KR20220104759A - 다단계 중합체 - Google Patents

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KR20220104759A
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티안 란
판웬 정
샤오둥 루
인나 슐만
탄비 에스. 라타니
제이슨 에스. 피스크
쭈-치 쿼
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
롬 앤드 하스 캄파니
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Abstract

(a) C1-22 알킬 (메트)아크릴레이트로부터 선택되는 단량체의 구조 단위 및 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하는 아크릴레이트 풍부 단계; 및 (b) 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하는 카보실록산 풍부 단계를 갖는 다단계 중합체가 제공되며, 상기 식에서, a는 0 내지 3이고; d는 0 또는 1이고; R1은 수소, C1-10 알킬기 및 아릴기로부터 선택되고; R2는 수소 및 C1-10 알킬기로부터 선택되고; R8은 -O-Si(CH3)3 기이고; Y는 화학식 (II), (III) 및 (IV)로부터 선택되고; R4 및 R6은 수소 및 메틸기로부터 선택되고; R3 및 R5는 C1-10 알킬렌기이고; R7은 C1-10 알킬기이고; b는 0 내지 4이고, c는 0 또는 1이고; 화학식 (I)의 제1 및 제2 카보실록산 단량체는 동일하거나 상이하다.

Description

다단계 중합체
본 발명은 다단계 중합체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 (a) C1-22 알킬 (메트)아크릴레이트 및 이의 혼합물로부터 선택되는 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위; 및 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하는 아크릴레이트 풍부 단계(acrylate rich stage) 및 (B) 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하는 카보실록산 풍부 단계(carbosiloxane rich stage)를 포함하는 다단계 중합체가 제공되며, 상기 식에서, a는 0 내지 3이고; d는 0 또는 1이고; R1은 수소, C1-10 알킬기 및 아릴기로부터 선택되고; R2는 수소 및 C1-10 알킬기로부터 선택되고; R8은 -O-Si(CH3)3 기이고; Y는 화학식 (II), (III) 및 (IV)로부터 선택되고; R4 및 R6은 수소 및 메틸기로부터 선택되고; R3 및 R5는 C1-10 알킬렌기이고; R7은 C1-10 알킬기이고; b는 0 내지 4이고; c는 0 또는 1이고; 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체 및 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체는 동일하거나 상이하다.
실리콘 함유 중합체는 코팅, 퍼스널 케어(personal care), 및 홈 케어(home care) 산업에서 제안되어 사용되어 왔다. 코팅 제형에서, 이들 중합체는 발수성 및 발유성, 내오염성, 장벽 특성, 계면활성제 특성, 및 윤활성을 제형화 코팅에 부여할 수 있기 때문에 실리콘 함유 중합체는 표면 특성의 일반적인 개질에 대한 가능성을 제공한다. 퍼스널 케어 제형에서, 실리콘 함유 중합체는 성능 개선 및 바람직한 감각 특성을 제형화 생성물에 제공한다.
그러나, 실리콘 함유 중합체를 설계하며 이를 제형화 생성물에 혼입하려는 시도는 상당한 난제에 맞닥뜨렸다. 실리콘 함유 중합체는 코팅 제형 및 홈 케어와 퍼스널 케어 조성물에 전형적으로 함유된 극성 중합체 및 다른 성분과 같은 제형화 생성물의 다른 성분과 흔히 비혼화성이다. 따라서, 보조 첨가제가 전형적으로 실리콘 함유 중합체를 제형화 생성물 내 다른 성분과 혼화시키기 위해 이용되어 저장 동안 주요 성분의 상 분리를 지연시킨다.
화장품 제형에 대한 개선된 혼화성을 제공하는 실리콘 함유 중합체를 제공하려는 시도는 미국 특허 제6,403,074호에서 Blankenburg 등에 의해 개시된다. 미국 특허 제6,403,074호에서, Blankenburg 등은 (a) 에틸렌계 불포화 단량체를 (b) 하기 화학식의 폴리알킬렌 산화물-함유 실리콘 유도체의 존재 하에 자유 라디칼 중합에 적용하는 것에 의해 수득되는 수용성 또는 수분산성 중합체를 개시한다.
Figure pct00001
그럼에도 불구하고, 다양한 코팅 제형, 퍼스널 케어 제형 및 홈 케어 제형에서 사용하기 위한 제형 설계 유연성 및 혼화성을 제공하는 신규 실리콘 함유 중합체에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명은 (a) C1-22 알킬 (메트)아크릴레이트 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 38 내지 100 중량% 미만의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위; 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 초과 내지 50 중량%의 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체의 구조 단위;
Figure pct00002
아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단량체의 구조 단위; 및 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하는 아크릴레이트 풍부 단계; 및 (b) 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%의 비닐 단량체의 구조 단위; 및 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%의 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하는 카보실록산 풍부 단계를 포함하며,
Figure pct00003
상기 식에서, a는 0 내지 3이고; d는 0 또는 1이고; 각각의 R1은 수소, C1-10 알킬기 및 아릴기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R2는 수소 및 C1-10 알킬기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R8은 -O-Si(CH3)3 기이고; Y는 화학식 (II), (III) 및 (IV)로 구성된 군으로부터 선택되고,
Figure pct00004
상기 식에서, 각각의 R4 및 R6은 수소 및 메틸기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R3 및 R5는 독립적으로 C1-10 알킬렌기이고; 각각의 R7은 독립적으로 C1-10 알킬기이고; b는 0 내지 4이고, c는 0 또는 1이고, 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체 및 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체는 동일하거나 상이한 다단계 중합체를 제공한다.
