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KR100791257B1 - 수성 시스템용 농조화제 - Google Patents

수성 시스템용 농조화제 Download PDF

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KR100791257B1
KR100791257B1 KR1020060058464A KR20060058464A KR100791257B1 KR 100791257 B1 KR100791257 B1 KR 100791257B1 KR 1020060058464 A KR1020060058464 A KR 1020060058464A KR 20060058464 A KR20060058464 A KR 20060058464A KR 100791257 B1 KR100791257 B1 KR 100791257B1
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Abstract

설폰산 모노머 잔기, 아크릴아미드 잔기, 소수성 (메트)아크릴레이트 에스테르 잔기 및 가교제 잔기를 포함하는 폴리머가 개시된다.

Description

수성 시스템용 농조화제{Thickener for aqueous systems}
본 발명은 수성 시스템에 사용하기에 적합한 폴리머 농조화제에 관한 것이다.
리올로지 개질제(rheology modifier)는 저 전단응력에서 점도를 증가시키면서 보다 높은 전단응력에서 제품의 유동성을 유지시키기 위해 예를 들어 샴푸를 비롯한 수성 클리닝 제품에 사용된다. 비닐 모노머로부터 제조된 다양한 코폴리머 농조화제가 이 목적으로 사용되고 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 6,645,476호는 설폰산 그룹을 함유하는 수용성 비닐 코폴리머를 개시하였다. 이 폴리머는 수성 시스템에서 농조화제로 사용되며, 낮은 pH에서 작용한다. 그러나, 보다 낮은 pH에서 최적의 점도 프로파일을 제공하는 농조화제는 농조화 및 현탁뿐만 아니라 유화 효과를 제공할 것을 강력히 필요로 한다.
본 발명에서 다루고 있는 문제점은 특히 보다 낮은 pH의 수성 조성물에서 최적의 점도 프로파일을 제공하는 리올로지 개질 폴리머가 필요하다는 것이다.
본 발명은 (a) 설폰산 모노머 잔기 15 내지 65%; (b) 아크릴아미드 잔기 15 내지 70%; (c) (i) 알킬 (메트)아크릴레이트, (ii) 비닐 알카노에이트, (iii) N-비닐 알킬아미드 및 (iv) N-알킬 (메트)아크릴아미드중 적어도 하나의 잔기 2 내지 20%; 및 (d) 적어도 하나의 가교제 잔기 0.25 내지 1.5%를 포함하며, (c)에서 알킬 그룹은 탄소원자수가 6-25인 폴리머를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 언급된 폴리머 0.05 내지 5%를 포함하는 pH 2 내지 10의 수성 조성물을 제공한다.
달리 언급이 없으면, 퍼센트는 전체 조성물에 기초한 중량%이다.
본 원에 사용된 용어 "(메트)아크릴"이란 아크릴 또는 메타크릴을 의미하며, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다. "아크릴 모노머"는 아크릴산(AA), 메타크릴산(MAA), AA 및 MAA의 에스테르, 아크릴아미드(AM), 메타크릴아미드(MAM) 및 AM 및 MAM의 유도체를 포함한다. AA 및 MAA의 에스테르는 알킬, 하이드록시알킬 및 설포알킬 에스테르, 이를테면 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 메타크릴레이트(EMA), 부틸 메타크릴레이트(BMA), 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 이소보닐 메타크릴레이트(IBOMA), 메틸 아크릴레이트(MA), 에틸 아크릴레이트(EA), 부틸 아크릴레이트(BA) 및 에틸헥실 아크릴레이트(EHA), 라우릴 메타크릴레이트(LMA), 세틸 메타크릴레이트(CEMA) 및 스테아릴 메타크릴레이트(SMA) 등의 장쇄 알킬 (메트)아크릴레 이트를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다. 용어 "(메트)아크릴아미드"는 아크릴아미드(AM) 또는 메타크릴아미드(MAM)를 의미한다. (메트)아크릴아미드 유도체는 알킬- 및 설포알킬-치환된 (메트)아크릴아미드, 예를 들어 N,N-디메틸 아크릴아미드, N,N-디프로필 아크릴아미드, t-부틸 아크릴아미드, N-옥틸 아크릴아미드, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산(AMPS) 및 장쇄 알킬 (메트)아크릴아미드, 이를테면 N-라우릴 메타크릴아미드, N-스테아릴 메타크릴아미드를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다.
