CN102770111A - 嵌段共聚物及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过沉淀聚合方法自由基聚合制备具有阴离子源性/阴离子性基团的交联共聚物的方法,由该方法获得的共聚物及其用途。
Description
本发明涉及一种通过沉淀聚合法自由基共聚而制备具有阴离子源性(anionogenic)/阴离子性基团的交联共聚物的方法,由该方法获得的共聚物及其用途。
将通常以固态、粉状加工的流变改性剂用于许多工业领域如涂料、造纸、纺织工业、卫生产品、化妆品和药物组合物中。目前最常用的流变改性剂包括交联的聚丙烯酸。
US3,915,921描述了以共聚形式包含烯属不饱和羧酸、(甲基)丙烯酸C10-C30烷基酯和任选的具有至少2个烯属不饱和双键的交联单体的共聚物。它们以中和形式用作用于各种应用场合中的增稠剂。
US2,798,053描述了丙烯酸和每分子具有至少2个烯丙基的聚醚的共聚物。
WO2007/010034描述了一种可通过自由基共聚如下组分而获得的两性共聚物A):
a)至少一种具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物,
b)至少一种选自N-乙烯基咪唑化合物、N-[3-(二甲氨基)丙基]丙烯酰胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺及其混合物的化合物,和
c)至少一种每分子包含至少2个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物。
WO2007/012610描述了一种含有聚硅氧烷基团的共聚物A),其可通过在至少一种包含聚醚基团和/或可自由基聚合的烯属不饱和双键的聚硅氧烷化合物c)存在下自由基共聚如下单体而获得:
a)至少一种具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少1个离子源性和/或离子性基团的化合物,
b)至少一种每分子包含至少2个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物,
其中所述共聚可按照沉淀聚合法进行。
WO2007/010035描述了与阳离子源性/阳离子性基团相比阴离子源性/阴离子性基团摩尔过量或者与阴离子源性/阴离子性基团相比阳离子源性/阳离子性基团摩尔过量的两性共聚物作为毛发用化妆品组合物的流变改性剂的用途,所述共聚物可通过a1)、a2)、b)任选在c)存在下自由基共聚而获得:
a1)至少一种具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少1个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物,
a2)至少一种具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少1个阳离子源性和/或阳离子性基团的化合物,
b)至少一种每分子包含至少2个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物,
c)至少一种包含聚醚基团和/或可自由基聚合的烯属不饱和双键的聚硅氧烷化合物,
其中所述两性共聚物可按照沉淀聚合法由自由基共聚制备。
US4,758,641(和相应的EP279892)描述了一种在选自丙酮和乙酸低级烷基酯的溶剂中在交联剂存在下制备烯属不饱和C3-C5羧酸的聚合物的方法。
US4,692,502描述了一种在有机溶剂中在离子性表面活性剂存在下聚合烯属不饱和羧酸的方法。
US4,526,937描述了一种在具有OH端基且HLB值大于10的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物存在下沉淀聚合烯属不饱和羧酸的方法。
US4,267,103描述了包含羧基的单体的溶液聚合,其中将后者通过与碱金属氢氧化物、氨或胺反应而至少部分中和。
US4,419,502描述了一种在二氯甲烷中在HLB值大于12的聚氧乙烯烷基醚和/或聚氧乙烯山梨醇酯存在下沉淀聚合烯属不饱和羧酸的方法。
EP0584771A1描述了一种烯属不饱和羧酸和位阻稳定剂的聚合物。合适的位阻稳定剂为具有亲水和疏水单元的线性嵌段共聚物和无规梳状聚合物。
US4,375,533描述了一种在羧酸聚合物不溶于其中的聚合介质中在HLB值小于10的表面活性剂存在下聚合烯属不饱和羧酸的方法。
US4,420,596描述了一种在包含石油溶剂油的聚合介质中在1)脱水山梨糖醇酯,2)HLB值小于10的非离子表面活性剂(为甘油或亚烷基二醇的酯)和3)长链醇存在下聚合烯属不饱和羧酸的方法。
EP1209198A1描述了一种聚合物组合物,其包含A)交联的含羧基聚合物和B)至少一种选自多元醇与脂肪酸的酯及其氧化烯加合物的化合物。所述聚合物组合物用作各种水溶液的增稠剂。
未公开的欧洲专利申请08163686.2描述了一种通过在包含H1)甘油单硬脂酸酯和H2)至少一种HLB值为4-10的化合物的助剂组合物H)存在下的沉淀聚合方法自由基共聚包含丙烯酸和交联剂的单体组合物而制备共聚物组合物A)的方法。
还已知的是具有极性端基的聚异丁烯聚合物在化妆品或皮肤病组合物中的用途。例如,EP1481677A1描述了一种局部组合物,其包含抗坏血酸、具有极性端基的聚异丁烯聚合物和N-乙烯基咪唑聚合物。
仍需要高度适合调节各种产品的流变性能以使得它们可例如以凝胶形式配制的聚合物增稠剂。就此而言,优选具有高溶解速率或再分散速率的特征的粉状产品。优选所述产品应具有在含水介质中的高溶解速率或再分散速率的特征。就本发明而言,含水介质为水以及水与至少一种水溶混性溶剂的混合物。所得聚合物配制剂应具有高稳定性且不具有形成沉降固体的倾向。
惊讶地现已发现该目的通过如下聚合方法实现,其中通过在包含i)至少一种具有嵌段结构的化合物和ii)至少一种不同于i)且具有至少一个选自胺基和铵基的含氮原子基团的化合物的助剂组合物存在下通过沉淀聚合法自由基共聚而制备具有阴离子源性和/或阴离子性基团的交联共聚物。
因此,本发明首先提供了一种通过沉淀聚合方法在助剂组合物H)存在下自由基共聚包含如下单体的单体组合物而制备共聚物组合物CP)的方法:
a)基于用于所述聚合的单体总重量为70-100重量%的丙烯酸,
b)基于用于所述聚合的单体总重量为0-30重量%的至少一种不同于a)且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键的水溶性非离子化合物,
c)基于用于所述聚合的单体总重量为0-1重量%的至少一种每分子包含至少两个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物,
所述助剂组合物H)包含:
H1)至少一种具有包含至少一个疏水嵌段和至少一个亲水嵌段的嵌段结构的化合物,和
H2)至少一种不同于H1)的碱性化合物。
在一个优选实施方案中,组分H2)选自具有至少一个选自胺基和铵基的含氮原子基团且不同于H1)的碱性化合物。
在另一优选实施方案中,用于制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物包含:
a)基于用于所述聚合的单体总重量为70-99.99重量%的丙烯酸,
b)基于用于所述聚合的单体总重量为0-29.99重量%的至少一种不同于a)且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键的亲水非离子化合物,
c)基于用于所述聚合的单体总重量为0.01-1重量%的至少一种每分子包含至少两个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物。
本发明进一步提供一种可通过上文和下文所述的方法获得的共聚物组合物CP)。
本发明进一步提供所述共聚物组合物CP)或可由其获得的共聚物在含水组合物中改性该组合物的流变性能的用途。
本发明进一步提供一种包含如下组分的活性成分或效应物质组合物:
A)至少一种可通过如上文和下文所定义的方法获得的共聚物组合物CP),
B)至少一种活性成分或效应物质,和
C)任选至少一种不同于A)和B)的其他助剂。
本发明进一步提供一种化妆品组合物,其包含:
A)至少一种可通过如上文和下文所定义的方法获得共聚物组合物CP),
B)至少一种化妆品可接受的活性成分,和
C)任选至少一种不同于CP)和B)的其他化妆品可接受的助剂。
本发明进一步提供一种药物组合物,其包含:
A)至少一种可通过如上文和下文所定义的方法获得的共聚物组合物CP),
B)至少一种可药用活性成分,和
C)任选至少一种不同于A)和B)的其他可药用助剂。
本发明进一步提供可通过如上文和下文所定义的方法获得的共聚物组合物CP)在食品领域中改性流变性能的用途。
本发明进一步提供可通过如上文和下文所定义的方法获得的共聚物组合物CP)在药物中作为助剂(优选作为固体剂型的包衣组合物或用于所述包衣组合物中)以改性流变性能,作为表面活性化合物,作为或用于胶粘剂中,作为或用于织物、纸、印刷和皮革工业所用的涂料组合物。
本发明进一步提供如上文和下文所定义的嵌段共聚物作为用于通过沉淀聚合方法自由基共聚包含如下单体的单体组合物而制备共聚物组合物
CP)的助剂的用途:
a)基于用于所述聚合的单体总重量为70-100重量%的丙烯酸,
b)基于用于所述聚合的单体总重量为0-30重量%的至少一种不同于a)且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键的水溶性非离子化合物,
c)基于用于所述聚合的单体总重量为0-1重量%的至少一种每分子包含至少两个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物。
优选如上文和下文所定义的嵌段共聚物作为用于通过自由基共聚包含如下单体的单体组合物而制备共聚物组合物CP)的助剂的用途:
a)基于用于所述聚合的单体总重量为70-99.99重量%的丙烯酸,
b)基于用于所述聚合的单体总重量为0-29.99重量%的至少一种不同于a)
且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键的亲水非离子化合物,
c)基于用于所述聚合的单体总重量为0.01-1重量%的至少一种每分子包含至少两个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物。
将本发明助剂体系用于通过沉淀聚合制备CP)带来至少一种如下优点:
-基于该助剂体系的共聚物组合物可容易地干燥;所得干燥组合物可非常容易地再分散且具有高溶解速率的特征;
-基于该助剂体系的共聚物组合物可容易地配制成高浓度的稳定液体组合物(例如所谓的储液)且可进一步加工以获得产品;
-即使在约5-9的生理相容pH范围内,也能获得非常好的增稠性能;
-在制备所述共聚物组合物CP)过程中反应混合物具有更低的粘度,这意味着反应热可更好地耗散;
-在所述反应和/或配制的情况下,较高的固含量是可能的;
-通常可成功避免在聚合反应器中形成沉积物;
-所述更低的粘度和/或高固含量使所述方法更为经济;
-所得凝胶的特征在于具有至少一种如下应用性能:非常好的透明度、非常好的结构、良好的洗出能力。
在本发明的上下文中,措辞烷基包括直链和支化烷基。合适的短链烷基例如为直链或支化C1-C7烷基,优选C1-C6烷基,特别优选C1-C4烷基。这些尤其包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、2-丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,2-二甲基丙基、1,1-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、1,1-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-乙基戊基、1-丙基丁基等。
合适的较长链C8-C30烷基和C8-C30链烯基是直链和支化烷基和链烯基。这些优选为主要呈线性的烷基,正如也在天然或合成脂肪酸和脂肪醇以及羰基合成醇中存在的一样,或者为正如也在天然或合成脂肪酸和脂肪醇以及羰基合成醇中出现的一样主要呈线性的链烯基,其可为单-、二-或多不饱和的。合适的较长链C8-C30烷基例如为正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、二十烷基、山基、二十四烷基、三十烷基等。合适的较长链C8-C30链烯基例如包括正辛烯基、正壬烯基、正癸烯基、正十一碳烯基、正十二碳烯基、正十三碳烯基、正十四碳烯基、正十五碳烯基、正棕榈油基、正十七碳烯基、正十八碳烯基、正十九碳烯基、正二十碳烯基、正二十二碳烯基、正二十四碳烯基、正二棕榈油基、正三十碳烯基等。
在下文中,可衍生自丙烯酸和甲基丙烯酸的化合物有时通过对衍生自丙烯酸的化合物加上字节“(甲基)”而简称。
本发明共聚物组合物CP)可有利地在正常条件(20°C)下配制成凝胶。“凝胶状稠度”表示具有比液体高的粘度且是自支撑的,即无需稳定形状的覆盖物而保持赋予给它们的形状的配制剂。然而,与固体配制剂相反,凝胶状配制剂可在施加剪切力下容易地变形。凝胶状组合物的粘度优选为大于600mPas至约60 000mPas,特别优选6000-30 000mPas。所述凝胶优选为发用凝胶。
在本发明的上下文中,水溶性单体和聚合物应理解为意指在20°C下至少以1g/l溶于水中的单体和聚合物。水分散性单体和聚合物应理解为意指在施加剪切力下(例如通过搅拌)解体成可分散的颗粒的单体和聚合物。亲水性单体优选为水溶性或至少水分散性的。本发明共聚物组合物CP)中存在的共聚物通常是水溶性的。
在本发明的上下文中,对异氰酸酯基呈反应性的基团优选应理解为意指羟基、伯氨基或仲氨基。
H1)具有嵌段结构的化合物
化合物H1优选选自通式(I)、(II)或(III)化合物:
(A)n-X-(B)m (I)
[A-X]p-B (II)
(A)-[X-B]q (III)
其中
n为至少1的整数;
m为至少1的整数;
p为至少2的整数;
q为至少2的整数;
A为疏水基团,其中
在式(I)和(II)化合物中,基团A在每种情况下可具有相同或不同含义且在每种情况下具有一个与基团X的键接位点;
在式(III)化合物中,基团A具有与各基团X相连的q个键接位点;
在式(I)化合物中X为化学键或(n+m)价有机基团,在式(II)和(III)化合物中,X为化学键或二价有机基团;
B为亲水基团。
H1)的疏水基团
在通式(I)、(II)或(III)化合物中,优选至少一个基团A或B为数均分子量为150-1 000 000,特别优选为250-500 000的聚合物基团。
在化合物H1)中,优选所述疏水基团选自:
-C8-C30烷基,
-聚异丁烯基,
-聚四氢呋喃基,
-聚酯基团,
-聚硅氧烷基团,
及其组合。
通式(I)、(II)或(III)化合物中的疏水基团A尤其选自:
-C8-C30烷基,
-聚异丁烯基,
-聚四氢呋喃基,
-聚酯基团,
-聚硅氧烷基团,
及其组合。
合适的C8-C30烷基为直链和支化C8-C30烷基。优选这些为也存在于天然或合成脂肪酸和脂肪醇以及羰基合成醇中的主要呈线性的烷基,或者也存在于天然或合成脂肪酸和脂肪醇以及羰基合成醇中的主要为线性的链烯基,其可为单-、二-或多不饱和的。合适的较长链C8-C30烷基例如为正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、二十烷基、山基、二十四烷基、三十烷基等。
适于作为疏水基团的聚异丁烯基可为直链或支化的。此时,所述聚异丁烯基可仅由异丁烯单元构成或者包含呈共聚形式的共聚单体。优选基本为均聚物的聚异丁烯基。在本发明的上下文中,这些应理解为意指由至少85重量%,优选由至少90重量%,特别优选由至少95重量%的异丁烯单元[-CH2C(CH3)2-]构成的那些聚异丁烯基。共聚单体的比例优选为小于15重量%,特别优选小于10重量%,尤其是小于5重量%,基于所述聚异丁烯基的总重。优选的共聚单体为乙烯基芳族化合物、具有4-10个碳原子且不同于异丁烯的烯烃及其混合物。所述共聚单体优选选自苯乙烯;C1-C4烷基苯乙烯,如2-、3-、4-甲基苯乙烯和4-叔丁基苯乙烯;2-甲基丁-1-烯、2-甲基戊-1-烯、2-甲基己-1-烯、2-乙基戊-1-烯、2-乙基己-1-烯、2-丙基庚-1-烯、1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯及其混合物。
所述聚异丁烯基优选具有150-10 000,特别优选200-6 000,特别是300-4000的数均分子量Mn。
所述聚异丁烯基优选具有窄分子量分布。多分散性优选为至多1.4,特别优选至多1.3,特别是至多1.2。多分散性应理解为意指重均分子量Mw与数均分子量Mn的商(PDI=Mw/Mn)。
具有聚异丁烯基的化合物H1)的制备优选由“高反应性”聚异丁烯起始。“高反应性”聚异丁烯与“低反应性”聚异丁烯的不同之处在于端双键含量。例如,高反应性聚异丁烯包含基于聚异丁烯大分子的总数为至少50mol%的端双键。特别优选具有基于聚异丁烯大分子的总数为至少60mol%,特别是至少80mol%的端双键的聚异丁烯。端双键可为乙烯基双键[-CH=C(CH3)2](β-烯烃)以及亚乙烯基双键[-CH-C(=CH2)-CH3](α-烯烃)。此外,正如所述的那样,使用基本为均聚物的聚异丁烯以制备化合物H1)。在本发明的上下文中,这些应理解为意指由至少85重量%,优选由至少90重量%,特别优选由至少95重量%异丁烯单元[-CH2C(CH3)2-]构成的那些聚异丁烯。
用于制备化合物H1)的合适聚异丁烯为所有可通过常规阳离子或活性阳离子聚合获得的聚异丁烯。然而,优选已在上文所描述的所谓“高反应性”聚异丁烯。
用于制备化合物H1)的合适聚异丁烯例如为获自BASF SE的Glissopal品级,因此例如为1000、1300、2300、SA、V 190、V230、V 500、V 640、V 700和V 1500。
适于制备化合物H1)的聚异丁烯的制备方法例如由DE-A 2702604、EP-A 145235、EP-A 481297、EP-A 671419、EP-A 628575、EP-A 807641和WO99/31151已知。通过活性阳离子聚合异丁烯单体或含异丁烯的单体混合物而制备的聚异丁烯例如描述于US4,946,899、US4,327,201、US5,169,914、EP-A 206756、EP-A 265053、WO02/48216和J.P.Kennedy,B.Ivan,“Designed Polymers by Carbocationic MacromolecularEngineering”,Oxford University Press,New York 1991中。由此全文引用描述聚异丁烯的这些和其他公开文献。
具有聚异丁烯基的化合物H1)的制备优选起始于选自如下组的聚异丁烯:
-高反应性聚异丁烯,
-具有至少一个含氮端基的聚异丁烯,
-聚异丁烯基醇,
-聚异丁烯基醛,
-具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物,
-上述化合物中两种或更多种的混合物。
具有聚异丁烯基的化合物H1)的制备优选起始于高反应性聚异丁烯或以适于与至少一个亲水基团键接的其他方式官能化的聚异丁烯。所述以其他方式官能化的聚异丁烯可通过端双键的单-或多步官能化例如由高反应性聚异丁烯获得。
在第一实施方案中,使用高反应性聚异丁烯以制备具有至少一个聚异丁烯基作为疏水基团的化合物H1)。
在第二实施方案中,使用具有至少一个含氮端基的聚异丁烯以制备具有至少一个聚异丁烯基作为疏水基团的化合物H1)。
所述含氮端基可包含一个或多个氮原子。优选所述含氮端基具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个氮原子。氮原子例如可以以氨基、亚氨基或酰氨基形式引入所述含氮端基中。合适的氨基为伯氨基、仲氨基或叔氨基。
在一个具体实施方案中,使用具有至少一个伯氨基或仲氨基的具有至少一个含氮端基的聚异丁烯以制备具有至少一个聚异丁烯基作为疏水基团的化合物H1)。这些有利地适于进一步与至少一种具有至少一个亲水基团的化合物反应以制备化合物H1)。此时,键接也可通过具有至少一个含氮端基的至少一种聚异丁烯与具有至少一个亲水基团的化合物且与能与二者反应的其他化合物之间的反应而进行。这些包括例如通过下文所详述的多异氰酸酯连接。
优选每个端基具有1-10个氨基。进一步优选所述氨基选自伯氨基、仲氨基和/或叔氨基。这些例如可为衍生自直链或支化亚烷基多胺。除了所述氮官能团之外,所述含氮端基也可包含其他官能团。这些尤其包括含氧官能团如OH基或醚基。
具有至少一个含氮端基的聚异丁烯(也称为聚异丁烯胺或PIBA)及其制备方法是已知的。氨基官能化的合适方法的综述可参见WO03/085011及其所引用的文献,尤其是EP-A 382405、WO98/20053以及下文所列的文献。此外,该文献描述了制备OH-或醛官能化的聚异丁烯的多种方法(例如参见EP-A 468966)。以此方式制备的聚异丁烯衍生物可以以本身已知的方式通过还原胺化而氨基官能化。合适官能化方法的实例为由文献已知且列于下文中的官能化方法(1)-(8):
