EP1339766A1 - Tensidfreie kosmetische, dermatologische und pharmazeutische mittel - Google Patents

Tensidfreie kosmetische, dermatologische und pharmazeutische mittel

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EP1339766A1
EP1339766A1 EP01998570A EP01998570A EP1339766A1 EP 1339766 A1 EP1339766 A1 EP 1339766A1 EP 01998570 A EP01998570 A EP 01998570A EP 01998570 A EP01998570 A EP 01998570A EP 1339766 A1 EP1339766 A1 EP 1339766A1
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EP
European Patent Office
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acid
composition according
optionally
vinyl
copolymers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01998570A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias LÖFFLER
Roman MORSCHHÄUSER
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Clariant Produkte Deutschland GmbH
Original Assignee
Clariant GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Clariant GmbH filed Critical Clariant GmbH
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Publication of EP1339766A1 publication Critical patent/EP1339766A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • Cosmetic, dermatological and pharmaceutical agents free from surfactants.
  • the present invention relates to surfactant-free cosmetic, pharmaceutical and dermatological compositions containing ammuniform copolymers based on acryloyldimethyltauric acid.
  • Compositions are mostly in the form of oil-in-water emulsions (ie a system consisting of a continuous aqueous phase and a discontinuous dispersed oil phase) or in the form of water-in-oil emulsions (ie a system consisting of a continuous fatty phase and a discontinuous dispersed aqueous phase).
  • the water-in-oil emulsions thus comprise a continuous oil phase and allow a grease film to form on the surface of the skin, which avoids transepidermal water loss and protects the skin from external aggressions.
  • These emulsions are particularly suitable for protecting and enriching the skin, and in particular for treating dry skin.
  • the oil-in-water emulsions in turn give the skin a soft, less greasy and lighter feel when applied than the water-in-oil emulsions.
  • the emulsions are generally stabilized by incorporating emulsifying surfactants of the oil-in-water type (O / W) or of the water-in-oil type (W / O) which, thanks to their amphiphilic structure, adhere to the oil / water Interface and thus stabilize the dispersed droplets. It is generally necessary to add these surfactants in substantial amounts - up to 10% by weight over the total weight of the emulsion - in order to obtain adequate stability.
  • O / W oil-in-water type
  • W / O water-in-oil type
  • amphiphilic surfactants used in large quantities, can be harmful to the skin, eyes and / or scalp of the user Trigger irritant effect.
  • their use in high concentrations can lead to cosmetically undesirable effects, such as a rough, sticky and / or tough feeling, and can result in a compact and heavy substance.
  • the surfactants must be selected depending on the polarity of the oils and are therefore only compatible with a limited number of oils, so that the variety of formulations is limited.
  • the formulators of emulsions are therefore constantly striving to reduce the surfactant content in order to improve the compatibility of the emulsions with the skin, the eyes and / or the scalp and to optimize their cosmetic properties.
  • the greatest difficulty they encounter is the stability of the emulsions.
  • Emulsions without surface-active substances generally show inadequate stabilization of the water-insoluble oil components, so that coagulation and separation of the oil phase lead to macroscopically recognizable destruction of the emulsion.
  • Poly (meth) acrylates have found access to polymers which can have both thickening and emulsifying / dispersing properties.
  • Examples of commercial hydrophobically modified poly (meth) acrylates ® Pemulen TR-1 and TR-2 from BF-Goodrich and ® Aculyn 22 and ® Aculyn 28 from Rohm and Haas.
  • hydrophobically modified polymers are all based on (meth) acrylic acid, they also have the disadvantages of poly (meth) acrylates.
  • a major disadvantage of thickeners based on poly (meth) acrylic acid is the strong pH dependence of the thickening performance. In general, viscosity is only built up when the pH of the formulation is set above pH 6.0 and the poly (meth) acrylic acid is therefore in neutralized form.
  • novel thickeners based on crosslinked and neutralized acryloyldimethyltaurates were introduced onto the market (EP-B-0 815 828, EP-B-0 815 844 and EP-B-0 815 845).
  • acryloyldimethyltaurate-based thickener systems show excellent properties in pH ranges below pH 6.0, ie in a pH range in which it is no longer possible to work with conventional poly (meth) acrylate thickeners.
  • the invention therefore relates to surfactant-free cosmetic, dermatological and pharmaceutical compositions containing at least one copolymer, obtainable by radical copolymerization of
  • Component selected from one of groups D) to G) is copolymerized.
  • the copolymers according to the invention preferably have a molecular weight of 10 3 g / mol to 10 9 g / mol, particularly preferably 10 4 to 10 7 g / mol, particularly preferably 5 * 10 4 to 5 * 10 6 g / mol.
  • the Acryloyldimethyltauraten can be the inorganic or organic salts of Acryloyldimethyltaurinklare (Acrylamidopropyl-2-methyl-2-sulfonic acid).
  • the Li + , Na + , K + , Mg ++ , Ca ++ , Al +++ and / or NH 4 + salts are preferred.
  • the monoalkylammonium, dialkylammonium, trialkylammonium and / or tetraaikylammonium salts the alkyl substituents of the amines being independently of one another (C C 22 ) alkyl radicals or (C 2 -C ⁇ 0 ) hydroxyalkyl radicals can act.
  • the degree of neutralization of acryloyldimethyltauric acid can be between 0 and 100%, a degree of neutralization of above 80% is particularly preferred.
  • the content of acryloyl-dimethyltauric acid or acryloyldimethyltaurates is at least 0.1% by weight, preferably 20 to 99.5% by weight, particularly preferably 50 to 98% by weight.
  • All olefinically unsaturated, non-cationic monomers whose reaction parameters permit copolymerization with acryloyldimethyltauric acid and / or acryloyldimethyltaurates in the respective reaction media can be used as comonomers B).
  • Preferred comonomers B) are unsaturated carboxylic acids and their anhydrides and salts, and also their esters with aliphatic, olefinic, cycloaliphatic, arylaliphatic or aromatic alcohols with a carbon number of 1 to 30.
  • Particularly preferred unsaturated carboxylic acids are acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid and senecioic acid.
  • Preferred counterions are Li + , Na + , K + , Mg ++ , Ca ++ , Al +++ , NH 4 + , monoalkylammonium, dialkylammonium, trialkylammonium and / or tetraalkylammonium radicals
  • the alkyl substituents of the amines can independently of one another be (C 1 -C 22 ) -alkyl radicals or (C 2 -C- 0 ) -hydroxyalkyl radicals.
  • one to three times ethoxylated ammonium compounds with different degrees of ethoxylation can also be used.
  • the degree of neutralization of the carboxylic acids can be between 0 and 100%.
  • comonomers B) are open-chain N-vinylamides, preferably N-vinylformamide (VIFA), N-vinylmethylformamide, N-vinylmethylacetamide (VIMA) and N-vinylacetamide; Cyclic N-vinyl amides (N-vinyl lactams) with a ring size from 3 to 9, preferably N-vinylpyrrolidone (NVP) and N-vinylcaprolactam; Amides of acrylic and methacrylic acid, preferably acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethyl-acrylamide, N, N-diethylacrylamide and N, N-diisopropylacrylamide; alkoxylated acrylic and methacrylamides, preferably hydroxyethyl methacrylate, hydroxymethyl methacrylamide, hydroxyethyl methacrylamide,
  • comonomers B are inorganic acids and their salts and esters.
  • Preferred acids are vinylphosphonic acid, vinylsulfonic acid, allylphosphonic acid and methallylsulfonic acid.
  • the proportion by weight of comonomers B), based on the total mass of the copolymers, can be 0 to 99.8% by weight and is preferably 0.5 to 80% by weight, particularly preferably 2 to 50% by weight.
  • Suitable comonomers C) are all olefinically unsaturated monomers with a cationic charge which are capable of reacting in the selected ones
  • reaction media with acryloyldimethyltauric acid or its salts copolymers.
  • the resulting distribution of the cationic charges over the chains can be statistical, alternating, block-like or gradient-like.
  • the cationic comonomers C) also include those which carry the cationic charge in the form of a betaine, zwitterionic or amphoteric structure.
  • Comonomers C) in the sense of the invention are also amino-functionalized precursors which are converted into their corresponding quaternary (e.g. reaction with dimethyl sulfate, methyl chloride), zwitterionic (e.g. reaction with hydrogen peroxide), betaine (e.g. reaction with chloroacetic acid) or amphoteric derivatives by polymer-analogous reactions can.
  • DMAC Diallyldimethylammonium chloride
  • MATAC [2- (methacryloyloxy) ethyl] trimethylammonium chloride
  • Acryloyloxy) ethyl] trimethylammonium chloride [2-methacrylamidoethyl] trimethylammonium chloride
  • [2- (acrylamido) ethyl] trimethylammonium chloride N-methyl-2 vinylpyridinium chloride N-methyl-4-vinylpyridinium chloride dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl methacrylamide, methacryloylethyl-N-oxide and / or methacryloylethylbetaine.
  • the proportion by weight of the comonomers C), based on the total mass of the copolymers, can be 0.1 to 99.8% by weight, particularly preferably 0.5 to 30% by weight, particularly preferably 1 to 20% by weight ,
  • Suitable polymerizable, silicon-containing components D) are all at least mono-olefinically unsaturated compounds which are capable of radical copolymerization under the reaction conditions chosen in each case.
  • the distribution of the individual silicone-containing monomers across the resulting polymer chains does not necessarily have to be statistical.
  • the formation of, for example, block (also multiblock) or gradient-like structures is also within the meaning of the invention. Combinations of two or more different silicone-containing representatives are also possible.
  • the use of silicone-containing components with two or more polymerization-active groups leads to the formation of branched or cross-linked structures.
  • Preferred silicone-containing components are those of the formula (I).
  • R 1 represents a polymerizable function from the group of vinylically unsaturated compounds, which is suitable for building polymer structures by radical means.
  • a suitable chemical bridge Z is required to connect the silicone-containing polymer chain to the reactive end group R 1 .
  • Preferred bridges Z are -O-, - ((-C-C 50 ) alkylene) -, - ((C 6 -C 30 ) arylene) -, - ((C 5 -C 8 ) cycloalkylene) -, - ((-C ⁇ -C 5 o) alkenylene) -, - (polypropylene oxide) n -, - (polyethylene oxide) 0 -, - (polypropylene oxide) n (polyethylene oxide) 0 -, where n and o independently of one another represent numbers from 0 to 200 and the distribution of EO / PO units can be statistical or block-shaped.
  • bridge groupings Z are - ((C 1 -C 10 ) alkyl) - (Si (OCH 3 ) 2 ) - and - (Si (OCH 3 ) 2 ) -.
  • the polymer middle part is represented by silicone-containing repeat units.
  • the radicals R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently of one another are -CH 3 , -O-CH 3 , -C 6 H 5 or -OC 6 H 5 .
  • the indices w and x represent stoichiometric coefficients which, independently of one another, are 0 to 500, preferably 10 to 250.
  • the distribution of the repeating units over the chain can not only be purely statistical, but can also be block-like, alternating or gradient-like.
  • R 2 can symbolize on the one hand an aliphatic, olefinic, cycloaliphatic, arylaliphatic or aromatic (-C-C 5 o) hydrocarbon radical (linear or branched) or -OH, -NH 2 , -N (CH 3 ) 2, -R 7 or for the structural unit [-ZR 1 ].
  • R 7 stands for further Si-containing groups.
  • R 7 radicals are -O-Si (CH 3 ) 3 , -O-Si (Ph) 3 , -O-Si (O-Si (CH 3 ) 3 ) 2CH 3 ) and -O-Si (O- Si (Ph) 3 ) 2 Ph).
  • R 2 represents an element of the group [-ZR 1 ], it is a matter of difunctional monomers which can be used for crosslinking the resulting polymer structures.
  • Formula (I) describes not only vinylically functionalized, silicone-containing polymer species with a typical polymer distribution, but also defined compounds with discrete molecular weights.
  • Particularly preferred silicone-containing components are the following acrylic or methacrylic modified silicone-containing components:
  • the content of silicon-containing components can be up to 99.9% by weight, preferably 0.5 to 30% by weight, particularly preferably 1 to 20% by weight.
  • Suitable as polymerizable, fluorine-containing components E) are all at least mono-olefinically unsaturated compounds which are among the respective selected reaction conditions are capable of radical copolymerization.
  • the distribution of the individual fluorine-containing monomers across the resulting polymer chains does not necessarily have to be statistical.
  • the formation of, for example, block (also multiblock) or gradient-like structures is also within the meaning of the invention.
  • Combinations of two or more different fluorine-containing components E) are also possible, it being clear to the expert that monofunctional representatives lead to the formation of comb-shaped structures, whereas di-, tri- or polyfunctional components E) lead to at least partially crosslinked structures.
  • Preferred fluorine-containing components E) are those of the formula (II).
  • R 1 represents a polymerizable function from the group of vinylically unsaturated compounds, which is suitable for building polymer structures by radical means.
  • a suitable chemical bridge Y is required to link the fluorine-containing group to the reactive end group R 1 .
  • Preferred bridges Y are -O-, -C (O) -, -C (O) -O-, -S-, -O-CH 2 -CH (O -) - CH 2 OH, -O-CH 2 - CH (OH) -CH 2 -O-, -O-SO 2 -O-, -OS (O) -O-, -PH-, -P (CH 3 ) -, -PO 3 -, -NH-, -N (CH 3 ) -, -O- (CrC 5 o) alkyl-O-, -O-phenyl-O-, -O-benzyl-O-, -O- (C 5 -C 8 ) cycloalkyl-O -, -O- dC ⁇ oJAlkenyl-O-,
  • n, m and o independently of one another are numbers from 0 to 200 and the distribution of the EO and PO units can be statistical or block-shaped.
  • R and s are stoichiometric coefficients that independently represent numbers from 0 to 200.