본 발명은 본 발명의 다단계 중합체를 포함하는 조성물을 제공하며, 상기 조성물은 퍼스널 케어 제형, 홈 케어 제형, 코팅, 유전 정비 유체, 토목 공학 정비 유체, 건축 제형, 및 약학적 제형으로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명자는 다양한 조성물에서 사용하기 위한 독특한 다단계 중합체를 발견하였으며, 실리콘 함유 중합체의 혼입을 통해 부여되는 바람직한 특성은 이러한 조성물 내 다른 성분과의 혼화성을 촉진하도록 조정될 수 있다.
달리 지시되지 않는 한, 비율, 백분율, 부 등은 중량 기준이다.
퍼스널 케어 제형과 관련하여 첨부된 청구범위 및 본원에서 사용된 용어 "미적 특징"은 시각적 및 촉각적 감각 특성(예를 들어, 평활성, 점착성, 윤활성, 질감, 색상, 투명도, 혼탁성, 균일성)을 지칭한다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "구조 단위"는 청구된 중합체에서 표시된 단량체의 단편을 지칭하며; 따라서 n-부틸 아크릴레이트의 구조 단위가 예시된다:
Figure pct00005
상기 식에서, 점선은 중합체 골격에 대한 부착 지점을 나타낸다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "(메트)아크릴산"은 아크릴산과 메타크릴산 둘 모두를 포괄하는 일반 표현으로서의 역할을 하도록 의도된 것이다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트와 메타크릴레이트 둘 모두를 포괄하는 일반 표현으로서의 역할을 하도록 의도된 것이다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "화장학적으로 허용 가능한"은 피부에의 국소 적용을 위해 전형적으로 사용되는 성분을 지칭하며, 스킨 케어 조성물에서 전형적으로 발견되는 양으로 존재할 때 유독성인 물질은 본 발명의 일부로서 고려되지 않음을 강조하도록 의도된다.
바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 (a) C1-22 알킬(메트)아크릴레이트 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 38 내지 100 중량% 미만(바람직하게는, 44 내지 99.39 중량%; 보다 바람직하게는, 77 초과 내지 98.73 중량%; 보다 더 바람직하게는, 78.9 내지 97.95 중량%; 가장 바람직하게는, 82.17 내지 94.68 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위; 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 초과 내지 50 중량%(바람직하게는, 0.1 내지 50 중량%; 보다 바람직하게는, 0.5 내지 20 중량% 미만; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 19 중량%, 가장 바람직하게는, 4 내지 16 중량%)의 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체의 구조 단위;
Figure pct00006
아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 5 중량%; 보다 바람직하게는, 0.75 내지 2.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 2 중량%; 가장 바람직하게는, 1.25 내지 1.75 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체; 및 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.02 내지 0.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하는 (다단계 중합체의 중량을 기준으로 바람직하게는, 60 내지 95 중량%; 보다 바람직하게는, 65 내지 90 중량%; 보다 더 바람직하게는, 70 내지 85 중량%; 가장 바람직하게는, 75 내지 82 중량%)의 아크릴레이트 풍부 단계; 및 (b) 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%(바람직하게는, 10 내지 50 중량% 미만; 보다 바람직하게는, 12.5 내지 30 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는, 19 내지 21 중량%)의 비닐 단량체의 구조 단위; 및 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%(바람직하게는, 50 초과 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 70 내지 87.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 75 내지 85 중량%; 가장 바람직하게는, 79 내지 81 중량%)의 화학식 (I)의 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하는 (다단계 중합체의 중량을 기준으로 바람직하게는, 5 내지 40 중량%; 보다 바람직하게는, 10 내지 35 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 30 중량%; 가장 바람직하게는, 18 내지 25 중량%)의 카보실록산 풍부 단계를 포함하며,
Figure pct00007
상기 식에서, a는 0 내지 3(바람직하게는, 0 내지 2; 가장 바람직하게는, 1)이고; d는 0 또는 1(바람직하게는, 0)이고; 각각의 R1은 수소, C1-10 알킬기 및 아릴기(바람직하게는, 수소 및 C1-10 알킬기; 보다 바람직하게는, 수소 및 C1-4 알킬기; 보다 더 바람직하게는, 수소 및 메틸기; 가장 바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R2는 수소 및 C1-10 알킬기(바람직하게는, 수소 및 C1-5 알킬기; 보다 바람직하게는, 수소 및 C1-4 알킬기; 보다 더 바람직하게는, 수소 및 메틸기; 가장 바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R8은 -O-Si(CH3)3 기이고; Y는 화학식 (II), (III) 및 (IV)(바람직하게는, (II) 또는 (III); 가장 바람직하게는, (II))로 구성된 군으로부터 선택되고;
Figure pct00008
상기 식에서, 각각의 R4 및 R6은 수소 및 메틸기(바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R3 및 R5는 독립적으로 C1-10 알킬렌기(바람직하게는, C1-7 알킬렌기; 보다 바람직하게는, C2-6 알킬렌기; 보다 더 바람직하게는, C3-5 알킬렌기; 가장 바람직하게는, C3 알킬렌기(예를 들어, -CH2-CH2-CH2-))이고; 각각의 R7은 독립적으로 C1-10 알킬기이고; b는 0 내지 4이고; c는 0 또는 1이고; 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체 및 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체는 동일하거나 상이하다(바람직하게는, 화학식 (I) 의 제1 카보실록산 단량체 및 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체는 동일하다)(바람직하게는, 다단계 중합체는 에멀젼 중합체이다)(보다 바람직하게는, 다단계 중합체는 제1 단계로서 아크릴레이트 풍부 단계 및 제2 단계로서 카보실록산 풍부 단계를 포함하는 에멀젼 중합체이다).
