DE3411062A1

DE3411062A1 - Sulfongruppenhaltige polyester

Info

Publication number: DE3411062A1
Application number: DE19843411062
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. Anzinger; Horst Dr. 4000 Düsseldorf Höffkes
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1985-10-03

Description

"Sulfonaruppenhaltige Polyester"
Gegenstand der Erfindung sind neue sulfongruppenhaltige Polyester mit haaravivierenden Eigenschaften und deren Verwendung als kämmbarkeitsverbessernde Komponente in kosmetischen Haarbehandlungsmitteln.
Das Haupthaar weist nach dem Waschen mit Shampoos auf Basis von synthetischen oberflächenaktiven Stoffen oft einen kosmetisch unbefriedigenden Zustand auf: Es fühlt sich stumpf an und ist im nassen Zustand nur schwer zu kämmen. Nach dem Trocknen neigt das gewaschene Haar zur statischen Aufladung, wodurch das Kämmen erschwert und der Sitz des gekämmten Haares gestört wird.
Es ist bekannt, nach dem Waschen oder Schamponieren des Haares konditionierende Präparate auf das Haar einwirken zu lassen. Dabei handelt es sich meist um gelförmige, flüssige oder emulsionsförmige Lotionen mit einem Gehalt an kationaktiven grenzflächenaktiven Stoffen. Es ist auch bekannt, üblichen Schampoos bestimmte Substanzen beizufügen, um gleichzeitig mit der Haarwäsche einen gewissen konditionierenden Effekt zu erzielen. Solche Substanzen sind z.B. wasserlösliche Proteine, Proteinabbauprodukte oder polykationische Polymere, z.B. kationische Cellulosederivate. Nachteilig bei den kationaktiven oberflächenaktiven Stoffen ist deren mangelhafte Verträglichkeit mit anionischen Tensiden und deren oft nicht befriedigende Schleimhaut- verträglichkeit.
Auch die polykationischen Polymeren sind mit anionischen Tensiden nur begrenzt verträglich und werden durch diese in manchen Fällen in ihrer Wirkung beeinträchtigt.
Andererseits führt die starke Adsorption dieser kationischen Polymeren an die Keratinfaser, insbesondere bei mehrmaliger Anwendung zu einer Akkumulation der Polymeren auf dem Haar, welches dadurch "belastet" wird und Elastizität, Sitz und Fülle verliert. Es bestand daher ein Bedürfnis an Haarpflegemitteln, welche die Naßkämmbarkeit des Haares verbessernde Zusätze enthalten und die geschilderten Nachteile nicht oder in geringerem Umfang aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß die Kimbarkeit des Haares im nassen und im trockenen Zustand und der Glanz des Haares erheblich verbessert werden, wenn man bestimmte, sulfongruppenhaltige Polyester kosmetischen Haarbehandlungsmitteln als kämmbarkeitsverbessernde Komponente zusetzt.
Gegenstand der Erfindung sind daher sulfongruppenhaltige Polyester der allgemeinen Formel I in der X Fasserstoff oder eine Gruppe Wasserstoff oder eine Gruppe -A-S02-B-OH, A und B unabhängig voneinander Gruppen der Formel -(CnH2nO)z CH2-CH2 - in der n = 2 oder 3 und Z = 0 oder eine Zahl von 1 bis 5 ist, D einen 2 bis 40 C-Atome enthaltenden Rest einer Dicarbonsäure darstellt und m eine Zahl von 1 bis 5 ist. In den Polyestern der allgemeinen Formel I ist bevorzugt nur eine der Gruppen X und Y Wasserstoff.
Die erfindungsgemäßen Polyester der Formel I werden hergestellt durch Veresterung eines Diols der Formel HO-A-S02-B-OH mit einer Dicarbonsäure der Formel oder dessen Anhydrid in Gegenwart eines Veresterungskatalysators. Als Veresterungskatalysatoren eignen sich beispielsweise alkalische Veresterungskatalysatoren wie Alkalimetallhydroxide, -carbonate und -acetate, Erdalkalimetalloxide, -hydroxide, -carbonat und -acetat sowie Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze von Fettsäuren mit 6 bis 22 ohlenstoffatomen. Weiterhin kommen Titanverbindungen, wie organische Titanate, metallisches Zinn und organische Zinnverbindungen, wie Mono- und Dialkylzinnderivate als Veresterungskatalysatoren in Betracht. Vorzugsweise wird die Veresterung unter Verwendung von Zinnschliff oder Tetraisopropyltitatrat als Katalysator durchgeführt.