(1)使聚异丁烯反应以获得聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)并进一步与氨或胺反应;
(2)使聚异丁烯氢甲酰化,随后使氢甲酰化产物在氨、胺或氨基醇存在下还原胺化,或者使聚异丁烯在氨、胺存在下在还原条件下氢甲酰化,如EP-A 244616或WO94/24231所述;
(3)使聚异丁烯硼氢化,随后使硼烷加合物氧化分解(参见J.P.Kennedy和B.Ivan,“Designed Polymers by Carbocationic MacromolecularEngineering”,第178及随后各页),且随后以本身已知的方式在氨或胺存在下还原胺化;
(4)在还原条件下硼氢化或氢甲酰化,以获得聚异丁烯基醇,随后烷氧基化并在氨或胺存在下还原胺化(参见EP-A 277345、WO98/20053和WO00/50543);
(5)使聚异丁烯与含氮氧化物的氧化剂反应,随后将以此方式引入的NOx基团还原成NH2基团,例如参见DE-A 4425834、WO96/03367、WO96/03479、WO97/03946;
(6)使聚异丁烯环氧化,随后使环氧化产物与氨、胺或氨基醇反应,任选随后或同时消除水并催化还原,例如参见WO92/12221、WO92/14806,EP-A 476485、EP 539821、EP-A 696572和DE-A 19620262;
(7)在酸性催化下使聚异丁烯氢氰化,随后以DE-OS 2061057或EP-A567810所述Ritter反应水解(关于Ritter·反应,还参见Houben-Weyl,E5,第1032-1041页(1985)或Houben-Weyl,XI/1,第994及随后各页(1957);或
(8)使聚异丁烯与苯酚在Friedel-Crafts条件下反应,随后使聚异丁烯基苯酚与甲醛和胺以Mannich反应机理反应(例如参见WO01/25293和WO01/25294)。
优选用于制备具有至少一个含氮端基的聚异丁烯的胺选自氨和不同于其的式HNRcRd的胺,其中基团Rc和Rd选自氢、C1-C20烷基、C3-C8环烷基和C1-C20烷氧基。就此而言,所述烷基和烷氧基取决于其链长可间隔有1-10个不相邻的杂原子(优选选自N和O),其中N杂原子在每种情况下又可具有取代基,所述取代基优选选自C1-C6烷基、C3-C8环烷基、C6-C14芳基和杂芳基。此外,Rc和Rd与其所键接的氮原子一起可形成可具有一个或两个选自N和O的其他杂原子或者可被1个、2个或3个C1-C6烷基取代的5-、6-或7-员环。此外,Rc和Rd也可为芳基和杂芳基。芳基和杂芳基任选具有1-3个选自例如羟基和上述烷基、环烷基或烷氧基和聚异丁烯基的取代基。
合适基团Rc、Rd例如为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基和正己基,环戊基、环己基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、二烷基、吡咯烷基、哌啶基、吡啶基和嘧啶基。
仅具有一个伯氨基官能的合适式HNRcRd化合物例如为甲胺、乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺、戊胺、己胺、环戊胺、环己胺、苯胺和苄胺。
仅具有一个伯氨基官能且其中基团Rc或Rd为间隔有杂原子O和/或被杂原子O取代的烷基的合适式HNRcRd化合物例如为:CH3-O-C2H4-NH2、C2H5-O-C2H4-NH2、CH3-O-C3H6-NH2、C2H5-O-C3H6-NH2、正C4H9-O-C4H8-NH2、HO-C2H4-NH2、HO-C3H7-NH2和HO-C4H8-NH2。
仅具有一个仲氨基官能的合适式HNRcRd化合物例如为二甲胺、二乙胺、甲基乙基胺、二正丙基胺、二异丙基胺、二异丁基胺、二仲丁基胺、二叔丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二环戊基胺、二环己基胺和二苯基胺。
仅具有一个仲氨基官能且其中基团Rc和Rd为间隔有杂原子O和/或被杂原子O取代的烷基的合适式HNRcRd化合物例如为(CH3-O-C2H4)2NH、(C2H5-O-C2H4)2NH、(CH3-O-C3H6)2NH,(C2H5-O-C3H6)2NH、(正C4H9-O-C4H8)2NH、(HO-C2H4)2NH、(HO-C3H6)2NH和(HO-C4H8)2NH。
其中Rc和Rd与其所键接的氮原子一起形成可具有1个或2个选自N和O的杂原子且可被1个、2个或3个C1-C6烷基取代的5-、6-或7-员环的合适式HNRcRd化合物例如为吡咯烷、哌啶、吗啉和哌嗪及其取代的衍生物,如N-C1-C6烷基哌嗪和二甲基吗啉。
具有间隔有N和/或被N取代的烷基的合适式HNRcRd化合物为亚烷基二胺、二亚烷基二胺、二亚烷基三胺、三亚烷基四胺和不同于其的聚亚烷基多胺。这些包括低聚或聚亚烷基亚胺,尤其是低聚或聚乙烯亚胺。优选由2-20个,特别优选2-10个,特别是2-3个乙烯亚胺单元构成的低聚乙烯亚胺。特别合适的有乙二胺、正丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、二亚乙基三胺和三亚乙基四胺,以及还具有至少一个伯氨基官能或仲氨基官能的其烷基化产物如3-(二甲氨基)正丙胺、N,N-二甲基乙二胺、N,N-二亚乙基二胺和N,N,N',N'-四甲基二亚乙基三胺。
其他合适的式HNRcRd化合物为氧化烯,尤其是氧化乙烯与伯胺的反应产物,以及氧化乙烯与乙烯亚胺和/或伯或仲C1-C6烷基胺的共聚物。
特别合适的具有至少一个含氮端基且用于制备具有至少一个聚异丁烯基作为疏水基团的化合物H1)的聚异丁烯为聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)与氨或者尤其是与胺的反应产物。聚异丁烯基琥珀酸酐可通过使高反应性聚异丁烯与马来酸酐反应而制备。该反应以烯反应机理进行,且以此方式获得的产物与胺的进一步反应已描述于DE2702604A1中。目前的综述可参见WO2008/132083。在这些PIBSA反应产物中,特别优选式(A)的聚异丁烯基琥珀酰亚胺(PIBSI):
其中
Rf为聚异丁烯基,且
Rg为具有端氨基的烃基。
PIBSI通过使PIBSA与氨或伯胺H2NRg(尤其是二-或多胺)反应而获得。
Rg优选具有一种上述对式HNRcRd胺中的基团Rc和Rd所述的含义。由此参照其全部内容。
优选Rg为氢或具有端氨基且可为脂族或芳族的烃基。
特别优选Rg为具有1-60个碳原子,特别是2-30个碳原子,尤其是2-16个碳原子的脂族碳基。
特别合适的基团Rg的实例为直链或支化的ω-氨基亚烷基,如ω-氨基亚甲基、ω-氨基亚乙基、ω-氨基亚丙基、ω-氨基亚丁基、ω-氨基亚戊基和ω-氨基亚己基。
此外,Rg优选为其中亚烷基链间隔有一个或多个氨基的式NRh氨基亚烷基,其中基团Rh彼此独立地为氢或C1-C6烷基。Rh特别优选为氢。所述基团Rg例如具有如下结构:
-(CH2)x-NH-[(CH2)y-NH]z-(CH2)x-NRkRl
其中x和y彼此独立地为1-6,优选为2-4,特别优选为2或3,且z为0-8,且Rk和Rl彼此独立地为氢或C1-C6烷基。特别地,Rk和Rl为氢或甲基,尤其为氢。
特别优选的基团Rg衍生自聚亚烷基多胺,尤其是聚亚乙基多胺和聚亚乙基亚胺。特别合适的基团Rg衍生自如下胺:二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和五亚乙基四胺。
非常特别优选的基团Rg的一个实例为:
-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2
基团Rg也可包含其他官能团,尤其是羟基和/或醚基团。然而,其优选仅用氨基官能化。
当然也可使用不同通式(A)聚异丁烯琥珀酰亚胺的混合物或者聚异丁烯琥珀酰亚胺(A)与不同与此的其他含氮聚异丁烯衍生物的混合物作为用于制备(H1)的组分。
其他合适的PIBSA与胺的反应产物优选选自式(B)、(C)和(D)化合物及其混合物:
其中
Rf为聚异丁烯基,且
Rm为烃基。
式(B)、(C)和(D)的化合物可以以靶向方式通过改变反应条件而制备,或者以聚异丁烯琥珀酰亚胺(A)的组合物中的副产物形式提供。
式(B)的聚异丁烯琥珀酰胺酸作为PIBSA与伯胺的等摩尔反应以获得聚异丁烯琥珀酰亚胺(A)的中间体形式获得。
式(C)的聚异丁烯琥珀酰胺作为PIBSA与摩尔过量的胺反应中的主要产物形式形成。在化合物(C)的制备过程中,优选PIBSA与胺的定量摩尔比为约1:2。
在式(D)的二琥珀酰亚胺中,Rm为经由氨基引入第二琥珀酰亚胺环且衍生自Rg的基团。
在第三实施方案中,使用至少一种选自聚异丁烯基醇、聚异丁烯基醛及其混合物的聚异丁烯制备具有至少一个聚异丁烯基作为疏水基团化合物H1)。
根据该第三实施方案,具有聚异丁烯基的化合物H1)的制备优选由选自通过聚异丁烯的氢甲酰化而获得的产物的聚异丁烯起始。优选使用高反应性聚异丁烯以进行氢甲酰化。在氢甲酰化过程中形成的羰基产物包括聚异丁烯基醛和/或聚异丁烯基醇。聚异丁烯基醛和含聚异丁烯基醛的混合物可按照已知方法通过氢化转化成聚异丁烯基醇。高反应性聚异丁烯的氢甲酰化和氢化例如描述于EP-A-244616中,在此引用其全部内容。具有高聚异丁烯基醇含量的产物也可通过还原氢甲酰化而获得,例如如EP-A-277345所述。通过氢甲酰化获得的聚异丁烯基醇由于该反应而具有比起始聚异丁烯多一个的CH2基团。它们可由式R-CH2-OH表示,其中R为聚异丁烯基。为了制备式R-OH的聚异丁烯基醇(其中R为聚异丁烯基),起始物质例如为还具有主要位于聚合物链内部(例如β和γ位)的双键的聚异丁烯。然后,通过臭氧解和随后的还原,或者通过环氧化和随后的反应,或者通过硼氢化和随后的水解,或者通过用氯或溴卤化和随后碱水解而将这些转化成聚异丁烯醇。后面所述的方法描述于WO00/50543中。
在第四实施方案中,使用至少一种选自具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物的聚异丁烯以制备具有至少一个聚异丁烯基作为疏水基团的化合物H1)。合适的衍生物例如为羧酸酐、羧酸酯、羧酰胺、羧酰亚胺和羧酸盐。
具有羧酸基和/或羧酸酐基的聚异丁烯的制备可如前文所述的那样,通过使高反应性聚异丁烯与马来酸酐反应而制备。用于制备聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)该烯反应描述于DE2702604A1和WO2008/132083中。PIBSA可商购获得,例如由BASF SE以商品名SA获得。衍生物也适于制备具有至少一个聚异丁烯基作为疏水基团的化合物H1)。适于与PIBSA反应的醇例如为优选具有2-5个羟基的二元醇和多元醇,例如乙二醇、甘油、二甘油、三甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。适于与PIBSA反应的氨基醇例如为链烷醇胺如乙醇胺和3-氨基丙醇。
在该反应中,PIBSA与指定胺、醇或氨基醇的摩尔比通常为0.4:1-4:1,优选为0.5:1-3:1。在仅具有一个伯氨基或仲氨基的化合物的情况下,通常使用至少等摩尔量的胺。
为了引入疏水基团并提供化合物H1),可使上述PIBSA衍生物乙氧基化和/或丙氧基化。优选PIBSA与所述二元醇、多元醇、胺和氨基醇的反应产物的乙氧基化和/或丙氧基化衍生物。
在一个具体实施方案中,具有聚异丁烯基的化合物H1)的制备起始于具有至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的聚异丁烯。
此外,聚四氢呋喃基也适于作为化合物H1)中的疏水基团,特别是作为通式(I)、(II)或(III)化合物中的疏水基团A。优选数均分子量为约300-10000,特别优选约400-5000的聚四氢呋喃基。
具有聚四氢呋喃基的化合物H1)的制备优选起始于聚四氢呋喃二醇。合适的聚四氢呋喃二醇可通过在酸性催化剂如硫酸或氟硫酸存在下阳离子聚合四氢呋喃而制备。这类制备方法是本领域技术人员所已知的。
在一个具体实施方案中,具有聚四氢呋喃基的化合物H1)的制备起始于具有至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的聚四氢呋喃。
此外,聚酯基团也适于作为化合物H1)中的疏水基团,尤其是作为通式(I)、(II)或(III)化合物中的疏水基团A。优选数均分子量为约300-10000,优选为400-5000的聚酯基团。
具有聚酯基团的化合物H1)的制备优选起始于聚酯二醇。优选基于芳族二羧酸、脂族二羧酸、脂环族二羧酸及其混合物的聚酯二醇。所述二羧酸优选选自对苯二甲酸,间苯二甲酸,邻苯二甲酸,磺基间苯二甲酸Na或K,己二酸,琥珀酸,1,2-、1,3-或1,4-环己烷二甲酸及其混合物。合适的二醇尤其为脂族二醇如乙二醇、丙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1,4-二羟甲基环己烷及其混合物。
优选基于至少一种芳族二羧酸、至少一种脂族二羧酸和至少一种脂族二醇的聚酯二醇。这些尤其包括其中芳族二羧酸占全部二羧酸比例的10-95mol%,尤其是40-90mol%的那些(其余为脂族二羧酸)。
特别优选的聚酯二醇为邻苯二甲酸/二甘醇、间苯二甲酸/1,4-丁二醇、间苯二甲酸/己二酸/1,6-己二醇、5-NaSO3-间苯二甲酸/邻苯二甲酸/己二酸/1,6-己二醇、己二酸/乙二醇、间苯二甲酸/己二酸/新戊二醇、间苯二甲酸/己二酸/新戊二醇/二甘醇/二羟甲基环己烷、5-NaSO3-间苯二甲酸/间苯二甲酸/己二酸/新戊二醇/二甘醇/二羟甲基环己烷、间苯二甲酸/己二酸/新戊二醇/二羟甲基环己烷的反应产物。
还优选基于直链或支化的C8-C30二或多羧酸和C8-C30羟基羧酸的聚酯二醇。优选的羧酸和羟基羧酸例如为壬二酸、十二烷二酸、辛二酸、庚二酸、癸二酸、十四烷二酸、柠檬酸、蓖麻油酸、羟基硬脂酸及其混合物。用于制备这些聚酯二醇的二醇组分优选为1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-二羟甲基环己烷、二甘醇及其混合物。
在具体实施方案中,具有聚酯基团的化合物H1)的制备起始于具有至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的聚酯。
此外,聚硅氧烷基团也适于作为化合物H1)中的疏水基团,尤其是作为通式(I)、(II)或(III)化合物中的疏水基团A。
优选的聚硅氧烷基团为数均分子量为约300-50000,尤其优选400-30000的聚硅氧烷基团。
在具体实施方案中,具有聚硅氧烷基团的化合物H1)的制备起始于具有至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的聚硅氧烷。
为了插入疏水基团并提供化合物H1),可使上述聚硅氧烷化合物进行反应以引入至少一个聚醚基团。优选所述醚基团选自聚氧化乙烯基团、聚氧化丙烯基团和聚(氧化乙烯/氧化丙烯)基团。
合适的聚硅氧烷化合物H1)和用于制备聚硅氧烷化合物H1)的化合物为以INCI名称聚二甲基硅氧烷共聚醇或硅氧烷表面活性剂已知的化合物,例如以商品名(Th.Goldschmidt)、 SiliconePolyol(Genesee)、(Wacker)、(OSI)或DowCorning(Dow Corning)获得的化合物。这些包括CAS号为64365-23-7、68937-54-2、68938-54-5、68937-55-3的化合物。合适的市售化合物为DMC 6031。
由于其聚硅氧烷基团,下文所列化合物(E)、(G)、(J)和(K)优选适于在化合物H1)的制备过程中引入疏水基团(尤其是基团A))。如果下文所列化合物(E)、(G)、(J)和(K)还具有至少一个亲水基团(尤其是基团B),则其也可直接用作(即不进一步反应)组分H1)。这尤其适用于具有至少一个氧化烯重复单元的基团(F)的化合物(E)、(G)、(J)和(K)。
优选的聚硅氧烷化合物H1)和用于制备聚硅氧烷化合物H1)的化合物为通式(E)的聚硅氧烷:
其中
a和b彼此独立地为1-8,
c为2-1000,
Rn和Ro彼此独立地为烷基、环烷基、芳基或芳烷基,
Z1和Z2彼此独立地为式(F)基团:
-(OCH2CH2)u(OCH(CH3)CH2)v-X1-H (F)
其中
在式(F)中,氧化烯单元的次序是任意的,
u和v彼此独立地为0-500的整数,其中u与v之和>0,
X1为O或NRp,其中Rp为氢、烷基、环烷基或芳基。
优选在式(E)中,u与v之和以使得聚硅氧烷H1)的分子量为约300-30000的方式选择。
优选聚硅氧烷H1)中的氧化烯单元的总数,即u与v之和为约3-200,优选为5-180。
优选在式(E)化合物中,基团Rn和Ro彼此独立地选自甲基、乙基、环己基、苯基和苄基。特别优选Rn和Ro均为甲基。
合适式(E)化合物的一个实例为通式(E.1)的双(聚乙二醇)聚二甲基硅氧烷:
其中
c为3-500,优选5-250的整数,且
u1和u2彼此独立地为2-500,特别为3-250,尤其为5-100。
优选的聚硅氧烷化合物H1)和用于制备聚硅氧烷化合物H1)的化合物还选自通式(G)的聚硅氧烷及其混合物:
其中
硅氧烷单元的次数是任意的,
基团Rq在每种情况下彼此独立地为烷基、环烷基或芳基,
d为2-1000的整数,
e为2-100的整数,
f为2-8的整数,且
Z3为OH、NHRr或上文所定义的式(F)基团,其中Rr为氢、C1-C8烷基、C5-C8环烷基或式-(CH2)w-NH2的基团,其中w为1-10,优选2-6的整数。
合适式(G)化合物的一个实例为通式(G.1)的乙氧基化的和/或丙氧基化的聚二甲基硅氧烷:
其中
硅氧烷单元的次序是任意的,
d为2-1000,优选3-500,尤其是5-100的整数,
e为2-100,优选3-50,尤其是4-20的整数,
f为2-8的整数,且
u和v彼此独立地为0-500,优选0-250的整数,其中u与v之和≥1,优选≥5,尤其是≥10。
优选的聚硅氧烷化合物H1)和用于制备聚硅氧烷化合物H1)的化合物还为具有通式(J)重复单元的聚硅氧烷:
其中
d为0-100的整数,
g为1-8的整数,
Rs和Rt彼此独立地为C1-C8亚烷基,
氧化烯单元的顺序是任意的,且
e和f彼此独立地为0-200的整数,其中r与s之和>0。
优选在式(J)中,Rs和Rt彼此独立地为C2-C4亚烷基。
特别地,Rs和Rt彼此独立地为C2-C3亚烷基。
优选式(J)化合物的分子量为约300-100000。
优选在式1.3中,d为1-20的整数,如2-10的整数。
优选式(J)化合物的氧化烯单元的总数,即e与f之和为约3-200,优选为5-180。
优选具有通式(J)重复单元的聚硅氧烷的端基选自(CH3)3SiO、H、C1-C8烷基及其混合物。优选的烷基端基为甲基。
具有通式(J)重复单元的含氨基化合物优选具有约2-50,特别是3-20的胺值。
合适的式1.3烷氧基化硅氧烷胺例如描述于WO-A-97/32917中,在此引用其全部内容。市售化合物例如为Momentive Performance Materials(原Witco)的Silsoft品级,例如Silsoft A-843。
优选的聚硅氧烷化合物H1)和用于制备聚硅氧烷化合物H1)的化合物还有具有通式(K)重复单元的聚硅氧烷及其混合物:
其中
Ru为C1-C8亚烷基,
Rv和Rw彼此独立地为氢、C1-C8烷基或C5-C8环烷基,
硅氧烷单元的顺序是任意的,
h,i和k彼此独立地为0-100,其中h,i和k之和至少为3,
l为2-8的整数,
Z4为式(F.1)基团:
-(OCH2CH2)u(OCH(CH3)CH2)v-ORx (F.1)
其中
在式(F.1)中,氧化烯单元的顺序是任意的,
u和v彼此独立地为0-500的整数,其中u与v之和>0,
Rx为氢或C1-C8烷基。
优选在式(K)中,基团Ru为C2-C4亚烷基。
优选在式(K)中,Rv和Rw彼此独立地为氢或C1-C4烷基。
优选h、i和k以使得式(K)化合物的分子量为约300-100 000,优选为500-50000的方式选择。
优选式(F.1)基团中的氧化烯单元总数,即u与v之和为约3-200,优选为5-80。
优选在式(F.1)中,基团Rx为氢或C1-C4烷基。
合适的式(K)化合物例如为获自Momentive Performance Materials(原Witco)的Silsoft A-858。
另一优选的聚硅氧烷化合物H1)和适于制备聚硅氧烷化合物H1)的化合物为具有INCI名—甲氧基PEG/PPG-7/3氨基丙基聚二甲基硅氧烷的化合物。这由Evonik Industries以商品名Soft AF 100市售。适于制备聚硅氧烷化合物H1)的聚硅氧烷二胺为获自EvonikIndustries(原Th.Goldschmidt)的A-Si 2122(Mn=900g/mol)和A-Si 2322(Mn=2800g/mol)。
H1)的亲水基团
优选在化合物H1)中,亲水基团选自:
-含聚氧化乙烯的基团,
-含聚氧化丙烯的基团,
-含聚(氧化乙烯/氧化丙烯)的基团,
-含聚乙烯亚胺的基团,
-含聚山梨酯的基团,
-含聚甘油的基团,
-含聚乙烯基吡咯烷酮的基团,
及其组合。