바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 아크릴레이트 풍부 단계를 포함한다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 다단계 중합체의 중량을 기준으로 60 내지 95 중량%(바람직하게는, 65 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 70 내지 85 중량%; 바람직하게는, 75 내지 82 중량%)의 아크릴레이트 풍부 단계를 포함한다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 다단계 중합체의 중량을 기준으로 60 내지 95 중량%(바람직하게는, 65 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 70 내지 85 중량%; 바람직하게는, 75 내지 82 중량%)의 아크릴레이트 풍부 단계를 포함하며, 아크릴레이트 풍부 단계는 C1-22 알킬 (메트)아크릴레이트 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 38 내지 100 중량% 미만(바람직하게는, 44 내지 99.39 중량%; 보다 바람직하게는, 77 초과 내지 98.73 중량%; 보다 더 바람직하게는, 78.9 내지 97.95 중량%; 가장 바람직하게는, 82.17 내지 94.68 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위; 아크릴레이트 풍부 단계의 0 초과 내지 50 중량%(바람직하게는, 0.1 내지 50 중량%; 보다 바람직하게는, 0.5 내지 20 중량% 미만; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 19 중량%, 가장 바람직하게는, 4 내지 16 중량%)의 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체의 구조 단위; 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 5 중량%; 보다 바람직하게는, 0.75 내지 2.5 중량; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 2 중량; 가장 바람직하게는, 1.25 내지 1.75 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위; 및 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.02 내지 0.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함한다.
바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 63 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 74 초과 내지 98.49 중량%; 보다 바람직하게는, 80.4 내지 96.95 중량%; 가장 바람직하게는, 82.17 내지 94.68 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며, 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 C1-22 알킬 (메트)아크릴레이트 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 63 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 74 초과 내지 98.49 중량%; 보다 바람직하게는, 80.4 내지 96.95 중량%; 가장 바람직하게는, 82.17 내지 94.68 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 적어도 2개의 C1-8 알킬 (메트)아크릴레이트의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 63 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 74 초과 내지 98.49 중량%; 보다 바람직하게는, 80.4 내지 96.95 중량%; 가장 바람직하게는, 82.17 내지 94.68 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 적어도 2개의 C1-4 알킬 (메트)아크릴레이트의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 63 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 74 초과 내지 98.49 중량%; 보다 바람직하게는, 80.4 내지 96.95 중량%; 가장 바람직하게는, 82.17 내지 94.68 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 적어도 3개의 C1-4 알킬 (메트)아크릴레이트의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 63 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 74 초과 내지 98.49 중량%; 보다 바람직하게는, 80.4 내지 96.95 중량%; 가장 바람직하게는, 82.17 내지 94.68 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 적어도 3개의 C1-4 알킬 (메트)아크릴레이트의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되고; 상기 혼합물은 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 및 메틸 메타크릴레이트를 포함한다.
바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 초과 내지 50 중량%(바람직하게는, 0.1 내지 50 중량%; 보다 바람직하게는, 0.5 내지 20 중량% 미만; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 19 중량%, 가장 바람직하게는, 4 내지 16 중량%)의 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체를 포함한다. 보다 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 초과 내지 50 중량%(바람직하게는, 0.1 내지 50 중량%; 보다 바람직하게는, 0.5 내지 20 중량% 미만; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 19 중량%, 가장 바람직하게는, 4 내지 16 중량%)의 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체를 포함하며, 상기 식에서, a는 0 내지 3(바람직하게는, 0 내지 2; 보다 바람직하게는, 1)이고; d는 0 또는 1(바람직하게는, 0)이고; 각각의 R1은 수소, C1-10 알킬기 및 아릴기(바람직하게는, 수소 및 C1-10 알킬기; 보다 바람직하게는, 수소 및 C1-4 알킬기; 보다 더 바람직하게는, 수소 및 메틸기; 가장 바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R2는 수소 및 C1-10 알킬기(바람직하게는, 수소 및 C1-5 알킬기; 보다 바람직하게는, 수소 및 C1-4 알킬기; 보다 더 바람직하게는, 수소 및 메틸기; 가장 바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R8은 -O-Si(CH3)3 기이고; Y는 화학식 (II), (III) 및 (IV)(바람직하게는, (II) 또는 (III); 보다 바람직하게는, (II))로 구성된 군으로부터 선택되고; 각각의 R4 및 R6은 수소 및 메틸기(바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R3 및 R5는 독립적으로 C1-10 알킬렌기(바람직하게는, C1-7 알킬렌기; 보다 바람직하게는, C2-6 알킬렌기; 보다 더 바람직하게는, C3-5 알킬렌기; 가장 바람직하게는, C3 알킬렌기(예를 들어, -CH2-CH2-CH2-))이고; 각각의 R7은 독립적으로 C1-10 알킬기이고, b는 0 내지 4이고, c는 0 또는 1이다. 가장 바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 초과 내지 50 중량%(바람직하게는, 0.1 내지 50 중량%; 보다 바람직하게는, 0.5 내지 20 중량% 미만; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 19 중량%, 가장 바람직하게는, 4 내지 16 중량%)의 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하며, 상기 식에서, a는 1이고; d는 0이고; 각각의 R1은 메틸기이고; 각각의 R2는 메틸기이고; Y는 화학식 (II)이고; 각각의 R3은 C3-5 알킬렌기이고; 각각의 R4는 메틸기이다.
