含有糖矽氧烷共聚物乳化劑的乳液及它們的製備方法和用途的製作方法
2023-07-04 09:25:26
專利名稱：含有糖矽氧烷共聚物乳化劑的乳液及它們的製備方法和用途的製作方法
含有糖矽氧烷共聚物乳化劑的乳液及它們的製備方法和用途相關專利申請的交叉引用和關於聯邦政府基金資助研究的聲明無。
背景技術：
糖娃氧燒(Saccharide siloxane)是本領域已知的。據發現,包含輕基官能糖組分和有機矽氧烷組分的糖矽氧烷在施加至毛髮、皮膚、織物、紙材、木材和其他基底時是有用的。糖組分可以在一個或多個側掛或末端位置或它們的某種組合，通過鍵(包括但不限於醚、酯和醯胺鍵)共價結合至有機矽氧烷。
發明內容
糖矽氧烷共聚物(共聚物)可用作乳化劑。含有該共聚物的乳液可用於個人護理應用。
具體實施例方式糖矽氧烷共聚物(共聚物)可用作油包水(w/o)型乳液，例如有機矽包水乳液的乳化劑。該共聚物包含糖組分和矽氧烷組分。矽氧烷組分形成這種共聚物分子的主鏈。糖組分可以在端基、側基或端基和側基二者中與矽氧烷主鏈結合。或者，糖組分可以在側基中與矽氧烷主鏈結合。該共聚物可以在環境溫度和壓力條件下(例如在25°C和760mmHg)是固體或流體。共聚物在環境條件下是固體還是流體(如液體或膠)取決於多種因素，包括共聚物的聚合度(DP)。該共聚物可以具有2至15，000、或者5至10，000、或者50至5，000、或者100至
I,000、或者 50 至 1, 000、或者 100 至 400 的 DP。或者，該共聚物可以在環境溫度和壓力條件下(例如在25°C和760mmHg)是流體。該共聚物的粘度取決於多種因素，包括共聚物的聚合度(DP)。該共聚物可具有2至500、或者5至500、或者25至500、或者50至400、或者100至400、或者50至350的DP。該共聚物具有如下通式:R2aR1 (3-a)SiO-KSiR2R1O)-(SiRl2O)n]y-SiR1(W)R2a;其中每個R1可以相同或不同並且每個R1包含氫、I至12個碳原子的烷基、有機基團或式R3-Q基團；Q包括環氧基、環烷基環氧基、伯胺或仲胺基、乙二胺、羧基、滷素、乙烯基、烯丙基、酸酐或巰基官能團；下標m和n為0至15,000的整數並且可以相同或不同；每個下標a獨立地為0、1、2或3 ;下標y為整數，從而該共聚物具有低於I百萬的分子量；每個R2具有式Z-(G1)b-(G2)e,並且每個共聚物分子存在平均至少一個R2，其中
G1為包含5至12個碳原子的糖組分，量(b+c)具有I至10的值，並且下標b或下標c可以為O,G2為包含另外被有機基或有機矽基取代的5至12個碳原子的糖組分，每個Z 為連接基並且獨立地選自:-R3-N (R8) -C (O) -R4-, -R3-CH (OH) -CH2-N (R8)-R4-，或者 -R3-CH (N (R4) (R8)) CH2OH ；其中每個R3和每個R4是包含式(R5^(R6)s(R7)t基團的二價間隔基團，其中下標r、s和t中的至少一者為I，並且每個R5和每個R7獨立地為I至12個碳原子的亞烷基或式(R9O)p基團，其中下標ρ為具有I至50的值的整數，並且每個R9為二價有機基團，並且每個R9O可以相同或不同，每個R6為-N(Rs) _，其中R8選自R3、單價烴基、式Z-X基團或-N(H)-與環氧官能團、環烷基環氧官能團、縮水甘油醚官能團、酸酐官能團或內酯的反應產物；每個X獨立地為二價羧酸、磷酸根、硫酸根、磺酸根或季銨基，並且前提條件是R3和R4中的至少一者必須存在於所述連接基中，並且每個R3和每個R4可以相同或不同。每個R1可以相同或不同。每個R1包含氫、I至12個碳原子的烷基、有機基團或式R3-Q基團。基團Q包含環氧基、環烷基環氧基、伯胺或仲胺基、乙二胺、羧基、滷素、乙烯基、烯丙基、酸酐或巰基官能團。下標m和η為O至15，000的整數並且可以相同或不同。或者，每個下標m可以為O至500，並且每個下標η可以為O至500。每個下標a獨立地為O、1、2或3。