  • Preferred fluorine-containing components E) according to formula (II) are perfluorohexylethanol methacrylate, Perfluorohexoylpropanol methacrylate, perfluorooctyethanol methacrylate, perfluorooctylpropanol methacrylate, perfluorohexylethanolyl polyglycol ether methacrylate, perfluorohexoyl propanolyl poly [ethyl glycol co-propylene glycol ether] acrylate,
  • Perfluorooctyethanolyl poly [ethyl glycol block copropylene glycol ether] methacrylate, perfluorooctyl propanolyl polypropylene glycol ether methacrylate.
  • the content of fluorine-containing components can be up to 99.9% by weight, preferably 0.5 to 30% by weight, particularly preferably 1 to 20% by weight.
  • the macromonomers F) are at least simple olefinically functionalized polymers with one or more discrete repeating units and a number average molecular weight greater than or equal to 200 g / mol. Mixtures of chemically different macromonomers F) can also be used in the copolymerization.
  • the macromonomers are polymeric structures which are composed of one or more repeating unit (s) and have a molecular weight distribution which is characteristic of polymers.
  • Preferred macromonomers F) are compounds of the formula (III).
  • R 1 represents a polymerizable function from the group of vinylically unsaturated compounds which are suitable for building polymer structures by radical means.
  • a suitable bridging group Y is required to connect the polymer chain to the reactive end group.
  • Preferred bridges Y are -O-, -C (O) -, -C (O) -O-, -S-, -O-CH 2 -CH (0 -) - CH 2 OH, -O-CH 2 - CH (OH) -CH 2 O-, -O-SO 2 -O-, -O-SO-rO-, -O-SO-O-, -PH-, -P (CH 3 ) -, -PO 3 -, -NH- and -N (CH 3 ) -, particularly preferably -O- ,
  • Repeat units A, B, C and D represent.
  • Preferred repeating units A, B, C and D are derived from acrylamide, methacrylamide,
  • indices v, w, x and z in formula (III) represent the stoichiometric coefficients relating to the repeating units A, B, C and D.
  • v, w, x and z are independently 0 to 500, preferably 1 to 30, the The sum of the four coefficients must be> 1 on average.
  • R 2 denotes a linear or branched aliphatic, olefinic, cycloaliphatic, arylaliphatic or aromatic (-C-C 50 ) hydrocarbon residue, OH, -NH 2 , -N (CH 3 ) 2 or is identical to the structural unit [-YR 1 ] ,
  • Particularly preferred macromonomers F) are acrylic or methacrylic monofunctionalized alkyl ethoxylates of the formula (IV).
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently hydrogen or n-aliphatic, iso-aliphatic, olefinic, cycloaliphatic, arylaliphatic or aromatic (-C-C 3 o) hydrocarbon radicals.
  • R 3 and R 4 are preferably H or —CH 3 , particularly preferably H;
  • R 5 is H or -CH 3 ; and
  • R 6 is an n-aliphatic, iso-aliphatic, olefinic, cycloaliphatic, arylaliphatic or aromatic (C 1 -C 30 ) -
  • Ethylene oxide units (EO) and propylene oxide units (PO), v and w are independently 0 to 500, preferably 1 to 30, the sum of v and w having to be> 1 on average.
  • Macromonomer chains can be statistical, block-like, alternating or gradient-like.
  • Y stands for the bridges mentioned above.
  • Also particularly suitable as macromonomers F) are esters of (meth) acrylic acid with
  • Genapol ® types are products from Clariant, GmbH.
  • the molecular weight of the macromonomers F) is preferably 200 g / mol to 10 6 g / mol, particularly preferably 150 to 10 4 g / mol and particularly preferably 200 to 5000 g / mol.
  • Macromonomers can be up to 99.9% by weight.
  • the ranges 0.5 to 30% by weight and 70 to 99.5% by weight are preferably used.
  • the preferred range is 1 to 20% by weight and 75 to 95% by weight.
  • Preferred copolymers are those which can be obtained by copolymerizing at least components A), C) and D).
  • copolymers are those which can be obtained by copolymerizing at least components A), C) and E).
  • copolymers are those which can be obtained by copolymerizing at least components A), C) and F). Also preferred as copolymers are those which can be obtained by copolymerizing at least components A), D) and F).
  • copolymers are those which can be obtained by copolymerizing at least components A) and F).
  • copolymers are those which can be obtained by copolymerizing at least components A) and D).
  • copolymers are those which can be obtained by copolymerizing at least components A) and E).
  • the copolymerization is carried out in the presence of at least one polymeric additive G), the additive G) being added to the polymerization medium in whole or in part in solution before the actual copolymerization.
  • the use of several additives G) is also according to the invention.
  • Crosslinked additives G) can also be used.
  • additives G) or their mixtures only have to be wholly or partly soluble in the chosen polymerization medium.
  • additive G) has several functions. On the one hand, it prevents the formation of over-crosslinked polymer fractions in the copolymer being formed in the actual polymerization step, and on the other hand, additive G) is statistically attacked by active radicals in accordance with the generally known mechanism of graft copolymerization. As a result, depending on the additive G), more or less large amounts of it are incorporated into the copolymers.
  • suitable additives G) have the property of changing the solution parameters of the copolymers formed during the radical polymerization reaction in such a way that the average molecular weights are shifted to higher values.
  • additives G are homo- and copolymers soluble in water and / or alcohols, preferably in t-butanol. Copolymers are also to be understood as meaning those with more than two different types of monomers.
  • Particularly preferred additives G) are homopolymers and copolymers of N-vinylformamide, N-vinyl acetamide, N-vinyl pyrrolidone, ethylene oxide, propylene oxide, acryloyldimethyltauric acid, N-vinyl caprolactam, N-vinyl methylacetamide, acrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, N-vinyl morpholide, hydroxyethyl methacrylate, Diallyldimethylammonium chloride (DADMAC) and / or [2- (methacryloyloxy) ethyl] trimethylammonium chloride (MAPTAC); Polyalkylene glycols and / or alkyl polyglycols.
  • additives G are polyvinylpyrrolidones (such as Luviskol K15 ®, K20 ® and K30 ® from BASF), poly (N-vinylformamides), poly (N-vinylcaprolactams) and copolymers of N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide and / or acrylic acid which can also be partially or completely saponified.
  • the molecular weight of the additives G) is preferably 10 2 to 10 7 g / mol, particularly preferably 0.5 * 10 4 to 10 6 g / mol.
  • the amount of polymeric additive G) used is, based on the total mass of the monomers to be polymerized during the copolymerization, preferably 0.1 to 90% by weight, particularly preferably 1 to 20% by weight and particularly preferably 1.5 to 10% by weight .-%.
  • the copolymers according to the invention are crosslinked, i.e. they contain comonomers with at least two polymerizable vinyl groups.
  • Preferred crosslinkers are methylene bisacrylamide; methylenebismethacrylamide; Esters of unsaturated mono- and polycarboxylic acids with polyols, preferably diacrylates and triacrylates or methacrylates, particularly preferably butanediol and ethylene glycol diacrylate or methacrylate, trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) and trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA); Allyl compounds, preferably allyl (meth) acrylate, triallyl cyanurate, maleic acid diallyl ester, polyallyl ester, tetraallyloxyethane, triallylamine, tetraallylethylene diamine; Allyl esters of phosphoric acid; and / or vinylphosphonic acid derivatives.
  • TMPTA trimethylolpropane triacrylate
  • TMPTMA trimethylolpropane trimethacrylate
  • Allyl compounds preferably allyl (meth) acryl
  • Trimethylolpropane triacrylate is particularly preferred as the crosslinking agent.
  • the proportion by weight of crosslinking comonomers, based on the total mass of the copolymers, is preferably up to 20% by weight, particularly preferably 0.05 to 10% by weight and particularly preferably 0.1 to 7% by weight.
  • All organic or inorganic solvents can be used as the polymerization medium which are largely inert with respect to radical polymerization reactions and which advantageously permit the formation of medium or high molecular weights.
  • Water is preferred; lower alcohols; preferably methanol, ethanol, propanols, iso-, sec- and t-butanol, particularly preferably t-butanol; Hydrocarbons with 1 to 30 carbon atoms and mixtures of the aforementioned compounds.
  • the polymerization reaction is preferably carried out in the temperature range between 0 and 150 ° C., particularly preferably between 10 and 100 ° C., both under normal pressure and under elevated or reduced pressure. If necessary, the polymerization can also be carried out under a protective gas atmosphere, preferably under nitrogen.
  • High-energy electromagnetic radiation, mechanical energy or the usual chemical polymerization initiators such as organic peroxides, e.g. Benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, dilauroyl peroxide or azo initiators, e.g. Azodiisobutyronitrile (AIBN) can be used.
  • organic peroxides e.g. Benzoyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, dilauroyl peroxide or azo initiators, e.g. Azodiisobutyronitrile (AIBN)
  • AIBN Azodiisobutyronitrile
  • inorganic peroxy compounds such as (NH 4 ) 2 S 2 ⁇ 8 , K 2 S 2 O 8 or H 2 O 2 , optionally in combination with reducing agents (e.g. sodium bisulfite, ascorbic acid, iron (II) sulfate etc.) or redox systems which contain an aliphatic or aromatic sulfonic acid (for example benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid etc.) as reducing component.
  • reducing agents e.g. sodium bisulfite, ascorbic acid, iron (II) sulfate etc.
  • redox systems which contain an aliphatic or aromatic sulfonic acid (for example benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid etc.) as reducing component.
  • All solvents can be used as the polymerization medium which are largely inert with respect to radical polymerization reactions and which permit the formation of high molecular weights.
  • Water and lower, tertiary alcohols or hydrocarbons having 3 to 30 carbon atoms are preferably used.
  • t-butanol is used as the reaction medium.
  • Mixtures of two or more representatives of the potential solvents described are of course also in accordance with the invention. This also includes emulsions of immiscible solvents (e.g. water / hydrocarbons).
  • reaction control which lead to the polymer structures according to the invention are suitable (solution polymerization, emulsion process, precipitation process, high-pressure process, suspension process, bulk polymerization, gel polymerization, etc.).
  • Precipitation polymerization is particularly suitable, particularly preferably precipitation polymerization in tert-butanol.
  • the following list shows 67 copolymers which are particularly advantageously suitable for the formulation of the agents according to the invention.
  • the various copolymers No. 1 to No. 67 can be obtained according to the following production processes 1, 2, 3 and 4.
  • Butanol can be produced.
  • the monomers were initially introduced into t-butanol, the reaction mixture was rendered inert, and the reaction was then started after heating to 60 ° C. by adding the corresponding t-butanol-soluble initiator (preferably dilauroyl peroxide). After the reaction has ended (2 hours), the polymers are isolated by suction removal of the solvent and subsequent vacuum drying.
  • the corresponding t-butanol-soluble initiator preferably dilauroyl peroxide
  • polymers can be prepared in water using the gel polymerization process.
  • the monomers are dissolved in water, the reaction mixture is rendered inert, and the reaction is then started after heating to 65 ° C. by adding suitable initiator or initiator systems (preferably Na 2 S 2 O 8 ).
  • suitable initiator or initiator systems preferably Na 2 S 2 O 8 .
  • the polymer gels are then crushed and the polymers isolated after drying.
  • These polymers can be prepared in water using the emulsion process.
  • the monomers are mixed in a water / organ mixture.
  • Solvent preferably cyclohexane
  • emulsifier emulsifier
  • the reaction mixture is rendered inert by means of N 2 and the reaction is then started after heating to 80 ° C. by adding suitable initiator or initiator systems (preferably Na 2 S 2 O 8 ).
  • suitable initiator or initiator systems preferably Na 2 S 2 O 8 .
  • the polymer emulsions are then evaporated (cyclohexane acts as a tug for water), thereby isolating the polymers.
  • These polymers can be prepared by the solution process in organic solvents (preferably toluene, e.g. also partly alcohols).
  • organic solvents preferably toluene, e.g. also partly alcohols.
  • the monomers are initially introduced in the solvent, the reaction mixture is rendered inert, and the reaction is then started after heating to 70 ° C. by adding suitable initiator or initiator systems (preferably dilauroyl peroxide).
  • suitable initiator or initiator systems preferably dilauroyl peroxide.
  • the polymers are isolated by evaporation of the solvent and subsequent vacuum drying.
  • the copolymers are water-soluble or water-swellable.
  • Copolymers containing acryloyldimethyltaurate both in crosslinked and in uncrosslinked form are also known as copolymers containing acryloyldimethyltaurate both in crosslinked and in uncrosslinked form.
  • the described, optionally feasible grafting of the comb-shaped copolymers containing acryloyldimethyltaurate with other polymers leads to products with special polymer morphology, which are optical in aqueous systems result in clear gels.
  • a potential disadvantage of the copolymers without grafting is more or less strong opalescence in aqueous solution. This is based on previously unavoidable, over-crosslinked polymer fractions that arise during the synthesis and are only insufficiently swollen in water. As a result, light-scattering particles form, the size of which is well above the wavelength of visible light and are therefore the cause of opalescence.
  • the described, optionally feasible grafting process significantly reduces or completely avoids the formation of crosslinked polymer components compared to conventional techniques.
  • compositions according to the invention contain, based on the finished compositions, preferably 0.01 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight, particularly preferably 0.5 to 3% by weight, of copolymers.
  • the agents according to the invention can also contain one or more acidic organic active ingredients.
  • Compounds are preferably selected from glycolic acid, lactic acid, citric acid, tartaric acid, mandelic acid, salicylic acid, ascorbic acid, pyruvic acid, oligooxa mono- and dicarboxylic acids, alpha-hydroxy acids, fumaric acid, retinoic acid, sulfonic acids, benzoic acid, kojic acid, fruit acid and malic acid, malic acid, derivatives thereof, malic acid.