바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 5 중량%; 보다 바람직하게는, 0.75 내지 2.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 2 중량%; 가장 바람직하게는, 1.25 내지 1.75 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함한다. 보다 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 5 중량%; 보다 바람직하게는, 0.75 내지 2.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 2 중량%; 가장 바람직하게는, 1.25 내지 1.75 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴옥시프로피온산, 이타콘산, 아코니트산, 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 크로톤산, 시트라콘산, 말레산 무수물, 모노메틸 말레에이트, 모노메틸 푸마레이트, 모노메틸 이타코네이트, 기타 유도체(예를 들어, 대응되는 무수물, 아미드 및 에스테르) 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 5 중량%; 보다 바람직하게는, 0.75 내지 2.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 2 중량%; 가장 바람직하게는, 1.25 내지 1.75 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 5 중량%; 보다 바람직하게는, 0.75 내지 2.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 2 중량%; 가장 바람직하게는, 1.25 내지 1.75 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 아크릴산 및 메타크릴산 중 적어도 하나로 구성된 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 5 중량%; 보다 바람직하게는, 0.75 내지 2.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 1 내지 2 중량%; 가장 바람직하게는, 1.25 내지 1.75 중량%)의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체는 메타크릴산이다.
바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함한다. 보다 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화 단량체는 디비닐방향족 화합물, 디-(메트)아크릴레이트 에스테르, 트리-(메트)아크릴레이트 에스테르, 테트라-(메타크릴레이트)에스테르, 디-알릴 에테르, 트리-알릴 에테르, 테트라-알릴 에테르, 디-알릴 에스테르, 트리-알릴 에스테르, 테트라-알릴 에스테르, 알릴 (메트)아크릴레이트, 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화 단량체는 디비닐벤젠(DVB), 트리메틸올프로판 디알릴 에테르, 테트라-알릴 펜타에리트리톨, 트리알릴 펜타에리트리톨, 디알릴 펜타에리트리톨, 디알릴 프탈레이트, 디알릴 말레에이트, 트리알릴 시아누레이트, 비스페놀 A 디알릴 에테르, 알릴 수크로오스, 메틸렌 비스아크릴아미드, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트(ALMA), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(EGDMA), 헥산-1,6-디올 디아크릴레이트(HDDA), 부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(BGDMA), 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화 단량체는 DVB, ALMA, EGDMA, HDDA, 및 BGDMA로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화 단량체는 ALMA를 포함한다. 가장 바람직하게는, 아크릴레이트 풍부 단계는 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%(바람직하게는, 0.01 내지 1 중량%; 보다 바람직하게는, 0.05 내지 0.1 중량%; 가장 바람직하게는, 0.07 내지 0.08 중량%)의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하며; 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화 단량체는 ALMA이다.
바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 카보실록산 풍부 단계를 포함한다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 다단계 중합체의 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%(바람직하게는, 10 내지 35 중량%; 보다 바람직하게는, 15 내지 30 중량%; 가장 바람직하게는, 18 내지 25 중량%)의 카보실록산 풍부 단계를 포함한다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 다단계 중합체의 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%(바람직하게는, 10 내지 35 중량%; 보다 바람직하게는, 15 내지 30 중량%; 바람직하게는, 18 내지 25 중량%)의 카보실록산 풍부 단계를 포함하며; 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%(바람직하게는, 10 내지 50 중량% 미만; 보다 바람직하게는, 12.5 내지 30 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는, 19 내지 21 중량%)의 비닐 단량체의 구조 단위; 및 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%(바람직하게는, 50 초과 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 70 내지 87.5 중량; 보다 더 바람직하게는, 75 내지 85 중량%; 가장 바람직하게는, 79 내지 81 중량%)의 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함한다.
바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%(바람직하게는, 10 내지 50 중량% 미만; 보다 바람직하게는, 12.5 내지 30 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는, 19 내지 21 중량%)의 비닐 단량체의 구조 단위를 포함한다. 보다 바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%(바람직하게는, 10 내지 50 중량% 미만; 보다 바람직하게는, 12.5 내지 30 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는, 19 내지 21 중량%)의 비닐 단량체의 구조 단위를 포함하며, 비닐 단량체는 분자당 적어도 하나의 라디칼 중합성 비닐기를 함유한다. 보다 더 바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%(바람직하게는, 10 내지 50 중량% 미만; 보다 바람직하게는, 12.5 내지 30 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는, 19 내지 21 중량%)의 비닐 단량체의 구조 단위를 포함하며; 비닐 단량체는 C1-3 알킬 아크릴레이트(예를 들어, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트); C1-3 알킬 메타크릴레이트(예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트); 모노에틸렌계 불포화 카복실산(예를 들어, (메트)아크릴산, (메트)아크릴옥시프로피온산, 이타콘산, 아코니트산, 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 크로톤산, 시트라콘산, 말레산 무수물, 모노메틸 말레에이트, 모노메틸 푸마레이트, 모노메틸 이타코네이트); C4-20 알킬 아크릴레이트(예를 들어, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트); C4-20 알킬 메타크릴레이트(예를 들어, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트); 방향족 비닐 단량체(예를 들어, 스티렌, 비닐 톨루엔, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 비닐 피롤리돈); 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 더 바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%(바람직하게는, 10 내지 50 중량% 미만; 보다 바람직하게는, 12.5 내지 30 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는, 19 내지 21 중량%)의 비닐 단량체의 구조 단위를 포함하며; 비닐 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 메타크릴산, 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%(바람직하게는, 10 내지 50 중량% 미만; 보다 바람직하게는, 12.5 내지 30 중량%; 보다 더 바람직하게는, 15 내지 25 중량%; 가장 바람직하게는, 19 내지 21 중량%)의 비닐 단량체의 구조 단위를 포함하며, 비닐 단량체는 메틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산을 포함한다.