용어 "비닐 모노머"는 질소 또는 산소와 같은 헤테로원자에 결합된 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 모노머를 말한다. 비닐 모노머의 예로 비닐 아세테이트, 비닐 포름아미드, 비닐 아세트아미드, 비닐 피롤리돈, 비닐 카프로락탐 및 장쇄 알카노에이트, 예를 들어 비닐 네오데카노에이트 및 비닐 스테아레이트를 포함하나, 이들에 한정되지 않는다.
용어 "아크릴 폴리머"는 아크릴 모노머의 폴리머, 및 적어도 50%의 아크릴 모너머 및 (메트)아크릴아미드 모노머를 포함하는 코폴리머를 말한다. 바람직하게, 아크릴 폴리머는 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드 모노머로부터 유도된 모노머 잔기를 적어도 75%, 보다 바람직하게는 적어도 85% 및 가장 바람직하게는 적어도 95% 함유한다.
바람직하게, 잔여 모노머 단위는 비닐 모노머, 스티렌 또는 α-메틸스티렌으로부터 유도된다. 용어 "아크릴아미드 폴리머"는 (메트)아크릴아미드 모노머의 폴리머 및 적어도 50%의 (메트)아크릴아미드 모노머를 포함하는 코폴리머를 말한다. 바람직하게, 아크릴아미드 폴리머는 (메트)아크릴아미드 모노머로부터 유도된 모노머 잔기를 적어도 70% 및 가장 바람직하게는 적어도 85% 함유한다.
본 발명의 폴리머는 (i) 알킬 (메트)아크릴레이트, (ii) 비닐 알카노에이트, (iii) N-비닐 알킬아미드 및 (iv) N-알킬 아크릴아미드중 적어도 하나의 잔기를 2 내지 20%로 포함하며, 탄소원자수 6-25의 알킬 그룹이 존재하고, 즉 하기 알킬 (메트)아크릴레이트의 알킬 그룹:
Figure 112006046148036-pat00001
또는 하기 비닐 알카노에이트의 알킬 그룹:
Figure 112006046148036-pat00002
또는 하기 N-비닐 알킬아미드의 알킬 그룹:
Figure 112006046148036-pat00003
또는 하기 N- 알킬 (메트)아크릴아미드의 알킬 그룹:
Figure 112006046148036-pat00004
은 6-25개의 탄소원자를 갖는다.
복수개의 (i), (ii), (iii) 및 (iv)가 존재하는 경우, C6-C18 알킬 그룹을 가 지는 이들 잔기의 총 양은 2 내지 20%이다. 바람직하게, 폴리머는 적어도 3%, 보다 바람직하게는 적어도 5% 및 가장 바람직하게는 적어도 6%의 이들 잔기를 함유한다. 본 발명의 일례로, 폴리머는 상기 잔기들을 적어도 10% 함유한다. 바람직하게, 폴리머는 15% 이하 및 가장 바람직하게는 12% 이하의 이들 잔기를 함유한다. 바람직하게, 폴리머는 알킬 (메트)아크릴레이트 또는 비닐 알카노에이트로부터 유도된 잔기를 포함한다. 바람직하게, 알킬 그룹은 22개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이하의 탄소원자를 가진다. 바람직하게, 알킬 (메트)아크릴레이트는 알킬 메타크릴레이트이다.