或者，每個下標a可以為O。當下標a為O時，則下標m和η中的至少一者大於0，並且所有的糖組分均在共聚物上的側基(非端基)中。下標y為整數，從而該共聚物具有低於I百萬的分子量。下標y，以及下標m和η中的至少一者，可以大於0，從而糖組分處於共聚物上的側基中。每個R2具有式Z-(G1)b-(G2)e,並且每個共聚物分子存在平均至少一個R2。基團G1為包含5至12個碳原子的糖組分。下標b或下標c可以為O。然而，量(b+c)具有I至10的值。基團G2為包含5至12個的另外被有機基團或有機矽基團團取代的碳原子的糖組分。「取代的」意指與碳原子結合的氫原子已經由另一取代基(例如由有機基團或有機矽基團)代替。每個Z為連接基。每個Z 獨立地選自:-R3-N (R8) -C (O) -R4-, -R3-CH (OH) -CH2-N (R8) -R4-或-R3-CH (N (R4) (R8))CH2OH0每個R3和每個R4為包含式(R%(R6)s(R7)t基團的二價間隔基團。下標r、s和t中的至少一者為I。每個R5和每個R7獨立地為I至12個碳原子的亞烷基或式(R9O)p基團。下標P為值範圍是I至50的整數。每個R9為二價有機基團。每個R9O可以相同或不同。或者，每個R5和每個R7獨立地為I至12個碳原子的亞烷基，且該共聚物可以無式R9O基團。不希望受理論束縛，認為在用作乳化劑時不含式R9O基團的共聚物可以提供低氣味的乳液。每個R6為-N(Rs)-， 其中R8選自R3、式Z-X基團、單價烴基或-N(H)-與環氧官能團、環烷基環氧官能團、縮水甘油醚官能團、乙酸酐官能團或內酯的反應產物。R8的合適單價烴基可以是飽和烴基或不飽和烴基。當R8為不飽和烴基時，R8可以是烯基。烯基可以具有2至12個碳原子，並且由乙烯基、烯丙基、癸烯基和十二碳烯基例示。或者，該烯基可以具有較長的鏈，如至少14個碳原子。當R8是飽和烴基時，R8可以是烷基。該烷基可以是相對較短的鏈，如I至12個碳原子。或者，該烷基可以具有較長的鏈，如至少14個碳原子。每個X獨立地為二價羧酸、磷酸根、硫酸根、磺酸根或季銨基。R3和R4中的至少一者必須存在於連接基中。每個R3和每個R4可以相同或不同。製備共聚物的方法上述共聚物可以通過如下方法製備，所述方法包括:1)使有機官能聚有機矽氧烷與糖部分反應以產生如上所述的糖矽氧烷共聚物以及2)如果存在溶劑，則移除全部或部分溶劑。在一個實施例中，製備共聚物的方法包括:1)使含有伯胺和仲胺的胺官能聚有機矽氧烷與糖內酯反應以消耗伯胺，2)使步驟I)的產物與封端劑反應以封閉仲胺。步驟I)和2)可以依次進行。或者，步驟I和步驟2可以組合且同時進行。仲胺官能團可以選自氨丙基、氨乙基氨丙基和氨乙基氨異丁基。糖內酯可以是醛糖酸內酯或衍生自糖的另一種內酯。醛糖酸內酯是衍生自糖醛酸的內酯。封端劑可以是內酯、滷代不飽和化合物、環氧官能化合物或酸酐。可以通過使㈧氨基官能聚有機矽氧烷和⑶醛糖酸內酯反應進行步驟1)。成分
(A)可以具有如下式:
權利要求
1.一種乳液，所述乳液包含: A)水相， B)油相，和 C)乳化劑，其中所述乳化劑是如下式的糖矽氧烷共聚物: R2aR1 (3_a) SiO- [ (SiR2R1O) m- (SiR12O) J ,-SiR1 (3_a)R2a ;其中 每個R1可以相同或不同並且每個R1包含氫、烷基、有機基團或式R3-Q基團； Q包括環氧基、環烷基環氧基、伯胺或仲胺基、乙二胺、羧基、滷素、乙烯基、烯丙基、酸酐或疏基官能團； 下標m和η為O至15，000的整數並且可以相同或不同； 每個下標a獨立地為0、1、2或3 ; 下標I為整數，從而所述共聚物具有低於I百萬的分子量； 每個R2具有式Z-(G1)b-(G2)c^並且每個共聚物分子存在平均至少一個R2，其中 G1為包含5至12個碳原子的糖組分， 量(b+c)具有I至10的值，並且 下標b或下標c可以為0， G2為包含另外被有機基或有機矽基取代的5至12個碳原子的糖組分， 每個 Z 為連接基並且獨立地選自:-R3-N (R8) -C (O) -R4-, -R3-CH (OH) -CH2-N (R8) -R4-或 -R3-CH (N (R4) (R8)) CH2OH ； 其中每個R3和每個R4是包含式(R5K(R6)s(R7)t基團的二價間隔基團， 其中下標r、s和t中的至少一者為1，並且 每個R5和每個R7獨立地為I至12個碳原子的亞烷基或式(R9O)p基團，其中 下標P為值範圍是I至50的整數，並且 每個R9為二價有機基團，並且 每個R9O可以相同或不同， 每個R6為-N(Rs)-，其中R8選自R3、式Z-X基團、單價烴基或-N(H)-與環氧官能團、環烷基環氧官能團、縮水甘油醚官能團、酸酐官能團或內酯的反應產物； 每個X獨立地為二價羧酸、磷酸根、硫酸根、磺酸根或季銨基，並且 前提條件是每個R3和每個R4可以相同或不同。
2.根據權利要求1所述的乳液，其中所述水相是不連續的並且所述油相是連續的。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的乳液，其中所述油相包含矽油。
4.根據權利要求3所述的乳液，其中所述矽油是聚二烷基矽氧烷。
5.根據權利要求1或權利要求2所述的乳液，其中所述油是選自烴油、酯、植物油、礦物油或脂肪醇的有機油。
6.根據權利要求1所述的乳液，其中所述共聚物和所述油以使得共聚物/油的重量比為1/1至1/50的量存在。
7.一種組合物,所述組合物包含: (A)根據權利要求1至6中任一項所述的乳液，和 (B)另外的成分。
8.根據權利要求7所述的組合物，其中所述成分(B)選自:另外的有機矽、氣溶膠、抗氧化劑、清潔劑、著色劑、另外的調理劑、沉積劑、電解質、潤膚劑和油、去角質劑、泡沫促進齊 、香料、溼潤劑、密封劑、滅蝨藥、pH控制劑、顏料、防腐劑、殺生物劑、其他溶劑、穩定劑、防曬劑、助懸劑、鞣劑、其他表面活性劑、增稠劑、維生素、植物藥物、蠟、流變學改性劑、止汗齊U、去屑劑、抗痤瘡劑、抗齲劑和傷□癒合促進劑、另外的油、親水介質、填充劑、纖維、成膜聚合物、另外的表面活性劑和/或乳化劑、染料、結構化試劑、活性成分、香料、防腐劑以及它們的組合。
9.根據權利要求7或權利要求8所述的組合物，其中所述組合物是適應於為其所施用於的身體部分提供益處的個人護理組合物。
10.根據權利要求9所述的組合物，其中所述個人護理組合物選自止汗劑和除臭劑、護膚霜、皮膚護理洗劑、保溼劑、面部處理劑如除痤瘡劑或除皺劑、個人清潔劑和面部清潔劑、浴油、香水、古龍香水、香囊、防曬劑、剃鬚前用和剃鬚後用洗劑、剃鬚皂和剃鬚泡沫、洗髮香波、毛髮調理劑、毛髮著色劑、毛髮直順劑、髮膠、摩絲、凝膠劑、燙髮劑、脫毛劑和角質層包覆齊 、化妝品、彩妝、粉底、遮暇膏、胭脂、唇膏、眼線膏、睫毛膏、去油齊 、彩妝去除齊 、皺紋填充劑、皮膚缺陷隱藏劑、皮膚表面平滑劑、睫毛捲曲劑、指甲油、毛髮化妝產品、眼影、身體化妝劑，以及包含抗痤瘡劑、牙齒清潔劑、抗生素、癒合促進劑、營養劑等的散劑、藥物乳膏劑、糊劑或噴霧劑，其可以是預防性的和/或治療性的。
11.一種製備根據權利要求1至6中任一項所述的乳液的方法，所述方法包括: D使所述共聚物分散於所述油中， 2)將所述水相添加至步驟I)的產物，以及 3)混合。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述方法還包括在步驟2)期間和/或其之後使所述乳液經受剪切。
13.根據權利要求11所述的方法，其中步驟2)和步驟3)通過添加所述水相的一部分，混合，並且然後重複直至添加完全部所述水相來逐步進行。