  • the formulations are usually adjusted to a pH in the range 2 to 12, preferably pH 3 to 8.
  • the agents can be those on an aqueous or aqueous-alcoholic basis, for example hair gels.
  • the agents can be emulsions and suspensions which contain copolymers as thickeners, dispersants, emulsifiers, suspending agents with thickening action and consistency agents.
  • it can be decorative, solid-containing preparations which contain the copolymers as lubricants, adhesives, thickeners, dispersants and emulsifiers.
  • the emulsifying, stabilizing and / or consistency effect of the copolymers in emulsions is caused or enhanced by an association of the polymer side chains with one another, and by an interaction of the polymer side chains with the hydrophobic oil components.
  • the formulations can contain organic solvents.
  • organic solvents are preferably selected from the group of monohydric and polyhydric alcohols, optionally ethoxylated polyethylene glycols, propylene glycol esters, sorbitol and its derivatives, glycol ethers, propylene glycol ethers and fatty esters and are preferred, based on the finished agent, up to 90% by weight 5 to 70 wt .-%, used.
  • the oil content of the emulsions is usually up to 95% by weight, preferably 2 to 50% by weight, particularly preferably 5 to 20% by weight.
  • the proportion of oil bodies also depends on whether lotions with a comparatively low viscosity or creams and ointments with a high viscosity are to be produced.
  • the emulsions can be both water-in-oil emulsions and oil-in-water emulsions.
  • the emulsions can be used as skin care products, such as day creams, night creams, skin care creams, nutritional creams, body lotions, ointments and the like, and as further auxiliaries and additives, cationic polymers, film formers, and other additives customary in cosmetics, such as, for example, superfatting agents, moisturizing agents , Stabilizers, biogenic agents, glycerin, preservatives, pearlescent agents, colorants and fragrances, solvents, hydrotropes, opacifiers, other thickeners and Dispersing agents, also protein derivatives such as gelatin, collagen hydrolyzates, polypeptides on a natural and synthetic basis, egg yolk, lecithin, lanolin and lanolin derivatives, deodorising agents, substances with keratolytic and keratoplastic activity, enzymes and carrier substances, antioxidation, UV light protection filters, pigments and metal oxides, and antimicrobials, as well as antimicrobials acting agents included.
  • Oil body means any fatty substance that is liquid at room temperature (25 ° C).
  • the fat phase can therefore comprise one or more oils, which are preferably selected from the following oils:
  • Silicone oils volatile or non-volatile, linear, branched or ring-shaped, possibly organically modified; phenylsilicones; Silicone resins and rubbers; Mineral oils such as paraffin or petroleum jelly; Oils of animal origin such as perhydrosqualene, lanolin; Oils of vegetable origin such as liquid triglycerides, e.g.
  • Possible nonionic co-emulsifiers are, inter alia, addition products of 0 to 30 mol of ethylene oxide and / or 0 to 5 mol of propylene oxide with linear fatty alcohols with 8 to 22 C atoms, with fatty acids with 12 to 22 C atoms, with alkylphenols with 8 to 15 carbon atoms in the alkyl group and on sorbitan or sorbitol esters; (C ⁇ 2 -C ⁇ 8 ) fatty acid monoesters and diesters of adducts of 0 to 30 moles of ethylene oxide with glycerol; Glycerol monoesters and diesters and sorbitan monoesters and diesters of saturated and unsaturated fatty acids having 6 to 22 carbon atoms and, if appropriate, their ethylene oxide addition products; Addition products of 15 to 60 moles of ethylene oxide with castor oil and / or hardened castor oil; Polyol and especially polyglycerol esters such as polyglycerol polyric
  • Suitable cationic polymers are those known under the INCI name “Polyquaternium”, in particular Polyquaternium-31, Polyquaternium-16, Polyquaternium-24, Polyquaternium-7, Polyquaternium-22, Polyquaternium-39, Polyquaternium-28, Polyquaternium-2, Polyquaternium -10, polyquaternium-11, as well as polyquaternium 37 & mineral oil & PPG trideceth (Salcare SC95), PVP-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, guar-hydroxypropyl-triammonium chloride, as well as calcium alginate and ammonium alginate, cationic cellulose derivatives, cationic diallyl and ammonium copolymers can also be used; ; quaternized vinylpyrrolidone / vinylimidazole polymers; condensation products of polyglycols and amines; quaternized collagen polypeptides; quaternized wheat polypeptides; polyethyleneimines
  • Suitable silicone compounds are, for example, dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxanes, cyclic silicones and amino, fatty acid, alcohol, polyether, epoxy, fluorine and / or alkyl modified silicone compounds, and also polyalkylsiloxanes, polyalkylarylsiloxanes, polyether siloxane copolymers, as in US Pat. No. 5,104,645 and describes the documents cited therein, which can be both liquid and resinous at room temperature.
  • Suitable film formers are, depending on the application, water-soluble polyurethanes, for example C 1 -polycarbamyl-polyglyceryl esters, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, copolymers, for example vinylpyrrolidone-ethyl acetate copolymers, water-soluble acrylic acid copolymers or their esters or salts, for example partial ester copolymers of acrylic and methacrylic acid and acrylic and methacrylic acid Polyethylene glycol ethers of fatty alcohols, such as acrylate / steareth-20 methacrylate copolymers, water-soluble cellulose, for example hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, water-soluble quaterniums, polyquaterniums, carboxyvinyl polymers, such as carbomers and their salts, polysaccharides, for example polydextrose and glucan.
  • water-soluble polyurethanes for example
  • Substances such as, for example, polyethoxylated lanolin derivatives, lecithin derivatives, polyol fatty acid esters, monoglycerides and fatty acid alkanolamides can be used as superfatting agents, the latter simultaneously serving as foam stabilizers.
  • polyethoxylated lanolin derivatives such as, for example, polyethoxylated lanolin derivatives, lecithin derivatives, polyol fatty acid esters, monoglycerides and fatty acid alkanolamides
  • foam stabilizers for example, isopropyl palmitate, glycerin and / or sorbitol are available as a moisturizing substance.
  • Metal salts of fatty acids such as e.g. Magnesium, aluminum and / or zinc stearate can be used.
  • Biogenic active substances are understood to mean, for example, plant extracts and vitamin complexes.
  • the agents according to the invention can be mixed with conventional ceramides, pseudoceramides, fatty acid-N-alkylpolyhydroxyalkylamides, cholesterol, cholesterol fatty acid esters, fatty acids, triglycerides, cerebrosides,
  • Phospholipids and similar substances can be mixed as a care additive.
  • Suitable UV filters are, for example, 4-aminobenzoic acid; 3- (4'-trimethylammonium) benzylidene-borane-2-one methyl sulfate; 3,3,5-trimethyl-cyclohexyl salicylate; 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone; 2-phenylbenzimidazole-5-sulfonic acid and its potassium, sodium and triethanolamine salts; 3,3 '- (1,4-phenylenedimethine) bis (7,7-dimethyl-2-oxobicyclo [2.2.1] -heptane-1-methanesulfonic acid and its salts; l- (4-tert- Butylphenyl) -3- (4-methoxyphenyl) propan-1, 3-dione, 3- (4'-sulfo) -benzylidene-bornan- 2-one and its salts; 2-cyano-3,3-diphenyl-acrylic acid (2-ethylhexyl); Polymer
  • pigments / micropigments e.g. microfine titanium dioxide, mica titanium oxide, iron oxides, mica iron oxide, zinc oxide, silicon oxides, ultramarine blue, chromium oxides can be used.
  • Suitable antioxidants are, for example, superoxide dismutase, tocopherol (vitamin E) and ascorbic acid (vitamin C).
  • Suitable preservatives are phenoxyethanol,
  • Suitable dyes are those which are suitable and approved for cosmetic purposes
  • Suitable antifungal active ingredients are preferably ketoconazole, oxiconazole,
  • the emulsions are creamy and ointment-like and do not have the gel-like or even gelatin-like appearance of certain prior art emulsions in which the outer aqueous phase is thickened.
  • the cosmetic feeling on the skin is also very good.
  • the emulsion gives a feeling of freshness and comfort, while at the same time having a rich and nourishing effect; it is soft and comfortable and in no way sticky.
  • Emulsions according to the invention can be prepared in a manner known per se, for example by hot, hot-hot / cold or PIT emulsification.
  • B copolymer No. 18 50% C glycerin 7.00% water ad 100% preservative q.s.
  • Example 4 Surfactant-free lotion with a refreshing, invigorating effect

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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind tensidfreie kosmetische, pharmazeutische und dermatologische Mittel, enthaltend mindestens ein Copolymer, erhältlich durch radikalische Copolymerisation von A) Acryloyldimethyltaurinsäure und/oder Acryloyldimethyltauraten, B) gegebenenfalls einem oder mehreren weiteren olefinisch ungesättigten, nicht kationischen, Comonomeren, C) gegebenenfalls einem oder mehreren olefinisch ungesättigten, kationischen Comonomeren, D) gegebenenfalls einer oder mehreren siliziumhaltigen Komponente(n), E) gegebenenfalls einer oder mehreren fluorhaltigen Komponente(n), F) gegebenenfalls einem oder mehreren Makromonomeren, G) wobei die Copolymerisation gegebenenfalls in Gegenwart mindestens eines polymeren Additivs erfolgt, H) mit der Maßgabe, dass die Komponente A) mit mindestens einer Komponente ausgewählt aus einer der Gruppen.

Description

Beschreibung
Tensidfreie kosmetische, dermatologische und pharmazeutische Mittel.
Die vorliegende Erfindung betrifft tensidfreie kosmetische, pharmazeutische und dermatologische Mittel, enthaltend ammförmige Copolymere auf Basis von Acryloyldimethyltaurinsäure.
Die gegenwärtig verwendeten kosmetischen oder dermatologischen
Zusammensetzungen liegen meistens in Form von ÖI-in-Wasser-Emulsionen vor (d.h. ein System bestehend aus einer kontinuierlichen wässrigen Phase und einer diskontinuierlichen dispergierten Öl-Phase) oder in Form von Wasser-in-ÖI- Emulsionen (d.h. einem System aus einer kontinuierlichen fetthaltigen Phase und einer diskontinuierlichen dispergierten wässrigen Phase).
Die Wasser-in-ÖI-Emulsionen umfassen somit eine kontinuierliche Öl-Phase und lassen zu, dass sich an der Hautoberfläche ein Fettfilm bildet, der den transepidermalen Wasserverlust vermeidet und die Haut vor externen Aggressionen schützt. Diese Emulsionen sind besonders geeignet, um die Haut zu schützen und anzureichen, und insbesondere um trocken Haut zu behandeln. Die ÖI-in-Wasser-Emulsionen ihrerseits verleihen der Haut beim Auftragen ein weiches, weniger fettiges und leichteres Gefühl als die Wasser-in-ÖI-Emulsionen.
Die Emulsionen werden im allgemeinen durch Einarbeitung emulgierender Tenside vom ÖI-in-Wasser-Typ (O/W) oder vom Wasser-in-ÖI-Typ (W/O) stabilisiert, die sich dank ihrer amphiphilen Struktur an der Öl/Wasser-Grenzfläche befinden und so die dispergierten Tröpfchen stabilisieren. Es ist im allgemeinen erforderlich, diese Tenside in erheblicher Menge - bis zu 10 Gew.-% gegenüber dem Gesamtgewicht der Emulsion - zuzugeben, um eine angemessene Stabilität zu erhalten.
Diese in großer Menge eingesetzten amphiphilen Tenside können jedoch gegenüber der Haut, den Augen und/oder der Kopfhaut des Anwenders eine Reizwirkung auslösen. Darüber hinaus kann ihre Verwendung in hohen Konzentrationen zu kosmetisch nicht erwünschten Effekten, wie z.B. einem rauen, klebrigen und/oder zähen Gefühl, führen und eine kompakte und schwere Substanz ergeben. Andererseits müssen die Tenside in Abhängigkeit von der Polarität der Öle ausgewählt werden und sind daher nur mit einer begrenzten Zahl von Ölen verträglich, so dass die Vielfalt der Formulierungen beschränkt ist.
Die Formulierer von Emulsionen sind daher ständig bemüht, den Tensidgehalt zu reduzieren, um die Verträglichkeit der Emulsionen gegenüber der Haut, den Augen und/oder der Kopfhaut zu verbessern und ihre kosmetischen Eigenschaften zu optimieren. Die größte Schwierigkeit, auf die sie hierbei stoßen, ist die Stabilität der Emulsionen. Emulsionen ohne grenzflächenaktive Stoffe zeigen im allgemeinen eine unzureichende Stabilisierung der wasserunlöslichen Ölkomponenten, so dass Koagulation und Separation der Ölphase zu einer auch makroskopisch erkennbaren Zerstörung der Emulsion führen.
Im Laufe der letzten Jahre etablierten sich Polymere auf dem Markt, die Formulierung von tensidarmen Emulsionen und sogar tensidfreien PseudoEmulsionen ermöglichten (WO 96/37180 und US 5736125). Hierbei wurde durch hydrophobe Modifikation der konventionellen
Poly(meth)acrylate der Zugang zu Polymeren gefunden, die sowohl verdickende als auch emulgierende/dispergierende Eigenschaften aufweisen können. Beispiele für kommerzielle hydrophob modifizierte Poly(meth)acrylate: ®Pemulen TR-1 und TR-2 von BF-Goodrich sowie ®Aculyn 22 und ®Aculyn 28 von Rohm und Haas.