具体地,通式(I)、(II)或(III)化合物中的疏水基团B选自:
-含聚氧化乙烯的基团,
-含聚氧化丙烯的基团,
-含聚(氧化乙烯/氧化丙烯)的基团,
-含聚乙烯亚胺的基团,
-含聚山梨酯的基团,
-含聚甘油的基团,
-含聚乙烯基吡咯烷酮的基团,
及其组合。
化合物H1)中的合适亲水基团,尤其是通式(I)、(II)或(III)化合物中的亲水基团A优选为含聚醚的基团,更具体地为含聚氧化乙烯的基团(=含聚乙二醇的基团)、含聚氧化丙烯的基团(=含聚丙二醇的基团)和其中重复单元衍生自聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的共聚物。优选数均分子量为约300-10000,优选为400-5000的含聚醚的基团。含聚(氧化乙烯/氧化丙烯)的基团可包含呈共聚形式的氧化乙烯单元和氧化丙烯单元,其呈无规分布或嵌段分布。
具有聚醚基团的化合物H1)的制备优选起始于聚醚二醇或聚醚一元醇。优选的聚醚一元醇为聚亚烷基二醇单烷基醚。优选的聚亚烷基二醇单烷基醚为聚亚烷基二醇单甲醚和聚亚烷基二醇单乙醚。特别优选聚乙二醇单甲醚。
对制备化合物H1)而言,优选聚乙二醇单甲醚。合适的聚乙二醇单甲醚为获自BASF SE的A至E品级(括号中为分子量),具体为PluriolA 350 E(350g/mol)、Pluriol A 500 E(500g/mol)、Pluriol A 750 E(750g/mol)、Pluriol A 760 E(750g/mol)、Pluriol A 1000 E(1000g/mol)、Pluriol A 1020 E*(1000g/mol)、Pluriol A 2000 E(2000g/mol)、Pluriol A 3010 E*(3000g/mol)和Pluriol A 5010 E*(5000g/mol)。
对制备化合物H1)而言,优选呈聚氧化乙烯二醇(聚乙二醇)形式的聚醚二醇。其以E品级由BASF SE商购获得。这些包括Pluriol E 200、300、400、600、1000、1500、3400、4000、6000、8000、9000和12000。
(商品名/EO含量(%)/分子量)
Pluronic PE 3100/约10/约1000
Pluronic PE 3500/约50/约1900
Pluronic PE 4300/约30/约1750
Pluronic PE 6100/约10/约2000
Pluronic PE 6120/约12/约2100
Pluronic PE 6200/约20/约2450
Pluronic PE 6400/约40/约2900
Pluronic PE 6800/约80/约8000
Pluronic PE 7400/约40/约3500
Pluronic PE 8100/约10/约2600
Pluronic PE 9200/约20/约3650
Pluronic PE 9400/约40/约4600
Pluronic PE 10100/约10/约3500
Pluronic PE 10300/约30/约4950
Pluronic PE 10400/约40/约5900
Pluronic PE 10500/约50/约6500
(商品名/EO含量(%)/分子量)
Pluronic RPE 1720/约20/约2150
Pluronic RPE 1740/约40/约2650
Pluronic RPE 2035/约35/约4100
Pluronic RPE 2520/约20/约3100
Pluronic RPE 2525/约25/约2000
Pluronic RPE 3110/约10/约3500
对化合物H1)的制备的而言,具有一个或两个端氨基的聚醚也适于作为亲水基团。这些可通过用氨胺化上述含聚氧化乙烯的基团、含聚氧化丙烯的基团和含聚(氧化乙烯/氧化丙烯)的基团而制备。
适于作为用于制备化合物H1)的亲水基团的还有含聚乙烯亚胺的基团。这些优选具有约300-10000,优选400-5000的数均分子量。
适于作为用于制备化合物H1)的亲水基团的还有含聚山梨酯的基团。聚山梨酯通过用脂肪酸酯化山梨醇,随后乙氧基化而获得。所述产品例如以商品名吐温市售。
适于作为用于制备化合物H1)的亲水基团的还有含聚甘油的基团。聚甘油混合物可通过在升高的温度下碱催化缩合甘油而制备(Fette,Seifen,Anstrichmittel,第88卷,第3期,1986,第101-106页(4))或者通过在酸性催化剂存在下在升高的温度下使甘油与表氯醇反应而制备(DE-A 3842692)。
通常合适的聚甘油混合物具有如下组成:
0-5重量%的甘油,
20-40重量%的二甘油,
35-55重量%的三甘油,
10-20重量%的四甘油,
5-10重量%的五甘油,
1-5重量%的六甘油,和
0-5重量%的更高级的聚甘油。
化合物H1)的制备优选由聚甘油起始,通过用至少一种具有至少一个羧酸基团或者能酯化的其衍生物和至少一个疏水基团的化合物酯化而进行。这些包括例如脂肪酸和脂肪酸混合物。这些优选包括具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物。
聚甘油酯借助常规方法通过相应聚甘油混合物与所需羧酸或羧酸混合物或其衍生物之间的酯化而制备。合适的衍生物为酐、卤化物和与C1-C4链烷醇的酯。酯化通常在酸性或碱性酯化催化剂如次磷酸、亚磷酸、硫酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、甲醇钠、氧化锡或皂的存在下进行。
聚甘油和聚甘油酯及其制备描述于DE4023593A1中,此处对其进行引用。
具有聚乙烯基吡咯烷酮基的化合物H1)的制备优选起始于聚乙烯基吡咯烷酮均聚物和包含呈共聚形式的N-乙烯基吡咯烷酮和不同于其的其他烯属不饱和单体的共聚物。合适的N-乙烯基吡咯烷酮共聚物通常为中性、阴离子性、阳离子性和两性聚合物。
优选N-乙烯基吡咯烷酮共聚物选自:
N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物,
N-乙烯基吡咯烷酮和丙酸乙烯酯的共聚物,
N-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯的共聚物,
N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸乙烯酯的共聚物,
N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸乙酯与甲基丙烯酸的共聚物,
N-乙烯基吡咯烷酮与N-乙烯基咪唑的共聚物及其通过质子化和/或季铵化而获得的衍生物,
N-乙烯基吡咯烷酮与甲基丙烯酸二甲氨基乙基酯的共聚物及其通过质子化和/或季铵化而获得的衍生物,
N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰和N-乙烯基咪唑的共聚物及其通过质子化和/或季铵化而获得的衍生物。
在具体实施方案中,具有聚乙烯基吡咯烷酮基团的化合物H1)的制备起始于在每种情况下具有至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的聚乙烯基吡咯烷酮均聚物和聚乙烯基吡咯烷酮共聚物。
连接基X
优选化合物H1)具有至少一个将至少一个疏水基团与至少一个亲水基团连接在一起的桥基X)。
通常桥基X)选自键接有至少一个亲水基团和至少一个疏水基团的化学键或二价或多价基团。
优选化合物H1)选自上文所定义的通式(I)、(II)或(III)化合物。此时,基团X优选选自下式基团:
其中
每个基团X中的#表示一个与基团A键接的位点和一个与基团B键接的位点,
Ra和Rb彼此独立地为氢、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基。
所述具有嵌段结构H1)的化合物特别优选选自:
-聚异丁烯基醇烷氧基化物,
-聚异丁烯基胺烷氧基化物,
-至少一种具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物与至少一种具有对酸酐基团呈反应性的端基的聚氧化烯的反应产物,
-具有至少一个聚醚基团的聚硅氧烷化合物,
-至少一种包含至少一个疏水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物、至少一种包含至少一个亲水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物和至少一种多异氰酸酯的反应产物。
氨基甲酸酯化合物H1)
氨基甲酸酯化合物H1)是优选的实施方案。
优选包含呈并入形式的如下化合物的氨基甲酸酯化合物H1):
p1)至少一种包含至少一个疏水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,
p2)至少一种包含至少一个亲水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,和
p3)至少一种多异氰酸酯。
就优选且适于制备氨基甲酸酯化合物H1)的具有至少一个疏水基团的化合物p1)和具有至少一个亲水基团的化合物p2)而言,参见先前与疏水和亲水基团(具体而言,基团A)和B))以及具有这些基团的化合物有关的全部描述。
合适的多异氰酸酯p3)选自具有2-5个异氰酸酯基的化合物、平均具有2-5个异氰酸酯基的异氰酸酯预聚物及其混合物。这些包括例如脂族、脂环族和芳族二-、三-和多-异氰酸酯。合适的二异氰酸酯p3)例如为四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,3,3-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯及其异构体混合物(例如80% 2,4-和20% 2,6-异构体)、1,5-萘二异氰酸酯、2,4-和4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯。合适的三异氰酸酯p3)例如为三苯基甲烷4,4',4″-三异氰酸酯。合适的还有可通过将上述异氰酸酯加成至多官能的含羟基或氨基的化合物上而获得的异氰酸酯预聚物和聚异氰酸酯。通过形成缩二脲、脲基甲酸酯或异氰脲酸酯而形成的聚异氰酸酯也是合适的。
优选所述多异氰酸酯组分p3)包含至少一种具有2个不同反应性异氰酸酯基的二异氰酸酯。此时,特别优选所述多异氰酸酯组分p3)包含异佛尔酮二异氰酸酯及其缩二脲、脲基甲酸酯和/或异氰脲酸酯。此外,所述多异氰酸酯组分p3)优选包含六亚甲基二异氰酸酯。特别地,所述多异氰酸酯组分p3)仅由异佛尔酮二异氰酸酯构成、或仅由六亚甲基二异氰酸酯构成、或由异佛尔酮二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的混合物构成。
在另一实施方案中,所述氨基甲酸酯化合物H1)额外包含至少一种呈并入形式的优选选自分子量为56-280g/mol且每分子包含两个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物的化合物p4)。合适的化合物p4)例如为二醇、二胺、氨基醇及其混合物。
作为化合物p4),优选使用分子量为约62-286g/mol的二醇。这些包括例如具有2-18个碳原子,优选具有2-10个碳原子的二醇,如1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,5-戊二醇、1,10-癸二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇,二-、三-、四-、五-和六甘醇,新戊二醇、环己烷二甲醇及其混合物。特别优选新戊二醇。
优选的氨基醇p4)例如为2-氨基乙醇、2-(N-甲氨基)乙醇、3-氨基丙醇、4-氨基丁醇、1-乙基氨基丁-2-醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、4-甲基-4-氨基戊-2-醇、N-甲基二乙醇胺等。
优选的二胺p4)例如为乙二胺、丙二胺、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷(六亚甲基二胺)、异佛尔酮二胺及其混合物。
描述为组分p4)的化合物可单独使用或者以混合物形式使用。特别优选使用1,2-乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、环己烷二甲醇、N-甲基二乙醇胺及其混合物。
在另一实施方案中,所述氨基甲酸酯化合物H1)额外包含至少一种呈并入形式的优选选自分子量为56-280g/mol且每分子包含一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物的化合物p5)。每分子具有一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的该类化合物也称为阻聚剂。合适的化合物p5)例如为一元醇、以及仅具有一个对NCO基团呈反应性的基团的胺和氨基醇。这些包括甲醇、乙醇、正丙醇等。
一个具体实施方案是包含呈并入形式的如下化合物的氨基甲酸酯化合物H1):
p1)至少一种包含至少一个疏水基团和至少一个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物,其选自具有至少一个含氮端基的聚异丁烯、聚四氢呋喃及其混合物,
p2)至少一种包含至少一个亲水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,其选自聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮及其混合物,
p3)六亚甲基二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯,
p4)任选的至少一种选自新戊二醇、N-甲基二乙醇胺、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、异佛尔酮二胺及其混合物的化合物。
氨基甲酸酯化合物H1)的制备可通过常规方法进行。优选通过两步法制备所述氨基甲酸酯化合物H1。此时,所述各组分的反应优选以使得所得氨基甲酸酯化合物包含呈并入形式的至少一种疏水化合物p1)和至少一种亲水化合物p2)的方式进行。
本发明还提供了一种制备氨基甲酸酯化合物H1)的方法,所述氨基甲酸酯化合物H1)包含呈并入形式的如下化合物:
p1)至少一种包含至少一个疏水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,
p2)至少一种包含至少一个亲水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,和
p3)至少一种多异氰酸酯,
p4)至少一种选自分子量为56-280g/mol且每分子包含两个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物的化合物,
p5)至少一种选自分子量为56-280g/mol且每分子包含一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,
其中
i)在第一步中,使疏水化合物p1)、多异氰酸酯p3)和存在的话任选的至少一些化合物p4)和/或p5)反应以获得含异氰酸酯基的预聚物,和
ii)在第二步中,使在i)中获得的预聚物与亲水化合物p2)和存在的话未在步骤i)中使用的化合物p4)和/或p5)反应。
在第一步i)中,首先由疏水化合物p1)和多异氰酸酯p3)制备含NCO基团的预聚物。需要的话,在该步骤中,如果存在的话,也可使用一部分或全部组分p4)的化合物和/或阻聚剂p5)以制备所述预聚物。然而,优选将阻聚剂p5)用于步骤ii)中。在每种情况下,适当选择组分p3)的量以确保在步骤i)中获得含异氰酸酯基的预聚物。组分p3)的NCO当量对组分p1)和存在的话p4)和p5)的活性氢原子当量之比优选为约1:1-3:1,特别优选为1.01:1-2.5:1,特别为1.05:1-2:1。
优选步骤i)和ii)的反应均在惰性气氛下,如在氮气下进行。此外,在步骤i)和ii)中,该反应均优选在环境压力或在升高的压力下进行。
步骤i)中的反应优选在合适的惰性溶剂或溶剂混合物中进行。合适的溶剂为烃和烃混合物,如戊烷、己烷、环己烷、十氢化萘、粗汽油(ligroin)、石油醚等。合适的还有芳烃如苯、甲苯或二甲苯。合适的溶剂还有非质子极性溶剂如四氢呋喃、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和优选的酮如丙酮和甲基乙基酮。
步骤i)的反应温度优选为约0-120°C,特别优选为5-90°C。如果组分p1)和存在的话p4)和/或p5)包含含胺基的化合物,则反应温度优选为约0-60°C,特别优选为10-40°C。当使用含胺基的组分时,需要的话,则所述反应也在可具有活性氢原子的溶剂或溶剂混合物中进行。此时,除了上文所述的那些之外,优选使用化妆品可接受的溶剂,优选醇如乙醇和异丙醇,以及醇与水的混合物。
需要的话,可将在步骤i)中获得的含NCO基团的预聚物通过本领域技术人员已知的常规方法分离和/或提纯,然后在步骤ii)中进一步反应。优选预聚物的制备和由其制备氨基甲酸酯化合物H1)在不分离中间体的情况下进行。
步骤ii)中的本发明氨基甲酸酯化合物的制备通过使在步骤i)中获得的预聚物与亲水化合物p2)和任选的组分p4)和/或p5)反应而进行。就此而言,所述预聚物的NCO当量对组分p2)和存在的话p4)和p5)的活性氢原子的当量之比为约0.6:1-1.4:1,优选为0.8:1-1.2:1,特别为0.9:1-1.1:1。
所述反应优选也在第二步骤ii)在一种上述溶剂中进行,优选在化妆品可接受的溶剂中进行。如果组分p2)的键接通过胺基进行且也任选使用的化合物p4)和p5)具有胺基作为NCO反应性基团,则所述反应可在醇和醇/水混合物中进行。优选乙醇、异丙醇、其混合物和这些醇与水的混合物。步骤ii)的反应温度优选为约0-60°C,特别优选为10-40°C。如果所得氨基甲酸酯化合物仍具有游离异氰酸酯基,则这些异氰酸酯基最终通过添加化合物p4)、p5)或水而失活。优选使用利用2-氨基-2-甲基-1-丙醇以使游离异氰酸酯基失活。
聚异丁烯基醇烷氧基化物和聚异丁烯基胺烷氧基化物H1)
化合物H1)的具体实施方案为聚异丁烯基醇和聚异丁烯基胺与氧化乙烯和/或氧化丙烯的烷氧基化物。
烷氧基化度(即所述烷氧基化物的聚醚链的平均链长)可由醇或胺与氧化烯的定量摩尔比决定。优选具有约1-1000个,优选约2-500个,特别是3-100个氧化烯单元的醇烷氧基化物。取决于用于所述反应的氧化烯的用量以及反应条件,获得特定烷氧基化度。其通常为统计平均值,这是因为由所述反应获得的醇烷氧基化物中的氧化烯单元的数量不同。
一个优选实施方案是氧化乙烯均烷氧基化物或1,2-氧化丙烯均烷氧基化物。特别优选氧化乙烯均烷氧基化物。
待使用的另一类聚异丁烯基醇烷氧基化物或聚异丁烯基胺烷氧基化物基于氧化乙烯和1,2-氧化丙烯。此时,需要的话,氧化烯可以以无规方式引入。为此,所述氧化烯可以以混合物形式用于烷氧基化。优选氧化烯单元以使得获得至少两个不同的氧化烯嵌段的方式嵌段排列,所述嵌段在每种情况下由两个或更多个相同氧化烯单元形成。如果使用这类嵌段烷氧基化物,则优选所述氧化烯结构部分由2-5个,优选2或3个,特别是2个嵌段构成。所述嵌段共聚醚可通过使一种上述聚异丁烯基醇或聚异丁烯基胺与第一氧化烯反应,随后与不同于此的第二氧化烯反应,并任选在每种情况下进一步随后添加不同于事先所加成的具体氧化烯的氧化烯,直至获得所需嵌段结构而获得。
优选其中EO对PO的摩尔比优选为10:1-1:10的EO-PO共烷氧基化物。优选氧化乙烯以与氧化丙烯相同的摩尔量使用,或者氧化乙烯以相对于氧化丙烯摩尔过量的方式使用。此时,优选其中EO对PO的摩尔比优选为1:1-10:1,特别是1.5:1-5:1的EO-PO共烷氧基化物。
所述醇或胺与氧化烯的反应通过本领域技术人员已知的常规方法且在装配以在压力下工作的用于该目的的常规装置中进行。
所述烷氧基化可由强碱如碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物,布朗斯台德酸或路易斯酸如AlCl3、BF3等催化。对于窄分布的醇氧基化物而言,可使用诸如水滑石或双金属氰化物(DMC)的催化剂。
所述烷氧基化优选在约50-250°C,特别优选90-200°C的温度下进行。在所述氧化烯混合物在所选反应温度的蒸气压下或更高的压力下,将氧化烯或不同氧化烯的混合物供入根据本发明所用的醇或胺与催化剂的混合物中。
需要的话,可用惰性气体(如稀有气体、氮气、CO2)将所述氧化烯稀释至至多99.9%。尤其在氧化乙烯的情况下,这确保了额外的安全性,以防止该氧化烯的气相分解,其中在该实施方案中,也可使用其他氧化烯如氧化丙烯作为本发明上下文中的惰性气体。
合适的烷氧基化条件也描述于Nikolaus [界面活性氧化乙烯加合物],WissenschaftlicheVerlagsgesellschaft mbH,Stuttgart 1984中。原则上,所述烷氧基化在催化剂存在下且不添加溶剂下进行。然而,所述烷氧基化也可在同时使用在所述烷氧基化条件下呈惰性的溶剂下进行。