본 발명의 목적을 위해, 알킬 그룹은 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹 또는 아르알킬 또는 알킬 카보사이클릭 그룹, 예를 들어 알킬페닐 그룹이다. 알킬 그룹이 합성 또는 천연 기원일 수 있는 것으로 이해하여야 하며, 후자의 경우, 특히 일정 범위의 사슬 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 천연 기원 스테아르산은 상업적으로 순수한 품질조차도 약 90% 만의 스테아르산 사슬, 약 7% 이하의 팔미트산 사슬 및 나머지로 다른 사슬을 함유할 수 있으며, 저품질 제품은 실질적으로 보다 적은 스테아르산을 함유할 수 있다. 본 원에서는 이러한 그룹의 사슬 길이가 사슬의 50% 초과, 바람직하게는 75%를 초과하여 존재하는 주 사슬 길이인 것으로 한다.
모노머 단위가 알킬 (메트)아크릴레이트로부터 유도되는 경우, 알킬 그룹은 예를 들어 하나 이상, 예컨대 60개 이하, 바람직하게 40개 이하, 보다 바람직하게 30개 이하의 수용성 링커 그룹, 이를테면 -CH[R]CH2O- 또는 -CH[R]CH2NH- 그룹(여기 에서, R은 수소 또는 메틸이다)을 통해 (메트)아크릴로일 그룹에 직 간접적으로 부착될 수 있다. 바람직하게, 알킬 그룹은 직접 부착하여 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르를 형성하거나, 40개 이하의 옥시에틸렌 잔기를 통해 간접적으로 부착될 수 있다. 바람직하게, 알킬 그룹은 12 내지 18개의 탄소원자, 보다 바람직하게는 16 내지 18개의 탄소원자를 가진다. 바람직하게, 알킬 그룹은 (메트)아크릴로일 그룹에 직접 부착되며, 즉 (메트)아크릴레이트 에스테르는 알킬 그룹이 직접 부착된 C12-C18 알킬 (메트)아크릴레이트이다. 바람직한 일례로, (메트)아크릴레이트 에스테르는 C16-C18 알킬 메타크릴레이트이다.
바람직하게, 폴리머는 적어도 25%, 보다 바람직하게는 적어도 40% 및 가장 바람직하게는 적어도 55%의 설폰산 모노머 잔기를 함유한다.
바람직하게, 폴리머는 62% 이하의 설폰산 모노머 잔기를 함유한다. 이러한 모노머의 예로 설포에틸 메타크릴레이트, p-스티렌 설포네이트, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산(AMPS)를 포함하나, 이들에만 한정되지 않으며; 바람직하게 모노머는 AMPS이다. 바람직하게, 폴리머는 적어도 25%, 보다 바람직하게는 적어도 28% 및 가장 바람직하게는 적어도 30%의 아크릴아미드 잔기를 함유한다. 바람직하게, 폴리머는 50% 이하, 보다 바람직하게는 40% 이하 및 가장 바람직하게는 35% 이하의 아크릴아미드 잔기를 함유한다. 본 발명의 폴리머는 가교되며, 즉, 적어도 하나의 가교제, 예컨대 두개 이상의 에틸렌계 불포화 그룹을 가지는 모노머가 중합동안 코폴리머 성분과 함께 포함된다. 이러한 모노머의 바람직한 예로는 디비닐벤 제(DVB), 트리메틸올프로판 디알릴 에테르, 테트라알릴 펜타에리스리톨, 트리알릴 펜타에리스리톨, 디알릴 펜타에리스리톨, 디알릴 프탈레이트, 트리알릴 시아누레이트, 비스페놀 A 디알릴 에테르, 알릴 수크로스, 메틸렌 비스아크릴아미드(MBA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트가 포함된다. 일례로, 가고제는 에스테르 작용기를 함유하지 않는다. 폴리머내 가교제 잔기의 양은 모노머 총 중량을 기준으로 하여 0.25 내지 1.5%이다. 바람직하게, 폴리머내 가교제 잔기의 양은 1.3% 이하 및 가장 바람직하게는 1.2% 이하이다. 바람직하게, 폴리머내 가교제 잔기의 양은 적어도 0.5%, 보다 바람직하게는 적어도 0.7%이다. 본 발명의 일례로, 가교제는 디에틸렌계 불포화되고, 예컨대 MBA 또는 DVB이다.