바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%(바람직하게는, 50 초과 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 70 내지 87.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 75 내지 85 중량%; 가장 바람직하게는, 79 내지 81 중량%)의 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함한다. 보다 바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%(바람직하게는, 50 초과 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 70 내지 87.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 75 내지 85 중량%; 가장 바람직하게는, 79 내지 81 중량%)의 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하며, 상기 식에서, a는 0 내지 3(바람직하게는, 0 내지 2; 보다 바람직하게는, 1)이고; d는 0 또는 1(바람직하게는, 0)이고; 각각의 R1은 수소, C1-10 알킬기 및 아릴기(바람직하게는, 수소 및 C1-10 알킬기; 보다 바람직하게는, 수소 및 C1-4 알킬기; 보다 더 바람직하게는, 수소 및 메틸기; 가장 바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R2는 수소 및 C1-10 알킬기(바람직하게는, 수소 및 C1-5 알킬기; 보다 바람직하게는, 수소 및 C1-4 알킬기; 보다 더 바람직하게는, 수소 및 메틸기; 가장 바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R8은 -O-Si(CH3)3 기이고; Y는 화학식 (II), (III) 및 (IV)(바람직하게는, (II) 또는 (III); 보다 바람직하게는, (II))로 구성된 군으로부터 선택되고; 각각의 R4 및 R6은 수소 및 메틸기(바람직하게는, 메틸기)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R3 및 R5는 독립적으로 C1-10 알킬렌기(바람직하게는, C1-7 알킬렌기; 보다 바람직하게는, C2-6 알킬렌기; 보다 더 바람직하게는, C3-5 알킬렌기; 가장 바람직하게는, C3 알킬렌기(예를 들어, -CH2-CH2-CH2-))이고; 각각의 R7은 독립적으로 C1-10 알킬기이고; b는 0 내지 4이고, c는 0 또는 1이다. 가장 바람직하게는, 카보실록산 풍부 단계는 카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%(바람직하게는, 50 초과 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 70 내지 87.5 중량%; 보다 더 바람직하게는, 75 내지 85 중량%; 가장 바람직하게는, 79 내지 81 중량%)의 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하며, 상기 식에서, a는 1이고; d는 0이고; 각각의 R1은 메틸기이고; 각각의 R2는 메틸기이고; Y는 화학식 (II)이고; 각각의 R3은 C3-5 알킬렌기이고; 각각의 R4는 메틸기이다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 본 발명의 다단계 중합체를 포함한다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 퍼스널 케어 제형의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 7.5 중량%; 보다 바람직하게는, 1 내지 7 중량%; 보다 더 바람직하게는, 3 내지 6 중량%; 가장 바람직하게는, 4 내지 5 중량%)의 본 발명의 다단계 중합체를 포함한다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 퍼스널 케어 제형의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%(바람직하게는, 0.5 내지 7.5 중량%; 보다 바람직하게는, 1 내지 7 중량%; 보다 더 바람직하게는, 3 내지 6 중량%; 가장 바람직하게는, 4 내지 5 중량%)의 본 발명의 다단계 중합체를 포함하며, 다단계 중합체는 아크릴레이트 풍부 단계 및 카보실록산 풍부 단계를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 퍼스널 케어 제형(예를 들어, 헤어 케어 제형, 스킨 케어 제형, 선 케어(sun care) 제형, 네일 케어 제형, 펫 케어 제형, 발한 억제제/탈취제 제형, 색조 화장품 제형); 홈 케어 제형; 코팅; 유전 정비 유체; 토목 공학 정비 유체; 건축 제형, 및 약학적 제형으로 구성된 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 담체를 추가로 포함한다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 10 내지 95 중량%; 보다 바람직하게는, 25 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 40 내지 80 중량%)의 담체를 포함한다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 10 내지 95 중량%; 보다 바람직하게는, 25 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 40 내지 80 중량%)의 담체를 포함하며; 다단계 중합체는 담체 내에 분산된다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 10 내지 95 중량%; 보다 바람직하게는, 25 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 40 내지 80 중량%)의 담체를 추가로 포함하며, 이는 물; 에멀젼(예를 들어, 수중유 에멀젼, 유중수 에멀젼); 알코올(예를 들어, C1-4 직쇄 또는 분지쇄 알코올, 예를 들어 에틸 알코올, 프로필 알코올, 이소프로필 알코올, 부틸 알코올); 글리콜(예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 펜틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에톡시디글리콜); 글리세린; 부틸 셀로솔브, 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 0.1 내지 99.9 중량%(바람직하게는, 10 내지 95 중량%; 보다 바람직하게는, 25 내지 90 중량%; 보다 바람직하게는, 40 내지 80 중량%)의 담체를 포함하며; 담체는 물을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 퍼스널 케어 제형이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 헤어 케어 제형, 스킨 케어 제형, 선 케어 제형, 네일 케어 제형, 펫 케어 제형, 발한 억제제/탈취제 제형, 및 색조 화장품 제형으로 구성된 군으로부터 선택된 퍼스널 케어 제형이다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 헤어 케어 제형, 스킨 케어 제형, 선 케어 제형, 네일 케어 제형, 펫 케어 제형, 발한 억제제/탈취제 제형, 및 색조 화장품 제형으로 구성된 군으부터 선택된 퍼스널 케어 제형이며; 퍼스널 