在一个合适的实施方案中,所述烷氧基化由至少一种强碱催化。合适的强碱例如为碱金属醇盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氧化物或碱土金属氢氧化物。所述碱通常以基于待烷氧基化的醇的量为0.01-1重量%的量使用(参见G.Gee等,J.Chem.Soc.(1961),第1345页;B.Wojtech,Makromol.Chem.66,(1966),第180页)。
所述烷氧基化反应的酸催化也是可能的。除了布朗斯台德酸,路易斯酸也是适合的,如AlCl3、BF3、BF3二醚合物、BF3×H3PO4、SbCl4×2H2O、水滑石(参见P.H.Plesch,The Chemistry of Cationic Polymerization,Pergamon Press,New York(1963))。
在另一实施方案中,所述烷氧基化在作为催化剂的双金属氰化物存在下进行。可使用的DMC化合物原则上为本领域技术人员所已知的所有合适的化合物。适于作为催化剂的DMC化合物例如描述于WO99/16775和DE-A-10117273中。
具有羧酸端基的PIB与聚氧化烯醇或聚氧化烯胺的反应产物H1)
化合物H1)的具体实施方案为至少一种具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物与至少一种具有对羧酸基、羧酸酐基或其他衍生的羧酸基呈反应性的反应性端基的聚氧化烯的反应产物。
关于用于制备具有至少一个羧酸端基或通过酯化、酰胺化或酰亚胺化而获得的基团的这些反应产物H1)的合适聚异丁烯,参见与这些聚异丁烯有关的上述全部内容。此外,关于具有至少一个OH端基或至少一个伯氨基或仲氨基端基的合适聚氧化烯,参见与这些聚氧化烯有关的上述全部内容。
具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物的酯化、酰胺化或酰亚胺化方法原则上是已知的且例如描述于EP0744413A2和US5,137,980,在此引用其内容。
优选将聚异丁烯基酸酐,尤其是PIBSA用于该反应。此外,对该反应而言,优选使用具有亲水基团且选自如下组的化合物:聚氧化乙烯二醇、聚氧化乙烯一元醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯一元醇、聚(氧化乙烯/氧化丙烯)二醇、聚(氧化乙烯/氧化丙烯)一元醇、聚氧化乙烯二胺、聚氧化乙烯一元胺、聚氧化丙烯二胺、聚氧化丙烯一元胺、聚(氧化乙烯/氧化丙烯)二胺、聚(氧化乙烯/氧化丙烯)一元胺及其混合物。
在一个具体实施方案中,助剂H1)包含PIBSA与聚氧化乙烯单甲醚的反应产物。在非常具体的实施方案中,助剂H1)由PIBSA与聚氧化乙烯单甲醚的反应产物构成。为了制备该助剂H1),PIBSA与聚氧化乙烯单甲醚优选以0.9:1-1:2.5,特别优选约1:1的摩尔比使用。所述PIBSA优选具有350-2500,优选500-1500的分子量。所述聚氧化乙烯单甲醚优选具有350-2500,优选500-2000的分子量。
具有至少一个聚醚基的聚硅氧烷化合物(H1)
如上文所述,还已具有至少一个亲水基团(尤其是至少一个基团B))上述聚硅氧烷化合物(E)、(G)、(J)和(K)本身适于用作组分H1)。对具有至少一个具有氧化烯重复单元的基团(F)的化合物(E)、(G)、(J)和(K)而言,尤其如此。由此全文参见与聚硅氧烷化合物(E)、(G)、(J)和(K)有关的前述公开内容。尤其合适的还有具有INCI名称甲氧基PEG/PPG-7/3氨基丙基聚二甲基硅氧烷的化合物(例如Soft AF 100,Evonik Industries)。
所述组分H1)优选以基于100重量份用于所述聚合反应的单体为0.1-15重量份,特别优选0.3-10重量份的量使用。
碱性化合物H2)
作为碱H2),可使用碱金属碱如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾。
在一个优选实施方案中,组分H2)选自不同于H1)且具有至少一个选自胺基和铵基的含氮原子基团的碱性化合物。
在本发明的上下文中,合适的含氨基化合物原则上为具有至少一个伯氨基、仲氨基或叔氨基或季铵基的化合物。优选的具有至少一个季铵基的化合物为当用于本发明方法中时可用作NH3源的那些。
化合物H2)优选选自NH3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、单烷基胺、二烷基胺、三烷基胺、氨基醇、含氮杂环化合物及其混合物。
合适的化合物H2)为NH3以及能在所述反应条件下释放出NH3的化合物。这些优选包括(NH4)2CO3和NH4HCO3。特别优选组分H2)包含碳酸氢铵或由碳酸氢铵构成。
用于本发明方法中的含氨基化合物优选为无水的。在本发明的上下文中,“无水”应理解为意指添加至具有含氨基化合物的反应混合物中的水量以及当使用具有季铵基的化合物时释放出的水量如此之小,以至于用于制备所述共聚物组合物CP)的反应混合物在该聚合反应的整个过程中具有至多2重量%的水含量。
优选含氨基的化合物H2)为C1-C6烷基胺,特别优选正丙胺和正丁胺。
优选含氨基的化合物H2)还有二(C1-C6烷基)胺,特别优选二乙基丙胺和二丙基甲胺。
优选含氨基的化合物H2)还有三(C1-C6烷基)胺,特别优选三甲胺、三乙胺、三异丙基胺等。
优选含氨基的化合物H2)还有氨基醇,如单链烷醇胺、二链烷醇胺、三链烷醇胺、烷基二链烷醇胺、二烷基链烷醇胺及其混合物。
化合物H2)特别优选选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇及其混合物。
此外,所述碱优选选自含氮杂环化合物。优选所述含氮杂环化合物选自如下组:吡咯类、吡咯烷类、吡啶类、喹啉类、异喹啉类、嘌呤类、吡唑类、咪唑类、三唑类、四唑类、中氮茚类、哒嗪类、嘧啶类、吡嗪类、三嗪类、吲哚类、异吲哚类、唑类、唑烷酮类、唑烷类、吗啉类、哌嗪类、哌啶类及其衍生物。上述含氮杂环化合物的合适衍生物可具有至少一个优选选自如下组的其他取代基:烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、COOH、羧酸酯基、SO3H、磺酸酯基、烷氧基羰基、酰基和硝基。所述含氮杂环化合物尤其可具有一个或多个C1-C6烷基取代基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。
优选组分b)包括咪唑或其衍生物。特别优选N-乙烯基咪唑。还优选通式(L)的咪唑或咪唑衍生物:
其中Raa、Rbb和Rcc彼此独立地选自氢;C1-C4烷基,尤其是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基;C5-C6环烷基,尤其是环己基;和C6-C10芳基,尤其是苯基。
通式(L)化合物的实例可参见下表1:
表1
Raa | Rbb | Rcc | Rdd |
H | H | H | H |
Me | H | H | H |
H | Me | H | H |
H | H | Me | H |
Me | Me | H | H |
H | Me | Me | H |
Me | H | Me | H |
Ph | H | H | H |
H | Ph | H | H |
H | H | Ph | H |
Ph | Me | H | H |
Ph | H | Me | H |
Me | Ph | H | H |
H | Ph | Me | H |
H | Me | Ph | H |
Me | H | Ph | H |
H | H | H | Me |
H | H | H | C2H5 |
Me=甲基
Ph=苯基
进一步优选的咪唑衍生物为组氨酸。
优选组分H2)包含至少一种咪唑化合物或由至少一种咪唑化合物构成。所述咪唑化合物H2)特别优选选自咪唑和N-烷基咪唑。优选的N-烷基咪唑为N-甲基咪唑和N-乙基咪唑。特别优选组分H2)包含咪唑或由咪唑构成。
上述含氨基的化合物可单独使用或者以任何所需混合物的形式使用。
优选组分H2)以基于100重量份用于所述聚合反应的单体为0.1-15重量份,特别优选0.3-10重量份的量使用。
共聚物组合物CP)
本发明共聚物组合物CP)的制备通过沉淀聚合进行。在沉淀聚合过程中,所用单体可溶于反应介质(单体、溶剂)中,但不溶于相应聚合物中。所得聚合物在所选聚合条件下变得不溶且从反应混合物中沉淀出。本发明方法本身的特征在于有利的性能,此外还获得具有特别有利性能的共聚物组合物。存在于本发明聚合物组合物中的沉淀聚合物的特征在于其能作为流变改性剂(尤其是作为增稠剂)。干燥的配制剂能非常容易地再分散且具有高溶解速率的特征。其适于配制与基于常规聚合物组合物的凝胶相比具有改善的透明度和/或改善的结构性能和/或改善的洗出能力的凝胶。此外,在聚合过程中不导致反应介质粘度的不希望的过度增大。通常可成功避免形成沉积物。
优选在所述聚合反应的整个过程中,用于制备所述共聚物组合物CP)的反应混合物具有至多5重量%,特别优选至多3重量%,特别是至多2重量%的含水量。
单体a)
为了制备本发明共聚物组合物CP),使用丙烯酸作为单体a)。根据本发明,组分a)以基于用于所述聚合的化合物总重为70-100重量%的量使用。组分a)特别优选以基于用于所述聚合的化合物总重(即单体a)和存在的话b)-f)(加和为100重量%)为70-99.99重量%,特别是75-99.9重量%的量使用。
在第一优选实施方案中,用于通过自由基共聚制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物仅由组分a)和c)构成。此时,组分a)优选以基于用于所述聚合的化合物a)和c)总量为95-99.99重量%,特别优选为98-99.9重量%的量使用。此时,本发明方法尤其用于制备交联的聚丙烯酸。
在第二优选实施方案中,组分a)以基于用于所述聚合的单体(即组分a)-g))总重为70-99.99重量%,优选为75-99.9重量%的量使用。在该实施方案中,用于制备共聚物组合物CP)的单体组合物除组分a)和c)之外,还包含至少一种其他单体。
疏水非离子单体b)
单体b)优选选自下文所列的单体b1)-b4),选自单体类别b1)-b4)中一类的单体混合物、选自单体类别b1)-b4)中两种或更多种的单体混合物。
根据本发明,组分a)以基于用于所述聚合的化合物总重为0-30重量%的量使用。优选单体b)优选以基于用于所述聚合的单体总重量为0.1-29.99重量%,特别优选0.5-25重量%的量使用。
含酰胺基的单体b1)
用于制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物额外可包含呈共聚形式的至少一种通式(IV)的含酰胺基单体b1):
其中
基团R4-R6中一个为式CH2=CR7-基团,其中R7=H或C1-C4烷基,且R4-R6的其余基团彼此独立地为H、烷基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基,其中R4和R5与其所键接的酰胺基一起也可为具有5-8个环原子的内酰胺,其中R5和R6与其所键接的氮原子一起也可为5-7员杂环,条件是基团R4、R5和R6中的碳原子之和至多为8。
优选组分b1)的化合物除所述酰胺基的羰基碳原子之外,还具有至多7个其他碳原子。
优选组分b 1)的化合物选自α,β-烯属不饱和单羧酸的伯酰胺、饱和单羧酸的N-乙烯基酰胺、N-乙烯基内酰胺、α,β-烯属不饱和单羧酸的N-烷基-和N,N-二烷基酰胺及其混合物。
优选的单体b1)为N-乙烯基内酰胺及其衍生物,其可例如具有一个或多个C1-C6烷基取代基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。这些包括例如N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基-5-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-5-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-6-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-6-乙基-2-哌啶酮、N-乙烯基-7-甲基-2-己内酰胺、N-乙烯基-7-乙基-2-己内酰胺等。
特别优选使用N-乙烯基吡咯烷酮和/或N-乙烯基己内酰胺。
合适的单体b1)还为丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。
合适的除酰胺基的羰基碳原子之外还具有至多7个其他碳原子的α,β-烯属不饱和单羧酸的N-烷基-和N,N-二烷基酰胺例如为N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、正戊基(甲基)丙烯酰胺、正己基(甲基)丙烯酰胺、正庚基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、哌啶基(甲基)丙烯酰胺、吗啉基(甲基)丙烯酰胺及其混合物。
适于作为单体b1)的开链N-乙烯基酰胺化合物例如为N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基丙酰胺、N-乙烯基-N-甲基丙酰胺、N-乙烯基丁酰胺及其混合物。优选使用N-乙烯基甲酰胺。
优选组分b1)以基于用于所述聚合的单体总重量为0.1-29.99重量%,特别优选0.5-25重量%的量使用。
单体b2)
在另一实施方案中,用于制备所述共聚物组合物的单体组合物可额外包含呈共聚形式的至少一种具有式(Va)或(Vb)基团的其他单体b2):
其中
#为与具有可自由基聚合α,β-烯属不饱和双键的基团键接的位点,其中在化合物(Va)中,#不为与式CH2=CR7-基团的键接位点,其中R7=H或C1-C4烷基(=单体b1),
Rdd为H或C1-C4烷基,
Ree为H或C1-C4烷基,或
Rdd和Ree一起为(CH2)1-4。
优选单体b2)选自具有式(Va.1)或(Vb.1)基团的单体:
优选单体b2)为下式化合物:
其中Y为O或NRy,其中Ry为H、烷基、环烷基或芳基。
具体单体b2)为下式化合物:
具有脲基的合适单体b2)例如为N-乙烯基咪唑啉-2-酮或N-烯丙基脲咪唑啉-2-酮或咪唑啉-2-酮衍生物。这些包括N-乙烯基-和N-烯丙基咪唑啉-2-酮、N-乙烯氧基乙基咪唑啉-2-酮、N-(2-(甲基)丙烯酰胺基乙基)咪唑啉-2-酮、N-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)咪唑啉-2-酮(=2-脲基(甲基)丙烯酸酯)、N-[2-((甲基)丙烯酰氧基乙酰胺基)乙基]咪唑啉-2-酮等。
优选具有脲基的单体b2)为N-(2-丙烯酰氧基乙基)咪唑啉-2-酮和N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)咪唑啉-2-酮。特别优选为N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)咪唑啉-2-酮(2-脲基甲基丙烯酸酯,UMA)。
优选组分b2)以基于用于所述聚合的单体总重量为0.1-20重量%,特别优选0.5-10重量%的量使用。
单体b3)
在另一实施方案中,用于制备所述共聚物组合物的单体组合物可额外包含呈共聚形式的至少一种选自如下组的其他单体b3):α,β-烯属不饱和单和二羧酸与C2-C30二醇的酯、α,β-烯属不饱和单和二羧酸与具有伯氨基或仲氨基的C2-C30氨基醇的酰胺及其混合物。
合适的其他单体b3)还有丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、乙基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸3-羟丙酯、甲基丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸3-羟丁酯、甲基丙烯酸3-羟丁酯、丙烯酸4-羟丁酯、甲基丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸6-羟己酯、甲基丙烯酸6-羟己酯、丙烯酸3-羟基-2-乙基己酯和甲基丙烯酸3-羟基-2-乙基己酯。
合适的其他单体b3)还有2-羟乙基丙烯酰胺、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、2-羟乙基乙基丙烯酰胺、2-羟丙基丙烯酰胺、2-羟丙基甲基丙烯酰胺、3-羟丙基丙烯酰胺、3-羟丙基甲基丙烯酰胺、3-羟丁基丙烯酰胺、3-羟丁基甲基丙烯酰胺、4-羟丁基丙烯酰胺、4-羟丁基甲基丙烯酰胺、6-羟己基丙烯酰胺、6-羟己基甲基丙烯酰胺、3-羟基-2-乙基己基丙烯酰胺和3-羟基-2-乙基己基甲基丙烯酰胺。
优选组分b3)以基于用于所述聚合的单体总重量为0.1-25重量%,特别优选0.5-20重量%的量使用。
单体b4)
可额外使用至少一种不同于组分a)-f)和可与其共聚单体的单体b4)以制备本发明的共聚物组合物CP)。
合适的化合物b4)选自通式VIa)和VI b)的化合物:
其中
氧化烯单元的顺序是任意的,
k和l彼此独立地为0-1000的整数,其中k与l之和至少为5,
R8为氢或C1-C8烷基,
R9为氢、C1-C30烷基、C2-C30链烯基或C5-C8环烷基,
X为O或式NR10基团,其中R10为H、烷基、链烯基、环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基。
在式VI a)和VI b)中,k优选为1-500,特别是3-250的整数。优选l为0-100的整数。
优选式VI a)中的R8为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基或正己基,尤其为氢、甲基或乙基。
优选式VI a)和VI b)中的R9为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、1,1,3,3-四甲基丁基、乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基、十三烷基、肉豆蔻基、十五烷基、棕榈基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基(arrachinyl)、山基、二十四碳烯基(lignocerenyl)、二十六烷基、三十烷基、棕榈油基(palmitoleinyl)、油基、亚油基、亚麻基、硬脂基、月桂基。
优选VI a)中的X为O或NH。
合适的聚醚丙烯酸酯VI a)例如为上述α,β-烯属不饱和单和/或二羧酸及其酰基氯、酰胺和酸酐与聚醚醇的缩聚产物。合适的聚醚醇可通过使氧化乙烯、1,2-氧化丙烯和/或表氯醇与引发剂分子如水或短链醇R9-OH反应而容易地制备。所述氧化烯可单独使用、或者彼此相继地使用或作为混合物使用。可将所述聚醚丙烯酸酯VI a)自身或以混合物形式用于制备本发明的聚合物。
合适的烯丙基醇烷氧基物VI b)例如为烯丙基氯与相应聚醚醇的醚化产物。合适的聚醚醇可通过使氧化乙烯、1,2-氧化丙烯和/或表氯醇与引发剂醇R9-OH反应而容易地制备。所述氧化烯可单独使用、或者彼此相继地使用或以混合物形式使用。可将所述烯丙基醇烷氧基化物VI b)自身或以混合物形式用于制备本发明所用的聚合物。
交联剂c)
为了制备共聚物组合物CP),根据本发明使用至少一种交联剂,即具有两个或两个以上烯属不饱和非共轭双键的化合物。
优选交联剂基于基于用于所述聚合的化合物总重量以0.01-5重量%,特别优选0.1-4重量%的量使用。
合适的交联剂c)例如为至少二元醇的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、烯丙基醚或乙烯基醚。母体醇的OH基团此时可以完全或部分醚化或酯化;然而,交联剂包含至少两个烯属不饱和基团。
母体醇的实例是二元醇如1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、丁-2-烯-1,4-二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,2-十二烷二醇、1,12-十二烷二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,5-二甲基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,2-环己二醇、1,4-环己二醇、1,4-二(羟甲基)环己烷、羟基新戊酸新戊二醇单酯、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、2,2-二[4-(2-羟基丙基)苯基]丙烷、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、3-硫杂-1,5-戊二醇,还有分子量在每种情况下为200-10000的聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氢呋喃。除了氧化乙烯和氧化丙烯的均聚物外,还可以使用氧化乙烯或氧化丙烯的嵌段共聚物或以掺入形式包含氧化乙烯和氧化丙烯基团的共聚物。具有两个以上OH基团的母体醇的实例是三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、1,2,5-戊三醇、1,2,6-己三醇、氰脲酸、脱水山梨糖醇、糖类如蔗糖、葡萄糖、甘露糖。多元醇当然也可以在与氧化乙烯或氧化丙烯反应之后以对应的乙氧基化物或丙氧基化物使用。多元醇还可以首先通过与表氯醇反应而转化成对应的缩水甘油醚。优选乙二醇二(甲基)丙烯酸酯和聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