Die Veresterung wird bei einer Temperatur von 120 bis 200 OC durchgeführt, wobei das Reaktionswasser entfernt wird, bevorzugt unter Anwendung von vermindertem Druck.
Als Diole werden Sulfonyldiethanol und Anlagerungsprodukte von 1 bis 5 Mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an Sulfonyldiethanol verwendet. Sulfonyldiethanol ist literaturbekannt. Die Anlagerung von Ethylenoxid und Propylenoxid an Sulfonyldiethanol wird z.B. in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren wie Alkalihydroxiden,Alkalimethylat, Calcium- oder Magnesiumacetat oder in Gegenwart von sauren Katalysatoren wie z.B.
Bortrifluorid und Bortrifluoridaddukten oder Antimonpentafluorid bei Temperaturen von 100 bis 200 °C durchgeführt. Die Alkoxylierung von Sulfonyldiethanol führt bevorzugt zu unsymmetrisch bzw. einseitig alkoxylierten Produkten. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyester ist die Verwendung von Sulfonyldiethanol als Diolkomponente bevorzugt.
Als Dicarbonsäurekomponente können z.B. Bernsteinsäure oder dessen Anhydrid, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Brassylsäure und/oder verzweigte oder ungesättigte Dicarbonsäuren eingesetzt werden. Bevorzugt geeignete Polyester werden ausgehend von verzweigten Dicarbonsäuren erhalten.
Solche besonders geeignete verzweigte Dicarbonsäuren sind vor allem die 2-Alkyl- und 2-Alkenylbernsteinsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen in der Alkyl- beziehungsweise Alkenylgruppe. Die Alkenylbernsteinsäuren sind literaturbekannte Verbindungen. Die Herstellung der Alkenylbernsteinsäureanhydride aus Maleinsäureanhydrid und Monoolefinen ist z.B. aus US-PS 24 11 215 bekannt. Die Alkenylbernsteinsäureanhydride können durch Hydrierung der Doppelbindung leicht in die entsprechenden Alkylbernsteinsäureanhydride überführt werden.
Andere, bevorzugt geeignete, verzweigte Dicarbonsäuren sind z.B. die 5(6) Carboxy-4-hexyl-2-cyclohexen-1 -octansäure ("Westvaco DIACID 1550") die aus Journal Am. Oil Chem. Soc. 52 (1975), S. 219-224 bekannt ist, sowie die sogenannten Dimerfettsäuren, die durch thermische Dimerisation einfach- und mehrfach ungesättigter Fettsäuren (z.B. von Mischungen aus ölsäure und Linolsäure) im Sinne einer Diels-Alder-P£dition zugänglich sind.
Diese Dimerfettsäuren und ihre kommerzielle Herstellung sind z.B. im J. Am. Oil Chem. Soc. 39 (1962) S. 534 ff näher beschrieben. Die genannten, einfach ungesättigten Dicarbonsäuren lassen sich durch katalytische Hydrierung der Doppelbindung leicht in entsprechende gesättigte Dicarbonsäuren überführen. Dimerfettsäuren sind auch im Handel erhältlich, z.B. unter den Handelsnamen Empor Mol 1010 oder Pripol1010 (Unilever Emery).
Zur erstellung der erfindungsgemäßen Polyester werden die Diolkomponente und die Dicarbonsäure bevorzugt in äquimolaren Mengen eingesetzt. Es kann jedoch auch ein Überschuß an Diol oder an Dicarbonsäure eingesetzt werden. Das molare Verhältnis von Diol zu Dicarbonsäure oder Dicarbonsäureanhydrid sollte jedoch zwischen 1 : 0,5 und 1 : 2 liegen.
