含有硅氧烷接枝共聚物的含水头发定型组合物 【技术领域】
本发明涉及含有硅氧烷接枝共聚物的含水头发定型组合物。
【发明背景】
人们广泛要求头发能够保持特定的设计或式样。已经有多种组合物用于局部施加到头发上以达到此目的。这些组合物包括摩丝、发胶、洗液、喷发剂(气溶胶或非气溶胶)、头发调理剂(hair rinse)和香波。头发定型组合物可以具有多种不同的组分，但通常至少具有一种常规组分-聚合物粘接性头发定型剂。
通常，头发定型组合物采用有机聚合物作为头发定型剂，如辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙烯酸丁基氨基乙酯的共聚物和甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物的酯。尽管这些聚合物可以提供良好的头发保持性能，但不幸的是，它们具有副作用，会使头发具有相当硬、发脆的手感。
最近，人们已经知道采用硅氧烷接枝共聚物作为头发定型剂。这些聚合物含有与该聚合物的主链相连的硅氧烷大分子，这些硅氧烷大分子相对于普通的头发定型剂改善了发感。更具体地说，在使用该头发定型产品以后，相对于普通地头发定型聚合物来说，头发触摸起来感觉柔软并且更容易梳理。适用于头发护理组合物的硅氧烷接枝共聚物例如已经公开于美国专利5061481(Suzuki等人，1991年10月29日提出)、美国专利5219560(Suzuki等人，1993年6月15日提出)、美国专利5166276(Hayama等人，1992年11月24日提出)、美国专利5106609(Bolich等人，1992年4月21日提出)、美国专利5100658(Bolich等人，1992年3月31日提出)、美国专利5100657(Ansher Jackson等人，1992年3月31日提出)、美国专利5104646(Bolich等人，1992年4月14日提出)、EPO 0412707(Torgerson等人，1994年2月4日批准)、EPO 0412704(Bolich等人，1991年2月13日公开)、EPO申请92918969.4(Peffly，1992年8月18日提出)、EPO申请92918839.9(Hozshuh等人，1992年8月18日提出)以及EPO申请92919224.3(1992年8月18日提出)中。
最常用的头发定型组合物形式是各种喷雾产品，例如喷发剂、摩丝和其它喷雾产品。
头发定型产物典型地含有乙醇、水、或乙醇/水载体用于聚合物头发定型剂。然而，人们越来越需要以含水载体为特征的市场产品，其中只有极少量或没有乙醇或其它挥发性的有机载体。不幸的是，很难将具有良好的头发保持性能和低粘性的硅氧烷接枝共聚物配制到含水载体中，而不采用挥发性的有机溶剂，如乙醇、环状聚二甲基硅氧烷或其它溶剂。通常，这是因为该聚合物的硅氧烷部分是高度疏水的，因此它们不溶于水，从而使该聚合物作为一个整体不能溶于水中。人们还特别公开了似乎可溶于水的阳离子硅氧烷接枝共聚物。例如在JP 04360812-A(1992年12月14日公开，Kao Corp.)、JP 04359913-A(1992年12月14日公开，Kao Corp.)和JP 04359914-A(1992年12月14日公开，Kao Corp.)中，公开了采用含有阳离子单体的硅氧烷接枝共聚物。虽然这些参考文献的聚合物可以溶于水，但由于阳离子单体它们也趋于相当粘并且是吸水的。美国专利5166276(Hayame等人，1992年11月24日提出)和EPO申请92918969.4(Peffly，1992年8月18日提出)，EPO申请92918839.9(Hozshuh等人，1992年8月18日提出)以及EPO申请92919224.3(1992年8月18日提出)公开了用于头发护理中的阳离子硅氧烷接枝共聚物，但它没有具体地公开具有良好的头发保持性能、柔软感觉并且不需要挥发性的有机溶剂的帮助就可以溶于水中的聚合物。
本发明的目的在于提供一种含有硅氧烷接枝共聚物作为头发定型剂的含水头发定型组合物，用于改进发感；该组合物没有粘性并且不需要使用挥性的有机化合物来帮助该聚合物的溶解。本发明的一个特殊目的在于提供一种含有硅氧烷接枝共聚物作为头发定型剂的含水头发摩丝组合物，用于改进发感，它没有粘性并且不需要使用挥发性的有机化合物来帮助该聚合物的溶解。