其他合适的交联剂c)是一元不饱和醇的乙烯酯或与烯属不饱和C3-C6羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸或富马酸的酯。该类醇的实例是烯丙醇、1-丁烯-3-醇、5-己烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、9-癸烯-1-醇、二环戊烯基醇、10-十一碳烯-1-醇、肉桂醇、香茅醇、巴豆醇或顺式-9-十八碳烯-1-醇。然而,还可以用多元羧酸,例如丙二酸、酒石酸、偏苯三酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、柠檬酸或琥珀酸酯化一元不饱和醇。
其他合适的交联剂c)是不饱和羧酸如油酸、巴豆酸、肉桂酸或10-十一碳烯酸与上述多元醇的不同于(甲基)丙烯酸酯的酯。
此外,适于作为交联剂c)的是具有至少两个在脂族烃情况下不能共轭的双键的直链或支化、线性或环状、脂族或芳族烃,例如二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、1,7-辛二烯、1,9-癸二烯、4-乙烯基-1-环己烯、三乙烯基环己烷或分子量为200-20 000的聚丁二烯。
还适于作为交联剂c)的是具有至少二官能胺的丙烯酰胺类、甲基丙烯酰胺类和N-烯丙基胺。该类胺例如为1,2-二氨基乙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,12-十二烷二胺、哌嗪、二亚乙基三胺或异佛尔酮二胺。同样合适的是烯丙基胺与不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸或上文所述至少二元羧酸的酰胺。
还适于作为交联剂c)的是三烯丙基胺和三烯丙基单烷基铵盐,例如三烯丙基甲基铵氯化物或甲基硫酸盐。
还合适的是脲衍生物、至少二官能酰胺、氰脲酸酯或氨基甲酸酯的N-乙烯基化合物,例如脲、亚乙基脲、亚丙基脲或酒石酸二酰胺的N-乙烯基化合物,例如N,N'-二乙烯基亚乙基脲或N,N'-二乙烯基亚丙基脲。
当然还可以使用上述化合物c)的混合物。
非常特别优选的交联剂c)是乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙基醚、亚甲基二丙烯酰胺、N,N'-二乙烯基亚乙基脲、三烯丙基胺和三烯丙基单烷基铵盐。
阳离子源性/阳离子性单体d)
用于制备共聚物组合物CP)的单体组合物可以额外包含至少一种具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阳离子源性和/或阳离子性基团的化合物d)。
组分d)基于基于用于所述聚合的化合物总重量优选以0.1-29.99重量%,特别优选0.2-25重量%的量使用。
优选共聚物组合物CP)中存在的共聚物具有过量的阴离子源性和/或阴离子性基团。因此,若使用单体d),则其量优选使得CP)中的共聚物具有与阳离子源性/阳离子性基团相比至少5:1,优选至少10:1摩尔过量的阴离子源性/阴离子性基团。
组分d)的阳离子源性和/或阳离子性基团优选为含氮基团,如伯、仲和叔氨基以及季铵基团。含氮基团优选为叔氨基或季铵基团。带电的阳离子性基团可以通过通过用酸或烷基化剂质子化或季铵化而由胺氮产生。这些例如包括羧酸,如乳酸,或无机酸,如磷酸、硫酸和盐酸,或作为烷基化剂的C1-C4烷基卤化物或硫酸酯,如乙基氯、乙基溴、氯代甲烷、溴代甲烷、硫酸二甲酯和硫酸二乙酯。质子化或季铵化通常可以在聚合之前或之后进行。
组分d)优选选自α,β-烯属不饱和单-和二羧酸与可以在胺氮上单烷基化或二烷基化的氨基醇的酯,α,β-烯属不饱和单-和二羧酸与具有至少一个伯或仲氨基的二胺的酰胺,N,N-二烯丙基胺,N,N-二烯丙基-N-烷基胺及其衍生物,乙烯基-和烯丙基取代的氮杂环,乙烯基-和烯丙基取代的杂芳族化合物,及其混合物。
优选的化合物d)是α,β-烯属不饱和单-和二羧酸与氨基醇的酯。优选的氨基醇是在胺氮上单-或二-C1-C8烷基化的C2-C12氨基醇。作为这些酯的酸组分合适的例如是丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸酐、马来酸单丁酯及其混合物。优选使用丙烯酸、甲基丙烯酸及其混合物作为酸组分。
优选的单体d)是(甲基)丙烯酸N-甲基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N-乙基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N-(正丙基)氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N-(叔丁基)氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基甲基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙氨基甲基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基丙基酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙氨基丙基酯和(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基环己基酯。
特别优选丙烯酸N,N-二甲氨基乙基酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙基酯及其混合物。优选的单体d)尤其还有上述化合物的季铵化产物。
在一个非常具体的实施方案中,组分d)仅由(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙基酯构成。
合适的单体d)还有上述α,β-烯属不饱和单-或二羧酸与具有至少一个伯或仲氨基的二胺的酰胺。优选具有一个叔氨基和一个伯或仲氨基的二胺。
优选的单体d)例如为N-[叔丁基氨基乙基](甲基)丙烯酰胺、N-[2-(二甲氨基)乙基]丙烯酰胺、N-[2-(二甲氨基)乙基]甲基丙烯酰胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]丙烯酰胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺、N-[4-(二甲氨基)丁基]丙烯酰胺、N-[4-(二甲氨基)丁基]甲基丙烯酰胺、N-[2-(二乙基氨基)乙基]丙烯酰胺、N-[4-(二甲氨基)环己基]丙烯酰胺和N-[4-(二甲氨基)环己基]甲基丙烯酰胺。
在一个合适的实施方案中,组分d)包含至少一种N-乙烯基咪唑化合物作为乙烯基取代的杂芳族化合物。在一个具体实施方案中,组分d)选自N-乙烯基咪唑化合物和包含至少一种N-乙烯基咪唑化合物的混合物。
合适的N-乙烯基咪唑化合物为下式化合物:
其中R1-R3相互独立地为氢、C1-C4烷基或苯基。R1-R3优选为氢。
还合适的是通式(VII)的N-乙烯基咪唑化合物:
其中R1-R3相互独立地为氢、C1-C4烷基或苯基。
通式(VII)化合物的实例列于下表1中:
表1
R1 | R2 | R3 |
H | H | H |
Me | H | H |
H | Me | H |
H | H | Me |
Me | Me | H |
H | Me | Me |
Me | H | Me |
Ph | H | H |
H | Ph | H |
H | H | Ph |
Ph | Me | H |
Ph | H | Me |
R1 | R2 | R3 |
Me | Ph | H |
H | Ph | Me |
H | Me | Ph |
Me | H | Ph |
Me=甲基
Ph=苯基
作为单体d),优选1-乙烯基咪唑(N-乙烯基咪唑)以及包含N-乙烯基咪唑的混合物。
合适的单体d)还有可以通过上述N-乙烯基咪唑化合物的质子化或季铵化而得到的化合物。该类带电单体d)的实例是季铵化的乙烯基咪唑,尤其是3-甲基-1-乙烯基咪唑氯化物、甲基硫酸盐和乙基硫酸盐。合适的酸和烷基化剂是前文所列那些。优选在聚合后进行质子化或季铵化。
合适的单体d)还有不同于乙烯基咪唑类的乙烯基-和烯丙基取代的氮杂环,如2-和4-乙烯基吡啶、2-和4-烯丙基吡啶及其盐。
阴离子源性/阴离子单体e)
在本发明制备所述共聚物组合物CP)的方法中,可将不同于丙烯酸且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子中具有至少一个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物用作组分e)。组分e)优选以基于用于所述聚合的化合物总重为0-29.99重量%,特别优选0-25重量%的量使用。如果存在的话,则组分e)优选以基于用于所述聚合的化合物总重为0.1-29.99重量%,特别优选0.5-25重量%的量使用。
优选化合物e)选自单烯属不饱和羧酸、磺酸、膦酸及其混合物。
单体e)包括具有3-25个,优选3-6个碳原子的单烯属单-和二羧酸,其也可以其盐或酸酐形式使用。其实例为甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、乌头酸和富马酸。单体e)还包括具有4-10个,优选4-6个碳原子的单烯属不饱和二羧酸(如马来酸)的半酯,如马来酸单甲酯。单体e)还包括单烯属不饱和磺酸和膦酸,如乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、丙烯酸磺乙酯、甲基丙烯酸磺乙酯、丙烯酸磺丙酯、甲基丙烯酸磺丙酯、2-羟基-3-丙烯酰氧基丙基磺酸、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、乙烯基膦酸和烯丙基膦酸。单体e)还包括上述酸的盐,尤其是钠盐、钾盐和铵盐,以及与胺的盐。单体e)可原样使用或者以彼此的混合物形式使用。所述重量比例均是指酸形式。
优选组分e)选自甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、乌头酸及其混合物。
特别优选使用甲基丙烯酸作为组分e)。
其他单体f)
为了制备所述共聚物组合物CP),可额外使用至少一种选自如下组的化合物f):α,β-烯属不饱和单和二羧酸与C1-C30链烷醇的酯;α,β-烯属不饱和单和二羧酸与单-和二(C1-C30烷基)胺的酰胺;N,N-二烯丙基胺、其酸加成盐和季铵化产物;N,N-二烯丙基-N-烷基胺;具有氧化烯基团的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯;乙烯基醇和烯丙基醇与C1-C30单羧酸的酯;C1-C30烷基乙烯基醚、乙烯基芳族化合物、乙烯基卤、偏二卤乙烯、C2-C8单烯烃、具有至少两个共轭双键的非芳族烃及其混合物。
合适的α,β-烯属不饱和单和二羧酸与C1-C30链烷醇的酯例如为(甲基)丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、乙基丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、乙基丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸正十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸肉豆蔻基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸棕榈基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯、(甲基)丙烯酸山基酯、(甲基)丙烯酸二十四碳烯基酯、(甲基)丙烯酸二十六烷基酯、(甲基)丙烯酸三十烷基酯、(甲基)丙烯酸棕榈油基酯、(甲基)丙烯酸油基酯、(甲基)丙烯酸亚油基酯、(甲基)丙烯酸亚麻基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯及其混合物。
合适的α,β-烯属不饱和单和二羧酸与单-和二(C1-C30烷基)胺的酰胺例如为甲基(甲基)丙烯酰胺、甲基乙基丙烯酰胺、乙基(甲基)丙烯酰胺、乙基乙基丙烯酰胺、正丙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、正丁基(甲基)丙烯酰胺、叔丁基(甲基)丙烯酰胺、叔丁基乙基丙烯酰胺、正戊基(甲基)丙烯酰胺、正己基(甲基)丙烯酰胺、正庚基(甲基)丙烯酰胺、正辛基(甲基)丙烯酰胺、1,1,3,3-四甲基丁基(甲基)丙烯酰胺、乙基己基(甲基)丙烯酰胺、正壬基(甲基)丙烯酰胺、正癸基(甲基)丙烯酰胺、正十一烷基(甲基)丙烯酰胺、十三烷基(甲基)丙烯酰胺、肉豆蔻基(甲基)丙烯酰胺、十五烷基(甲基)丙烯酰胺、棕榈基(甲基)丙烯酰胺、十七烷基(甲基)丙烯酰胺、十九烷基(甲基)丙烯酰胺、二十烷基(甲基)丙烯酰胺、山基(甲基)丙烯酰胺、二十四碳烯基(甲基)丙烯酰胺、二十六烷基(甲基)丙烯酰胺、三十烷基(甲基)丙烯酰胺、棕榈油基(甲基)丙烯酰胺、油基(甲基)丙烯酰胺、亚油基(甲基)丙烯酰胺、亚麻基(甲基)丙烯酰胺、硬脂基(甲基)丙烯酰胺、月桂基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基-N-正辛基(甲基)丙烯酰胺、N,N'-二正辛基(甲基)丙烯酰胺及其混合物。
合适的C1-C30烷基乙烯基醚例如为甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、正戊基乙烯基醚、正己基乙烯基醚、正庚基乙烯基醚、正辛基乙烯基醚、1,1,3,3-四甲基丁基乙烯基醚、乙基己基乙烯基醚、正壬基乙烯基醚、正癸基乙烯基醚、正十一烷基乙烯基醚、十三烷基乙烯基醚、肉豆蔻基乙烯基醚、十五烷基乙烯基醚、棕榈基乙烯基醚、十七烷基乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚、十九烷基乙烯基醚、二十烷基乙烯基醚、山基乙烯基醚、二十四碳烯基乙烯基醚、二十六烷基乙烯基醚、三十烷基乙烯基醚、棕榈油基乙烯基醚、油基乙烯基醚、亚油基乙烯基醚、亚麻基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚、月桂基乙烯基醚及其混合物。
合适的乙烯基醇与C1-C30单羧酸的酯例如为甲基乙烯基酯、乙基乙烯基酯、正丙基乙烯基酯、异丙基乙烯基酯、正丁基乙烯基酯、叔丁基乙烯基酯、正戊基乙烯基酯、正己基乙烯基酯、正庚基乙烯基酯、正辛基乙烯基酯、1,1,3,3-四甲基丁基乙烯基酯、乙基己基乙烯基酯、正壬基乙烯基酯、正癸基乙烯基酯、正十一烷基乙烯基酯、十三烷基乙烯基酯、肉豆蔻基乙烯基酯、十五烷基乙烯基酯、棕榈基乙烯基酯、十七烷基乙烯基酯、十八烷基乙烯基酯、十九烷基乙烯基酯、二十烷基乙烯基酯、山基乙烯基酯、二十四碳烯基乙烯基酯、二十六烷基乙烯基酯、三十烷基乙烯基酯、棕榈油基乙烯基酯、油基乙烯基酯、亚油基乙烯基酯、亚麻基乙烯基酯、硬脂基乙烯基酯、月桂基乙烯基酯及其混合物。
合适的单体f)还有N,N-二烯丙基胺和N,N-二烯丙基-N-烷基胺及其酸加成盐和季铵化产物。此处,烷基优选为C1-C24烷基。优选N,N-二烯丙基-N-甲胺和N,N-二烯丙基-N,N-二甲铵化合物如氯化物和溴化物。特别优选N,N-二烯丙基-N-甲基氯化铵(DADMAC)。
合适的具有氧化烯基团的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯f)描述于DE 19838 851(组分e2))中,此处全文引用该文献。
合适的额外单体f)还有乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯及其混合物。
合适的额外单体f)还有乙烯、丙烯、异丁烯、丁二烯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯及其混合物。
上述单体f)在每种情况下可单独或以任何所需混合物的形式使用。
优选组分f)基于用于所述聚合的单体总重量以0-20重量%的量使用。额外单体h)的合适用量基于基于用于所述聚合的化合物总重量为0.1-10重量%,尤其是0.2-5重量%。
在本发明方法的第一优选实施方案中,为了制备所述共聚物组合物CP),基于用于所述聚合的单体总重量使用:
-98-99.9重量%丙烯酸a),和
-0.1-2重量%至少一种交联化合物c)。
在本发明方法的另一优选实施方案中,为了制备所述共聚物组合物CP),基于用于所述聚合的单体总重量使用:
-93-99.7重量%丙烯酸a),
-0.2-5重量%至少一种具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阳离子源性和/或阳离子性基团的化合物d),优选乙烯基咪唑,和
-0.1-2重量%至少一种交联化合物c)。
在本发明方法的另一优选实施方案中,为了制备所述共聚物组合物CP),基于用于所述聚合的单体总重量使用:
-70-99.4重量%丙烯酸a),
-0-29.4重量%至少一种不同于丙烯酸的具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物e),
-0.5-20重量%至少一种化合物b3)和/或b4),和
-0.1-2重量%至少一种交联化合物c),
条件是单体a)和b)的总量为78-99.4重量%。
在上述实施方案的具体方案中,为了制备所述共聚物组合物CP),基于用于所述聚合的单体总重量使用:
-70-99.4重量%丙烯酸a),
-0-29.9重量%至少一种不同于丙烯酸的具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物e),
-0-20重量%至少一种选自(甲基)丙烯酸C1-C7烷基酯,尤其是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯及其混合物的单体b3),
-0-20重量%至少一种优选选自(甲基)丙烯酸C8-C22烷基酯、C8-C22烷基乙烯基醚、被C8-C22烷基封端的聚醚(甲基)丙烯酸酯、被C8-C22烷基封端的烯丙醇烷氧基化物、C8-C22羧酸乙烯酯及其混合物的化合物b4),和
-0.1-2重量%至少一种交联化合物c),
条件是单体a)和e)的总量为78-99.4重量%且单体b3)和b4)的总和为0.5-20重量%。
在两个上述实施方案中,优选将甲基丙烯酸用作组分e)。优选的α,β-烯属不饱和单羧酸与C1-C7链烷醇的酯为甲基丙烯酸甲酯。C18-22烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯的混合物可以以名称Plex-6877-O市购。C16-18烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的混合物可以以名称Lutencryl 250商购获得。
在本发明方法的另一优选实施方案中,为了制备所述共聚物组合物CP)),基于用于所述聚合的单体总重量使用:
-70-99.4重量%丙烯酸a),
-0-29.4重量%至少一种不同于丙烯酸的具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物e),
-基于a)和e)的总重量为0.5-10重量%的至少一种优选选自α,β-烯属不饱和单-和二羧酸与C8-C30链烷醇的酯的化合物e),和
-0.1-2重量%至少一种交联化合物c),
条件是单体a)和e)的总量为88-99.4重量%。
在上述实施方案中,优选将甲基丙烯酸用作组分e)。
在本发明方法的另一优选实施方案中,为了制备所述共聚物组合物CP)),基于用于所述聚合的单体总重量使用:
-70-99.4重量%丙烯酸a),
-0-29.8重量%至少一种不同于丙烯酸的具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物b),
-0-5重量%至少一种具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阳离子源性和/或阳离子性基团的化合物d),优选乙烯基咪唑,
-0.1-30重量%至少一种含酰胺基化合物e),优选乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基己内酰胺,和