리올로지 개질제는 공지된 침전, 역 유화, 겔 중합 방법 및 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 방법, 예를 들어 자유 래디칼 개시제, 이를테면 퍼옥시젠 화합물 또는 디아조 화합물 및 임의로 사슬 전달제를 사용하여 모노머를 공중합하여 제조될 수 있다. 적합한 퍼옥시젠 화합물은 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, 퍼설페이트 또는 유기 퍼옥사이드일 수 있고, 개시제의 적합한 양은 코폴리머 성분의 0.01 내지 3 중량%일 수 있다. 개시제 배합물이 또한 사용될 수 있다. 공중합 온도는 약 25 내지 95 ℃, 바람직하게는 60 내지 92 ℃일 수 있다. 침전 방법의 경우, 유기 용매는 모노머가 상기 용매에 용해되나 중합 산물이 이들 용매에 용해되지 않도록 선택된다. 중합 공정동안, 반응 매질은 혼탁해지며, 실질적으로 폴리머가 침전된다. 적합한 용매의 예로 에틸 아세테이트, 메틸렌 클로라이드, 벤젠, 메탄올, 에탄올, 부탄올, t-부탄올, 아세톤 및 이들의 배합물이 포함되나, 이들에만 한정되지 않는다. 바람직하게, 용매는 t-부탄올이다. 폴리머 생성물은 여과 또는 원심분리에 의해 반응 매질로부터 회수할 수 있거나, 증류하여 용매를 제거할 수 있다. 이와 같은 중합 및 회수 기술, 적합한 모노머 및 첨가제에 대해 미국 특허 제 5,288,814호 및 5,349,030호를 참고할 수 있다.
공정동안 폴리머 입자가 응집하여 케틀 바닥에 부착되고 반응 키네틱이 좋지 않아지는 것을 방지하기 위하여 중합동안 계면활성제를 사용할 수 있다. 이러한 계면활성제의 예로 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 비이온성 블록 코폴리머가 포함되나, 이들로만 한정되지 않는다.
다른 유익한 첨가제로 중합 계면활성제가 있다. 이들은 본 발명에 개시된 고형 폴리머가 수성 제제에 보다 용이하게 분산되도록 조장한다. 이러한 계면활성제의 예로 폴리하이드록시 지방산과 폴리(에틸렌 옥사이드)의 블록 코폴리머, 디메티콘 코폴리올, 디메티콘 코폴리올 포스페이트가 포함되나, 이들로만 한정되지 않는다. 이러한 물질은 예를 들어, Imperial Chemical Industries, PLC로부터 HYPERMER의 상품명으로 입수가능하다.
일차 폴리머 사슬의 길이는 전형적으로 가교제가 제거된 경우 분자량(Mw)이 약 250,000 내지 10 밀리온이 되도록 하는 범위이다.
본 발명에 따라 제공된 폴리머는 특히 저 pH가 제제에 요구되는 경우, 수성, 수성/오일계 제제에 대한 농조화제, 현탁제, 유화제로 매우 유용하다. 바람직하 게, 수성 및 수성/오일계 조성물의 pH는 적어도 3, 보다 바람직하게는 적어도 3.5이다. 본 발명의 일례로, pH는 적어도 4이다. 바람직하게, pH는 8 이하, 보다 바람직하게는 7 이하 및 가장 바람직하게는 6 이하이다. 본 발명의 일례로, pH는 5 이하이다.
바람직하게, 폴리머는 아크릴 폴리머이다. 일례로, 폴리머는 아크릴아미드 폴리머이다. 폴리머를 수성 시스템에 블렌딩하여 농조화시킨 후, 필요에 따라 산성 또는 염기성 물질을 적절히 첨가할 수 있다. 본 발명의 수성 및 수성/오일계 조성물은 본 발명의 적어도 하나의 폴리머를 0.05 내지 5%로 함유하며, 즉 폴리머(들)의 총양은 이 범위내에 포함된다. 바람직하게, 수성 조성물내 폴리머의 양은 적어도 0.1%, 보다 바람직하게는 적어도 0.2%이다. 바람직하게, 수성 조성물내 코폴리머의 양은 3% 이하, 보다 바람직하게는 2.5% 이하 및 가장 바람직하게는 2% 이하이다. 본 발명의 일례로, 수성 조성물은 1 내지 1.5%의 폴리머(들)를 함유한다. 바람직하게, 수성 조성물은 적어도 15%, 보다 바람직하게는 적어도 25% 및 가장 바람직하게는 적어도 40%의 물을 함유한다. 바람직하게, 수성 조성물은 20% 미만, 보다 바람직하게는 10% 미만 및 가장 바람직하게는 5% 미만의 유기 용매를 함유한다. 일례로, 수성 조성물은 유기 용매를 실질적으로 함유하지 않는다.