Sehr günstige anwendungstechnische Eigenschaften haben die neuen, sulfongruppenhaltigen Polyester der allgemeinen Formel I, wenn A und B 1.2-Ethylengruppen sind und D den Rest einer Alkyl- oder Alkenylbernsteinsäure mit 8 bis 22 C-Atomen in der Alkyl- oder Alkenylgruppe darstellt. Sehr günstige Eigenschaften haben auch solche Polyester, bei denen A und B 1.2-Ethylengruppen sind und D den Rest einer Dimerfettsäure darstellt.
Besonders gute, kämrnbarkeitsverbessernde Effekte werden mit sulfonylgruppenhaltigen Polyestern der allgemeinen Formel I erhalten, wenn A und B 1.2-Ethylengruppen und D zu 10 bis 90 Mol 4o den 2 bis 4 C-Ator:ie enthaltenden Rest einer Dicarbonsäure und zu 90 bis 10 Mol % den 8 bis 40 C-Atome enthaltenden Rest einer Dicarbonsäure darstellt. Solche Polyester werden z.B. durch Veresterung von Sulfonyldiethanol mit Mischungen aus 10 bis 50 Mol % Bernsteinsäureanhydrid und 50 bis 90 Mol % Alkyl- oder Alkenylbernsteinsäureanhydrid mit 8 bis 22 C-Atomen in der Alkyl- oder Alkenylgruppe dargestellt. Anstelle von Alkyl- oder Alkenylbernsteinsäureanhydrid kann auch Westvaco DIACID 1550 oder eine Dimerfettsäure eingesetzt werden.
Die neuen, sulfongruppenhaltigen Polyester sind gelbliche, viskose Öle. Sie sind in Wasser nur wenig löslich, lassen sich aber in wässrigen Tensidlösungen in Mengen, die eine gute haaravivierende Wirkung ausüben, problemlos solubilisieren. Ihre Verwendung in kosmetischen Haarbehandlungsmitteln, insbesondere in Eaarbehandlungsmitteln auf wässriger Basis, führt zu einer verbesserten ämmbarkeit der Haare im nassen und im trockenen Zustand und zu einem erhöhten Glanz der Haare. Kosmetische Haarbehandlungsmittel im Sinne der Erfindung sind vor allem Mittel zum Waschen der Haare, zum Nachbehandeln und Avivieren der ilaare nach dem Waschen wie Haarspülungen, Haarkurpräparate, aber auch Mittel zum Färben, Bleichen und Verformen der Haare. Die s'ilfonylgruppenhaltigen Polyester sind mit den bekannten, in kosmetischen Haarbehandlungsmitteln üblichen Inhaltsstoffen problemlos verträglich. Vor allem in tensidhaltigen Formulierungen kommt die Wirkung der Polyester besonders zum Tragen.
Zur Erzielung einer merklichen Avivagewirkung sind Einsatzmengen von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent der neuen Polyester geeignet, eine Zusatzmenge von 1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Zubereitung ist aber meist ausreichend.
Bevorzugt ist der Einsatz der sulfonylgruppenhaltigen Polyester in Shampoos auf Basis wässriger Lösungen von anionischen Tensiden, besonders wenn die enthaltenen anionischen Tenside ganz oder überwiegend aus einem Fettalkoholcolyglycolethersulfat-Salz mit 12 bis 16 C-Atomen in der Alkylgruppe und 1 bis 6 Glycolethergruppen im Molekül bestehen. Das Fettalkoholpolyglycolethersulfat kann als Alkali-, z.B. als Natriumsalz, als Ammonium- oder Alkanolammonium-, z.B. als Triethanolammoniumsalz oder auch als Magnesiumsalz eingesetzt werden. Solche Shampoos enthalten 5 bis 40 Gewichtsprozent anionischer Tenside und 0,5 bis 5 Gewichtsprozent der sulfongruppenhaltigen Polyester.