-0.1-2重量%至少一种交联化合物c),
条件是单体a)和e)的总量为65-99.8重量%。
在上述实施方案的具体方案中,为了制备所述共聚物组合物CP),基于用于所述聚合的单体总重量使用:
-65-98.7重量%丙烯酸a),
-0.2-5重量%乙烯基咪唑,
-1-30重量%乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基己内酰胺,
-0.1-2重量%至少一种交联化合物c)。
沉淀聚合
根据本发明,共聚物组合物CP)的制备通过沉淀聚合方法进行。对于该聚合,使用聚合原料在其中可溶且形成的聚合物不溶的溶剂。优选使用无水非质子溶剂或溶剂混合物。合适的溶剂例如为芳族烃类如甲苯、二甲苯类、苯;脂族和脂环族烃类如正烷烃或环己烷;乙酸的酯类如乙酸乙酯或乙酸丁酯;醚类如乙醚、二丙基醚、二丁基醚、甲基叔丁基醚或二甘醇二甲基醚;酮类如丙酮或甲基乙基酮,以及这些溶剂的混合物。
优选聚合在环己烷和乙酸乙酯的混合物中进行。环己烷与乙酸乙酯的比例优选为60:40-30:70。优选混合物为53%环己烷与47%乙酸乙酯的共沸混合物。
沉淀聚合通常在20-150°C,优选40-120°C,尤其是60-100°C的温度下进行。
沉淀聚合通常在1-15巴,尤其是1-6巴的压力下进行。若聚合不在升高的压力下进行,则溶剂或溶剂混合物通过对应的沸点温度决定了最高反应温度。
为了制备聚合物,可借助形成自由基的引发剂聚合单体。
可使用的自由基聚合引发剂是常用于该目的的过氧和/或偶氮化合物,例如过氧二硫酸碱金属或铵盐,过氧二乙酰、过氧二苯甲酰、过氧琥珀酰、过氧二叔丁基、过苯甲酸叔丁酯、过新戊酸叔丁酯、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过马来酸叔丁酯、氢过氧化枯烯、过氧二氨基甲酸二异丙基酯、过氧二(邻甲苯甲酰)、过氧二癸酰、过氧二辛酰、过辛酸叔丁酯、过氧二月桂酰、过异丁酸叔丁酯、过乙酸叔丁酯、过氧二叔戊基、氢过氧化叔丁基、2,2'-偶氮二异丁腈、偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、偶氮二(2,4-二甲基戊腈)或2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)。
在具体实施方案中,为了制备本发明共聚物,使用至少两种允许在至少两个阶段中基本独立引发的自由基引发剂。此时可以获得具有特别低残留单体含量的共聚物。对于该共聚,此时优选使用至少两种分解温度相互相差至少10°C的引发剂。就本发明而言,分解温度定义为在2.5小时内50%分子分解成自由基的温度。在该程序的情况下,优选共聚进行到共聚物的沉淀在大于或等于较低分解温度且低于较高分解温度的温度下结束,并在沉淀之后在大于或等于较高分解温度的温度下进行另一反应。
本发明方法优选包括在第一聚合温度下的第一聚合阶段和在高于第一聚合温度的第二聚合温度下的第二聚合阶段,其中为了聚合,使用至少两种引发剂,这两种引发剂在第一聚合温度下的半衰期的差别应使得这些引发剂中的至少一种在第一聚合阶段分解成自由基且这些引发剂中的至少一种在第一聚合阶段基本不分解成自由基,而是在第二聚合阶段分解成自由基。优选在该程序的情况下,第二聚合阶段基本在共聚物沉淀之后开始。“基本”在共聚物沉淀之后应理解为指该共聚物基于该共聚物的总重量优选至少80重量%,优选至少90重量%,尤其至少95重量%以沉淀形式存在。
引发剂的半衰期可以通过本领域熟练技术人员已知的常规方法测定,例如如出版物“Initiators for high polymers”,Akzo Nobel,第10737期所述。优选第一聚合引发剂在第一聚合温度下的半衰期和第二聚合引发剂在第二聚合温度下的半衰期为约1分钟至3小时,特别优选5分钟至2.5小时。需要的话,还可以使用更短的半衰期,例如1秒至1分钟,或超过3小时的更长半衰期,只要确保在更高温度下分解的引发剂基本在第二聚合阶段分解成自由基。
优选所用引发剂体系包含至少两种分解温度相互相差至少15°C的引发剂。在较低温度下分解的引发剂优选具有50-100°C的分解温度。在较高温度下分解的引发剂优选具有80-150°C的分解温度。
沉淀聚合通常可以在至多约25%的固体含量下进行。优选15-26%。通过使用助剂H1)和H2),通常可以省略其他保护性胶体的使用。然而,需要的话,在本发明方法中可以额外使用不同于H1)和H2)的保护性胶体。合适的是易溶于所用溶剂中且不与单体反应的已知保护性胶体聚合物。合适的聚合物例如为马来酸与乙烯基烷基醚和/或具有8-20个碳原子的烯烃的共聚物或马来酸半酯与C10-C20醇或马来酸与C10-C20烷基胺的单-和二酰胺的对应共聚物,以及具有1-20个碳原子的烷基的聚乙烯醇醚和聚乙烯基甲基、乙基、异丁基或十八烷基醚。保护性胶体聚合物的用量通常为0.05-4重量%,优选0.1-2重量%(基于所用单体的总重量)。
聚合可以通过首先引入一些溶剂、助剂H1)和/或H2)和/或任选的保护性胶体聚合物,加热并通过加入引发剂、单体和交联剂(在每种情况下可能溶于相同溶剂或溶剂混合物中)进行聚合而进行。
在另一实施方案中,可以首先部分或完全引入交联剂c)。同样可以首先引入部分单体和引发剂(例如至多50%,优选至多35%)。然后可以将初始进料加热到聚合温度并在开始反应之后可以根据聚合的进程加入待聚合物的剩余混合物。
同样可不首先引入所用交联剂c),而是在聚合过程中完全加入。
助剂H1)优选作为初始进料至少部分在所述聚合开始之前引入。或者,助剂H1)可至少部分与一种单体进料一起或者作为单独的进料加入。助剂H2)优选与丙烯酸a)一起加入。
然后从反应混合物分离沉淀的聚合物,为此可以使用常规沉淀聚合中分离聚合物的任何通常方法。该类方法为过滤、离心、蒸发溶剂或这些方法的组合。
需要的话,可以提纯共聚物组合物。这例如用于除去未聚合成分和/或至少一些助剂。在一个优选实施方案中,在沉淀聚合之后分离共聚物组合物CP)并用液体洗涤介质进行洗涤。合适的洗涤介质原则上为与适合聚合的溶剂相同的溶剂。然而,为了更易干燥聚合物,可取的是使用低沸点的溶剂,如丙酮。
为了除去杂质,可以将共聚物组合物CP)用洗涤介质处理一次或依次处理几次。为此,在合适的装置中使共聚物组合物与洗涤介质紧密接触,然后由共聚物组合物分离出洗涤介质。合适的装置例如为搅拌反应器。就此而言,用洗涤介质处理可以在也用于聚合的容器中进行。共聚物和洗涤介质的分离例如通过过滤或离心进行。为了提高速率,过滤可以在聚合物侧加压下或在排出物侧减压下进行。
本发明进一步提供了可通过上述方法获得的共聚物组合物CP)。
除了在沉淀聚合过程中获得的聚合物颗粒之外,本发明共聚物组合物CP)通常包含至少一种助剂组分H1)和/或H2)。在一个具体实施方案中,不从本发明共聚物组合物CP)中移除用于所述聚合的助剂H1)和H2)。这类共聚物组合物CP)通常具有特别有利的性能。基于该助剂体系的共聚物组合物CP)可容易地干燥,所得干燥组合物非常易于再分散且其特征在于高溶解速率。如上所述,需要的话,助剂H1)和/或H2)可例如通过至少一个洗涤步骤从所述共聚物组合物CP)中部分或完全移除。
助剂H1)和/或H2)可例如通过减少粉尘的形成、改善可倾倒产品或控制粒度、分子量、形貌等而对所述共聚物组合物CP)的其他应用相关性能具有有利影响。
助剂H1)和/或H2)还可对共聚物组合物CP)配制剂的一种或多种其他应用相关性能具有有利影响。因此,例如这些助剂中至少一种的存在可能对用CP)配制的凝胶的透明度具有有利影响。
本发明共聚物组合物CP)和其中存在的共聚物的特征在于它们的pH依赖的溶解度。此时,其通常也有利地易溶于生理相容的5-9的pH值范围内。此外,在该pH值范围内通常也获得良好的增稠效果。
若要将共聚物组合物CP)中存在的共聚物季铵化并中和,则优选首先季铵化,然后中和。
共聚物组合物CP)中存在的共聚物有利地适合改性含水组合物的流变学性能。这些例如可以为含水的活性成分或效应物质组合物。这些可以非常一般地例如为化妆品组合物、药物组合物、卫生产品、涂料、纸张工业和纺织品工业用组合物。
在一个优选实施方案中,该组合物包含至少一种水溶性或至少水分散性活性成分或效应物质。共聚物组合物CP)中存在的共聚物当然还适合用于改性包含至少一种水不溶性(疏水性)活性成分或效应物质的组合物的流变性能。
在本发明范围内,“改性流变性能”应以宽范围理解。共聚物组合物CP)中存在的共聚物通常适合增稠宽范围含水组合物的稠度。取决于液体组合物的基本稠度,通常可以实现由稀薄液体到固体(在“不再流动”的意义上)的流动性能,这取决于共聚物用量。因此,“改性流变性能”应理解为尤其指液体的粘度增加、凝胶触变性能的改善、凝胶和蜡的固化等。本发明组合物优选适合配制含水化妆品和药物产品。优选共聚物CP)的组合物通常是透明的。因此,可以有利地着色配制剂,尤其是化妆品配制剂,而不会损害组合物的固有颜色。此外,该组合物可以以透明凝胶形式配制。
在本发明助剂体系存在下制备的共聚物组合物CP)的特征总体在于有利的流变性能。流变改性性能可以经由用于制备共聚物组合物CP)的单体类型和用量进一步控制。这尤其适用于所用交联剂c)的类型和用量。这进一步尤其适用于表面活性单体在制备CP)中的使用,如聚醚丙烯酸酯IV a)或烯丙醇烷氧基化物IV b)。
共聚物组合物CP)的浓度为0.2重量%的水溶液通常具有7000-15000mPas的粘度(通过布氏粘度计在23°C和100s-1下测定的值)。
共聚物组合物CP)的浓度为0.5重量%的水溶液通常具有15000-60000mPas的粘度(通过布氏粘度计在23°C和100s-1下测定的值)。
共聚物组合物CP)适合制备均相含水组合物以及配制额外包含至少一种水不溶性(疏水性)液体或固体化合物的非均相组合物。“均相组合物”与它们的成分数无关仅具有单一相。“非均相组合物”是两种或更多种相互不溶混的组分的分散体系。这些包括固体/液体、液体/液体和固体/液体/液体组合物,如分散体和乳液,例如具有下面更详细描述的油和/或脂肪组分中的至少一种和水作为不溶混相的O/W和W/O配制剂。原则上,共聚物CP)可以用于水相中或用于油相中。非均相液/液组合物通常基本在水相中包含共聚物CP)。
本发明共聚物组合物CP)非常一般性地适合制备活性成分或效应物质组合物,其包含:
A)至少一种如前所定义的共聚物组合物CP),
B)至少一种活性成分或效应物质,和
C)任选地,至少一种不同于A)和B)的其他助剂。
用于化妆品(例如发用和皮肤用化妆品)、药物、卫生组合物、纺织品处理组合物等的活性成分,即通常甚至在低浓度下产生效果如对皮肤和/或头发的化妆效果、在生物体中的药理效果、清洁和/或消毒效果、对纺织品物质的改性如无皱整理以及对活体或无生命基材如美容品或乳化漆用彩色颜料赋予特定性能的效应物质通常以含水活性成分或效应物质组合物形式配制和使用。
本发明的活性成分和效应物质组合物基于该组合物的总重量以0.01-50重量%,特别优选0.05-30重量%,尤其是0.1-20重量%的量包含聚合物组分A)。甚至在小用量下,本发明共聚物组合物也有利地呈现出良好的与应用有关的性能,例如良好的增稠效果。在具体实施方案中,本发明的活性成分和效应物质组合物基于该组合物的总重量以0.1-5重量%的量包含聚合物组分A)。
组分B)和C)根据该组合物的所需应用领域选择。除了对该应用领域常见的组分(例如某些药物活性成分)外,它们例如选自载体、赋形剂、乳化剂、表面活性剂、防腐剂、日用香料、不同于组分A)的增稠剂、聚合物、凝胶形成剂、染料、颜料、光保护剂、稠度调节剂、抗氧化剂、消泡剂、抗静电剂、树脂、溶剂、增溶剂、中和剂、稳定剂、消毒剂、喷射剂、干燥剂、遮光剂等。
该组合物优选具有选自水、不同于水的亲水载体及其混合物的载体组分C)。
合适的亲水载体C)例如为优选具有1-8个碳原子的一元醇、二元醇或多元醇,如乙醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、甘油、山梨醇等。
本发明组合物可以包含至少一种不同于本发明共聚物组合物CP)的聚合物作为活性成分,例如作为化妆品和/或药物活性成分B)(以及任选作为助剂C))。这些非常一般性地包括阴离子、阳离子、两性和中性聚合物。
阴离子聚合物的实例是丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物及其盐;聚羟基羧酸的钠盐,水溶性或水分散性聚酯,聚氨酯,例如BASF的Luviset以及聚脲。特别合适的聚合物是丙烯酸叔丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸的共聚物(例如100P),丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸的共聚物(例如MAE),N-叔丁基丙烯酰胺、丙烯酸乙酯、丙烯酸的共聚物(8,strong),乙酸乙烯酯、巴豆酸和任选其他乙烯基酯的共聚物(例如品级),任选与醇反应的马来酸酐共聚物,阴离子聚硅氧烷,例如羧基官能聚硅氧烷,丙烯酸叔丁酯,甲基丙烯酸(例如VBM),丙烯酸和甲基丙烯酸与疏水性单体如(甲基)丙烯酸的C4-C30烷基酯、C4-C30烷基乙烯基酯、C4-C30烷基乙烯基醚和透明质酸的共聚物。阴离子性聚合物的一个实例还有甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸/丙烯酸/脲烷丙烯酸酯共聚物,其可以名称Shape(INCI名称:聚丙烯酸酯-22)市购。阴离子性聚合物的实例还有乙酸乙烯酯/巴豆酸共聚物,其例如以名称(National Starch)和(GAF)市购,以及乙烯基吡咯烷酮/丙烯酸乙烯酯共聚物,其例如以商标名(BASF)市购。其他合适的聚合物是例如以名称VBM-35(BASF)市购的乙烯基吡咯烷酮/丙烯酸酯三元共聚物和含有磺酸钠的聚酰胺或含有磺酸钠的聚酯。还合适的是乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸共聚物,其由Stepan以名称Stepanhold-Extra和-R1销售,以及BF Goodrich的品级。
合适的阳离子聚合物例如为具有INCI名称Polyquaternium的阳离子聚合物,例如乙烯基吡咯烷酮/N-乙烯基咪唑盐的共聚物(FC,HM,MS,LuvisetLuviquat Care),用硫酸二乙酯季铵化的N-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲氨基乙基酯的共聚物(PQ 11),N-乙烯基己内酰胺/N-乙烯基吡咯烷酮/N-乙烯基咪唑盐的共聚物(Hold);阳离子纤维素衍生物(Polyquaternium-4和-10),丙烯酰胺基共聚物(Polyquaternium-7)和脱乙酰壳多糖。合适的阳离子性(季铵化)聚合物还有(基于二甲基二烯丙基氯化铵的聚合物),(通过聚乙烯基吡咯烷酮与季铵化合物反应形成的季聚合物),聚合物JR(具有阳离子性基团的羟基乙基纤维素)和植物基阳离子聚合物,例如瓜尔(guar)聚合物,如Rhodia的品级。
非常特别合适的聚合物是中性聚合物,如聚乙烯基吡咯烷酮,N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯和/或丙酸乙烯酯的共聚物,聚硅氧烷,聚乙烯基己内酰胺和其他与N-乙烯基吡咯烷酮的共聚物,聚乙烯亚胺及其盐,聚乙烯胺及其盐,纤维素衍生物,聚天冬氨酸盐和衍生物。这些例如包括Swing(聚乙酸乙烯酯和聚乙二醇的部分皂化共聚物,BASF)。
合适的聚合物还有非离子、水溶性或水分散性聚合物或低聚物,如聚乙烯基己内酰胺,例如Plus(BASF SE),或聚乙烯基吡咯烷酮及其共聚物,尤其是与乙烯基酯如乙酸乙烯酯的共聚物,例如VA37、VA 55、VA 64、VA 73(BASF SE);聚酰胺,例如基于衣康酸和脂族二胺,例如如DE-A-4333238所述。
合适的聚合物还有两性或两性离子聚合物,如以名称(National Starch)得到的辛基丙烯酰胺/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸叔丁基氨基乙基酯/甲基丙烯酸2-羟基丙基酯共聚物,以及例如如德国专利申请DE3929973、DE2150557、DE2817369和DE3708451所述的两性离子聚合物。丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵/丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物及其碱金属和铵盐是优选的两性离子聚合物。其他合适的两性离子聚合物是甲基丙烯酰基乙基甜菜碱/甲基丙烯酸酯共聚物,其以名称(AMERCHOL)市购,以及甲基丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙基酯和丙烯酸的共聚物()。
在一个具体实施方案中,本发明组合物包含至少一种不同于共聚物组合物CP)中存在的聚合物且用作增稠剂的聚合物。
合适的聚合物增稠剂例如为任选改性的天然聚合物质(羧甲基纤维素和其他纤维素醚、羟乙基-和羟丙基纤维素等)以及合成聚合增稠剂(聚丙烯酸化合物和聚甲基丙烯酸化合物、乙烯基聚合物、聚羧酸、聚醚、聚亚胺、聚酰胺)。这些包括部分上述聚丙烯酸化合物和聚甲基丙烯酸化合物,例如具有聚链烯基聚醚,尤其是蔗糖、季戊四醇或丙烯的烯丙基醚的高分子量聚丙烯酸化合物和聚甲基丙烯酸化合物,丙烯酸的交联均聚物(INCI名称:carbomer)。该类聚丙烯酸尤其由BF Goodrich以商标名市购,例如Carbopol 940(分子量约4 000 000),Carbopol 941(分子量约1250 000)或Carbopol 934(分子量约3 000 000)。其还包括例如由Rohm&Haas以商标名和市购的丙烯酸共聚物,例如阴离子、非缔合聚合物Aculyn 22、Aculyn 28、Aculyn 33(交联)、Acusol 810、Acusol 823和Acusol830(CAS 25852-37-3)。具体合适的还有缔合性增稠剂,其例如基于改性聚氨酯(HEUR)或疏水改性丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物(HASE增稠剂,高碱可溶胀乳液)。
额外增稠剂的用量基于该组合物的总重量优选为0.001-5重量%,优选0.1-3%。
可以配制成本发明含水活性成分组合物的效应物质的实例是染料:例如DE-A 102 45 209中所述的染料以及根据色指数称为分散染料和溶剂染料的化合物,其也称为分散性染料。合适分散性染料的列举例如可以在Ullmannsder technischen Chemie[Ullmann工业化学大全],第4版,第10卷,第155-165页(也见第7卷,第585页及随后各页-蒽醌染料;第8卷,第244页及随后各页-偶氮染料;第9卷,第313页及随后各页-喹酞酮染料)中找到。本文具体参考该参考文献和其中所列举的化合物。根据本发明合适的分散性染料和溶剂染料包括具有可变发色团的高度不同的染料类别,例如蒽醌染料、单偶氮染料和双偶氮染料,喹酞酮类、次甲基和氮杂次甲基(azamethine)染料、萘二甲酰亚胺染料、萘醌染料和硝基染料。根据本发明合适的分散性染料实例是下列色指数名单的分散性染料:C.I.分散黄1-228,C.I.分散橙1-148,C.I.分散红1-349,C.I.分散紫1-97,C.I.分散蓝1-349,C.I.分散绿1-9,C.I.分散棕1-21,C.I.分散黑1-36。根据本发明合适的溶剂染料实例是下列色指数名单的化合物:C.I.溶剂黄2-191,C.I.溶剂橙1-113,C.I.溶剂红1-248,C.I.溶剂紫2-61,C.I.溶剂蓝2-143,C.I.溶剂绿1-35,C.I.溶剂棕1-63,C.I.溶剂黑3-50。根据本发明合适的染料还有萘、蒽、苝、三萘嵌二苯(terylene)、四萘嵌三苯(quarterylene)的衍生物,以及二酮基吡咯并吡咯染料,紫环酮染料,香豆素染料,异吲哚啉和异吲哚啉酮染料,卟啉染料,酞菁和萘酞菁染料。
除了上述成分外,本发明的活性成分和效应物质组合物还可以包含常规表面活性物质和其他添加剂。表面活性物质包括表面活性剂、分散助剂和润湿剂。其他添加剂尤其包括增稠剂、消泡剂、防腐剂、防冻剂、稳定剂等。
原则上可以使用阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂,其中聚合物表面活性剂以及具有杂原子的表面活性剂包括在该疏水组内。
阴离子表面活性剂例如包括羧酸盐,尤其是脂肪酸的碱金属、碱土金属和铵盐,例如硬脂酸钾,其通常也称为皂类;酰基谷氨酸盐;肌氨酸盐,例如月桂酰肌氨酸钠;牛磺酸盐;甲基纤维素;磷酸烷基酯,尤其是单-和二磷酸烷基酯;硫酸盐,尤其是烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐;磺酸盐,其他烷基-和烷基芳基磺酸盐,尤其是芳基磺酸的碱金属、碱土金属和铵盐,以及烷基取代的芳基磺酸,烷基苯磺酸,如木素-和苯酚磺酸、萘-和二丁基萘磺酸,或十二烷基苯磺酸盐,烷基萘磺酸盐,烷基甲基酯磺酸盐,磺化萘及其衍生物与甲醛的缩合产物,萘磺酸、苯酚和/或苯酚磺酸与甲醛或甲醛和脲的缩合产物,琥珀酸单-或二烷基酯磺酸盐;以及蛋白质水解物和木素亚硫酸盐废液。上述磺酸有利地以其中性或任选碱性盐形式使用。