由下面所描述的本发明可以获得这些目的以及所讨论的或明显的其它目的及优点。
除非另有说明，否则本文中的所有百分比均是以该组合物的重量计算，所有的比率均是重量比；本文中的所有百分比、比率以及组分的含量均是以该组份的实际量为基础的，不包括溶剂、填料或其它可以与组份结合的可以从市场上买到的产品的物质。
因此，本发明包括、由或基本上由本发明中所说的基本成分以及所说的任何一种优选的或任选的组份组成。
发明概要
现在已经发现含有水溶性的硅氧烷接枝共聚物作为头发定型剂并且基本上没有挥发性的有机溶剂的含水头发定型组合物可以通过采用一种季铵化的硅氧烷接枝共聚物而产生，该共聚物含有足量的硅氧烷大分子，从而相对于不含硅氧烷大分子的聚合物提供改进的发感。该聚合物是通过将非离子可季铵化的单体与非离子、可溶于水的不可季铵化的单体以及通常还有硅氧烷大分子的混合物进行聚合反应而产生，其中足够部分的可季铵化的单体在聚合反应之后在该聚合物中被季铵化，从而使该聚合物可溶于水。
更进一步地说，本发明提供了一种含水头发定型组合物，它包括：
(a)约0.1-约15％重量的阳离子可溶于水的聚合物头发定型剂，所说的头发定型剂是通过将下列物质进行聚合反应而产生的硅氧烷接枝共聚物：
(i)约1-约20％重量的硅氧烷大分子；
(ii)约5-约75％重量的非离子可季铵化的单体；以及
(iii)约5-约90％重量的非离子可溶于水的不可季铵化的单体；
其中，以该共聚物的总重量计算，至少约5％重量的单体被季铵化并且所说的共聚物具有Tg为约30-约140℃的主链；以及
(b)约75-约99.9％重量水
硅氧烷接枝共聚物
本发明的组合物包括约0.1-约15％重量，优选地为约0.5-约10％重量，更优选地为约1-8％重量的阳离子可溶于水的聚合物头发定型剂。该头发定型剂是一种硅氧烷接枝共聚物(包括这种共聚物的混合物)，该共聚物包括与聚合物主链共价相连的硅氧烷(即硅氧烷链接技到该主链上)，并且它是通过将非离子不可季铵化的可溶于水的单体与非离子可季铵化的单体的混合物进行聚合反应而产生的。该硅氧烷大分子通常可以通过将上述两种单体在硅氧烷大分子，即含有硅氧烷的单体的存在下进行聚合反应而加入到该聚合物头发定型剂中。至少部分可季铵化的的单体被季铵化。季铵化反应是在聚合反应之后进行，并且进行到一定程度，从而使该聚合物可溶于水。
“可溶于水”或者“水溶性的”是指该物质可以在25℃下以1.0％，优选地为2％，更优选地为至少约10％，最优选地为约15％的浓度溶解在去离子水中。尽管没有必要，但是溶解度通常不超过约30％。对于在该组合物中的聚合物来说，“可溶”是指除水以外在没有溶剂的存在下可以形成透明的或半透明的溶液。对于本发明的硅氧烷接枝共聚物来说，由于存在不溶于水的硅氧烷大分子接枝物，其水溶液可以是半透明的而不是透明的。但是，本发明的聚合物的非硅氧烷主链具有足够的水溶解度，因此该聚合物作为一个整体仍可以保持在透明的或半透明的溶液中。对于本发明中所说的单体来说，“可溶于水”是指数均分子量为10000的单体的均聚物可溶于水。
因此，该共聚物可以具有任何适于提供头发定型效果的数均分子量。通常，其数均分子量至少为10000，典型地为至少约30000，优选地至少为50000。通常，尽管不是必需的，但其分子量应小于约1000000，优选地小于750000。
该用硅氧烷大分子接枝的共聚物的聚合物主链的Tg为约30-约140℃，优选地为约40-约120℃，更优选地为约40-约100℃。含有硅氧烷大分子的共聚物具有一种有机聚合物主链，优选地为乙烯主链或其它由烯属不饱和可聚合的单体形成的碳基主链。
该聚合物是通过将下列物质聚合而产生的：约1-20％，优选地为约2-15％，更优选地为约5-10％重量的硅氧烷大分子单体；约5-75％，优选地为约5-60％，更优选地为约5-40％重量的非离子可季铵化的单体；以及约5-90％，优选地为约25-70％，更优选地为约30-60％重量的非离子可溶于水的不可季铵化的单体。该聚合物还包括在上述相同范围内的单体单元。
以该共聚物的重量计，至少约5％重量，优选地为约5-75％重量，更优选地为约5-60％，最优选地为约5-40％的单体被季铵化。