본 발명의 일례로, 본 발명의 수성 조성물은 바람직하게는 적어도 하나의 계면활성제를 1 내지 40%로 함유하며, 즉 계면활성제(들)의 총양은 이 범위내에 포함된다. 보다 바람직하게, 본 발명의 수성 조성물은 적어도 하나의 계면활성제를 적어도 5%, 보다 바람직하게는 적어도 10% 및 가장 바람직하게는 적어도 12%로 함유 한다. 바람직하게, 수성 조성물은 적어도 하나의 계면활성제를 25% 이하, 보다 바람직하게는 18% 이하로 함유한다.
계면활성제(들)는 바람직하게는 카복실레이트, 설포네이트, 설페이트 또는 포스페이트 가용화 그룹을 특징으로 하는 음이온성 계면활성제; 아미드 또는 하이드록실 그룹 또는 에틸렌 옥사이드 사슬을 특징으로 하는 비이온성 계면활성제; 및 양이온성, 양쪽성 또는 즈비터이온성 계면활성제 그룹중에서 선택된다. 계면활성제는 본 발명에 필요한 양의 수성 시스템의 농조화 폴리머 및 다른 성분과 상용성이어야 한다. 아민 또는 암모늄 가용화 그룹을 특징으로 하는 양이온성 계면활성제 및/또는 음이온성 및 양이온성 가용화 그룹의 조합을 특징으로 하는 양쪽성 계면활성제가 선택될 수 있다. 본 발명을 실시하는데 사용하기에 바람직한 계면활성제는 C8-C18 지방산 또는 이들의 수용성 염; C8-C18 알콜의 수용성 설페이트 또는 에테르 설페이트; 설폰화 알킬아릴 화합물, 예를 들어 도데실벤젠 설포네이트, 예컨대 C7-C18 알킬 그룹 및 9 내지 40개 이상의 옥시에틸렌 단위를 가지는 알킬페녹시 폴리에톡시 에탄올; 장쇄 카복실산, 예컨대 라우르산, 미리스트산, 팔미트산 또는 올레산의 에틸렌 옥사이드 유도체; 장쇄 알콜, 예컨대 라우릴 또는 세틸 알콜의 에틸렌 옥사이드 유도체; 알칸올아미드 및 폴리글루코사이드, 예컨대 알킬 폴리글루코사이드; 및 아미노산으로부터 유도된 계면활성제, 예컨대 글루타메이트중에서 선택될 수 있다. 적합한 양이온성 계면활성제는 예를 들어 라우릴 피리디늄 클로라이드, 옥틸벤질트리메틸암모늄 클로라이드, 도데실 트리메틸암모늄 클로라이드 및 일차 지방산 아민의 에틸렌 옥사이드 축합물일 수 있다. 적합한 즈비터이온성 계면활성제는 예를 들어 베타인을 포함한다.
본 발명의 조성물은 임의로 다른 성분, 예를 들어 염, 공-리올로지 개질제(예: LaponiteTM 점토, 셀룰로스, 카라게난, 크산탄, PEG-150 디스테아레이트(AculynTM 60 리올로지 개질제), PEG-150 펜타에리스리틸 테트라스테아레이트, 다른 연합 또는 비연합 리올로지 개질제, 폴리머 쿠아트(예: PQ-7 및 PQ-10), 유기 또는 무기 입자(예를 들어 연마제, 비드, 운모, 캡슐화 오일 비드 포함), 실리콘, 펄화제, 분산 액체, 분산제, 용해 또는 분산 살생물제, 비타민, 습윤제, 효소, 표백제, 에몰리언트, 향료, 염료, 티오글리콜산, UVA 및 UVB 흡수제, 적외선 흡수제 등을 포함할 수 있다. 수성 조성물에 현탁될 수 있는 불용 물질은 점토, 비드, 왁스, 젤라틴 및 다른 미립자 물질을 포함한다.