非离子表面活性剂例如包括:
-脂肪醇聚氧乙烯酯,例如月桂醇聚氧乙烯醚乙酸酯,
-例如异十三烷醇的烷基聚氧乙烯和聚氧丙烯醚以及脂肪醇聚氧乙烯醚,
-烷基芳基醇聚氧乙烯醚,例如辛基酚聚氧乙烯醚,
-烷氧基化动物和/或植物脂肪和/或油,例如玉米油乙氧基化物、蓖麻油乙氧基化物、牛油脂肪乙氧基化物,
-甘油酯,如甘油单硬脂酸酯,
-脂肪醇烷氧基化物和羰基合成醇烷氧基化物,尤其是RO-(R18O)r(R19O)sR20类型,其中R18和R19相互独立地为C2H4、C3H6、C4H8且R20=H或C1-C12烷基,R=C3-C30烷基或C6-C30链烯基,r和s相互独立地为0-50,其中二者不均为0,如异十三烷醇和油醇聚氧乙烯醚,
-烷基酚烷氧基化物,如乙氧基化异辛基-、辛基-或壬基酚、三丁基酚聚氧乙烯醚,
-脂肪胺烷氧基化物,脂肪酸酰胺和脂肪酸二乙醇酰胺烷氧基化物,尤其是其乙氧基化物,
-糖类表面活性剂,山梨醇酯,如脱水山梨糖醇脂肪酸酯(脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇三硬脂酸酯),聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯,烷基聚糖苷,N-烷基葡糖酰胺,
-烷基甲基亚砜,
-烷基二甲基氧化膦,如十四烷基二甲基氧化膦。
两性表面活性剂例如包括磺基甜菜碱、羧基甜菜碱和烷基二甲基胺氧化物,例如十四烷基二甲基胺氧化物。
在本文中作为举例说明的其他表面活性剂是全氟表面活性剂、聚硅氧烷表面活性剂,磷脂,如卵磷脂或化学改性的卵磷脂,氨基酸表面活性剂,例如N-月桂酰谷氨酸盐。
除非具体指明,上面所列表面活性剂中的烷基链为通常具有8-20个碳原子的线性或支化基团。
本发明活性成分或效应物质组合物可以包含水溶性盐作为组分B)和/或C),例如NaCl。
对于某些应用,本发明活性成分或效应物质组合物可以包含有机溶剂、油和/或脂肪。优选环境相容性或生物相容性的那些溶剂、油和/或脂肪。这些例如包括:
-石蜡油,芳族烃和芳族烃混合物,例如二甲苯类,Solvesso 100、150或200等,
-酚类和烷基酚类,例如苯酚、氢醌、壬基酚等,
-具有4个以上碳原子的酮类,如环己酮、异佛尔酮、isopherone、苯乙酮、萘乙酮,
-具有4个以上碳原子的醇类,如乙酰化羊毛脂醇、鲸蜡醇、1-癸醇、1-庚醇、1-己醇、异十八烷醇、异丙醇、油醇、苄醇,
-羧酸酯,例如己二酸的二烷基酯,如己二酸二(2-乙基己基)酯,邻苯二甲酸的二烷基酯,如邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,乙酸的烷基酯(包括支化烷基)如乙酸乙酯和乙酰乙酸乙酯,硬脂酸酯如硬脂酸丁酯,甘油单硬脂酸酯,柠檬酸酯如乙酰基柠檬酸三丁酯,还有辛酸鲸蜡基酯、油酸甲酯、对羟基苯甲酸甲酯、十四烷酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、苯甲酸甲酯,乳酸酯如乳酸异丙酯、乳酸丁酯和乳酸2-乙基己基酯,
-植物油如棕榈油、菜籽油、蓖麻油及其衍生物,如氧化衍生物,椰子油,鳕鱼肝油,玉米油,大豆油,亚麻籽油,橄榄油,花生油,染色红花油,芝麻油,葡萄柚油,罗勒油,杏油,姜油,香叶油,橙油,迷迭香油,澳洲坚果油,洋葱油,橘子油,松油,向日葵油,
-氢化植物油如氢化棕榈油,氢化菜籽油,氢化大豆油,
-动物油如猪脂油,鱼油,
-中至长链脂肪酸的二烷基酰胺,例如二甲基硬脂酰胺(hallcomide),以及
-植物油酯,如菜籽油甲基酯。
共聚物组合物CP)可以与常规增稠剂一起使用。这些包括作为增稠剂有效的上述聚合物。这些进一步包括多糖和有机层状矿物如Xanthan(Kelco的),23(Rhone Poulenc)或(R.T.Vanderbilt)或(Engelhardt)。合适的增稠剂还有有机中性增稠剂(琼脂,角叉菜,黄蓍胶,阿拉伯树胶,藻酸盐,果胶、聚糖,瓜耳粉,角豆籽粉,淀粉、糊精、明胶、酪蛋白)和无机增稠剂(聚硅酸,粘土矿物如蒙脱土、沸石、硅石)。其他增稠剂是多糖和杂多糖,尤其是多糖胶,例如阿拉伯树胶,琼脂,藻酸盐,角叉菜及其盐,瓜尔胶,半乳甘露聚糖(guaran),黄蓍胶,结冷胶,ramsan,葡聚糖或黄原胶及其衍生物,例如丙氧基化瓜尔胶,还有它们的混合物。其他多糖增稠剂例如为来源各异的淀粉和淀粉衍生物,例如羟基乙基淀粉,淀粉磷酸酯或淀粉乙酸酯,或羧甲基纤维素或其钠盐,甲基-、乙基-、羟基乙基-、羟基丙基-、羟基丙基甲基-或羟基乙基甲基纤维素或纤维素乙酸酯。可以使用的增稠剂还有页硅酸盐。这些例如包括以商标名购自Solvay Alkali的镁或钠-镁层状硅酸盐,以及来自Süd-Chemie的硅酸镁。
额外增稠剂的用量优选基于该组合物总重量为0.001-10重量%,优选0.1-5%。
合适的防冻剂是有机多元醇,例如乙二醇、丙二醇或甘油。这些基于活性成分组合物的总重量通常以不超过10重量%的量使用,从而不超出挥发性化合物的所需含量。在本发明的一个实施方案中,与其不同的挥发性有机化合物比例优选不超过1重量%,尤其不超过1000ppm。
本发明活性成分组合物基于制备的配制剂总量可以任选包含1-5重量%缓冲剂,以调节pH,所用缓冲剂的量和类型由活性成分的化学性能控制。缓冲剂的实例是弱无机或有机酸如磷酸、硼酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、富马酸、酒石酸、草酸或琥珀酸的碱金属盐。
在一个特别优选的实施方案中,本发明共聚物在化妆品组合物中用作组分。如前所述,它们此时可以用于改性基于含水介质的化妆品组合物的流变性能。
本发明进一步提供了一种化妆品组合物,其包含:
A)至少一种可由上文所定义的方法获得的共聚物组合物CP),
B)至少一种化妆品可接受的活性成分,和
C)任选地,至少一种不同于A)和B)的其他化妆品可接受的助剂。
优选组分C)包含至少一种化妆品上或药物上可接受的载体。
载体组分C)优选选自:
i)水,
ii)水溶混性有机溶剂,优选C2-C4链烷醇,尤其是乙醇,
iii)油、脂肪、蜡,
iv)不同于iii)的C6-C30单羧酸与一元醇、二元醇或三元醇的酯,
v)饱和无环和环状烃,
vi)脂肪酸,
vii)脂肪醇,
viii)喷射剂气体,
及其混合物。
合适的亲水性组分C)是上述有机溶剂、油和脂肪。
具体合适的化妆品相容性油和脂肪组分C)描述于Karl-HeinzSchrader,Grundlagen und Rezepturen der Kosmetika[化妆品基础和配制剂],第2版,Verlag Hüthig,Heidelberg,第319-355页中,在此参考该文献。
本发明化妆品组合物可以是皮肤化妆品、发用化妆品、皮肤病、卫生或药物组合物。考虑到其增稠性能,上述共聚物组合物CP)尤其适合作为发用和皮肤用化妆品的添加剂。它们具体适合配制凝胶。
本发明组合物优选呈凝胶、泡沫、喷雾、软膏、霜、乳液、悬浮液、化妆水、乳或糊形式。需要的话还可以使用脂质体或微球。
本发明化妆品活性组合物可以额外包含化妆品和/或皮肤病活性成分和效应物质以及助剂。原则上合适的是上述活性成分和效应物质B)以及助剂C)。
本发明化妆品组合物优选包含至少一种如上所定义的共聚物组合物CP)、至少一种如上所定义的载体C)和至少一种与其不同的成分,该成分优选选自化妆品活性成分、乳化剂、表面活性剂、防腐剂、芳香油、额外增稠剂、发用聚合物、毛发和皮肤调理剂、接枝聚合物、水溶性或水分散性含聚硅氧烷聚合物、光保护剂、漂白剂、凝胶形成剂、护理剂、染色剂、晒黑剂、染料、颜料、稠度调节剂、保湿剂、加脂剂、胶原、蛋白水解物、类脂、抗氧化剂、消泡剂、抗静电剂、润肤剂和柔软剂。
除了共聚物组合物CP)外,适用于化妆品组合物中的常规增稠剂是上述那些。
合适的化妆品和/或皮肤病活性成分例如为皮肤和毛发着色剂、晒黑剂、漂白剂、角蛋白硬化物质、抗菌活性成分、滤光剂活性成分、驱避剂活性成分、充血物质、溶角蛋白物质和角膜促成物质、去头屑活性成分、消炎药、角化物质、具有抗氧化效果和/或自由基清除效果的活性成分、皮肤润湿或-保湿物质、加脂活性成分、祛臭活性成分、皮脂抑制(sebostatic)活性成分、植物提取物、抗红斑(antierythimatous)或抗过敏活性成分及其混合物。
适合不用UV射线进行天然或人工辐照而晒黑皮肤的人工晒黑皮肤的活性成分例如为二羟基丙酮、阿脲和核桃壳提取物。合适的角蛋白硬化物质通常为也用于止汗剂中的活性成分,如硫酸铝钾、羟基氯化铝、乳酸铝等。使用抗菌活性成分以破坏微生物和/或抑制其生长并因此既用作防腐剂又用作减少体臭的产生或强度的祛臭物质。这些例如包括本领域熟练技术人员已知的常规防腐剂,如对羟基苯甲酸酯、咪唑烷基脲、甲醛、山梨酸、苯甲酸、水杨酸等。这类祛臭物质例如为蓖麻醇酸锌、三氯生、十一碳烯酸羟烷基酰胺、柠檬酸三乙酯、氯己定等。合适的滤光剂活性成分是吸收UV-B和/或UV-A区域中的UV射线的物质。合适的UV过滤剂是上述那些。还合适的是对氨基苯甲酸酯类,肉桂酸酯类,二苯甲酮类,樟脑衍生物和阻止UV射线的颜料,如二氧化钛、滑石和氧化锌。合适的驱避剂活性成分是能够将某些动物,尤其是昆虫拦截或驱离人类的化合物。这些例如包括2-乙基-1,3-己二醇、N,N-二乙基-间甲苯甲酰胺等。刺激血液流过皮肤的合适充血物质例如为精油,如矮松、熏衣草、迷迭香、刺柏果、马栗提取物,白桦叶提取物,草花提取物,乙酸乙酯,樟脑,薄荷醇,薄荷油,迷迭香提取物,桉树油等。合适的溶角蛋白物质和角膜促成物质例如为水杨酸、巯基乙酸钙、巯基乙酸及其盐、硫等。合适的去头屑活性成分例如为硫、硫聚乙二醇脱水山梨糖醇单油酸酯、硫蓖麻醇(ricinol)聚乙氧基化物,吡啶硫酮锌,吡啶硫酮铝等。减少皮肤刺激的合适消炎药例如为尿囊素、没药醇、红没药醇、白花母菊(camille)提取物、泛醇等。
本发明化妆品组合物可以包含至少一种不同于本发明共聚物CP)的化妆品上或药物上可接受的聚合物作为化妆品活性成分(以及任选作为助剂)。这些非常一般性地包括阴离子、阳离子、两性和中性聚合物。在此整体参考上述聚合物。
根据优选实施方案,本发明组合物为皮肤清洁组合物。
优选的皮肤清洁组合物是具有液体至凝胶状稠度的皂,如透明皂、高级香皂、除臭皂、乳油香皂、婴儿皂、护肤皂、擦洗皂和合成清洁剂、膏状皂、半液体皂(soft soap)和洗涤膏,清洗液,淋浴和沐浴制剂,如洗剂、淋浴用浴液和淋浴用凝胶,泡沫浴液、油浴液和擦洗制剂、剃须泡沫、剃须液和剃须膏。
根据另一优选实施方案,本发明组合物为皮肤护理和保护用化妆品组合物、指甲护理组合物和用于装饰性化妆品的制剂。
合适的皮肤化妆品组合物例如为爽肤水、面膜、除臭剂和其它化妆水。用于装饰性化妆品的组合物例如包括遮盖棒、舞台彩妆、睫毛油和眼影、唇膏、眼线笔、眼线膏、胭脂、底粉和画眉笔。
此外,共聚物组合物CP)可以用于毛孔清洁用鼻贴(nose strips),用于防粉刺组合物、驱避剂、剃须组合物、脱毛组合物、私密护理组合物、足护理组合物以及用于婴儿护理。
本发明的皮肤护理组合物尤其为W/O或O/W护肤霜、日霜、晚霜、眼霜、面霜、防皱霜、保湿霜、漂白霜、维生素霜、润肤液、护理液和润湿液。
基于上述共聚物CP)的皮肤化妆品和皮肤病组合物呈现出有利的效果。该聚合物尤其可以有助于皮肤的保湿和调理并改善皮肤感觉。通过加入本发明聚合物,可以在某些配制剂中获得显著改进的皮肤相容性。
皮肤化妆品和皮肤病组合物优选基于该组合物的总重量以约0.001-30重量%,优选0.01-20重量%,非常特别优选0.1-12重量%的比例包含至少一种共聚物组合物CP)。
取决于应用领域,本发明组合物可以以适合皮肤护理的形式施用,例如作为霜、泡沫、凝胶、棒、摩丝、乳、喷雾(泵型喷雾或含喷射剂的喷雾)或化妆水施用。
除了共聚物组合物CP)和合适的载体外,皮肤化妆品制剂还可以包含其他活性成分和常用于皮肤化妆品的上述助剂。这些优选包括乳化剂,防腐剂,芳香油,化妆品活性成分如植三醇,维生素A、E和C,视黄醇,没药醇,泛醇,光保护剂,漂白剂,晒黑剂,胶原,蛋白质水解物,稳定剂,pH调节剂,染料,盐,增稠剂,凝胶形成剂,稠度调节剂,聚硅氧烷,保湿剂,加脂剂和其他常规添加剂。
皮肤化妆品和皮肤病组合物的优选油和脂肪组分为上述矿物油和合成油,如石蜡、硅油和具有8个以上碳原子的脂族烃,动植物油,如向日葵油,椰子油,鳄梨油,橄榄油,羊毛脂,或蜡,脂肪酸,脂肪酸酯,如甘油三-C6-C30脂肪酸酯,蜡酯,如霍霍巴油,脂肪醇,凡士林,氢化羊毛脂和乙酰化羊毛脂,及其混合物。
若要设定特殊性能的话,本发明聚合物还可以与如上所述的常规聚合物混合。
为了设定某些性能,例如改进触感、铺展性能、耐水性和/或活性成分与助剂如颜料的结合,皮肤化妆品和皮肤病制剂还可以额外包含基于聚硅氧烷化合物的调理物质。合适的聚硅氧烷化合物例如为聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚芳烷基硅氧烷、聚醚硅氧烷或硅氧烷树脂。
化妆品或皮肤病制剂按照本领域技术人员已知的常规方法制备。
化妆品和皮肤病组合物优选呈乳液形式,尤其作为油包水(W/O)或水包油(O/W)乳液形式。然而,还可以选择其他类型的配制剂,例如水分散体、凝胶、油、油凝胶,多重乳液,例如呈W/O/W或O/W/O乳液形式,无水软膏或软膏基质等。
乳液的制备通过已知方法进行。除了至少一种共聚物组合物CP)外,乳液通常包含常规成分,如脂肪醇、脂肪酸酯以及尤其是甘油三脂肪酸酯,脂肪酸,羊毛脂及其衍生物,天然或合成油或蜡和在水存在下的乳化剂。对乳液类型和合适乳液的制备而言特定的添加剂的选择例如描述于Schrader,Grundlagen und Rezepturen der Kosmetika[化妆品基础和配制剂],Hüthig Buch Verlag,Heidelberg,第2版,1989,第三部分中,该文献在此明确作为参考。
例如用于护肤霜等的合适乳液通常包含借助合适乳化剂体系在油或脂肪相中乳化的水相。可以使用共聚物组合物CP)提供水相。
可以存在于乳液的脂肪相中的优选脂肪组分是烃油,如石蜡油、鸭尾脂腺油(purcellin oil)、全氢化角鲨烯和微晶蜡在这些油中的溶液;动物或植物油,如甜杏仁油、鳄梨油、海棠油(calophylum oil)、羊毛脂及其衍生物、蓖麻油、芝麻油、橄榄油、霍霍巴油、烛果油、深海鱼油(hoplostethusoil);在大气压力下蒸馏起始点为约250°C且蒸馏终点为410°C的矿物油,如凡士林油;饱和或不饱和脂肪酸的酯,如肉豆蔻酸烷基酯,例如肉豆蔻酸异丙基、丁基或鲸蜡基酯,硬脂酸十六烷基酯,棕榈酸乙基或异丙基酯,甘油三辛酸酯或三癸酸酯以及蓖麻醇酸鲸蜡基酯。
脂肪相还可以包含可溶于其他油中的硅油,如二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷和聚硅氧烷二醇共聚物,脂肪酸和脂肪醇。
除了共聚物组合物CP)外,还可以使用蜡,如巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡、微晶蜡、地蜡以及Ca、Mg和Al的油酸盐、肉豆蔻酸盐、亚油酸盐和硬脂酸盐。
此外,本发明乳液可以作为O/W乳液存在。这类乳液通常包含油相、在水相中稳定该油相的乳化剂和通常以增稠形式存在的水相。合适的乳化剂优选为O/W乳化剂,如聚甘油酯、脱水山梨糖醇酯或部分酯化的甘油酯。
根据另一优选实施方案,本发明组合物为沐浴凝胶、洗发配制剂或沐浴制剂。
该类配制剂包含至少一种共聚物组合物CP)且通常包含作为基础表面活性剂的阴离子表面活性剂和作为辅助表面活性剂的两性和/或非离子表面活性剂。其他合适的活性成分和/或助剂通常选自类脂,芳香油,染料,有机酸,防腐剂和抗氧化剂以及还有增稠剂/凝胶形成剂,皮肤调理剂和保湿剂。
这些配制剂基于该配制剂的总重量优选包含2-50重量%,优选5-40重量%,特别优选8-30重量%的表面活性剂。
所有常用于洁体组合物中的阴离子、中性、两性或阳离子表面活性剂可以用于洗涤、淋浴和沐浴制剂中。
合适的表面活性剂是上述那些。
此外,淋浴凝胶/洗发配制剂可以包含额外的增稠剂,例如氯化钠、PEG-55、丙二醇油酸酯、PEG-120甲基葡萄糖二油酸酯及其他,还有防腐剂、其他活性成分以及助剂和水。
根据另一优选实施方案,本发明组合物为毛发处理组合物。
本发明毛发处理组合物基于该组合物的总重量优选以约0.1-30重量%,优选0.5-20重量%的量包含至少一种共聚物组合物CP)。
本发明毛发处理组合物优选以定型泡沫、发用摩丝、发用凝胶、洗发剂、喷发胶、发用泡沫、喷雾流体(end fluid),以及用于长效卷发中和剂或“焗油处理”中和剂形式存在。取决于应用领域,毛发化妆品配制剂可以以(气溶胶)喷雾、(气溶胶)泡沫、凝胶、凝胶喷雾、霜、化妆水或蜡的形式使用。此处喷发胶同时包括气溶胶喷雾和不含喷射剂气体的泵型喷雾。发用泡沫同时包括气溶胶泡沫和不含喷射剂气体的泵型泡沫。喷发胶和发用泡沫优选主要或仅包含水溶性或水分散性组分。如果用于本发明喷发胶和发用泡沫的化合物为水分散性的,则它们可以以粒径通常为1-350nm,优选1-250nm的含水微分散体形式施用。这些制剂的固体含量通常为约0.5-20重量%。这些微分散体通常不需要乳化剂或表面活性剂来使它们稳定。
在优选实施方案中,本发明毛发化妆品配制剂包含:
a)0.05-5重量%,优选0.1-3重量%的至少一种共聚物组合物CP),
b)20-99.95重量%水和/或醇,
c)0-50重量%至少一种喷射剂气体,
d)0-5重量%至少一种乳化剂,
e)0-3重量%至少一种不同于a)的增稠剂,和
f)0-20重量%,优选0.1-10重量%至少一种不同于a)-e)和g)的水溶性或水分散性聚合物,
g)0-45重量%,优选0.05-25重量%的其他成分,
其中组分a)-g)加和为100重量%。
醇应理解为指所有常用于化妆品中的醇,如乙醇、异丙醇、正丙醇。
其他成分应理解为指常用于化妆品中的添加剂,例如喷射剂,消泡剂,界面活性化合物,即表面活性剂,乳化剂,成泡剂和加溶剂。所用界面活性化合物可以是阴离子、阳离子、两性或中性的。其他常规成分还可以例如为防腐剂、芳香油,不透明剂、活性成分、UV过滤剂,护理物质如泛醇,胶原蛋白,维生素,蛋白质水解物、α-和β-羟基羧酸,稳定剂,pH调节剂,染料,粘度调节剂,凝胶形成剂,盐,保湿剂,加脂剂,络合剂和其他常规添加剂。
此外,这些包括在化妆品中已知的所有定型和调理聚合物,如果要设定非常特殊的性能,则可将其与本发明聚合物组合使用。
合适的常规毛发化妆品聚合物例如为上述阳离子、阴离子、中性、非离子和两性聚合物,此处对其进行参考。
为设定某些性能,该制剂还可以额外包含基于聚硅氧烷化合物的调理物质。合适的聚硅氧烷化合物例如为聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚芳基烷基硅氧烷、聚醚硅氧烷、聚硅氧烷树脂或含聚氧乙烯或聚氧丙烯的聚二甲基硅氧烷(CTFA)和氨基官能聚硅氧烷化合物如氨基封端的聚二甲基硅氧烷(amodimethicone)(CTFA)。
本发明共聚物组合物尤其适合作为发用定型制剂,尤其是发用泡沫和发用凝胶中的增稠剂。
可以使用的乳化剂是所有常用于发用泡沫中的乳化剂。合适的乳化剂可以是非离子性、阳离子性和阴离子性或两性的。
本发明适合定型凝胶的制剂例如可以具有下列组成:
a)0.1-5重量%至少一种共聚物组合物CP),
b)0-5重量%至少一种不同于CP)的化妆品可接受的水溶性或水分散性发用定型聚合物,
c)80-99.85重量%水和/或醇,
d)0-1重量%不同于CP)的凝胶形成剂,
e)0-20重量%的其他成分。
可以使用的额外凝胶形成剂是所有常用于化妆品中的凝胶形成剂。就此而言参考上述常规增稠剂。
本发明共聚物组合物CP)还适合洗发配制剂,其额外包含常规表面活性剂。
在洗发配制剂中,为了获得特定效果,可以将常规调理剂与共聚物组合物CP)结合使用。这些例如包括具有INCI名称聚季铵(Polyquaternium)的上述阳离子聚合物,尤其是乙烯基吡咯烷酮/N-乙烯基咪唑盐的共聚物(FC,HM,MS,Care),用硫酸二乙酯季铵化的N-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲氨基乙基酯的共聚物(PQ 11),N-乙烯基己内酰胺/N-乙烯基吡咯烷酮/N-乙烯基咪唑盐的共聚物(Hold);阳离子纤维素衍生物(Polyquaternium-4和-10),丙烯酰胺共聚物(Polyquaternium-7)。此外,可以使用蛋白质水解物,正如基于聚硅氧烷化合物,例如聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚芳基烷基硅氧烷、聚醚硅氧烷或硅氧烷树脂的调理物质一样。其他合适的聚硅氧烷化合物是含聚氧乙烯或聚氧丙烯的聚二甲基硅氧烷(CTFA)和氨基官能聚硅氧烷化合物如氨基封端的聚二甲基硅氧烷(CTFA)。此外,可以使用阳离子瓜耳衍生物如瓜耳羟基丙基三甲基氯化铵(INCI)。
本发明要使用的共聚物组合物CP)同样适合用于改性任何类型药物制剂的流变性能。
因此,本发明进一步提供了一种药物组合物,其包含:
A)至少一种如上所定义的共聚物组合物CP),
B)至少一种药物上可接受的活性成分,和
C)任选地,至少一种不同于A)和B)的其他药物上可接受的助剂。