Da diese hydrophob modifizierte Polymere ausnahmslos auf der Basis von (Meth)acrylsäure aufgebaut sind, besitzen sie auch die Nachteile der Poly(meth)acrylate. Ein wesentlicher Nachteil der Verdicker auf Basis Poly(meth)acrylsäure ist die starke pH-Abhängigkeit der Verdickungsleistung. So wird im allgemeinen Viskosität nur dann aufgebaut, wenn der pH Wert der Formulierung oberhalb von pH 6.0 eingestellt ist und somit die Poly(meth)acrylsäure in neutralisierter Form vorliegt. In den 90iger Jahren wurden neuartige Verdicker auf Basis vernetzter und neutralisierten Acryloyldimethyltauraten in den Markt eingeführt (EP-B-0 815 828, EP-B-0 815 844 und EP-B-0 815 845).
Sowohl in Form des vorneutralisierten Homopolymers als auch als korrespondierendes Copolymer (® Aristoflex AVC, Clariant GmbH) zeigten sich diese auf Sulfonatgruppen basierenden Typen den Poly(meth)acrylaten in vieler Hinsicht überlegen. Beispielsweise zeigen Acryloyldimethyltaurat-basierende Verdickersysteme hervorragende Eigenschaften in pH-Bereichen unterhalb von pH 6,0, also in einem pH-Bereich, in dem mit herkömmlichen Poly(meth)acrylat- Verdickern nicht mehr gearbeitet werden kann.
Nachteil dieser Acryloyldimethyltaurat-basierenden Verdickersysteme ist jedoch, dass stabile Emulsionen i.a. nur in Gegenwart von zusätzlichen Tensiden als Co- Emulgator erzielt werden können.
Somit besteht ein Bedarf an tensidfreien kosmetischen, dekorativen und pharmazeutischen Mitteln, die einfach herzustellen sind, hervorragende rheologische und sensorische Eigenschaften und Stabilität besitzen und insbesondere im sauren pH Bereich stabil sind.
Überraschend wurde nun gefunden, dass sich eine neue Klasse von Copolymeren auf Basis von Acryloyldimethyltaurinsäure (AMPS) - die sowohl als Verdicker, Konsistenzgeber, Emulgator, Dispergator und/oder Stabilisator geeignet sind - hervorragend zur Formulierung von sauren kosmetischen, pharmazeutischen und dermatologischen Mitteln eignen.
Gegenstand der Erfindung sind daher tensidfreie kosmetische, dermatologische und pharmazeutische Mittel, enthaltend mindestens ein Copolymer, erhältlich durch radikalische Copolymerisation von
A) Acryloyldimethyltaurinsäure und/oder Acryloyldimethyltauraten,
B) gegebenenfalls einem oder mehreren weiteren olefinisch ungesättigten, nicht kationischen, gegebenenfalls vernetzenden, Comonomeren, die wenigstens ein Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- oder Phosphoratom aufweisen und ein Molekulargewicht kleiner 500 g/mol besitzen,
C) gegebenenfalls einem oder mehreren olefinisch ungesättigten, kationischen Comonomeren, die wenigstens ein Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- oder Phosphoratom aufweisen und ein Molekulargewicht kleiner 500 g/mol besitzen,
D) gegebenenfalls einer oder mehreren mindestens monofunktionellen, zur radikalischen Polymerisation befähigten, siliziumhaltigen Komponente(n),
E) gegebenenfalls einer oder mehreren mindestens monofunktionellen, zur radikalischen Polymerisation befähigten, fluorhaltigen Komponente(n),
F) gegebenenfalls einem oder mehreren einfach oder mehrfach olefinisch ungesättigten, gegebenenfalls vernetzenden, Makromonomeren, die jeweils mindestens ein Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- oder Phosphoratom besitzen und ein zahlenmittleres Molekulargewicht größer oder gleich 200 g/mol aufweisen, wobei es sich bei den Makromonomeren nicht um eine siliziumhaltige Komponente D) oder fluorhaltige Komponente E) handelt,
G) wobei die Copolymerisation gegebenenfalls in Gegenwart mindestens eines polymeren Additivs mit zahlenmittleren Molekulargewichten von 200 g/mol bis 109 g/mol erfolgt, H) mit der Maßgabe, dass die Komponente A) mit mindestens einer
Komponente ausgewählt aus einer der Gruppen D) bis G) copolymerisiert wird.
Die erfindungsgemäßen Copolymere besitzen bevorzugt ein Molekulargewicht von 103 g/mol bis 109 g/mol, besonders bevorzugt von 104 bis 107 g/mol, insbesondere bevorzugt 5*104 bis 5*106 g/mol.
Bei den Acryloyldimethyltauraten kann es sich um die anorganischen oder organischen Salze der Acryloyldimethyltaurinsäure (Acrylamidopropyl-2-methyl-2- sulfonsäure) handeln. Bevorzugt werden die Li+-, Na+-, K+-, Mg++-, Ca++-, Al+++- und/oder NH4 +-Salze. Ebenfalls bevorzugt sind die Monoalkylammonium-, Dialkylammonium-, Trialkylammonium- und/oder Tetraaikylammoniumsalze, wobei es sich bei den Alkylsubstituenten der Amine unabhängig voneinander um (C C22)-Alkylreste oder (C2-Cι0)-Hydroxyalkylreste handeln kann. Weiterhin sind auch ein bis dreifach ethoxylierte Ammoniumverbindungen mit unterschiedlichem Ethoxylierungsgrad bevorzugt. Es sollte angemerkt werden, dass auch Mischungen von zwei- oder mehreren der oben genannten Vertreter im Sinne der Erfindung sind. Der Neutralisationsgrad der Acryloyldimethyltaurinsäure kann zwischen 0 und 100 % betragen, besonders bevorzugt ist ein Neutralisationsgrad von oberhalb 80 %.
Bezogen auf die Gesamtmasse der Copolymere beträgt der Gehalt an Acryloyl- dimethyltaurinsäure bzw. Acryloyldimethyltauraten mindestens 0,1 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 99,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 98 Gew.-%.
Als Comonomere B) können alle olefinisch ungesättigten, nicht kationischen Monomere eingesetzt werden, deren Reaktionsparameter eine Copolymerisation mit Acryloyldimethyltaurinsäure und/oder Acryloyldimethyltauraten in den jeweiligen Reaktionsmedien erlauben.
Als Comonomere B) bevorzugt sind ungesättigte Carbonsäuren und deren Anhydride und Salze, sowie deren Ester mit aliphatischen, olefinischen, cycloaliphatischen, arylaliphatischen oder aromatischen Alkoholen mit einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 30.
Als ungesättigte Carbonsäuren besonders bevorzugt sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Styrolsulfonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Itaconsäure und Seneciosäure. Als Gegenionen bevorzugt sind Li+, Na+, K+, Mg++, Ca++, Al+++, NH4 +, Monoalkyl- ammonium-, Dialkylammonium-, Trialkylammonium- und/oder Tetraalkyl- ammoniumreste, wobei es sich bei den Alkylsubstituenten der Amine unabhängig voneinander um (C*ι-C22)-Alkylreste oder (C2-Cι0)-Hydroxyalkylreste handeln kann. Zusätzlich können auch ein bis dreifach ethoxylierte Ammoniumverbindungen mit unterschiedlichem Ethoxylierungsgrad Anwendung finden. Der Neutralisationsgrad der Carbonsäuren kann zwischen 0 und 100 % betragen.
Als Comonomere B) weiterhin bevorzugt sind offenkettige N-Vinylamide, bevorzugt N-Vinylformamid (VIFA), N-Vinylmethylformamid, N-Vinylmethylacetamid (VIMA) und N-Vinylacetamid; cyclische N-Vinylamide (N-Vinyilactame) mit einer Ringgröße von 3 bis 9, bevorzugt N-Vinylpyrrolidon (NVP) und N-Vinylcaprolactam; Amide der Acryl- und Methacrylsäure, bevorzugt Acrylamid, Methacrylamid, N,N-Dimethyl- acrylamid, N,N-Diethylacrylamid und N,N-Diisopropylacrylamid; alkoxylierte Acryl- und Methacrylamide, bevorzugt Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxymethylmethacrylamid, Hydroxyethylmethacrylamid,
Hydroxypropylmethacrylamid und Bemsteinsäuremono-[2-(methacryloyloxy)- ethylester]; N,N-Dimethylaminomethacrylat; Diethylamino-methylmethacrylat; Acryl- und Methacrylamidoglykolsäure; 2- und 4-Vinylpyridin; Vinylacetat; Methacrylsäureglycidylester; Styrol; Acrylnitril; Vinylchlorid; Stearylacrylat; Laurylmethacrylat; Vinylidenchlorid; und/oder Tetrafluorethylen.
Als Comonomere B) ebenfalls geeignet sind anorganische Säuren und deren Salze und Ester. Bevorzugte Säuren sind Vinylphosphonsäure, Vinylsulfonsäure, Allylphosphonsäure und Methallylsulfonsäure.
Der Gewichtsanteil der Comonomere B), bezogen auf die Gesamtmasse der Copolymere, kann 0 bis 99,8 Gew.-% betragen und beträgt bevorzugt 0,5 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 50 Gew.-%.
Als Comonomere C) kommen alle olefinisch ungesättigten Monomere mit kationischer Ladung in Frage, die in der Lage sind, in den gewählten
Reaktionsmedien mit Acryloyldimethyltaurinsäure oder deren Salze Copolymere zu bilden. Die dabei resultierende Verteilung der kationischen Ladungen über die Ketten hinweg kann statistisch, alternierend, block- oder gradientenartig sein. Es sei darauf hingewiesen werden, dass unter den kationischen Comonomeren C) auch solche zu verstehen sind, die die kationische Ladung in Form einer betainischen, zwitterionischen, oder amphoteren Struktur tragen. Comonomere C) im Sinne der Erfindung sind auch aminofunktionalisierte Precursor, die durch polymeranaloge Reaktionen in Ihre entsprechenden quaternären (z.B. Reaktion mit Dimethylsulfat, Methylchlorid), zwitterionischen (z.B. Reaktion mit Wasserstoffperoxid), betainischen (z.B. Reaktion mit Chloressigsäure), oder amphoteren Derivate überführt werden können.
Besonders bevorzugt als Comonomere C) sind Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC), [2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammoniumchlorid (MAPTAC), [2-(Acryloyloxy)ethyl]trimethylammoniumchlorid, [2-Methacrylamidoethyl]trimethylammoniumchlorid, [2-(Acrylamido)ethyl]trimethylammoniumchlorid, N-Methyl-2-vinylpyridiniumchlorid N-Methyl-4-vinylpyridiniumchlorid Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylamid, Methacryloylethyl-N-oxid und/oder Methacryloylethyl-betain.
Der Gewichtsanteil der Comonomeren C) kann, bezogen auf die Gesamtmasse der Copolymere, 0,1 bis 99,8 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, betragen.
Als polymerisationsfähige, siliziumhaltige Komponenten D) sind alle mindestens einfach olefinisch ungesättigten Verbindungen geeignet, die unter den jeweils gewählten Reaktionsbedingungen zur radikalischen Copolymerisation befähigt sind. Dabei muss die Verteilung der einzelnen silikonhaltigen Monomere über die entstehenden Polymerketten hinweg nicht notwendigerweise statistisch erfolgen. Auch die Ausbildung von beispielsweise block- (auch multiblock-) oder gradientenartigen Strukturen ist im Sinne der Erfindung. Kombinationen von zwei oder mehreren unterschiedlichen silikonhaltigen Vertretern sind auch möglich. Die Verwendung von silikonhaltigen Komponenten mit zwei oder mehr polymerisationsaktiven Gruppen führt zum Aufbau verzweigter oder vernetzter Strukturen.
Bevorzugte silikonhaltige Komponenten sind solche gemäß Formel (I).
R1 - Z- [(Si(R3R4)-O-)w-(Si(R5R6)-O)x-]- R2 (I) Dabei stellt R1 eine polymerisationsfähige Funktion aus der Gruppe der vinylisch ungesättigten Verbindungen dar, die zum Aufbau polymerer Strukturen auf radikalischem Wege geeignet ist. Bevorzugt stellt R1 einen Vinyl-, Allyl-, Methallyl-, Methylvinyl-, Acryl- (CH2=CH-CO-), Methacryl- (CH2=C[CH3]-CO-), Crotonyl-, Senecionyl-, Itaconyl-, Maleinyl-, Fumaryl- oder Styrylrest dar.
Zur Anbindung der silikonhaltigen Polymerkette an die reaktive Endgruppe R1 ist eine geeignete chemische Brücke Z erforderlich. Bevorzugte Brücken Z sind -O-, -((Cι-C50)Alkylen)-, -((C6-C30) Arylen)-, -((C5-C8) Cycloalkylen)-, -((Cι-C5o)Alkenylen)-, -(Polypropylenoxid)n-, -(Polyethylenoxid)0-, -(Polypropylenoxid)n(Polyethylenoxid)0-, wobei n und o unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 200 bedeuten und die Verteilung der EO/PO-Einheiten statistisch oder blockförmig sein kann. Weiterhin geeignet als Brückegruppierungen Z sind -((C1-C10)Alkyl)-(Si(OCH3)2)- und -(Si(OCH3)2)-. Der polymere Mittelteil wird durch silikonhaltige Wiederholungseinheiten repräsentiert.
Die Reste R3, R4, R5 und R6 bedeuten unabhängig voneinander -CH3, -O-CH3, -C6H5 oder -O-C6H5.
Die Indizes w und x repräsentieren stöchiometrische Koeffizienten, die unabhängig voneinander 0 bis 500, bevorzugt 10 bis 250, betragen. Die Verteilung der Wiederholungseinheiten über die Kette hinweg kann nicht nur rein statistisch, sondern auch blockartig, alternierend oder gradientenartig sein kann.