본 발명의 다른 일례로, 수계 조성물은 유기 용매, 바람직하게는 글리콜 및 C1-C5 알콜을 함유한다. 이러한 용매의 예로 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌 글리콜이 포함되나, 이들에만 한정되지 않는다. 바람직한 용매는 에탄올, 이소프로판올 및 프로필렌 글리콜이다. 전형적으로, 용매의 양은 적어도 20%, 보다 바람직하게는 적어도 50%이다. 이러한 타입의 제제는 손 세정제, 살균제 또는 냉각제로서 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 일례로, 수계 조성물은 유기산을 함유한다. 이러한 유기산의 예로 시트르산, 아스코르브산, 살리실산, 락트산, 글리콜산, 카페인산 및 코지 산이 포함되나, 이들에만 한정되지 않는다. 바람직하게, 유기산의 양은 적어도 0.5%, 보다 바람직하게는 적어도 1%이다. 바람직하게, 유기산의 양은 10% 이하, 보다 바람직하게는 8% 이하이다. 이러한 타입의 제제는 경질 표면 클리너 또는 피부 표백 및 미백제로서 사용될 수 있다.
본 발명의 폴리머가 유용한 특정 수성 조성물은 바디 워시제이다. 상기 언급된 폴리머 농조화제 및 계면활성제 이외에, 바디 워시제의 전형적인 성분은 pH를 4-6.75, 바람직하게는 4.5-6.75 및 보다 바람직하게는 6.0-6.6으로 유지하기에 충분한 염기 또는 산; 및 실리콘, 폴리쿠아트(polyquat), 펄화제, 비타민, 오일, 향료, 염료, 살생물제, 및 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌 및 폴리스티렌을 포함한 각종 물질로부터 제조된 불용성 비드를 비롯한 임의 성분; 젤라틴; 운모; 캡슐화 오일 또는 비타민 비드; 및 호호바 왁스 비드를 포함한다. 바람직하게, 비드의 양은 0.1 내지 2%, 보다 바람직하게는 0.2 내지 1%이다. 바람직하게, 비드의 평균 반경은 0.1 내지 10 ㎜이다. 전형적으로, 사용된 계면활성제는 비이온성 계면활성제와 양쪽성 계면활성제의 혼합물, 바람직하게는 8 내지 16% 비이온성 계면활성제와 1 내지 5% 양쪽성 계면활성제의 혼합물이다.
본 발명의 폴리머가 유용한 두번째 특정 수성 조성물은 샴푸이다. 상기 언급된 폴리머 농조화제 및 계면활성제 이외에, 콘디셔닝 샴푸의 전형적인 성분은 pH를 4-7, 바람직하게는 4.75-7.0으로 유지하기에 충분한 염기를 포함한다. 본 발명의 한 특정 구체예는 분산 실리콘 및 펄화제 및 아연 피리티온 또는 다른 항비듬제를 포함한 임의 성분을 함유하는 콘디셔닝 샴푸이다.
본 발명의 폴리머가 유용한 세번째 수성 조성물은 경질 표면 클리너이다. 상기 언급된 폴리머 농조화제 및 계면활성제 이외에, 경질 표면 클리너의 전형적인 성분은 pH를 9-12로 유지하기에 충분한 염기; 및 용매, 염, 향료 및 염료를 비롯한 임의 성분을 포함한다. pH 4 미만의 경질 표면 클리너에서는, 적절한 산이 폴리머 농조화제 및 임의 성분과 함께 첨가된다.