本发明药物组合物的配制基质优选包括药物上可接受的助剂。药物上可接受的是已知用于药物领域、食品技术和相关领域的助剂,尤其是相关药典(例如DAB,Ph.Eur.,BP,NF)中所列助剂以及其性能不妨碍药理应用的其他助剂。
合适的助剂可以是助流剂、润湿剂、乳化和悬浮剂、防腐剂、抗氧化剂、抗刺激剂、螯合剂、乳液稳定剂、成膜剂、凝胶形成剂、臭味掩蔽剂、树脂、水胶体、溶剂、增溶剂、中和剂、渗透促进剂、颜料、季铵化合物、加脂和富脂剂、软膏、霜或油基质、聚硅氧烷衍生物、稳定剂、消毒剂、喷射剂、干燥剂、不透明剂、额外的增稠剂、蜡、软化剂、白油。就此而言的实施方案基于专家常识,例如如Fiedler,H.P.Lexikon der Hilfsstoffefür Pharmazie,Kosmetik und angrenzende Gebiete[药物、化妆品和相关领域用助剂词典],第4版,Aulendorf:ECV-Editio-Kantor-Verlag,1996所述。
为了制备本发明的药物组合物,可以使活性成分与合适的助剂(赋形剂)混合或被其稀释。赋形剂可以是可以用作活性成分的媒介、载体或介质的固体、半固体或液体材料。其他助剂的混合需要的话以本领域熟练技术人员已知的方式进行。具体而言,这些为口服或胃肠外施用的水溶液或增溶物。此外,本发明要使用的共聚物还适合用于口服给药剂型如片剂、胶囊、粉末、溶液。此时它们可以为微溶性药物提供增加的生物利用率。在胃肠外施用的情况下,除了增溶物外还可以使用乳液,例如脂肪乳液。
上述类型的药物配制剂可以通过常规方法并使用已知和新的活性成分加工本发明要使用共聚物组合物CP)和药物活性成分而得到。
本发明用途可以额外包括药物助剂和/或稀释剂。尤其将助溶剂、稳定剂、防腐剂列为助剂。
所用药物活性成分为水溶性物质或不溶性或难溶性物质。根据DAB9(德国药典),药物活性成分的溶解性分类如下:微溶(可溶于30-100份溶剂);难溶(可溶于100-1000份溶剂);基本不溶(可溶于大于10000份溶剂)。活性成分可以来自任何适应症领域。
取决于活性成分,药物组合物中共聚物CP)的含量基于该组合物的总重量为0.01-50重量%,优选0.1-40重量%,特别优选1-30重量%。
适合制备本发明药物活性组合物的原则上是所有药物活性成分和前药。这些包括苯并二氮杂、抗高血压药、维生素、细胞抑制剂—尤其是紫杉醇、麻醉药、精神安定药、抗抑郁药、抗生素、抗真菌药、杀真菌剂、化疗药、泌尿用药、血小板聚集抑制剂、磺胺药、解痉药、激素、免疫球蛋白、血清、甲状腺治疗药、精神药物、抗帕金森病药和其他抗运动机能亢进药、眼科用药、神经病变用药、钙代谢调节剂、肌肉松弛药、麻醉药、降脂药、肝病治疗药、冠心病药、强心药、免疫治疗药、调节肽及其抑制剂、催眠药、镇静药、妇科用药、抗痛风剂、纤维蛋白溶解药、酶制剂和转运蛋白、酶抑制剂、催吐药、循环促进药、利尿药、诊断助剂、皮质激素类、胆碱能药、胆道治疗药、止哮喘药、支气管扩张药、β受体阻断剂、钙拮抗剂、ACE抑制剂、动脉硬化治疗药、消炎药、抗凝血药、抗低血压药、抗低血糖药、抗高血压药、抗纤溶药、抗癫痫药、止吐药、解毒药、抗糖尿病药、抗心律失常药、抗贫血药、抗过敏药、驱蠕虫药、镇痛药、回苏剂、醛固酮拮抗剂和减肥药。合适药物活性成分的实例是尤其在US2003/0157170段落0105-0131中所述的活性成分。
除了用于化妆品和药物中外,本发明要使用的共聚物组合物CP)还适合在食品领域改性流变性能。因此,本发明还提供了包含至少一种本发明要使用的共聚物组合物CP)的食品制剂。就本发明而言,食品制剂还应理解为指食品增补剂,如包含食用染料和营养食品的制剂。此外,所述共聚物组合物CP)还适合改性动物营养用饲料添加剂的流变性能。
此外,共聚物组合物CP)适合制备食品增补剂的含水制剂,如水不溶性微生物和维生素原如维生素A、维生素A乙酸酯、维生素D、维生素E,生育酚衍生物如生育酚乙酸酯和维生素K。
本发明进一步提供了如上所定义的共聚物组合物CP)在药物中作为助剂的用途,优选作为或用于固体剂型用包衣组合物中,用于改性流变性能,作为表面活性化合物,作为或用于胶粘剂中,以及作为或用于纺织品、纸张、印刷和皮革工业用涂料组合物中。
本发明参照下列非限制性实施例更详细说明。
实施例
I.助剂组合物H1)的制备
I.1制备氨基甲酸酯化合物H1的通用程序
在装备有搅拌器、滴液漏斗、温度计、回流冷凝器和用于在氮气下工作的设备的四颈烧瓶中,引入表2中所述量的长链二醇、新戊二醇、N-甲基二乙醇胺和聚乙二醇单甲醚,即组分a)、b)、c)和d),以及0.2重量%(基于包括溶剂乙酸乙酯在内的所有组分)的处于乙酸乙酯中的1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)(反应混合物的固含量为约70%,对约400g产物为约100g乙酸乙酯)作为初始进料,在搅拌下溶解并加热至60-65°C的温度。然后,经30分钟以使得反应温度保持低于80°C的方式计量加入表2所述量的六亚甲基二异氰酸酯(组分e1)。然后,将所述反应混合物在75-80°C下后搅拌30分钟,直至所述混合物的NCO含量基本保持恒定。然后,加入基于包括溶剂乙酸乙酯在内的所有组分为0.2重量%的DABCO,并在内部温度低于85°C下经30分钟计量加入表2所述量的异佛尔酮二异氰酸酯(组分e2)。将所述反应混合物在82±3°C下后搅拌4-8小时,直至NCO含量保持恒定。然后使所述反应混合物冷却并用乙酸乙酯稀释至固含量为50%。然后以使得反应温度保持低于40°C的方式计量加入组分f)。将所述混合物在40-50°C下后搅拌1小时。再次用乙酸乙酯稀释反应产物。
表2:
PTHF 聚四氢呋喃,Mn为约1000g/mol
二醇的聚酯二醇),Mn为约2000g/mol
T 22/98/99 间苯二甲酸、1,6-己二醇与新戊二醇的聚酯二醇,Mn
为约2000g/mol
NPG 新戊二醇
NMEDA N-甲基二乙醇胺
MPEG-OH 聚乙二醇单甲醚
HDI 六亚甲基二异氰酸酯
IPDI 异佛尔酮二异氰酸酯
1.2聚异丁烯基醇烷氧基化和聚异丁烯基胺烷氧基化物H1
通用方法A:
聚异丁烯基琥珀酸酐与甲基聚乙二醇或聚乙二醇反应获得相应的半酯
在4L具有氮气供应的三颈烧瓶中,称量入1mol PIBSA1000和表3所述量的聚醚,以及乙酸乙酯(约20重量%,基于总混合物)并在50°C下加热1小时。然后将所述混合物加热至70-80°C。在该反应期间,蒸出部分挥发性成分。为使反应完全,在反应接近末期时,在80-100°C的温度下,将压力降至20hPa。然后将该混合物冷却至室温。
通用方法B:
聚异丁烯基琥珀酸酐与链烷醇胺反应
在四颈烧瓶中,称量入处于乙酸乙酯中的1mol PIBSA1000(30重量%,基于所有成分),然后在30°C下滴加表3中的链烷醇胺。将所述混合物加热至40-50°C,并将反应混合物在该温度下保持1小时。然后将该混合物加热至70-80°C。在该反应期间,部分蒸出挥发性成分。为使反应完全,在反应接近末期时,在80-100°C的温度下,将压力降至20hPa。总蒸馏时间为约1小时。然后将所述混合物冷却至室温,并添加乙酸乙酯以使得该反应混合物的固含量为40%。
通用方法C:
氨基甲酸酯预聚物与聚异丁烯胺反应
在装备有搅拌器、滴液漏斗、温度计、回流冷凝器和用于在氮气下工作的设备的四颈烧瓶中,称量加入表3所述量的聚醚和任选的新戊二醇和0.2重量%处于乙酸乙酯(基于包括乙酸乙酯在内的所有组分)中的DABCO(所述反应混合物的固含量为约70%)。然后经30分钟,以使得反应温度低于80°C的方式计量加入1mol异佛尔酮二异氰酸酯。然后将所述反应混合物在75-80°C下后搅拌2-4小时,直至该反应混合物的NCO含量基本保持恒定。用乙酸乙酯将所述反应混合物稀释至固含量为30-50%。然后以使得反应温度为40-80°C的方式加入1mol聚异丁烯胺。为使反应完全,将所述混合物在40-80°C下后搅拌1小时。
表3
*反应变化:首先使PIB胺与IPDI反应,然后与PEG200反应
PIBSA1000 聚异丁烯基琥珀酸酐,Mn为约1000g/mol
PIB1000-NH2 聚异丁烯胺,Mn为约1000g/mol
MPEG300,500,1000 甲基聚乙二醇,Mn为300、500或1000g/mol
PEG200 聚乙二醇,Mn为200g/mol
AE-GLy 2-(2-氨基乙氧基)乙醇
DEA 二乙醇胺
NPG 新戊二醇
IPDI 异佛尔酮二异氰酸酯
II含丙烯酸的聚合物的合成
通用方法
(表4中的实施例6)
初始进料 乙酸乙酯 204.55g
环己烷 180.85g
H1-26 11.92g
进料1 乙酸乙酯 109.80g
环己烷 97.38g
丙烯酸 592.00g
季戊四醇三烯丙基醚,70% 4.24g
NH4CO3 17.76g
进料2 乙酸乙酯 170.91g
过辛酸叔丁酯,98%浓度 1.08g
进料3 酸乙酯 446.66g
反应程序:
在装备有回流冷凝器、内部温度计和三个分开的进料设备的加压装置中,称量加入初始进料,用2巴氮气加压3次并在搅拌下加热至约70°C。在70°C下,计量加入进料1和进料2,其中进料1经3小时计量加入且进料2经5小时计量加入。在进料1开始之后1小时,经3小时计量加入进料3。当进料2添加完毕时,将所述反应混合物加热至75°C,并后聚合9小时。过滤所得产物并在干燥箱中干燥。
以类似方式制备表4中的实施例1-5、10、11和12的共聚物组合物。以类似方式制备实施例7、8和9的共聚物组合物,其中在实施例7中,进料1额外包含表4所述量的乙烯基吡咯烷酮,在实施例8中额外包含表4所述量的甲基丙烯酰胺,且在实施例9中额外包含表4所述量的乙烯基吡咯烷酮和乙烯基咪唑。
通过上述方法获得的共聚物组合物列于表4中。表4中的定量数据为重量%(除非另有说明),基于用于所述聚合的不饱和单体。同样列出了以类似方式制备的对照组合物VB1、VB2和VB3。
表4
AA 丙烯酸
VP 乙烯基吡咯烷酮
VI 乙烯基咪唑
MAM 甲基丙烯酰胺
PETAE 季戊四醇三烯丙基醚
H1-15 PIBSA1000/Pluriol A500E
H1-25 Belsil DMC 6031(Wacker)
H1-26 ABIL Soft AF 100(Evonik)
**) %数据:基于100%单体(包括交联剂)
***) %数据:基于丙烯酸的NH4HCO3用量
表5列出了本发明共聚物组合物以及对照共聚物组合物VB1、VB2和VB3的产物性能。采用1-5的标度作为基准。
表5
*)制备1%浓度的含水聚合物储备分散体
再分散速率的评价 | 稳定性的评价/观察 |
等级1:0-5分钟 | 0=不稳定,大的不溶物比例 |
等级2:5-20分钟 | +/-稳定,但仅在刚制备后 |
等级3:20-60分钟 | +稳定约1小时 |
等级4:>60分钟 | ++稳定约24小时 |
等级5:不溶 | +++稳定长于24小时 |
II.与应用有关的实施例
应用实施例1:具有PVP K90的发用凝胶
相1:
实施例1的聚合物(1%浓度含水分散体) 50.00g
添加剂(香料,UV吸收剂,聚硅氧烷)
相2:
水 47g
制备:
分开称量相1和2并均化。然后将相2缓慢搅入相1中。用三乙醇胺将所述混合物调节至pH 7。形成透明稳定的凝胶。
用实施例实施例2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12的共聚物重复该实施例。形成透明稳定的凝胶。
Claims (34)
1.一种通过沉淀聚合方法在助剂组合物H)存在下自由基共聚包含如下物质的单体组合物而制备共聚物组合物CP)的方法:
a)基于用于所述聚合的单体总重量为70-100重量%的丙烯酸,
b)基于用于所述聚合的单体总重量为0-30重量%的至少一种不同于a)且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键的亲水非离子化合物,
c)基于用于所述聚合的单体总重量为0-1重量%的至少一种每分子包含至少两个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物,
所述助剂组合物H)包含:
H1)至少一种包含至少一个疏水基团和至少一个亲水基团的具有嵌段结构的化合物,和
H2)至少一种不同于H1)的碱性化合物。
2.如权利要求1的方法,其中用于制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物包含:
a)基于用于所述聚合的单体总重量为70-99.99重量%的丙烯酸,
b)基于用于所述聚合的单体总重量为0-29.99重量%的至少一种不同于a)且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键的亲水非离子化合物,
c)基于用于所述聚合的单体总重量为0.01-1重量%的至少一种每分子包含至少两个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物。
3.如权利要求1或2的方法,其中化合物H1)选自如下通式的化合物:
(A)n-X-(B)m (I)
[A-X]p-B (II)
(A)-[X-B]q (III)
其中
n为至少1的整数;
m为至少1的整数;
p为至少2的整数;
q为至少2的整数;
A为疏水基团,其中
在式(I)和(II)化合物中,基团A在每种情况下可具有相同或不同含义且在每种情况下具有一个与基团X的键接位点;
在式(III)化合物中,基团A具有与各基团X键接的q个位点;
在式(I)化合物中X为化学键或(n+m)价有机基团,在式(II)和(III)化合物中为化学键或二价有机基团;
B为亲水基团。
4.如前述权利要求中任一项的方法,其中所述疏水基团选自:
-C8-C30烷基,
-聚异丁烯基,
-聚四氢呋喃基,
-聚酯基团,
-聚硅氧烷基团,
及其组合。
5.如权利要求3的方法,其中具有聚异丁烯基的化合物H1)的制备起始于选自如下组的聚异丁烯:
-高反应性聚异丁烯,
-具有至少一个含氮端基的聚异丁烯,
-聚异丁烯基醇,
-聚异丁烯基醛,
-具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物,
-上述化合物中两种或多于两种的混合物。
6.如前述权利要求中任一项的方法,其中所述亲水基团选自:
-含聚氧化乙烯的基团,
-含聚氧化丙烯的基团,
-含聚(氧化乙烯/氧化丙烯)的基团,
-含聚乙烯亚胺的基团,
-含聚山梨酯的基团,
-含聚甘油的基团,
-含聚乙烯基吡咯烷酮的基团,
及其组合。
8.如前述权利要求中任一项的方法,其中具有嵌段结构的化合物H1)选自:
-聚异丁烯基醇烷氧基化物,
-聚异丁烯基胺烷氧基化物,
-至少一种具有至少一个羧酸端基的聚异丁烯或其衍生物与至少一种具有对酸酐基团呈反应性的端基的聚氧化烯的反应产物,
-具有至少一个聚醚基团的聚硅氧烷化合物,
-至少一种包含至少一个疏水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物、至少一种包含至少一个亲水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物和至少一种多异氰酸酯的反应产物。
9.如前述权利要求中任一项的方法,其中所述助剂H1)包含PIBSA与聚氧化乙烯单甲醚的反应产物,或者由PIBSA与聚氧化乙烯单甲醚的反应产物构成。
10.如前述权利要求中任一项的方法,其中具有嵌段结构的化合物H1)选自包含呈并入形式的如下化合物的氨基甲酸酯化合物:
p1)至少一种包含至少一个疏水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,
p2)至少一种包含至少一个亲水基团和至少一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物,和
p3)至少一种多异氰酸酯。
11.如权利要求10的方法,其中所述氨基甲酸酯化合物H1)额外包含至少一种呈并入形式的选自分子量为56-280g/mol且每分子包含两个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物的化合物p4),其优选选自二醇、二胺、氨基醇及其混合物。
12.如权利要求10或11的方法,其中所述氨基甲酸酯化合物H1)额外包含至少一种呈并入形式的选自分子量为56-280g/mol且每分子仅包含一个对异氰酸酯基呈反应性的基团的化合物的化合物p5)。
13.如前述权利要求中任一项的方法,其中组分H2)选自不同于H1)且具有至少一个选自胺基和铵基的含氮原子的基团的碱性化合物。
14.如权利要求13的方法,其中组分H2)选自NH3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、单烷基胺、二烷基胺、三烷基胺、氨基醇、含氮杂环化合物及其混合物。
15.如权利要求13或14的方法,其中组分H2)包含碳酸氢铵或由碳酸氢铵构成。
16.如前述权利要求中任一项的方法,其中用于制备所述共聚物组合物CP)的反应混合物在整个共聚过程中具有至多5重量%,优选至多3重量%,特别是至多2重量%的含水量。
19.如前述权利要求中任一项的方法,其中用于制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物包含至少一种选自如下组的单体b3)作为亲水非离子组分b):α,β-烯属不饱和单和二羧酸与C2-C30二醇的酯、α,β-烯属不饱和单和二羧酸与具有伯氨基或仲氨基的C2-C30氨基醇的酰胺及其混合物。
21.如前述权利要求中任一项的方法,其中用于制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物额外包含至少一种具有可自由基聚合α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阳离子源性和/或阳离子性基团的化合物d)。
22.如前述权利要求中任一项的方法,其中用于制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物额外包含至少一种不同于丙烯酸且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键且每分子具有至少一个阴离子源性和/或阴离子性基团的化合物e)。
23.如前述权利要求中任一项的方法,其中用于制备所述共聚物组合物CP)的单体组合物额外包含至少一种选自如下组的化合物f):α,β-烯属不饱和单和二羧酸与C1-C30链烷醇的酯;α,β-烯属不饱和单和二羧酸与单-和二(C1-C30烷基)胺的酰胺;N,N-二烯丙基胺、其酸加成盐和季铵化产物;N,N-二烯丙基-N-烷基胺、其酸加成盐和季铵化产物;具有氧化烯基团的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯;乙烯基醇和烯丙基醇与C1-C30单羧酸的酯;C1-C30烷基乙烯基醚、乙烯基芳族化合物、乙烯基卤、偏二卤乙烯、C2-C8单烯烃、具有至少两个共轭双键的非芳族烃及其混合物。
24.如前述权利要求中任一项的方法,其中所述聚合在无水非质子溶剂或溶剂混合物中进行,优选在环己烷与乙酸乙酯的混合物中进行。
25.如权利要求1-12中任一项所定义的具有嵌段结构的化合物H1)。
26.可通过如权利要求1-24中任一项所定义的方法获得的共聚物组合物CP)。
27.如权利要求26的共聚物组合物CP)或者可由其获得共聚物用于在含水组合物中改善该组合物流变性能的用途,尤其是用于增稠该组合物。
28.一种活性成分或效应物质组合物,其包含:
A)至少一种可通过如权利要求1-24中任一项所定义的方法获得的共聚物组合物CP),
B)至少一种活性成分或效应物质,和
C)任选地,至少一种不同于A)和B)的其他助剂。
29.一种化妆品组合物,其包含:
A)至少一种可通过如权利要求1-24中任一项所定义的方法获得的共聚物组合物CP),
B)至少一种化妆品可接受的活性成分,和
C)任选地,至少一种不同于CP)和B)的其他化妆品可接受的助剂。
30.根据权利要求29的组合物,其呈凝胶形式。
31.一种药物组合物,其包含:
A)至少一种可通过如权利要求1-24中任一项所定义的方法获得的共聚物组合物,
B)至少一种可药用活性成分,和
C)任选地,至少一种不同于A)和B)的其他可药用助剂。
32.可通过如权利要求1-24中任一项所定义的方法获得的共聚物组合物CP)用于食品领域中以改性流变性能的用途。
33.可通过如权利要求1-24中任一项所定义的方法获得的共聚物组合物CP)在药物中作为助剂的用途,优选作为或用于固体剂型用包衣组合物,用于改性流变性能,作为表面活性化合物,作为或用于胶粘剂中以及作为或用于纺织品、纸张、印刷和皮革工业用涂料组合物中。
34.如权利要求1-12中任一项所定义的具有嵌段结构的化合物H1)作为用于通过沉淀聚合方法自由基共聚包含如下物质的单体组合物而制备共聚物组合物CP)中的助剂的用途:
a)基于用于所述聚合的单体总重量为70-100重量%的丙烯酸,
b)基于用于所述聚合的单体总重量为0-30重量%的至少一种不同于a)且具有可自由基聚合的α,β-烯属不饱和双键的水溶性非离子化合物,
c)基于用于所述聚合的单体总重量为0-1重量%的至少一种每分子包含至少两个α,β-烯属不饱和双键的可自由基聚合的交联化合物。
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