一旦被季铵化，可季铵化的单体将大大提高用硅氧烷大分子接枝的共聚物的水溶性。处于季铵化的形式时，这些单体将是吸水的(即它们从大气中吸收水)并且会使引入它们的聚合物的Tg降低，这会导致不合适的粘性产品。该非离子可溶于水的不可季铵化的单体还有助于该聚合物的溶解，虽然由于它们通常不象季铵化的单体那样是极性的，人们还没有发现它们可以形成可溶于水的用硅氧烷接枝的共聚物。但是当引入最终的共聚物中时，这些单体与季铵化的单体相比趋于从大气中吸收较少的水，因此它们有助于降低该聚合物的粘性，同时使硅氧烷大分子接枝的聚合物保持可溶于水。
在制造用硅氧烷大分子接枝的共聚物时，采用非离子未季铵化形式的可季铵化的单体进行聚合反应。已经发现这样可以更易于进行单体的自由聚合反应，选择适用的反应溶剂(即为了获得可季铵化的单体和不可季铵化的单体均可溶的溶剂)以及提供改进的聚合物和头发定型产品。
该可季铵化的非离子单体包括可季铵化的带有氨基官能团烯属不饱和单体(例如苯乙烯的氨基官能团的衍生物)、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸酯(例如丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C5烷基酯)。优选的是C1-C5烷基胺，特别是C1-C3胺。优选地是采用叔胺(例如，三烷基胺)，虽然并不是说一定要排除单烷基胺、二烷基胺和其它烷基胺衍生物。特别优选的是二甲基氨基C1-C3烷基胺。
这些单体的例子包括：(i)对-二甲基氨基甲基苯乙烯、对-二甲基氨基乙基苯乙烯；(ii)二甲基氨基甲基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲基氨基甲基甲基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯和二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺。
术语“共聚物”是指任何包括两种或多种单体的聚合物。对于熟悉本领域的人员来说，很显然该共聚物通常含有至少三种单体(即“三元聚合物”)或更多种单体。该三种单体类型的共聚物包括非离子可季铵化的单体、非离子不可季铵化的单体以及硅氧烷大分子。
氨基基团的季铵化反应可以通过本领域已知的任何一种合适的方法来达到。这些方法包括：(1)用酸，如氢氯酸或乳酸进行改性，(2)用卤化烷基，如甲基氯、乙基氯、甲基溴或乙基碘进行改性，(3)用卤化脂肪酸酯，例如一氯乙酸乙酯或一氯丙酸甲酯进行改性，以及(4)用硫酸二烷基酯，如硫酸二甲酯或硫酸二乙酯进行改性。
在本说明书中，在某种化学名称如丙烯酸酯或丙烯酰胺名称之前采用注释“(甲基)”是指公开了这些物质的甲基化和非甲基化的形式。
本发明的聚合物还包括非离子不可季铵化的可溶于水的单体。这些单体的例子包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、肉桂酰胺、乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基噁唑烷酮、以及(甲基)丙烯酸酯及其衍生物。特定的例子包括丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，一和二C1-C6，优选地烷基(甲基)丙烯酰胺，例如二甲基丙烯酰胺、二甲基甲基丙烯酰胺、并丙基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺和异丙基甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、二丙酮甲基丙烯酰胺、丙烯基甘氨酰胺、甲基丙烯基甘氨酰胺、乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基噁唑烷酮、乙烯基甲基噁唑烷酮和聚(乙二醇)苯基醚(甲基)丙烯酸酯(例如其数均分子量为约200-400)。优选地是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和肉桂酰胺。特别优选的是丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。
接枝至共聚物的主链的是重均分子量为至少约500，优选的为约1000-100000，更优选地为约2000-50000，最优选地为约5000-20000的硅氧烷大分子。