R2 kann einerseits einen aliphatischen, olefinischen, cycloaliphatischen, arylaliphatischen oder aromatischen (Cι-C5o)-Kohlenwasserstoffrest symbolisieren (linear oder verzweigt) oder -OH, -NH2, -N(CH3)2, -R7 oder für die Struktureinheit [-Z-R1] stehen. Die Bedeutung der beiden Variablen Z und R1 wurde bereits erklärt. R7 steht für weitere Si-haltige Gruppierungen. Bevorzugte R7-Reste sind -O-Si(CH3)3, -O-Si(Ph)3, -O-Si(O-Si(CH3)3)2CH3) und -O-Si(O-Si(Ph)3)2Ph). Wenn R2 ein Element der Gruppe [-Z-R1] darstellt, handelt es sich um difunktionelle, Monomere, die zur Vernetzung der entstehenden Polymerstrukturen herangezogen werden können. Formel (I) beschreibt nicht nur vinylisch funktionalisierte, silikonhaltige Polymerspezies mit einer polymertypischen Verteilung, sondern auch definierte Verbindungen mit diskreten Molekulargewichten.
Besonders bevorzugte silikonhaltige Komponenten sind die folgenden acrylisch- oder methacrylisch modifizierten silikonhaltigen Komponenten:
Methacryloxyproplydimethylsilyl endgeblockte Polydimethylsiloxane (f=2 bis 500)
Methacryloxypropyl endgeblockte Polydimethylsiloxane (f= 2 bis 500 bis)
Vinyldimethoxysilyl endgeblockte Polydimethylsiloxane (f=2-500).
Bezogen auf die Gesamtmasse der Copolymere kann der Gehalt an siliziumhaltigen Komponenten bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% betragen.
Als polymerisationsfähige, fluorhaltige Komponenten E) sind alle mindestens einfach olefinisch ungesättigten Verbindungen geeignet, die unter den jeweils gewählten Reaktionsbedingungen zur radikalischen Copolymerisation befähigt sind. Dabei muss die Verteilung der einzelnen fluorhaltigen Monomere über die entstehenden Polymerketten hinweg nicht notwendigerweise statistisch erfolgen. Auch die Ausbildung von beispielsweise block- (auch multiblock-) oder gradientenartigen Strukturen ist im Sinne der Erfindung. Kombinationen von zwei oder mehreren unterschiedlichen, fluorhaltigen Komponenten E) ist auch möglich, wobei dem Experten klar ist, dass monofunktionelle Vertreter zur Bildung kammförmiger Strukturen führen, wohingegen di-, tri-, oder polyfunktionelle Komponenten E) zu zumindest teilvernetzten Strukturen führen.
Bevorzugte fluorhaltige Komponenten E) sind solche gemäß Formel (II).
R1-Y-CrH2rCsF2sCF3 (II)
Dabei stellt R1 eine polymerisationsfähige Funktion aus der Gruppe der vinylisch ungesättigten Verbindungen dar, die zum Aufbau polymerer Strukturen auf radikalischem Wege geeignet ist. Bevorzugt stellt R1 ein Vinyl-, Allyl-, Methallyl-, Methylvinyl-, Acryl- (CH2=CH-CO-), Methacryl- (CH2=C[CH3]-CO-), Crotonyl-, Senecionyl-, Itaconyl-, Maleinyl-, Fumaryl- oder Styrylrest, besonders bevorzugt einen Acryl- und Methacrylrest, dar.
Zur Anbindung der fluorhaltigen Gruppierung an die reaktive Endgruppe R1 ist eine geeignete chemische Brücke Y erforderlich. Bevorzugte Brücken Y sind -O-, -C(O)-, -C(O)-O-, -S-, -O-CH2-CH(O-)-CH2OH, -O-CH2-CH(OH)-CH2-O-, -O-SO2-O-, -O-S(O)-O-, -PH-, -P(CH3)-, -PO3-, -NH-, -N(CH3)-, -O-(CrC5o)Alkyl-O-, -O-Phenyl-O-, -O-Benzyl-O-, -O-(C5-C8)Cycloalkyl-O-, -O- d-CδoJAlkenyl-O-,
-O-(CH(CH3)-CH2-O)n-, -O-(CH2-CH2-O)n- und -O-([CH-CH2-O]n-[CH2-CH2-O]m)0-, wobei n, m und o unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 200 bedeuten und die Verteilung der EO- und PO-Einheiten statistisch oder blockförmig sein kann. Bei r und s handelt es sich um stöchiometrische Koeffizienten, die unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 200 bedeuten.
Bevorzugte fluorhaltige Komponenten E) gemäß Formel (II) sind Perfluorhexylethanol-methacrylat, Perfluorhexoylpropanol-methacrylat, Perfluoroctyethanol-methacrylat, Perfluoroctylpropanol-methacrylat, Perfluorhexylethanolylpolygycolether-methacrylat, Perfluorhexoyl-propanolyl-poly-[ethylglykol-co-propylenglycolether]-acrylat,
Perfluoroctyethanolyl-poly-[ethylglykol-blockco-propylenglycolether]-methacrylat, Perfluoroctylpropanolyl-polypropylen-glycolether-methacrylat.
Bezogen auf die Gesamtmasse des Copolymeren kann der Gehalt an fluorhaltigen Komponenten bis 99,9 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, betragen.
Bei den Makromonomeren F) handelt sich um mindestens einfach olefinisch funktionalisierte Polymere mit einer oder mehreren diskreten Wiederholungseinheiten und einem zahlenmittleren Molekulargewicht größer oder gleich 200 g/mol. Bei der Copolymerisation können auch Mischungen chemisch unterschiedlicher Makromonomere F) eingesetzt werden. Bei den Makromonomeren handelt es sich um polymere Strukturen, die aus einer oder mehreren Wiederholungseinheit(en) aufgebaut sind und eine für Polymere charakteristische Molekulargewichtsverteilung aufweisen.
Bevorzugt als Makromonomere F) sind Verbindungen gemäß Formel (III).
R1 - Y - [(A)v - (B)w - (C)x - (D)2] - R2 (III)
R1 stellt eine polymerisationsfähige Funktion aus der Gruppe der vinylisch ungesättigten Verbindungen darstellt, die zum Aufbau polymerer Strukturen auf radikalischem Wege geeignet sind. Bevorzugt stellt R1 einen Vinyl-, Allyl-, Methallyl-, Methylvinyl-, Acryl- (CH2=CH-CO-), Methacryl- (CH2=C[CH3]-CO-), Crotonyl-, Senecionyl-, Itaconyl-, Maleinyl-, Fumaryl- oder Styrylrest dar.
Zur Anbindung der Polymerkette an die reaktive Endgruppe ist eine geeignete verbrückende Gruppe Y erforderlich. Bevorzugte Brücken Y sind -O-, -C(O)-, -C(O)-O-, -S-, -O-CH2-CH(0-)-CH2OH, -O-CH2-CH(OH)-CH2O-, -O-SO2-O-, -O-SO-rO-, -O-SO-O-, -PH-, -P(CH3)-, -PO3-, -NH- und -N(CH3)-, besonders bevorzugt -O-.
Der polymere Mittelteil des Makromonomeren wird durch die diskreten
Wiederholungseinheiten A, B, C und D repräsentiert. Bevorzugte Wiederholungseinheiten A,B,C und D leiten sich ab von Acrylamid, Methacrylamid,
Ethylenoxid, Propylenoxid, AMPS, Acrylsäure, Methacrylsäure, Methylmethacrylat,
Acrylnitril, Maleinsäure, Vinylacetat, Styrol, 1 ,3-Butadien, Isopren, Isobuten,
Diethylacrylamid und Diisopropylacrylamid.
Die Indizes v, w, x und z in Formel (III) repräsentieren die stöchiometrische Koeffizienten betreffend die Wiederholungseinheiten A, B, C und D. v, w, x und z betragen unabhängig voneinander 0 bis 500, bevorzugt 1 bis 30, wobei die Summe der vier Koeffizienten im Mittel > 1 sein muss.
Die Verteilung der Wiederholungseinheiten über die Makromonomerkette kann statistisch, blockartig, alternierend oder gradientenartig sein. R2 bedeutet einen linearen oder verzweigten aliphatischen, olefinischen, cycloaliphatischen, arylaliphatischen oder aromatischen (Cι-C50)-Kohlenwasser- stoffrest, OH, -NH2, -N(CH3)2 oder ist gleich der Struktureinheit [-Y-R1].
Im Falle von R2 gleich [-Y-R1] handelt es sich um difunktionelle Makromonomere, die zur Vernetzung der Copolymere geeignet sind.
Besonders bevorzugt als Makromonomere F) sind acrylisch- oder methacrylisch monofunktionalisierte Alkylethoxylate gemäß Formel (IV).
R3, R4, R5 und R6 bedeuten unabhängig voneinander Wasserstoff oder n-aliphatische, iso-aliphatische, olefinische, cycloaliphatische, arylaliphatische oder aromatische (Cι-C3o)-Kohlenwasserstoffreste.
Bevorzugt sind R3 und R4 gleich H oder -CH3, besonders bevorzugt H; R5 ist gleich H oder -CH3; und R6 ist gleich einem n-aliphatischen, iso-aliphatischen, olefinischen, cycloaliphatischen, arylaliphatischen oder aromatischen (C1-C30)-
Kohlenwasser-stoffrest. v und w sind wiederum die stöchiometrischen Koeffizienten betreffend die
Ethylenoxideinheiten (EO) und Propylenoxideinheiten (PO), v und w betragen unabhängig voneinander 0 bis 500, bevorzugt 1 bis 30, wobei die Summe aus v und w im Mittel > 1 sein muss. Die Verteilung der EO- und PO-Einheiten über die
Makromonomerkette kann statistisch, blockartig, alternierend oder gradientenartig sein. Y steht für die obengenannten Brücken.
Weiterhin insbesondere bevorzugte Makromonomeren F) haben die folgende
Struktur gemäß Formel (IV):
Weiterhin als Makromonomere F) insbesondere geeignet sind Ester der (Meth)acrylsäure mit
(C10-C18)-Fettalkoholpolyglykolethem mit 8 EO-Einheiten (Genapol® C-080) C1 Oxoalkoholpolyglykolethem mit 8 EO-Einheiten (Genapol® UD-080) (Ci2-Cι )-Fettalkoholpolyglykolethem m it 7 EO-Einheiten (Genapol® LA-070) (Cι2-C*|4)-Fettalkoholpolyglykolethern m it 11 EO-Einheiten (Genapol® LA-110) (Ci6-Ci8)-Fettalkoholpolyglykolethern m it 8 EO-Einheiten (Genapol® T-080) (Cι6-C*i8)-Fettalkoholpolyglykolethem m 1 15 EO-Einheiten (Genapol® T-150) (Cι6-Ci8)-Fettalkoholpolyglykolethern m 1 11 EO-Einheiten (Genapol® T-110) (Ci6-Cι8)-Fettalkoholpolyglycolethern m 120 EO-Einheiten (Genapol® T-200) (Ci6-Ci8)-Fettalkoholpolyglycolethern m it 25 EO-Einheiten (Genapol® T-250) (Ci8-C22)-Fettalkoholpolyglycolethem m it 25 EO-Einheiten und/oder iso-(Ci6-Ci8)-Fettalkoholpolyglycolethem mit 25 EO-Einheiten
Bei den Genapol®-Typen handelt es sich um Produkte der Firma Clariant, GmbH.
Bevorzugt beträgt das Molekulargewicht der Makromonomeren F) 200 g/mol bis 106 g/mol, besonders bevorzugt 150 bis 104 g/mol und insbesondere bevorzugt 200 bis 5000 g/mol.
Bezogen auf die Gesamtmasse der Copolymere kan der Gehalt an
Makromonomere bis zu 99,9 Gew.-% betragen. Bevorzugt finden die Bereiche 0,5 bis 30 Gew.-% und 70 bis 99,5 Gew.-% Anwendung. Besonders bevorzugt sind Bereich sind 1 bis 20 Gew.-% und 75 bis 95 Gew.-%.
Bevorzugt als Copolymere sind solche, die durch Copolymerisation mindestens der Komponenten A), C) und D) erhältlich sind.
Weiterhin bevorzugt als Copolymere sind solche, die durch Copolymerisation mindestens der Komponenten A), C) und E) erhältlich sind.
Weiterhin bevorzugt als Copolymere sind solche, die durch Copolymerisation mindestens der Komponenten A), C) und F) erhältlich sind. Weiterhin bevorzugt als Copolymere sind solche, die durch Copolymerisation mindestens der Komponenten A), D) und F) erhältlich sind.
Weiterhin bevorzugt als Copolymere sind solche, die durch Copolymerisation mindestens der Komponenten A) und F) erhältlich sind.
Weiterhin bevorzugt als Copolymere sind solche, die durch Copolymerisation mindestens der Komponenten A) und D) erhältlich sind.
Weiterhin bevorzugt als Copolymere sind solche, die durch Copolymerisation mindestens der Komponenten A) und E) erhältlich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Copolymerisation in Gegenwart mindestens eines polymeren Additivs G) durchgeführt, wobei das Additiv G) vor der eigentlichen Copolymerisation dem Polymerisationsmedium ganz- oder teilweise gelöst zugegeben wird. Die Verwendung von mehreren Additiven G) ist ebenfalls erfindungsgemäß. Vernetzte Additive G) können ebenfalls verwendet werden.