폴리머는 또한 유동성 살충제 분산물 및 에멀전의 농조화 및 안정화에 적합하다. 폴리머가 유용한 다른 제제는 헤어 젤(알콜-함유 및 무알콜); 헤어 스타일링 크림, 페이스트 또는 검; 샴푸, 콘디셔너, 투인원(2 in 1) 콘디셔닝 샴푸, 바디 워시제/샤워젤, 액체 비누, 선스크린 로션 및 스프레이, 태닝 로션, 스킨 케어 로션, 비타민 함유 스킨 케어 로션, 투 파트(two-part) 모발 염색제, 파마 웨이빙 제제, 직물 및 경질 표면 클리너, 예를 들어 세탁 세제, 액체 자동 식기세척기용 세제, 수동 식기세척 세제, 얼룩-예비처리제, 오븐 클리너 및 유리/창 클리너 및 모든 타입의 농조화 알콜 또는 물/알콜 제제를 포함한다. 폴리머는 또한 공유화제 또는 계면활성제와 함께, 또는 이들없이 폴리머 유화제로 사용될 수 있다.
실시예
t-부탄올에서 침전에 의한 대표적인 중합예
t-부탄올 535.35 g 및 소정량의 AMPS를 환류 컨덴서, 온도계 및 가스 유입구가 장착된 2 ℓ 반응기에 가하였다. 혼합물을 동물의 수산화암모늄으로 중화시키고, 질소하에 250 rpm으로 30 분간 교반하였다. 30 분후, 아크릴아미드, 메틸렌 비스아크릴아미드 및 스테아릴 메타크릴레이트를 첨가하고, 각각 3 g의 t-부탄올로 세척하였다. 이 혼합물을 질소하에 60 ℃로 가열하고, 총 모노머에 기준해 1.18%의 라우릴 퍼옥사이드로 개시하였다. 발열반응 확인후, 온도를 65-70 ℃로 30 분간 유지하였다. 피크 발열반응 온도 15 분후 질소 세정을 중단하고, 폴리머를 20 분간 침전시켰다. 이 반응물을 반응 온도에서 최소량의 탈이온수에 용해시킨 0.5% 소듐 비설파이트로 60 분동안 체이싱하였다. 60 분후, 반응기를 환류 온도로 가열하고, 이 온도를 2 시간동안 유지하였다. 폴리머를 진공 여과에 의해 용매로부터 분리하고, 진공하에 80 ℃에서 24 시간동안 건조시켰다.
수용액에서 0.5% 폴리머의 대표적인 제조예
300 ㎖ 비이커에 탈이온수 199 g을 첨가하고, 건조 폴리머 1 g을 물에 천천히 첨가하였다. 용액 팽창후, 모든 고체가 용해될 때까지 고전단하에 혼합하였다. 점도(cps)를 6, 12, 30 및 60 rpm으로 적절한 RV 스핀들을 사용하여 브룩필드(Brookfield) 점도계로 측정하였다. pH 조정은 필요치 않다.
10% SLES(Steol CS-230)에서 1% 폴리머의 대표적인 제조예
200 ㎖ 비이커에 SLES 38.46 g을 첨가하고, 총양이 95 g이 되기에 충분한 물을 첨가하였다. 10% 시트르산 용액으로 pH를 4로 조정하고, 물을 첨가하여 총양 99 g으로 만들었다. 폴리머 1 g을 적절히 혼합하면서 천천히 첨가하였다.
폴리머 목록
Figure 112006046148036-pat00005
1. NVP는 N-비닐피롤리돈이다.
2. Lipol은 약 18-26개의 옥시에틸렌 잔기를 통해 메타크릴로일 그룹에 연결된 선형의 포화 C16-18 알킬 그룹을 가지는 친유성 개질 모노머이다.
3. SMA는 스테아릴 메타크릴레이트이다.
4. LMA는 라우릴 메타크릴레이트이다.
5. CEMA는 세틸 메타크릴레이트이다.
하기 표는 다양한 rpm 속도(6, 12, 30 및 60)에서 수성 시스템(고체%) 및 pH에 대해 언급된 수준의 제시된 폴리머에 대해 얻어진 점도 데이터 및 탁도(NTU(nephelometric turbidity unit))를 나타낸다.