Neben anionischen Tensiden können die kosmetischen Haarbehandlungsmittel der Erfindung die für solche Zubereitungen üblichen hilfs- und Zusatzmittel in den dafür bekannten Mengen enthalten. Solche bekannten Komponenten von kosmetischen EIaarbehandlungsmitteln sind z.B. nichtionogene amphotere und zwitterionische sowie kationische Tenside, Fettsäurealkanolamide, Emulgatoren wie Fettsäurepartialglyceride, Sorbitanfettsäureester, Fettalkohole, z.B. Cetyl-Stearylalkohol, kosmetische öle wie z.B. Paraffinöl, Silikonöl, Fettsäureester wie z.B.
Isopropylpalmitat; mehrwertige Alkohole wie z.B. Glycerin und 1.2-Propylenglycol, Glucose, Duftstoffe, Konservierungsstoffe, Farbstoffe, Lichtschutzmittel sowie haarkosmetische Wirkstoffe wie z.B. Vitamine, Pflanzenextrakte, Balsame, Antischuppenwirkstoffe wie z.B.
Zn- oder Mg-Pyridinthion, Sebostatika, Trübungsmittel, z.B. Ethylenglycoldistearat, Verdickungsmittel wie z.B. wasserlösliche Cellulosederivate oder wasserlösliche anionische oder nichtionische Polymere.
Aufgrund der Substantivität der sulfongruppenhaltigen Polyester zum Keratin und der avivierenden Eigenschaften eignen sich die neuen, sulfongruppenhaltigen Polyester auch für die Verwendung in hautkosmetischen Zubereitungen, insbesondere in tensidhaltigen Zubereitungen zur Reinigung der Haut wie flüssigen Seifen, Badezusätzen, Schaum-und Duschbädern.
Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern ohne ihn hierauf zu beschränken.
Beispiele 1. herstellung der Polyester 1.1. Polyester aus Alkenyl (C16/18)-bernsteinsäureanhydrid und Sulfonyldiethanol (1 : 1) 337 g Alkenyl (C16/18)-bernsteinsureanhydrid (1 Mol) 154 g Sulfonyldiethanol und 2 g Tetraisopropyltitanat wurden in einem 1-1 Dreihalskolben mit Rührer, Gaseinleitungsrohr und Destillationsaufsatz unter Stickstoffatmosphäre auf 170 OC erhitzt. Nach 6 Stunden war der größte Teil des Reaktionswassers abdestilliert.
Es wurde noch 1 Stunde bei 170 OC bei vermindertem Druck von ca. 20 mbar und zur Entfernung weiterer flüchtiger Nebenprodukte 1 Stunde bei 0,1 mbar gerührt.
Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurden ..... g eines gelblichen, viskos-flüssigen Produktes erhalten. Die dampfdruckosmometrische Molekulargewichtsbestimmung ergab einen ert für das mittlere Molekulargewicht von M = 1100.
1.2. Polyester aus Dimerfettsäure und Sulfonyldiethanol (1 : 1) 570 g (ca. 1 Mol) Dimerfettsäure (Pripol1010, Fa. Unichema) 154 g (1 Mol) Sulfonyldiethanol und 1 Gewichtsprozent Zinnschliff wurden in einer Apparatur gemäß Beispiel 1.1 unter stickstoffatmosphäre auf 185 °C erhitzt. Nach 4 Stunden.
war der größte Teil des Reaktionswassers abdestilliert.
Es wurde noch 1 Stunde bei 185 OC bei vermindertem Druck von 0,1 mbar gerührt. Dann wurde heiß vom Zinn abdestilliert und auf Raumtemperatur abgekühlt. Es wurden 690 g eines gelblichen, hochviskosen Öles erhalten. Die dampfdruckosmometrische Molekulargewichtsbestimmung ergab einen Wert für das mittlere Molekulargewicht von M = 1400.
1.3 Polyester aus Alkenyl (C10)-bernsteinsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid und Sulfodiethanol (1:4:7,5) 112 g (0,4 Mol) Alkenyl (C10)-bernsteinsäureanhydrid 160 g (1,6 Mol) Bernsteinsäureanhydrid 462 g Sulfonyldiethanol und 3,5 g Tetraisopropyltitanat wurden, wie im Beispiel 1 umgesetzt und aufgearbeitet.