Die Additive G) bzw. deren Mischungen müssen lediglich ganz oder teilweise im gewählten Polymerisationsmedium löslich sein. Während des eigentlichen Polymerisationsschrittes hat das Additiv G) mehrere Funktionen. Einerseits verhindert es im eigentlichen Polymerisationsschritt die Bildung übervernetzter Polymeranteile im sich bildenden Copolymerisat und andererseits wird das Additiv G) gemäß dem allgemein bekannten Mechanismus der Pfropfcopolymerisation statistisch von aktiven Radikalen angegriffen. Dies führt dazu, dass je nach Additiv G) mehr oder weniger große Anteile davon in die Copolymere eingebaut werden. Zudem besitzen geeignete Additive G) die Eigenschaft, die Lösungsparameter der sich bildenden Copolymere während der radikalischen Polymerisationsreaktion derart zu verändern, dass die mittleren Molekulargewichte zu höheren Werten verschoben werden. Verglichen mit analogen Copolymeren, die ohne den Zusatz der Additive G) hergestellt wurden, zeigen solche, die unter Zusatz von Additiven G) hergestellt wurden, vorteilhafterweise eine signifikant höhere Viskosität in wässriger Lösung. Bevorzugt als Additive G) sind in Wasser und/oder Alkoholen, bevorzugt in t-Butanol, lösliche Homo- und Copolymere. Unter Copolymeren sind dabei auch solche mit mehr als zwei verschiedenen Monomertypen zu verstehen. Besonders bevorzugt als Additive G) sind Homo- und Copolymere aus N-Vinylformamid, N-Vinylacetamid, N-Vinylpyrrolidon, Ethylenoxid, Propylenoxid, Acryloyldimethyltaurinsäure, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylmethylacetamid, Acrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, N-Vinylmorpholid, Hydroxyethylmethacrylat, Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) und/oder [2-(Methacryloyloxy)-ethyl]trimethylammoniumchlorid (MAPTAC); Polyalkylenglykole und/oder Alkylpolyglykole.
Insbesondere bevorzugt als Additive G) sind Polyvinylpyrrolidone (z.B. Luviskol K15®, K20®und K30® von BASF), Poly(N-Vinylformamide), Poly(N- Vinylcaprolactame) und Copolymere aus N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylformamid und/oder Acrylsäure, die auch teilweise oder vollständig verseift sein können. Das Molekulargewicht der Additive G) beträgt bevorzugt 102 bis 107 g/mol, besonders bevorzugt 0,5*104 bis 106 g/mol.
Die Einsatzmenge des polymeren Additivs G) beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der bei der Copolymerisation zu polymerisierenden Monomere, bevorzugt 0,1 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 1,5 bis 10 Gew.-%.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Copolymere vernetzt, d.h. sie enthalten Comonomere mit mindestens zwei polymerisationsfähigen Vinylgruppen.
Bevorzugte Vernetzer sind Methylenbisacrylamid; Methylenbismethacrylamid; Ester ungesättigter Mono- und Polycarbonsäuren mit Polyolen, bevorzugt Diacrylate und Triacrylate bzw. -methacrylate, besonders bevorzugt Butandiol- und Ethylenglykoldiacrylat bzw. -methacrylat, Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA) und Trimethylolpropantrimethacrylat (TMPTMA); Allylverbindungen, bevorzugt Allyl(meth)acrylat, Triallylcyanurat, Maleinsäurediallylester, Polyallylester, Tetraallyloxyethan, Triallylamin, Tetraallylethylendiamin; Allylester der Phosphorsäure; und/oder Vinylphosphonsäurederivate. Insbesondere bevorzugt als Vernetzer ist Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA). Der Gewichtsanteil an vernetzenden Comonomeren, bezogen auf die Gesamtmasse der Copolymere, beträgt bevorzugt bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 10 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0,1 bis 7 Gew.-%.
Als Polymerisationsmedium können alle organischen oder anorganischen Lösungsmittel dienen, die sich bezüglich radikalischer Polymerisationsreaktionen weitestgehend inert verhalten und vorteilhafterweise die Bildung mittlerer oder hoher Molekulargewichte zulassen. Bevorzugt Verwendung finden Wasser; niedere Alkohole; bevorzugt Methanol, Ethanol, Propanole, iso-, sec- und t-ButanoI, insbesondere bevorzugt t-Butanol; Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und Mischungen der vorgenannten Verbindungen. Die Polymerisationsreaktion erfolgt bevorzugt im Temperaturbereich zwischen 0 und 150°C, besonders bevorzugt zwischen 10 und 100°C, sowohl bei Normaldruck als auch unter erhöhtem oder erniedrigtem Druck. Gegebenenfalls kann die Polymerisation auch unter einer Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise unter Stickstoff, ausgeführt werden.
Zur Auslösung der Polymerisation können energiereiche elektromagnetische Strahlen, mechanische Energie oder die üblichen chemischen Polymerisationsinitiatoren, wie organische Peroxide, z.B. Benzoylperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Methylethylketonperoxid, Cumolhydroperoxid, Dilauroylperoxid oder Azoinitiatoren, wie z.B. Azodiisobutyronitril (AIBN), verwendet werden.
Ebenfalls geeignet sind anorganische Peroxyverbindungen, wie z.B. (NH4)2S2θ8, K2S2O8 oder H2O2, gegebenenfalls in Kombination mit Reduktionsmitteln (z.B. Natriumhydrogensulfit, Ascorbinsäure, Eisen(ll)-sulfat etc.) oder Redoxsystemen, welche als reduzierende Komponente eine aliphatische oder aromatische Sulfonsäure (z.B. Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure etc.) enthalten.
Als Polymerisationsmedium können alle Lösungsmittel dienen, die sich bezüglich radikalischer Polymerisationsreaktionen weitestgehend inert verhalten und die Bildung hoher Molekulargewichte zulassen. Bevorzugt Verwendung finden Wasser und niedere, tertiäre Alkohole oder Kohlenwasserstoffe mit 3 bis 30 C-Atomen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsweise wird t-Butanol als Reaktionsmedium verwendet. Mischungen aus zwei- oder mehreren Vertretern der beschriebenen potentiellen Lösungsmitteln sind selbstverständlich ebenfalls erfindungsgemäß. Dies schließt auch Emulsionen von nicht miteinander mischbaren Solventien ein (z.B. Wasser/Kohlenwasserstoffe). Grundsätzlich sind alle Arten der Reaktionsführung geeignet, die zu den erfindungsgemäßen Polymerstrukturen führen (Lösungspolymerisation, Emulsionsverfahren, Fällungsverfahren, Hochdruckverfahren, Suspensionsverfahren, Substanzpolymerisation, Gelpolymerisation usw.). Bevorzugt eignet sich die Fällungspolymerisation, besonders bevorzugt die Fällungspolymerisation in tert.-Butanol.
Die nachfolgende Auflistung zeigt 67 Copolymere, die für die Formulierung der erfindungsgemäßen Mittel besonders vorteilhaft geeignet sind. Die verschiedenen Copolymere Nr. 1 bis Nr. 67 sind gemäß den folgenden Herstellverfahren 1, 2, 3 und 4 erhältlich.
Verfahren 1:
Diese Polymere sind nach dem Fällungsverfahren in teil. Butanol herstellbar. Dabei wurden die Monomere in t-Butanol vorgelegt, die Reaktionsmischung inertisiert und anschließend die Reaktion nach Anheizen auf 60°C durch Zugabe des entsprechenden t-Butanol löslichen Initiators (bevorzugt Dilauroylperoxid) gestartet. Die Polymere werden nach beendeter Reaktion (2 Stunden) durch Absaugen des Lösungsmittels und durch anschließende Vakuumtrocknung isoliert.
Verfahren 2:
Diese Polymere sind nach dem Gelpolymerisationsverfahren in Wasser herstellbar. Dabei werden die Monomere in Wasser gelöst, die Reaktionsmischung inertisiert und anschließend die Reaktion nach Anheizen auf 65°C durch Zugabe von geeigneten Initiatoren- oder Initiatorsystemen (bevorzugt Na2S2O8) gestartet. Die Polymergele werden anschließend zerkleinert und nach Trocknung die Polymere isoliert. Verfahren 3:
Diese Polymere sind nach dem Emulsionsverfahren in Wasser herstellbar. Dabei werden die Monomere in einer Mischung aus Wasser/organ. Lösungsmittel (bevorzugt Cyclohexan) unter Verwendung eines Emulgators emulgiert, die Reaktionsmischung mittels N2 inertisiert und anschließend die Reaktion nach Anheizen auf 80°C durch Zugabe von geeigneten Initiatoren- oder Initiatorsystemen (bevorzugt Na2S2O8) gestartet. Die Polymeremulsionen werden anschließend eingedampft (Cyclohexan fungiert als Schlepper für Wasser) und dadurch die Polymere isoliert.
Verfahren 4:
Diese Polymere sind nach dem Lösungsverfahren in organischen Lösungsmitteln (bevorzugt Toluol, z.B. auch teil. Alkohole) herstellbar. Dabei werden die Monomere im Lösungsmittel vorgelegt, die Reaktionsmischung inertisiert und anschließend die Reaktion nach Anheizen auf 70°C durch Zugabe von geeigneten Initiatoren- oder Initiatorsystemen (bevorzugt Dilauroylperoxid) gestartet. Die Polymere werden durch Abdampfen des Lösungsmittels und durch anschließende Vakuumtrocknung isoliert.
Polymere mit hydrophoben Seitenketten, unvemetzt
Polymere mit hydrophoben Seitenketten, vernetzt
Polymere mit hydrophoben Seitenketten, vernetzt, gepfropft
Polymere mit siliziumhaltigen Gruppen, unvemetzt
Polymere mit siliziumhaltigen Gruppen, vernetzt
Polymere mit hydrophoben Seitenketten und kationischen Gruppen, unvemetzt
Polymere mit hydrophoben Seitenketten und kationischen Gruppen, vernetzt
Polymere mit fluorhaltigen Gruppen
Polymere mit fluorhaltigen Gruppen, gepfropft
Multifunktionelle Polymere
Chemische Bezeichnung der Reaktanden:
AMPS Acryloyldimethyltaurat, bevorzugt Na- oder NH4-Salz
Genapol® T-080 Cι6-Cι8-Fettalkoholpolyglykolether mit 8 EO-Einheiten Genapol® T-110 C**2-C-ι4-Fettalkoholpolyglykolether mit 11 EO-Einheiten Genapol® T-250 C16-C18-Fettalkoholpolyglycolether mit 25 EO-Einheiten Genapol® LA-040 C12-CM-Fettalkoholpolyglykolether mit 4 EO-Einheiten Genapol® LA-070 Cι2-Cι4-Fettalkoholpolyglykolether mit 7 EO-Einheiten Genapol® O-150 methacrylat Cι6-Cι8-Fettalkoholpolyglykolether methacrylat mit 15 EO-Einheiten, Genapol® LA-250 crotonat C*ι2-Cι4-Fettalkoholpolyglykolether crotonat mit
25 EO-Einheiten
Genapol® T-250 methacrylat Ci6-Ci8-Fettalkoholpolyglycolether methacrylat mit 25 EO-Einheiten Genapol® T-250 acrylat Ci6-Ci8-Fettalkoholpolyglycolether methacrylat mit 25 EO-Einheiten
BB10® Polyoxyethylen(10)Behenylether
TMPTA Trimethylolpropantriacrylat
Poly-NVP Poly-N-Vinylpyrrolidon Silvet® 867 Siloxan Polyalkylenoxid Copolymer
MBA Methylen-bis-acrylamid
AMA Allylmethacrylat
®Y-12867 Siloxan Polyalkylenoxid Copolymer
Silvet® 7608 Polyalkylenoxid-modifiziertes
Heptamethyltrisiloxan
Silvet® 7280 Polyalkylenoxid-modifiziertes
Heptamethyltrisiloxan
DADMAC Diallyldimethyl-ammoniumchlorid
HEMA 2-Hydroxyethylmethacrylat Quat 2-(Methacryloyloxy)ethyl- trimethylammoniumchlorid
Fluowet® AC 600 Perfluoralkylethylacrylat
Span® 80 Sorbitanester
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Copolymere wasserlöslich oder wasserquellbar.
Vorteilhafte Eigenschaften zeigen die beschriebenen kammförmigen,
Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymeren sowohl in vernetzter als auch in unvernetzter Form.
Die beschriebene, optional durchführbare Pfropfung der kammförmigen, Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymeren mit anderen Polymeren führt zu Produkten mit besonderer Polymermorphologie, die in wässrigen Systemen optisch klare Gele ergeben. Ein potenzieller Nachteil der Copolymere ohne Pfropfung besteht in einer mehr oder weniger starken Opaleszenz in wässriger Lösung. Diese beruht auf bisher nicht zu vermeidenden, übervernetzten Polymeranteilen, die während der Synthese entstehen und in Wasser nur unzureichend gequollen vorliegen. Dadurch bilden sich Licht streuende Teilchen aus, deren Größe deutlich oberhalb der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt und deshalb Ursache der Opaleszenz sind. Durch das beschriebene, optional durchführbare Pfropf- Verfahren wird die Bildung übervemetzter Polymeranteile gegenüber herkömmlichen Techniken deutlich reduziert oder gänzlich vermieden.
Die beschriebene, optional durchführbare Inkorporation sowohl von kationischen Ladungen als auch von Silizium-, Fluor oder Phosphoratomen in die Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymeren führt zu Produkten, die in kosmetischen Formulierungen besondere sensorische und Theologische Eigenschaften besitzen. Eine Verbesserung der sensorischen und Theologischen Eigenschaften kann insbesondere bei der Verwendung in rinse off Produkten (insbesondere Haarbehandlungsmittel) als auch leave on Produkten (insbesondere O/W Emulsionen) gewünscht sein. Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten, bezogen auf die fertigen Mittel, bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-% besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-%, an Copolymeren.
Die erfindungsgemäßen Mittel können ferner einen oder mehrere saure organische Wirkstoffe enthalten. Bevorzugt sind Verbindungen ausgewählt aus Glykolsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Mandelsäure, Salicylsäure, Ascorbinsäure, Brenztraubensäure, Oligooxa Mono- und Dicarbonsäuren, alpha-Hydroxysäuren, Fumarsäure, Retinoesäure, Sulfonsäuren, Benzoesäure, Kojisäure, Fruchtsäure, Äpfelsäure, Gluconsäure und deren Derivaten.
Die Formulierungen sind üblicherweise auf einen pH Wert im Bereich 2 bis 12, bevorzugt pH 3 bis 8 eingestellt. Bei den Mitteln kann es sich um solche auf wässriger oder wässrig-alkoholischer Basis, beispielsweise Haargele, handeln.