14.一種糖矽氧烷共聚物，所述共聚物具有如下式: R2aR1 (3_a) SiO- [ (SiR2R1O) m- (SiR12O) J ,-SiR1 (3_a)R2a ;其中 每個R1可以相同或不同並且每個R1包含氫、烷基、有機基團或式R3-Q基團； Q包括環氧基、環烷基環氧基、伯胺或仲胺基、乙二胺、羧基、滷素、乙烯基、烯丙基、酸酐或疏基官能團； 下標m和η為O至500的整數並且可以相同或不同；每個下標a獨立地為0、1、2或3 ; 下標I為整數，從而所述共聚物具有低於I百萬的分子量； 每個R2具有式Z-(G1)b-(G2)c^並且每個共聚物分子存在平均至少一個R2，其中 G1為包含5至12個碳原子的糖組分， 量(b+c)具有I至10的值，並且 下標b或下標c可以為0， G2為包含另外被有機基或有機矽基取代的5至12個碳原子的糖組分，每個 Z 為連接基並且獨立地選自:-R3-N (R8) -C (O) -R4-, -R3-CH (OH) -CH2-N (R8) -R4-或-R3-CH (N (R4) (R8)) CH2OH ； 其中每個R3和每個R4是包含式(R5K(R6)s(R7)t基團的二價間隔基團，其中下標r、s和t中的至少一者為1，並且 每個R5和每個R7獨立地為I至12個碳原子的亞烷基或式(R9O)p基團，其中 下標P為值範圍是I至50的整數，並且 每個R9為二價有機基團，並且 每個R9O可以相同或不同， 每個R6為-N(Rs)-，其中R8選自R3、式Z-X基團、單價烴基或-N(H)-與環氧官能團、環烷基環氧官能團、縮水甘油醚官能團、酸酐官能團或內酯的反應產物； 每個X獨立地為二價羧酸、磷酸根、硫酸根、磺酸根或季銨基，並且 前提條件是每個R3和每個R4可以相同或不同。
15.根據權利要求14所述的共聚物，其中每個R5和每個R7獨立地是I至12個碳原子的亞燒基。
16.—種製備如下式的共聚物的方法: R2aR1 (3_a) SiO- [ (SiR2R1O) m- (SiR12O) J ,-SiR1 (3_a)R2a ;其中 每個R1可以相同或不同並且每個R1包含氫、烷基、有機基團或式R3-Q基團； Q包括環氧基、環烷基環氧基、伯胺或仲胺基、乙二胺、羧基、滷素、乙烯基、烯丙基、酸酐或疏基官能團； 下標m和η為O至10，000的整數並且可以相同或不同； 每個下標a獨立 地為0、1、2或3 ; 下標I為整數，從而所述共聚物具有低於I百萬的分子量； 每個R2具有式Z-(G1)b-(G2)c^並且每個共聚物分子存在平均至少一個R2，其中 G1為包含5至12個碳原子的糖組分， 量(b+c)具有I至10的值，並且 下標b或下標c可以為0， G2為包含另外被有機基或有機矽基取代的5至12個碳原子的糖組分， 每個 Z 為連接基並且獨立地選自:-R3-N (R8) -C (O) -R4-, -R3-CH (OH) -CH2-N (R8) -R4-或 -R3-CH (N (R4) (R8)) CH2OH ； 其中每個R3和每個R4是包含式(R5K(R6)s(R7)t基團的二價間隔基團， 其中下標r、s和t中的至少一者為1，並且 每個R5和每個R7獨立地為I至12個碳原子的亞烷基或式(R9O)p基團，其中 下標P為值範圍是I至50的整數，並且 每個R9為二價有機基團，並且 每個R9O可以相同或不同， 每個R6為-N(Rs)-，其中R8選自R3、式Z-X基團、單價烴基或-N(H)-與環氧官能團、環烷基環氧官能團、縮水甘油醚官能團、酸酐官能團或內酯的反應產物； 每個X獨立地為二價羧酸、磷酸根、硫酸根、磺酸根或季銨基，並且 前提條件是每個R3和每個R4可以相同或不同； 其中所述方法包括如下步驟: I)在溶劑的存在下使有機官能聚有機矽氧烷與糖部分反應以製備所述糖矽氧烷共聚物；任選地，ii)移除所述溶劑的一部分:以及 iii)添加油。
17.根據權利要求16所述的方法，其中每個R5和每個R7獨立地是I至12個碳原子的燒基。
18.根據權利要求16所述的方法，其中所述油在步驟i)之前和/或其期間添加。
19.根據權利要求16所述的方法，其中所述油在步驟ii)期間和/或其之後添加。
20.根據權利要求16所述的方法，所述方法還包括4)移除所述溶劑。
21.根據權利要求16所述的方法，其中步驟i)通過使各成分反應來進行，所述成分包括: (A)氨基官能聚有機矽氧烷，和 (B)糖內酯。