케어 제형은 화장학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함하고; 화장학적으로 허용 가능한 담체는 퍼스널 케어 제형을 포유 동물의 피부 및/또는 모발에 적용하게 되면 증발할 수 있도록 선택된다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 퍼스널 케어 제형이며, 퍼스널 케어 제형은 방수제, 유연제, 보존제, 산화방지제, 향료, 탈취제, 발한 억제 활성제(antiperspirant active), 피부 냉각제, 보습제, 레올로지 개질제, 미적 개질제, 비타민, 피부 보호제, 오일, 유화제, 계면활성제, 펄라이저(pearlizer), 점조도 인자(consistency factor), 증점제, 과지방제(super fatting agent), 안정화제, 중합체, 실리콘 오일, 지방, 왁스, 렉시틴, 인지질, 충전제, 광 관리 분말(light management powder) 또는 입자, 보습제, 세안제, 선 케어 활성제, 헤어 트리트먼트 활성제, 비듬 방지제, 착색제, 및 스킨 케어 활성제로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 퍼스널 케어 활성제를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 코팅이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물을 코팅을 포함하며, 코팅은 필름 형성 결합제, 유백제, 안료, 레올로지 개질제, 습윤제, 및 산화금속으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 코팅 성분을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 홈 케어 제형이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물을 홈 케어 제형이며, 홈 케어 제형은 향료, 구충제, 탈취제, 세정제, 소독제, 세탁용 세제, 세탁용 유연제, 식기용 세제, 변기 세정제, 섬유 사이징제(fabric sizing agent), 윤활제, 및 직물 와이프(textile wipe)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 홈 케어 활성 성분을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 유전 정비 유체이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 유전 정비 유체이며, 유전 정비 유체는 점토, 잔탄검, 전분, 중합체, 산 가용성 카보네이트 염, 염화나트륨, 및 레올로지 개질제 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 건축 제형이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 건축 제형이며, 건축 제형은 시멘트, 콘크리트, 접착제, 회반죽, 모르타르, 조인트 화합물(joint compound), 점토, 및 운모 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 약학적 제형이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 약학적 제형이며; 약학적 제형은 약학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함하고; 약학적으로 허용 가능한 담체는 약학적 제형을 포유 동물의 조직 또는 모발에 적용하게 되면 증발할 수 있도록 선택된다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 약학적 제형이며, 약학적 제형은 부형제, 생물 활성제, 정제화(tableting) 물질, 불활성 성분, 결합제, 서방제, 착향료, 및 착색제 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
본 발명의 다단계 중합체는 예를 들어 유화 중합과 같은 종래의 중합 기술에 의해 제조될 수 있다. 수성 유화 중합 공정은 전형적으로 수성 반응 매질 내에 적어도 하나의 단량체 및 다양한 합성 보조제, 예를 들어 자유 라디칼 공급원, 완충제, 사슬 이동제, 및 환원제를 함유하는 수성 반응 혼합물에서 수행된다. 바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 에멀젼 중합체이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 다단계 중합체는 에멀젼 중합체이며, 아크릴레이트 풍부 단계는 에멀젼 중합체의 제1 단계이고, 카보실록산 풍부 단계는 에멀젼 중합체의 제2 단계이다.
본 발명의 일부 실시형태는 이제 하기 실시예에서 상세하게 기술될 것이다.
실시예에서 사용된 단량체 약어는 표 1에 기재되어 있다.
Figure pct00009
실시예 SC: 다단계 중합체
2 리터의 둥근 바닥 플라스크(오버헤드 교반기, 열전대, 응축기, 및 단량체와 개시제의 첨가용 주입구 구비)를 탈이온수(262.0 g), 50%의 CAVASOL™ W7 MTL(Wacker Fine Chemicals로부터의 사이클로덱스트린)(15.2 g), 31.5%의 AerosolTM A102 계면활성제(20.5 g)(Solvay) 및 탄산나트륨(3.4 g)으로 충전하였다. 플라스크 내용물을 교반하고, 85℃로 가열하였다.
탈이온수(294.9 g)와 31.5%의 AerosolTM A102 계면활성제(8.7 g)를 제 1 용기에 충전하고, 교반하도록 설정함으로써 아크릴레이트 풍부 단량체 에멀젼을 제조하였다. 일단 계면활성제가 물 내로 혼입되면, 하기 단량체를 제1 용기로 계속 교반하면서 천천히 첨가하였다: BA(182.4 g), BMA(264.5 g), MMA(152.0 g), MAA(9.1 g) 및 ALMA(0.5 g).
탈이온수(76.0 g)와 31.5%의 AerosolTM A102 계면활성제(2.2 g)를 제2 용기에 충전하고, 교반하도록 설정함으로써 카보실록산 풍부 단량체 에멀젼을 제조하였다. 일단 계면활성제가 물 내로 혼입되면, 하기 단량체를 제1 용기로 계속 교반하면서 천천히 첨가하였다: MD'M-ALMA(121.6 g), MMA(28.1 g) 및 MAA(2.3 g). 카보실록산 풍부 단량체 에멀젼을 10분 동안 7,000 rpm에서의 균질화를 사용하여 추가로 유화시켰다.
과황산나트륨(1.5 g) 및 탈이온수(40.3 g)를 함유하는 공동공급 촉매 용액(cofeed catalyst solution)을 제조하였다.
탄산나트륨(1.5 g) 및 탈이온수(40.3 g)를 함유하는 공동공급 완충 용액을 제조하였다.
85℃의 반응 설정점 온도에서, 제1 용기로부터의 34.2 g의 아크릴레이트 풍부 단량체 에멀젼을 탈이온수 세정액(15.2 g)과 함께 플라스크 내용물에 충전하였다. 이어서, 탈이온수(15.2 g) 내 과황산나트륨(3.4 g)의 개시제 용액을 플라스크 내용물에 첨가하였다. 초기 중합 후, 제1 용기 내 아크릴레이트 풍부 단량체 에멀젼의 잔류량을 6.05 g/분의 속도로 15분 동안 그리고 이어서 13.01 g/분으로 60분 동안 플라스크 내용물에 공동공급했다. 아크릴레이트 풍부 단량체 에멀젼의 공동공급과 동시에, 공동공급 촉매 용액 및 공동공급 완충 용액을 0.44 g/분의 속도로 95분 동안 반응기 내용물에 첨가하였다.
아크릴레이트 풍부 단량체 에멀젼의 첨가 후, 제2 용기 내 카보실록산 풍부 단량체 에멀젼을 11.51 g/분의 속도로 20분 동안 반응기 내용물에 첨가하였다. 다양한 공급의 완료 후, 플라스크의 내용물을 체이싱(chase)하여 잔류 단량체의 양을 줄여서 다단계 중합체 생성물을 제공하였다.