Weiterhin kann es sich bei den Mitteln um Emulsionen und Suspensionen handeln , die Copolymere als Verdicker, Dispergiermittel, Emulgatoren, Suspendiermittel mit verdickender Wirkung und Konsistenzgeber enthalten.
Weiterhin kann es sich um dekorative, feststoffhaltige Zubereitungen handeln, die die Copolymere als Gleitmittel, Haftmittel, Verdicker, Dispergier- und Emulgiermittel enthalten.
Die emulgierende, stabilisierende und/oder konsistenzgebende Wirkung der Copolymere in Emulsionen wird durch eine Assoziation der Polymerseitenketten untereinander, sowie durch eine Wechselwirkung der Polymerseitenketten mit den hydrophoben Ölkomponenten, verursacht bzw. verstärkt.
Die Formulierungen können neben einem kosmetische und/oder dermatologische akzeptablen wässrigen Medium organische Lösemittel enthalten. Diese Lösemittel sind bevorzugt aus der Gruppe der ein- und mehrwertigen Alkohole, gegebenenfalls ethoxylierten Polyethylenglykolen, Propylenglykolestern, Sorbit und dessen Derivaten, Glykolethern, Propylenglykolethern und Fettestern ausgewählt und werden in, bezogen auf die fertigen Mittel, bis zu 90 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 70 Gew.-%, eingesetzt.
Der Öl-Anteil der Emulsionen liegt üblicherweise bei bis zu 95 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%. Der Anteil an Ölkörper ist auch abhängig davon, ob Lotionen mit einer vergleichsweise niedrigen oder Cremes und Salben mit hoher Viskosität hergestellt werden sollen. Die Emulsionen können sowohl Wasser-in-ÖI-Emulsionen als auch ÖI-in-Wasser-Emulsionen sein.
Die Emulsionen können als Hautpflegemittel, wie beispielsweise Tagescremes, Nachtcremes, Pflegecremes, Nährcreme, Bodylotions, Salben und dergleichen eingesetzt werden und als weitere Hilfs- und Zusatzstoffe, kationische Polymere, Filmbildner, sowie weitere in der Kosmetik gebräuchliche Zusätze, wie z.B. Überfettungsmittel, feuchtigkeitsspendende Mittel, Stabilisatoren, biogene Wirkstoffe, Glycerin, Konservierungsmittel, Perlglanzmittel, Färb- und Duftstoffe, Lösungsmittel, Hydrotrope, Trübungsmittel, weitere Verdickungsmittel und Dispergiermittel, ferner Eiweißderivate wie Gelatine, Collagenhydrolysate, Polypeptide auf natürlicher und synthetischer Basis, Eigelb, Lecithin, Lanolin und Lanolinderivate, deodorierende Mittel, Stoffe mit keratolytischer und keratoplastischer Wirkung, Enzyme und Trägersubstanzen, Antioxidation, UV- Lichtschutzfilter, Pigmente und Metalloxide, sowie antimikrobiell wirkende Agentien enthalten.
Unter Ölkörper ist jegliche Fettsubstanz zu verstehen, die bei Raumtemperatur (25°C) flüssig ist. Die Fett-Phase kann daher ein oder mehrere Öle umfassen, die vorzugsweise aus folgenden Ölen ausgewählt werden:
Silikonöle, flüchtig oder nicht flüchtig, linear, verzweigt oder ringförmig, eventuell organisch modifiziert; Phenylsilikone; Silikonharze und -gummis; Mineralöle wie Paraffin- oder Vaselinöl; Öle tierischen Ursprungs wie Perhydrosqualen, Lanolin; Öle pflanzlichen Ursprungs wie flüssige Triglyceride, z.B. Sonnenblumen-, Mais-, Soja-, Reis-, Jojoba-, Babusscu-, Kürbis-, Traubenkern-, Sesam-, Walnuss-, Aprikosen-, Makadamia-, Avocado-, Süßmandel-, Wiesenschaumkraut-, Ricinusöl, Triglyceride der Capryl/Caprinsäuren, Olivenöl, Erdnussöl, Rapsöl und Kokosnussöl; Synthetische Öle wie Purcellinöl, Isoparaffine, lineare und/oder verzweigte Fettalkohole und Fettsäureester, bevorzugt Guerbetalkohole mit 6 bis 18, vorzugsweise 8 bis 10, Kohlenstoffatomen; Ester von linearen (C6-Ci3)-Fettsäuren mit linearen (C6-C20)-Fettalkoholen; Ester von verzweigten (C6-C13)-Carbonsäuren mit linearen (C6-C2o)-Fettalkoholen, Ester von linearen (C6-Cι8)-Fettsäuren mit verzweigten Alkoholen, insbesondere 2-Ethylhexanol; Ester von linearen und/oder verzweigten Fettsäuren mit mehrwertigen Alkoholen (wie z.B. Dimerdiol oder Trimerdiol) und/oder Guerbetalkoholen; Triglyceride auf Basis (C6-Cιo)-Fettsäuren; Ester wie Dioctyladipat, Diisopropyl dimer dilineloat; Propylenglycole/-dicaprilat oder Wachse wie Bienenwachs, Paraffinwachs oder Mikrowachse, gegebenenfalls in Kombination mit hydrophilen Wachsen, wie z.B. Cetylstearylalkohol; fluorierte und perfluorierte Öle; fluorierte Silikonöle; Gemische der vorgenannten Verbindungen. Als nichtionogene Co-Emulgatoren kommen u.a. in Betracht Anlagerungsprodukte von 0 bis 30 Mol Ethylenoxid und/oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen, an Alkylphenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe und an Sorbitan- bzw. Sorbitolester; (Cι2-Cι8)-Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 0 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin; Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und ggfs. deren Ethylenoxidanlagerungsprodukten; Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Rizinusöl und/oder gehärtetes Rizinusöl; Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z.B. Polyglycerinpolyricinoleat und Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat. Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen.
Als kationische Polymere eignen sich die unter der INCI-Bezeichnung „Polyquaternium" bekannten, insbesondere Polyquaternium-31 , Polyquaternium- 16, Polyquaternium-24, Polyquaternium-7, Polyquaternium-22, Polyquatemium-39, Polyquatemium-28, Polyquaternium-2, Polyquaternium-10, Polyquatemium-11 , sowie Polyquaternium 37&mineral oil&PPG trideceth (Salcare SC95), PVP-dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, Guar-hydroxypropyl- triammoniumchloride, sowie Caiciumalginat und Ammoniumalginat. Des weiteren können eingesetzt werden kationische Cellulosederivate; kationische Stärke; Copolymere von Diallylammoniumsalzen und Acrylamiden; quaternierte Vinylpyrrolidon/Vinylimidazol-Polymere; Kondensationsprodukte von Polyglykolen und Aminen; quaternierte Kollagenpolypeptide; quaternierte Weizenpolypeptide; Polyethylenimine; kationische Siliconpolymere, wie z.B. Amidomethicone;
Copolymere der Adipinsäure und Dimethylaminohydroxy-propyldiethylentriamin; Polyaminopolyamid und kationische Chitinderivate, wie beispielsweise Chitosan. Geeignete Siliconverbindungen sind beispielsweise Dimethylpolysiloxan, Methylphenylpolysiloxane, cyclische Silicone und amino-, fettsäure-, alkohol-, polyether-, epoyx-, fluor- und/oder alkylmodifizierte Siliconverbindungen, sowie Polyalkylsiloxane, Polyalkylarylsiloxane, Polyethersiloxan-Copolymere, wie in US 5 104 645 und den darin zitierten Schriften beschrieben, die bei Raumtemperatur sowohl flüssig als auch harzförmig vorliegen können. Geeignete Filmbildner sind, je nach Anwendungszweck wasserlösliche Polyurethane, beispielsweise Cι0-Polycarbamyl-polyglycerylester, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, -copolymere, beispielsweise Vinylpyrrolidon Λ inylacetat Copolymere, wasserlösliche Acrylsäure-Copolymere bzw. deren Ester oder Salze, beispielsweise Partialestercopolymere der Acryl- und Methacrylsäure und Polyethylenglykolether von Fettalkoholen, wie Acrylat/Steareth-20-Methacrylat Copolymere, wasserlösliche Cellulose, beispielsweise Hydroxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, wasserlösliche Quaterniums, Polyquaterniums, Carboxyvinyl-Polymere, wie Carbomere und deren Salze, Polysaccharide, beispielsweise Polydextrose und Glucan.
Als Überfettungsmittel können Substanzen wie beispielsweise polyethoxylierte Lanolinderivate, Lecithinderivate, Polyolfettsäureester, Monoglyceride und Fettsäurealkanolamide verwendet werden, wobei die letzteren gleichzeitig als Schaumstabilisatoren dienen. Als feuchtigkeitsspendende Substanz stehen beispielsweise Isopropylpalmitat, Glycerin und/ oder Sorbitol zu Verfügung.
Als Stabilisatoren können Metallsalze von Fettsäuren, wie z.B. Magnesium-, Aluminium- und/oder Zinkstearat eingesetzt werden. Unter biogenen Wirkstoffen sind beispielsweise Pflanzenextrakte und Vitaminkomplexe zu verstehen.
Die erfindungsgemäßen Mittel können mit konventionellen Ceramiden, Pseudoceramiden, Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden, Cholesterin, Cholesterinfettsäureestem, Fettsäuren, Triglyceriden, Cerebrosiden,
Phospholipiden und ähnlichen Stoffen als Pflegezusatz abgemischt werden.
Als UV-Filter eignen sich z.B. 4-Aminobenzoesäure; 3-(4'-Trimethylammonium)benzyliden-boran-2-on-methylsulfat; 3,3,5-Trimethyl-cyclohexylsalicylat; 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon; 2-Phenylbenzimidazol-5-sulfonsäure und ihre Kalium-, Natrium- und Triethanolaminsalze; 3,3'-(1 ,4-Phenylendimethin)-bis-(7,7-dimethyl-2- oxobicyclo[2.2.1]-heptan-1-methansulfonsäure und ihre Salze; l-(4-tert- Butylphenyl)-3-(4-methoxyphenyl)propan-1 ,3-dion, 3-(4'-Sulfo)-benzyliden-bornan- 2-on und seine Salze; 2-Cyan-3,3-diphenyl-acrylsäure-(2-ethylhexylester); Polymer von N-[2(und 4)-(2-oxobom-3-ylidenmethyl)benzyl]-acrylamid; 4-Methoxy- zimtsäure-2-ethyl-hexylester; ethoxyüertes Ethyl-4-amino-benzoat; 4-Methoxy- zimtsäure-isoamylester; 2,4,6-Tris-[p-(2-ethylhexyloxycarbonyl)anilino]-1 ,3,5- triazin;
2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-methyl-6-(2-methyl-3-(1 ,3,3,3-tetramethyl-1- (trimethylsilyloxy)-disiloxanyl)propyl)phenol; 4,4'-[(6-[4-((1 ,1-dimethylethyl)-amino-carbonyl)phenylamino]-1 ,3,5-triazin-2,4- yl)diimino]bis-(benzoesäure-2-ethylhexylester);
3-(4'-Methylbenzyliden)-D,L-Campher; 3-Benzyliden-Campher; Salicylsäure-2- ethylhexylester; 4-Dimethylaminobenzoesäure-2-ethylhexylester; Hydroxy-4- methoxy-benzophenon-5-sulfonsäure (Sulisobenzonum) und das Natriumsalz; und/oder 4-lsopropylbenzylsalicyIat.
Als Pigmente/Mikropigmente können z.B. mikrofeines Titandioxid, Glimmer- Titanoxid, Eisenoxide, Glimmer-Eisenoxid, Zinkoxid, Siliziumoxide, Ultramarinblau, Chromoxide, eingesetzt werden.
Als Antioxidantien eignen sich beispielsweise Superoxid-Dismutase, Tocopherol (Vitamin E) und Ascorbinsäure (Vitamin C).
Als Konservierungsmittel in Betracht kommen beispielsweise Phenoxyethanol,
Parabene, Pentandiol oder Sorbinsäure.
Als Farbstoffe können die für kosmetische Zwecke geeigneten und zugelassenen
Substanzen verwendet werden.
Als antifungizide Wirkstoffe eignen sich bevorzugt Ketoconazol, Oxiconazol,
Terbinafin, Bifonazole, Butoconazole, Cloconazole, Clotrimazole, Econazole, Enilconazole, Fenticonazole, Isoconazole, Miconazole, Sulconazole, Tioconazole
Fluconazole, Itraconazole, Terconazole, Naftifine und Terbinafine, Zn-Pyrethion und Oczopyrox. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die beschriebenen Acryloyldimethyltaurat enthaltenden Copolymere auch ohne Mitverwendung eines zusätzlichen nicht grenzflächenaktiven Co-Emulgators (z.B. polymere Emulgatoren) und/oder ohne Mitverwendung eines zusätzlichen Konsistenzgebers eingesetzt werden können. Die Mitverwendung von nicht grenzflächenaktiven Co-Emulgatoren und/oder Konsistenzgebern ist daher nicht zwingend, aber möglich. Eine Kombination mit anderen bekannten nicht grenzflächenaktiven Co-Emulgatoren und/oder Konsistenzgebern kann zur Einstellung spezieller kosmetischer Profile und zur Ausnutzung synergistischer Effekte wünschenswert sein.
Die erzielte Beschaffenheit ist ausgesprochen neuartig: die Emulsionen sind cremig und salbig und haben überhaupt nicht das gelartige oder sogar gelatineartige Aussehen gewisser Emulsionen nach dem Stand der Technik, bei denen die äußere wässrige Phase verdickt ist. Auch das kosmetische Gefühl auf der Haut ist überaus gut. Beim Auftragen verleiht die Emulsion ein Gefühl der Frische und des Komforts, wobei sie gleichzeitig gehaltvoll und nährend wirkt; sie ist weich und komfortabel und in keiner Weise klebrig. Die Herstellung erfindungsgemäßer Emulsionen kann in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Heiß-, Heiß-Heiß/Kalt- bzw. PIT- Emulgierung, erfolgen.
