialkoxysilan, Allytriacetoxysilan, 3-Isocyanatooxypropyltrialkoxysilan, Methacryl- oxypropenyltrialkoxysilan, 3-Methacrylcarbonyl- oxypropyltrialkoxysilan, p-Aminophenyltrialkoxy- silan, 3-Aminopropyltrialkoxysilan, 3-Cyanopro- pyltrialkoxysilan, 4-Mercaptobutyltrialkoxy- silan, 6-Mercaptohexyltrialkoxysilan, 3 -Mercaptopropyltrialkoxysilan, 3- (Ethylendiamino)pro- pyltrialkoxysilan, 3- (Diethylentriamino) propyltrialkoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrialkoxy- silan, 2- [4- (1, 2-Epoxycyclohexyl) ethyltrialkoxysilan und 3- (Trialkoxysilyl)propylbernstein- säureanhydrid, wobei Alkoxygruppen Methoxy- oder Ethoxygruppen bedeuten.
6. Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hybridpolymer bzw. Hybridprepolymer kombiniert ist mit netzwerkmodifizierenden Verbindung ausgewählt aus a) Alkyl-, Alkoxy-, Halogen-, Acyloxy-, Hydroxy-
Oxyhalogen- oder Hydroxyhalogenverbindungen von Metallen der Übergangselementen insbesondere der IV NGr wie Ti oder Zr oder 3 HGr wie AI und/oder
b) Verbindungen der Formel SiX4 und/oder c) Verbindungen der Formel SiR'X2R, wobei R' für eine Alkyl- oder Arylgruppe steht und R und X die oben angegebenen Bedeutungen haben.
7. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche filmbildende Polymer ausgewählt ist aus synthetischen nichtionischen filmbildenden Polymeren, synthetischen filmbildenden anionischen Polymeren, natürlichen filmbildenden Polymeren, amphoteren Polymeren oder kationischen Polymeren .
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