22.根據權利要求21所述的方法，其中成分(A)是 /
23.根據權利要求22所述的方法，其中成分(A)選自三甲基甲矽烷氧基封端的聚(二甲基娃氧燒/甲基(氣乙基氣異丁基)娃氧燒)、二甲基甲娃燒氧基封端的聚(_■甲基娃氧烷/甲基(氨丙基)矽氧烷)、三甲基甲矽烷氧基封端的聚(二甲基矽氧烷/甲基(氨乙基氨丙基)矽氧烷)以及它們的組合。
O/R1I
24.根據權利要求21所述的方法，其中成分(B)是
25.根據權利要求24所述的方法，其中成分(B)選自丁內酯、ε己內酯和δ葡糖酸內酯。
26.根據權利要求21所述的方法，其中步驟i)通過使各成分反應來進行，所述成分包括:(A)環氧官能聚有機矽氧烷，和 (B)N-烷基葡糖胺。
27.根據權利要求26所述的方法，其中成分(A)是
28.根據權利要求26所述的方法，其中所述N-烷基葡糖胺是N-甲基葡糖胺。
29.根據權利要求26所述的方法，所述方法還包括通過包含含有烯基官能環氧基的化合物的成分與聚有機基氫矽氧烷的矽氫化來製備所述環氧官能聚有機矽氧烷。
30.根據權利要求29所述的方法，其中所述含有烯基官能環氧基的化合物是烯丙基縮水甘油醚、十二烷基縮水甘油醚、十四烷基縮水甘油醚或十八烷基縮水甘油醚。
31.根據權利要求26所述的方法，其中所述成分還包含烯烴。
32.根據權利要求31所述的方法，其中所述烯烴包括十一碳烯。
33.根據權利要求21所述的方法，其中步驟i)通過包括如下方法進行，所述方法包括: 1)使(a)N-烷基葡糖胺與(b)烯基官能環氧化合物反應，以及 2)使步驟I)的產物與(c)聚有機基氫矽氧烷發生矽氫化反應。
34.根據權利要求33所述的方法，其中所述N-烷基葡糖胺是N-甲基葡糖胺。
35.根據權利要求33所述的方法，其中所述含有烯基官能環氧基的化合物是烯丙基縮水甘油醚、十二烷基縮水甘油醚、十四烷基縮水甘油醚或十八烷基縮水甘油醚。
36.根據權利要求21所述的方法，其中步驟i)的產物含有仲胺官能團，所述方法還包括使步驟i)的產物與選自內酯、滷代不飽和化合物、環氧官能化合物或酸酐的封端劑反應的步驟。
37.根據權利要求16所述的方法，其中所述溶劑是選自甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、2-丙醇、異丁醇、正丁醇以及它們的組合的醇。
38.根據權利要求16所述的方法，其中所述油是矽油。
39.根據權利要求38所述的方法，其中所述油是聚二烷基矽氧烷。
40.根據權利要求16所述的方法，其中所述油是選自烴油、酯、植物油、礦物油或脂肪醇的有機油。
41.根據權利要求16所述的方法，其中所述共聚物和所述油以使得共聚物/油的重量比為1/1至1/50的量存在。
42.一種製備乳液的方法，所述方法包括:I)將水相添加至通過根據權利要求16至41中任一項所述的方法製備的產物，以及 II)混合。
43.根據權利要求42所述的方法，其中所述方法還包括步驟III)在步驟II)期間和/或其之後使所述乳液經受剪切。
44.根據權利要求42所述的方法，其中步驟I)和步驟II)通過添加所述水相的一部分，混合，並且然後重複直至添加完全部所述水相來逐步進行。
45.根據權利要求42所述的方法，其中步驟I)和步驟II)通過在進行混合的同時在一段時間內連續添加所述水相來進行。
46.根據權利要求42所述的方法，所述方法還包括在步驟I)期間添加第二種油。
47.根據權利要求42所述的方法，其中所述水相基於所述乳液的重量以重量計20%至95%的 量存在。
全文摘要
本發明公開了一種乳液，所述乳液含有作為乳化劑的糖矽氧烷共聚物。所述乳液用於配製個人護理產品。
文檔編號C08G77/42GK103154091SQ201180048138
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月15日 優先權日2010年8月23日
發明者辛迪·戴維拉, E·J·喬夫利, C·斯卡武佐, S·託斯, I·范雷斯 申請人:道康寧公司