Es wurden 670 g eines gelben, viskos-flüssigen Produktes erhalten. Die dampfdruckosmometrische Molekulargewichtsbestimmung ergab einen ert für das mittlere Molekulargewicht von M = 950.
2. Anwendungsbeispiele 2.1. Haarnachspülmittel Polyester gemäß Beispiel 1.1 1 Gewichtsprozent Hydroxyethylcellulose 1,2 (Natrosol 250 M, (Fa.Hercules) Ethoxyliertes, hydriertes Ricinusöl 0,3 (Cremophor 0RI1 mi 40) Parfümöl 0,15 Konservierungsmittel (Kathon @ CG) 0,1 Wasser 97,25 II Die Anwendung des Nachspülmittels nach einer Shamponierung des Haares mit einer Alkylethersulfat-Lösung führte zu einer deutlich verbesserten Naß- und Trockenkämmbarkeit sowie zu einem erhöhten Glanz des Haares.
2.2. Haarshampoo Polyester gemäß Beispiel 1.3 2,0 Gewichtsprozent Fettalkohol l 2/1 4-polyglycol (2 EO)ethersulfat, Na-Salz (28 %ige wässrige Lösung) (Texapon@N 25, Fa. Henkel KGaA) 50,0 Parfümöl 0,3 Konservierungsmittel (Bronidox@L) 0,2 Wasser 47,5 Die Anwendung des Shampoos anstelle eines gleichartigen Produktes ohne den Gehalt an erfindungsgemäßen Polyester bewirkte eine erhöhte Weichheit und verbesserte Kämmbarkeit des nassen und trockenen Haares.

Claims

Patentansprüche 1. Sulfongruppenhaltige Polyester der allgemeinen Formel I in der X Wasserstoff oder eine Gruppe Y Wasserstoff oder eine Gruppe - A - S02 - E - OII, A und B Gruppen der Formel -(CnEi2nO)z~CI2 CH2 , in der n = 2 oder 3 und Z = 0 oder eine Zahl von 1 bis 5 ist, D einen 2 bis 40 C-Atome enthaltenden Rest einer gesättigten oder ungesättigten Dicarbonsäure und m eine Zahl von 1 bis 5 darstellt.
2. Sulfongruppenhaltige Polyester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A und B 1,2-tthylengruppen sind und D den Rest einer Alkyl- oder Alkenylbernsteinsäure mit 8 bis 22 C-Atomen in der Alkyl-oder Alkenylgruppe darstellt.
3. Sulfongruppenhaltige Polyester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A und D 1,2-Ethylengruppen sind und D den Rest einer Dimerfettsäure darstellt.
4. Sulfongruppenhaltige Polyester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A und B 1,2-Ethylengruppen sind und D zu 10 bis 90 Mol % den 2 bis 4 C-Atome enthaltenden Rest einer Dicarbonsäure und zu 90 bis 10 Mol % den 8 bis 40 C-Atome enthaltenden Rest einer Dicarbonsäure darstellt.
5. Sulongruppenhaltige Polyester nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß A und E 1,2-Ethylengruppen sind und D zu 10 bis 50 Mol % den Rest der Eernsteinsäure und zu 50 bis 90 Mol % den Rest einer Alkyl- oder Alkenylbernsteinsäure mit 8 bis 22 C-Atomen in der Alkyl- oder Alkenylgruppe darstellt.
6. Verwendung von sulfongruppenhaltigen Polyestern nach Anspruch 1 bis 5 als känmbarkeitsverbes sernae Komponente in kosmetischen Haarbehandlungsmitteln.
7. aarshampoo, enthaltend 5 bis 40 Gewichtsprozent anionischer Tenside, die ganz oder zum überwiegenden Teil aus einem Fettalkoholpolyglycolethersulfat-Salz mit 12 bis 16 C-Atomen in der Alkylgruppe und 1 bis 6 Glycolethergruppen im Molekül bestehen, in einer wässrigen Lösung, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent eines sulfongruppenhaltigen Polyesters gemäß Anspruch 1 bis 5.