Figure 112006046148036-pat00006
Figure 112006046148036-pat00007
Figure 112006046148036-pat00008
* 본 실험에 사용된 SLES(소듐 라우레스 설페이트)는 Stepan Company (Illinois)에서 공급하는 Steol CS-230이다.
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CARBOPOL 940은 Noveon, Inc.(Ohio)에서 공급하는 것이며, 본 실험에서는 수산화나트륨 또는 암모니아로 중화하여 사용하였다.
낮은 pH에서 수중 0.5% 폴리머로 유기산의 농조화
제제 (수중 폴리머와 유기산) pH spindle 6 rpm 12 rpm 30 rpm 60 rpm 탁도
0.5% E와 3% 시트르산 2.3 RV6 1370 867 507 350 49
0.5% E와 6% 시트르산 2.3 RV6 267 183 133 97 41
0.5% E와 3% 아스코르브산 2.6 RV6 15330 8830 4330 2570 27
0.5% E와 6% 아스코르브산 2.5 RV6 9500 5670 2900 1750 30
0.5% E와 3% 살리실산 2.6 RV6 9500 5500 2800 1718 ND*
0.5% E와 6% 살리실산 2.6 RV6 7667 4667 2500 1550 ND*
*안정한 에멀젼이 형성되었다.
폴리머의 적재량이 상이한 수준인 경우 수중 3% 유기산 용액에서 크산탄검과의 점도 및 투명도 비교
폴리머 % 0.5 1 1.5
폴리머 E와 시트르산 Spindle RV3 RV6 RV7
30 rpm에서 점도 507 7400 50530
탁도 41 57 199
크산탄검과 시트르산 Spindle RV4 RV5 RV6
30 rpm에서 점도 520 2387 5400
탁도 245 957 범위이탈
폴리머 E와 아스코르브산 Spindle RV5 RV7 RV7
30 rpm에서 점도 4333 35200 48533
탁도 30 59 94
크산탄검과 아스코르브산 Spindle RV5 RV5 RV6
30 rpm에서 점도 667 2333 4667
탁도 342 882 범위이탈
크산탄검은 City Chemical Inc.(139 Allings Crossing Rd, West Haven, CT 06516)에서 공급하는 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 설폰산 모노머 잔기 15 내지 65 중량%;
    (b) 아크릴아미드 잔기 15 내지 70 중량%;
    (c) (i) 알킬 (메트)아크릴레이트, (ii) 비닐 알카노에이트, (iii) N-비닐 알킬아미드 및 (iv) N-알킬 (메트)아크릴아미드 중 선택되는 적어도 하나의 소수성 모노머의 잔기 2 내지 20 중량%(여기에서, 알킬 그룹은 6-25개의 탄소원자를 가진다); 및
    (d) 적어도 하나의 가교제 잔기 0.25 내지 1.5 중량%를 포함하는 폴리머.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 소수성 모노머가 탄소원자수 10-20의 알킬 그룹을 함유하는 (메트)아크릴레이트 에스테르인 폴리머.
  3. 제 2 항에 있어서, 설폰산 모노머 잔기가 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산으로부터 유도된 것인 폴리머.
  4. 제 3 항에 있어서, (메트)아크릴레이트 에스테르가 0-30개의 에틸렌 옥사이드 단위 및 탄소원자수 12-18의 알킬 그룹을 함유하는 폴리머.
  5. 제 4 항에 있어서, (메트)아크릴레이트 에스테르가 알킬이 (메트)아크릴로일 그룹에 직접 결합되어 있는 C12-18 알킬 (메트)아크릴레이트인 폴리머.
  6. 제 5 항에 있어서, 적어도 하나의 디에틸렌계 불포화 가교제 잔기를 0.5 내지 1.3 중량% 함유하는 폴리머.
  7. 제 6 항의 폴리머 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 pH 2 내지 10의 수성 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 적어도 하나의 계면활성제를 1 내지 40 중량% 포함하는 수성조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, pH가 3 내지 8인 수성 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 0.3 내지 2.5 중량%의 폴리머를 포함하는 수성 조성물.
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