실시예 S1 내지 S4: 다단계 중합체
다단계 중합체를 실시예 SC에 기술된 바와 같이 실질적으로 제조했으며, 표 2에 기재된 각각의 단계에서의 아크릴레이트 풍부 단계 단량체 및 카보실록산 풍부 단계 단량체로 실시예 S1 내지 S4의 각각의 다단계 중합체 내 아크릴레이트 풍부 단계 및 카보실록산 풍부 단계의 총 중량%를 반영하기 위해 적절한 변경이 이루어졌다.
Figure pct00010
중합체 특성
비교예 SC 및 실시예 S1 내지 S4에 따라 제조된 생성물 다단계 중합체를 고형분 백분율, pH, 평균 입자 크기(Brookhaven Instruments BI-90 입자 크기 분석기 사용) 및 TA 기기 모델 2920 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 측정된 유리 전이 온도, Tg에 대해 분석하였다. 그 결과는 표 3에 제공되어 있다.
Figure pct00011
순수 중합체 필름의 기계적 특성
필름의 기계적 특성을 인장 시험에 의해 평가하여 필름의 인장 강도, 인성, 및 유연성을 결정하였다. 각각의 비교예 SC 및 실시예 S1 내지 S4에 따라 제조된 중합체 20 g을 9.4 cm 직경의 페트리 접시에 캐스팅하여 순수한 중합체 필름을 제조하였다. 건조된 필름이 형성될 때까지 중합체 라텍스를 환경 제어실(72℉, 50% 상대 습도)에서 공기 건조하였다. 이어서, 건조된 필름을 페트리 접시에서 박리하고, 0.75 인치 길이 및 0.25 인치 너비의 목 부분을 갖는 3개의 도그 본 조각(dog bone piece)으로 절단하였다. 도그 본 조각을 이후 INSTRON 5565 인장 시험기를 사용하여 10 인치/분의 신장 속도로 환경 제어실(72℉, 50% 상대 습도)에서 시험하였다. 인장 시험의 결과는 표 4에 제공되어 있다.
Figure pct00012
발수성 및 발유분성(Sebum Repellency)
필름의 발수성 및 발유분성은 표면 에너지에 의해 좌우된다. 장기간 동안 높은 발수성 및 발유분성은 건축용 코팅 및 퍼스널 케어 적용(예를 들어, 색조 화장품, 선스크린, 및 방오 제품에서 장기간의 지속적 활성 침착 및 내마찰성(rub-off resistance)의 이점 제공)과 같은 다양한 적용에서 요구된다. 발수성 및 발유분성은 물 접촉각 및 유분 접촉각을 필름의 표면으로부터 측정하여 평가할 수 있다. 구체적으로, 비교예 SC 및 실시예 S1 내지 S4에 따라 제조된 생성물 다단계 중합체를 3 mil 또는 6 mil의 독터 블레이드(doctor blade)로 검은 플라스틱 차트(LENETA P121-16로부터 입수 가능) 상에 끌어내려서 필름을 제조하였다. 끌어내려진 필름을 환경 제어실(72℉ 및 50% 상대습도)에서 적어도 72시간 동안 공기 건조하였다. 이어서, 건조된 필름을 포그 박스(fog box) 내에 적어도 48시간 동안 두어서 필름 표면으로부터 임의의 잔류 계면활성제를 제거하였다. 포그 박스에서 처리 후, 측정을 하기 전에 필름을 환경 제어실(72℉ 및 50% 상대습도)에서 적어도 24시간 동안 공기 건조하였다. 물 또는 유분 액적을 기재 상에 침착시킨지 대략 4초 및 250초 후에 물과 유분의 접촉각 모두를 액적 형태 분석기(Kruss DSA100)를 사용하여 측정하였다. 유분 접촉각 측정을 위해, 표 5에 기재된 조성을 갖는 인공 유분 용액을 제조하였다. 물과 유분의 접촉각 측정 결과는 표 6에 제공되어 있다.
Figure pct00013
Figure pct00014
제형 실시예 G1: 일반 색조 화장품 제형
표 7에 기재된 제형 실시예 G1에 따른 일반 제형을 갖는 색조 화장품 제형을 제조하였다. 상 A 성분을 비커에 첨가하고, 균일해질 때까지 혼합하였다. 이어서, 상 B 성분을 비커 내용물에 균일해질 때까지 혼합하면서 천천히 첨가하였다. 상 C 성분을 별개의 용기에서 균일해질 때까지 혼합하면서 조합하고, 이어서 비커 내용물에 혼합하면서 천천히 첨가하였다. 이어서, 상 D 시험 중합체를 비커 내용물에 균일해질 때까지 혼합하면서 천천히 첨가하였다. 이어서, 상 E 성분을 비커 내용물에 균일해질 때까지 혼합하면서 첨가하였다. 이어서, 상 F 성분을 비커 내용물에 첨가하였다. 이어서, 비커 내용물을 균일해질 때까지 혼합하여 생성물 색조 화장품 제형을 제공하였다.
Figure pct00015
비교예 C1 내지 C3 및 실시예 1 내지 4: 색조 화장품 제형
비교예 C1 내지 C3 및 실시예 1 내지 4의 색조 화장품 제형을 표 8에서 기재된 시험 중합체를 달리 하여 제형 실시예 G1에 따라 제조하였다.