该硅氧烷接枝共聚物当配入最终的头发护理组合物中并且干燥时，其聚合物相会分成含有硅氧烷大分子部分的不连续相和含有有机非硅氧烷主链部分的连续相。
本发明的共聚物的硅氧烷大分子通常通过将含有硅氧烷大分子的单体与非离子可季铵化的单体及非离子不可季铵化的单体进行三聚反应而引入该聚合物中。这种含有硅氧烷大分子的单体具有下列通式：
X(Y)nSi(R)3mZm
其中X是可以与该聚合物的其它单体共聚合的乙烯基团；Y是二价连接基团；R是羟基、低级烷基(例如C1-C4)、芳基、烷基氨基、烷芳基、氢或烷氧基；Z是一价硅氧烷聚合部分，其数均分子量至少为约500并且悬挂在上述有机聚合物主链上；n为0或1；m为1-3的整数。当然，Z在聚合条件下应该基本上不反应的。该含有硅氧烷的单体优选地其重均分子量至少为约1000，优选地为约1000-100000，更优选地为约2000-50000，最优选地为约5000-20000。优选地，它具有下列通式：
式中m是1、2或3(优选地m＝1)；p为0或1，优选地为0；R是烷基或氢；q为1-6的整数；X是
R2为氢或-COOH(优选地R2为氢)；R3为氢、甲基或-CH2COOH(优选地R3为甲基)；Z是
R4、R5、R6独立地为烷基、烷氧基、烷基氨基、芳基、烷芳基、氢、或羟基(优选地为烷基，更优选地为甲基)，r为至少5的整数，优选地为约10-1500，更优选地为约25-700，最优选地为约70-250。
该聚合物含有硅氧烷的单体可以以含有硅氧烷单体的形式聚合。另外，它们也可以以其含有非硅氧烷的前体的形式聚合，并且在随后加入硅氧烷基团。举例来说，可以先聚合含有羧酸根的单体，例如丙烯酸，而后将其与带有末端环氧基团的含硅氧烷化合物反应。其结果通常是在聚合物中含有硅氧烷的单体，它具有与上述通式X(Y)nSi(R)3mZm等同的结构，并且包括在本发明中。
合成含有硅氧烷大分子的共聚物的例子详细描述与美国专利4693935(Mazurek，1987年9月15日提出)和美国专利4728571(Clemens等人，1988年3月1日提出)中，这两篇文献均作为参考而引入本文，并且这些例子还描述在美国专利5061481(Suzuki等人，1991年10月29日提出)、美国专利5219560(Suzuki等人，1993年6月15日提出)、美国专利5166276(Hayama等人，1992年11月24日提出)、美国专利5106609(Bolich等人，1992年4月21日提出)、美国专利5100658(Bolich等人，1992年3月31日提出)、美国专利5100657(Ansher Jackson等人，1992年3月31日提出)、美国专利5104646(Bolich等人，1992年4月14日提出)、EPO0412707(Torgerson等人，1994年2月4日批准)、EPO 0412704(Bolich等人，1991年2月13日公开)、EPO中请92918969.4(Peffly，1992年8月18日提出)、EPO申请92918839.9(Hozshuh等人，1992年8月18日提出)以及EPO申请92919224.3(1992年8月18日提出)中，所有这些文献均作为参考而引入本文。
该聚合物还可以含有非离子不溶于水的单体作为任选成分，其含量应使该聚合物整体仍可溶于水中。一般说来，优选地这种任选的单体的含量不超过该共聚物重量约20％，更优选地为不超过约10％，最优选地为0％或不超过约5％。另外，优选地为该聚合物不含有阴离子单体，这种单体会与该聚合物的阳离子官能团起反应并且导致从溶液中析出。如果存在的话，阴离子单体应该限定在低水平下，例如约5％或更少、优选地为0％至不超过约1％。