Die nachfolgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken (bei den Prozentangaben handelt es sich um Gew.-%). Bei den in den Beispielen verwendeten Copolymeren handelt es sich um Vertreter der in der Beschreibung bereits aufgeführten besonders bevorzugten Copolymere Nr.1 bis Nr.67. Die Herstellung erfolgte nach den dort angegebenen Verfahren 1 , 2, 3 oder 4 unter Verwendung der bevorzugten Initiatoren und Lösemittel. Beispiel 1 : O/W-Hautmilch mit keratolytischer Wirkung, tensidfrei
Zusammensetzung
A Copolymer Nr. 15 1 ,0 % Mineralöl 4,00 %
Mandelöl 4,00 %
®Cetiol SN (Henkel) 8,00 % Cetearylisononanoat
B ®Aristoflex AVC (Clariant) 0,30 % Ammonium Acryloyldimethyltaurate/VP Copolymer
C Wasser ad 100 %
Zitronensäure 0,30 %
Äpfelsäure 0,40 %
Giykoisäure 0,70 % Milchsäure 0,70 %
D Duftstoffe 0,30 %
Herstellung
I A und B mischen II Die Komponenten von C mischen.
IM II zu I hinzugeben
II D zu I hinzurühren
III Emulsion homogenisieren, pH 3,5
Beispiel 2: Tensidfreie feuchtigkeitsspendende Lotion
A Almondöl 7,00 %
Cyclomethicone 5,00 %
B Copolymer Nr. 18 1 ,50 % C Glycerin 7,00 % Wasser ad 100 % Konservierungsmittel q.s.
D Duftstoff 0,30 % Herstellung
I A und B mischen.
II Lösung von C in I einrühren.
III D zu II geben.
IV homogenisieren
V pH 5.5
Beispiel 3: Erfrischende, tensidfreie Lotion
A A A Allmmoonnddööll 7,00 % Cyclomethicon 5,00 %
B Copolymer Nr. 32 1 ,50 %
C Glycerin 3,00 %
Ethanol 20,00 % W Waasssseerr ad 100 %
Konservierungsmittel q.s.
D Duftstoff 0,30 %
Herstellung I A und B mischen.
II Lösung von C in I einrühren.
III D zu II zufügen.
IV homogenisieren
Beispiel 4: Tensidfreie Lotion mit erfrischender, belebender Wirkung
A Jojoba oil 5,00 % Almondöl 3,00 % Cetiol V 3,00 %
Decyloleat
B Copolymer Nr. 35 1 ,50 %
C Glycerin 3,00 % Menthol 0,70 % Campher 0,30 %
Ethanol 5,00 %
Wasser ad 100 %
Konservierungsmittel q.s. D Duftstoff 0,30 %
Herstellung
1 A und B mischen.
II Lösung von C in I einrühren III D zu II geben.
IV homogenisieren
V pH auf 6, 00 einstellen

Claims

Patentansprüche:
1. Tensidfreie kosmetische, dermatologische und pharmazeutische Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Copolymer, erhältlich durch radikalische Copolymerisation von
A) Acryloyldimethyltaurinsäure und/oder Acryloyldimethyltauraten,
B) gegebenenfalls einem oder mehreren weiteren olefinisch ungesättigten, nicht kationischen, gegebenenfalls vernetzenden, Comonomeren, die wenigstens ein Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- oder Phosphoratom aufweisen und ein Molekulargewicht kleiner 500 g/mol besitzen,
C) gegebenenfalls einem oder mehreren olefinisch ungesättigten, kationischen Comonomeren, die wenigstens ein Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- oder Phosphoratom aufweisen und ein Molekulargewicht kleiner 500 g/mol besitzen, D) gegebenenfalls einer oder mehreren mindestens monofunktionellen, zur radikalischen Polymerisation befähigten, siliziumhaltigen Komponente(n),
E) gegebenenfalls einer oder mehreren mindestens monofunktionellen, zur radikalischen Polymerisation befähigten, fluorhaltigen Komponente(n),
F) gegebenenfalls einem oder mehreren einfach oder mehrfach olefinisch ungesättigten, gegebenenfalls vernetzenden, Makromonomeren, die jeweils mindestens ein Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- oder Phosphoratom besitzen und ein zahlenmittleres Molekulargewicht größer oder gleich 200 g/mol aufweisen, wobei es sich bei den Makromonomeren nicht um eine siliziumhaltige Komponente D) oder fluorhaltige Komponente E) handelt,
G) wobei die Copolymerisation gegebenenfalls in Gegenwart mindestens eines polymeren Additivs mit zahlenmittleren Molekulargewichten von 200 g/mol bis 109 g/mol erfolgt,
H) mit der Maßgabe, dass die Komponente A) mit mindestens einer Komponente ausgewählt aus einer der Gruppen D) bis G) copolymerisiert wird, enthalten.
2. Mittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Comonomeren B) um ungesättigte Carbonsäuren, Salze ungesättigter Carbonsäuren, Anhydride ungesättigter Carbonsäuren, Ester ungesättigter Carbonsäuren mit aliphatischen, olefinischen, cycloaliphatischen, arylaliphatischen oder aromatischen Alkoholen mit 1 bis 22 C-Atomen, offenkettige N-Vinylamide, cyclische N-Vinylamide mit einer Ringgröße von 3 bis 9, Amide der Acrylsäure, Amide der Methacrylsäure, Amide substituierter Acrylsäuren, Amide substituierter Methacrylsäuren, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, Vinylacetat; Styrol, Acrylnitril, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Tetrafluorethylen, Vinylphosphonsäure oder deren Ester oder Salze, Vinylsulfonsäure oder deren Ester oder Salze,
Allylphosphonsäure oder deren Ester oder Salze und/oder' Methallylsulfonsäure oder deren Ester oder Salze handelt.
3. Mittel nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Comonomeren C) um
Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC),
[2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammoniumchlorid (MAPTAC),
[2-(Acryloyloxy)ethyl]trimethylammoniumchlorid,
[2-Methacrylamidoethyl]trimethyIammoniumchlorid, [2-(Acrylamido)ethyl]trimethylammoniumchlorid,
N-MethyI-2-vinylpyridiniumchlorid
N-MethyI-4-vinylpyridiniumchlorid
Dimethylaminoethylmethacrylat,
Dimethylaminopropylmethacrylamid, Methacryloylethyl-N-oxid und/oder
Methacryloylethyl-betain handelt.
4. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den siliziumhaltigen Komponenten D) um Verbindungen der Formel (I)
R1 - Z- [(Si(R3R4)-O-)w-(Si(R5R6)-O)x-]- R2 (I) handelt, wobei
R1 einen Vinyl-, Allyl-, Methallyl-, Methylvinyl-, Acryl-, Methacryl-, Crotonyl-,
Senecionyl-, Itaconyl-, Maleinyl-, Fumaryl- oder ein Styrylrest darstellt; Z eine chemische Brücke, bevorzugt ausgewählt aus -O-, -((Cι-C50) Alkylen)-, -((C6-C30) Arylen)-, -((C5-C8) Cycloalkylen)-, -((C-ι-C5o) Alkenylen)-,
-(Polypropylenoxid)n-, -(Polyethylenoxid)0-,
-(Polypropylenoxid)n(Polyethylenoxid)0-, wobei n und o unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 200 bedeuten und die Verteilung der EO/PO-
Einheiten statistisch oder blockförmig sein kann, -((CrC-io) Alkyl)-(Si(OCH3)2)- und -(Si(OCH3)2)-, darstellt;
R3, R4, Rδ und R6 unabhängig voneinander -CH3, -O-CH3, -C6H5 oder -O-C6H5 bedeuten; w, x Zahlen von 0 bis 500 bedeuten, wobei entweder w oder x größer Null sein muss, und R2 einen gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen cycloaliphatischen, arylaliphatischen oder aromatischen Rest mit jeweils 1 bis 50 C-Atomen oder eine Gruppe der Formeln -OH, -NH2, -N(CH3)2 , -R7 oder eine Gruppe
-Z-R1 bedeutet, wobei Z und R1 die obengenannten Bedeutungen haben und R7 eine Gruppe der Formel -O-Si(CH3)3, -O-Si(Phenyl)3,
-O-Si(O-Si(CH3)3)2CH3) und -O-Si(O-Si(Ph)3)2Ph) bedeutet.
5. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den fluorhaltigen Komponenten E) um Verbindungen der Formel (II)
R1-Y-CrH2rCsF2sCF3 (II) handelt, wobei
R1 eine polymerisationsfähige Funktion aus der Gruppe der vinylisch ungesättigten Verbindungen, bevorzugt einen Vinyl-, Allyl-, Methallyl-,
Methylvinyl-, Acryl-, Methacryl-, Crotonyl-, Senecionyl-, Itaconyl-, Maleinyl-, Fumaryl- oder Styrylrest, darstellt; Y eine chemische Brücke, bevorzugt -O-, -C(O)-, -C(O)-O-, -S-, -0-CH2-CH(O-)-CH2OH, -O-CH2-CH(OH)-CH2-O-, -O-SO2-O- , -0-S(O)-O-, -PH-, -P(CH3)-, -PO3-, -NH-, -N(CH3)-, -O-(C1-C50)Alkyl-O-, -O-Phenyl-O-, -O-Benzyl-O-, -O-(C5-C8)Cycloalkyl-O-, -O-(Cι-C50)Alkenyl-O-, -O-(CH(CH3)-CH2-O)n-, -O-(CH2-CH2-O)n- und -O-([CH-CH2-O]n-[CH2-CH2-O]m)0-, wobei n, m und 0 unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 200 bedeuten, darstellt und r,s stöchiometrische Koeffizienten darstellen, die unabhängig voneinander Zahlen zwischen 0 und 200 sind.
6. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Makromonomeren F) um Verbindungen der Formel (III) handelt,
R1 - Y - [(A)v - (B)w - (C)x - (D) J - R2 (III)
wobei R1 eine polymerisationsfähige Funktion aus der Gruppe der vinylisch ungesättigten Verbindungen, bevorzugt einen Vinyl-, Allyl-, Methallyl-, Methylvinyl-, Acryl-, Methacryl-, Crotonyl-, Senecionyl-, Itaconyl-, Maleinyl-, Fumaryl- oder Styrylrest, darstellt; Y eine verbrückende Gruppe, bevorzugt -O-, -S-, -C(O)-, -C(O)-O-,
-O-CH2-CH(O-)-CH2OH, -O-CH2-CH(OH)-CH2O-, -O-SO2-O-, -O-SO2-O-, -O-SO-O-, -PH-, -P(CH3)-, -PO3-, -NH- und -N(CH3)- darstellt; A, B, C und D unabhängig voneinander diskrete chemische Wiederholungseinheiten, bevorzugt hervorgegangen aus Acrylamid, Methacrylamid, Ethylenoxid, Propylenoxid, AMPS, Acrylsäure, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Acrylnitril, Maleinsäure, Vinylacetat, Styrol, 1 ,3-Butadien, Isopren, Isobuten, Diethylacrylamid und Diisopropylacrylamid, insbesondere bevorzugt Ethylenoxid, Propylenoxid darstellen; v, w, x und z unabhängig voneinander 0 bis 500, bevorzugt 1 bis 30, betragen, wobei die Summe aus v, w, x und z im Mittel ≥ 1 ist; und
R2 einen linearen oder verzweigten aliphatischen, olefinischen, cycloaliphatischen, arylaliphatischen oder aromatischen (Cι-C50)-Kohlenwasserstoffrest, OH, -NH2 oder -N(CH3)2 darstellt oder gleich [-Y-R1] ist.
7. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den polymeren Additiven G) um Homo- oder Copolymere aus N-Vinylformamid, N-Vinylacetamid, N-Vinylpyrrolidon, Ethylenoxid, Propylenoxid, Acryloyldimethyltaurinsäure, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylmethylacetamid, Acrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, N-Vinylmorpholid, Hydroxymethylmethacrylat, Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) und/oder [2-(Methacryloyloxy)ethyl]trimethylammoniumchlorid (MAPTAC); Polyalkylenglykole und/oder Alkylpolyglykole handelt.
8. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymerisation in Gegenwart mindestens eines polymeren Additivs G) erfolgt.
9. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymere vernetzt sind.
10. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymere durch Fällungspolymerisation in tert.- Butanol hergestellt werden.
11. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Copolymere wasserlöslich oder wasserquellbar sind.
12. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sie, bezogen auf die fertigen Mittel, 0,01 bis 10 Gew.-% der Copolymere enthalten.
13. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie, einen pH-Wert von 2 bis 12 aufweisen.
14. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis zu 70 Gew.-% organische Lösemittel enthalten.
15. Mittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Lösemittel ausgewählt sind aus ein- und mehrwertigen Alkoholen, gegebenenfalls ethoxylierten Polyethylenglykolen, Propylenglykolestern, Sorbit und dessen Derivaten, Giykolethern und/oder Propylenglykolethern.
16. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie, bezogen auf die fertigen Mittel, bis 95 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 50 Gew.-%, an Ölphase enthalten.
17. Mittel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölphase ein oder mehrere Öle ausgewählt aus Silikonölen, Phenylsilikonen, Silikonharzen, Silikongummis, Mineralölen, Paraffinölen, Vaselinöl, Ölen tierischen Ursprungs, Ölen pflanzlichen Ursprungs, synthetischen Ölen, linearen und/oder verzweigten Fettalkoholen und Fettsäureestern, Wachsen, fluorierten Ölen und/oder perfluorierten Ölen enthält.
18. Mittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich dabei um eine Emulsion oder Suspension handelt.
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