내마모성
비교예 C1 내지 C3 및 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 색조 화장품 제형을 독터 블레이드 필름 적용기를 사용하여 6 mil(0.1524 mm)의 간격을 설정하여 백색 비닐 차트(Leneta로부터 입수 가능) 상에 각각 코팅하고, 22℃에서 적어도 24시간 동안 건조되도록 하였다. 이어서, BYK-Gardner로부터의 색상 분광광도계를 사용하여 각각의 샘플의 색상 측정값을 측정하였다. 색조 화장품 제형의 침착된 필름의 내마모성은 미리 절단한 목욕 타월(55 mm x 45 mm)에 의한 마모 전과 후의 변화(ΔE)를 특징으로 한다. 목욕 타월을 일정한 속도로 주기적으로 앞뒤로 움직이는 이동식 로봇 부분에 고정하였다. 필름을 대략 600 Pa의 압력 하에서 3번의 마모 주기에 의해 목욕 타월로 마모시켰고, 각각의 마모 주기는 6초간 지속되었다. 측정값을 각각의 침착된 필름 상 10군데 지점으로부터 취하였다. 각각의 필름으로부터의 10개의 측정값의 평균이 표 8에 제공되어 있다.
Figure pct00016

Claims (10)

  1. 다단계 중합체로서,
    (a) 아크릴레이트 풍부 단계(acrylate rich stage)로서,
    C1-22 알킬 (메트)아크릴레이트 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 38 내지 100 중량% 미만의 모노에틸렌계 불포화 비이온성, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위;
    아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 초과 내지 50 중량%의 화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체의 구조 단위;
    Figure pct00017

    아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 10 중량%의 모노에틸렌계 불포화 카복실산, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위; 및
    아크릴레이트 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 2 중량%의 분자당 적어도 2개의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 다중에틸렌계 불포화, 아크릴레이트 풍부 단계 단량체의 구조 단위를 포함하는 아크릴레이트 풍부 단계; 및
    (b) 카보실록산 풍부 단계(carbosiloxane rich stage)로서,
    카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 0 내지 90 중량%의 비닐 단량체의 구조 단위; 및
    카보실록산 풍부 단계의 중량을 기준으로 10 내지 100 중량%의 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체의 구조 단위를 포함하는 카보실록산 풍부 단계를 포함하며,
    Figure pct00018

    상기 식에서, a는 0 내지 3이고; d는 0 또는 1이고; 각각의 R1은 수소, C1-10 알킬기 및 아릴기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R2는 수소 및 C1-10 알킬기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R8은 -O-Si(CH3)3 기이고; Y는 화학식 (II), (III) 및 (IV)로 구성된 군으로부터 선택되고,
    Figure pct00019

    상기 식에서, 각각의 R4 및 R6은 수소 및 메틸기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고; 각각의 R3 및 R5는 독립적으로 C1-10 알킬렌기이고; 각각의 R7은 독립적으로 C1-10 알킬기이고; b는 0 내지 4이고, c는 0 또는 1이고,
    화학식 (I)의 제1 카보실록산 단량체 및 화학식 (I)의 제2 카보실록산 단량체는 동일하거나 상이한, 다단계 중합체.
  2. 제1항에 있어서, 담체를 추가로 포함하는, 다단계 중합체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 담체는 물을 포함하는, 다단계 중합체.
  4. 제3항의 다단계 중합체를 포함하는 조성물로서, 상기 조성물은 퍼스널 케어 제형(personal care formulation), 홈 케어 제형(home care formulation), 코팅, 유전 정비 유체, 토목 공학 정비 유체, 건축 제형, 및 약학적 제형으로 구성된 군으로부터 선택되는, 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조성물은 퍼스널 케어 제형이며, 상기 퍼스널 케어 제형은 방수제, 유연제, 보존제, 산화방지제, 향료, 탈취제, 발한 억제 활성제(antiperspirant active), 피부 냉각제, 보습제, 레올로지 개질제, 미적 개질제, 비타민, 피부 보호제, 오일, 유화제, 계면활성제, 펄라이저(pearlizer), 점조도 인자(consistency factor), 증점제, 과지방제(super fatting agent), 안정화제, 중합체, 실리콘 오일, 지방, 왁스, 렉시틴, 인지질, 충전제, 광 관리 분말(light management powder) 또는 입자, 보습제, 세안제, 선 케어(sun care) 활성제, 헤어 트리트먼트 활성제, 비듬 방지제, 및 스킨 케어 활성제로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 퍼스널 케어 활성제를 추가로 포함하는, 조성물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 조성물은 코팅이며, 상기 코팅은 필름 형성 결합제, 흐름 방지제(anti-sag agent), 레벨링제(leveling agent), 경화 촉진제, 유백제, 안료, 레올로지 개질제, 습윤제, 및 산화금속으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 코팅 성분을 추가로 포함하는, 조성물.
  7. 제4항에 있어서, 상기 조성물은 홈 케어 제형이며, 상기 홈 케어 제형은 향료, 구충제, 탈취제, 세정제, 소독제, 세탁용 세제, 세탁용 유연제, 식기용 세제, 변기 세정제, 섬유 사이징제(fabric sizing agent), 윤활제, 및 직물 와이프(textile wipe)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 홈 케어 활성 성분을 추가로 포함하는, 조성물.
  8. 제4항에 있어서, 상기 조성물은 유전 정비 유체이며, 상기 유전 정비 유체는 점토, 잔탄검, 전분, 중합체, 산 가용성 카보네이트 염, 염화나트륨, 및 레올로지 개질제 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 조성물.
  9. 제4항에 있어서, 상기 조성물은 건축 제형이며, 상기 건축 제형은 시멘트, 콘크리트, 접착제, 회반죽, 모르타르, 조인트 화합물(joint compound), 점토, 및 운모 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 조성물.
  10. 제4항에 있어서, 상기 조성물은 약학적 조성물이며, 상기 약학적 제형은 부형제, 생물 활성제, 정제화(tableting) 물질, 불활성 성분, 결합제, 서방제, 착향료, 및 착색제를 추가로 포함하는, 조성물.
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