非离子不溶于水的单体的代表性例子为C1-C18醇的丙烯酸或甲基丙烯酸酯，这些醇例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-甲基-1-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、1-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-甲基-1-戊醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、叔丁醇、环己醇、2-乙基-1-丁醇、3-庚醇、苄醇、2-辛醇、6-甲基-1-庚醇、2-乙基-1-己醇、3，5-二甲基-1-己醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、1-癸醇、1-十二醇、-1-十六醇、1-十八醇及其类似物，碳原子平均数优选地为约4-18，更优选地为约4-12的具有约1-24个碳原子的醇，苯乙烯，氯苯乙烯，乙烯基酯，如乙酸乙烯酯，乙烯基氯，1，1-二氯乙烯，丙烯腈，α-甲基苯乙烯，叔丁基苯乙烯，丁二烯，环己二烯，乙烯，丙烯，乙烯基甲苯，(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯，如(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯和(甲基)丙烯酸丁氧乙酯，及其混合物。其它的非离子单体包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生物，例如丙烯酸和甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸烯环己酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酸和甲基丙烯酸油酯、丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸和甲基丙烯酸四氢糠酯。
聚合物可以通过自由基聚合反应法来合成，该方法的基本原理是本领域内已知的。例如，参见Odian，聚合原理(Principles of Polymerization)，第二版，John Wiley&Sons，1981，P179-318。可以将所需的全部单体与足量的相互极性的可与水混溶的溶剂一起放在反应器中，从而在反应完成时，使反应的粘度较为合理。合适的溶剂包括丙酮、乙醇和四氢呋喃。典型的单体加入量为约20-50％。如果需要，可以除去不需要的终止剂，特别是氧。这一点可以通过抽真空或用惰性气体，如氩气或氮气清洗而实现。如果采用热引发剂，则将引发剂加入并且将反应加热到引发发生所需的温度。另外，如果需要，可以采用氧化还原或辐射引发。聚合反应可以进行到直到获得较高的转化率，典型地从几小时到几天。然后通常通过蒸发或通过加入一种非溶剂而使聚合物沉淀来除去溶剂。如果需要，将该聚合物进一步提纯。
在聚合反应之后，通过常规的季铵化反应，例如上面所说的这些方法，可以使该聚合物季铵化至所需的程度。
举例来说，上面所说的聚合物I、II和III可以以下列方式合成。这些方法可以有多种变化，这完全取决于合成化学人员的知识(例如脱气的方法和气体的选择、引发剂种类的选择、转化的程度、反应加料等等)。引发剂和溶剂的选择通常根据所用的特定的单体的要求而确定，这是因为不同的单体具有不同的溶解度并且对特定的引发剂具有不同的反应性。
聚合物I：将30份二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、55份异丙基丙烯酰胺和15份重均分子量为15000聚二甲基硅氧烷(PDMS)大分子放在烧瓶中。加入足量的丙酮，使最终的单体浓度为20％。加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)一直到其量相对于单体的重量为0.5％重量。将该容器抽真空并且充入氮气。加热到60℃并在该温度下保持20小时，同时搅拌。通过冷却至室温而使该反应终止，并通过将该反应混合物倒入涂覆特氟隆的平底锅中并放在真空烘箱中而除去丙酮。
为了进行季铵化，将聚合物放在配有磁性搅拌器的烧瓶中。加入足量的乙醇，使最终的聚合物浓度为20％重量。向该烧瓶中每50.0克聚合物逐滴加入14.8克硫酸二乙酯(或者其它合适的化学计量，相对于所需的季铵化程度)，从而使可季铵化的单体100％季铵化，继续搅拌2小时。蒸发乙醇，从而获得季铵化的的共聚物。
聚合物II：将30份二甲基氨基丙基丙烯酰胺、55份异丙基丙烯酰胺和15份重均分子量为15000PDMS大分子放在配有温度探测器、回流冷凝器、进口和氩气喷射管的反应容器中。加入足量的丙酮，使最终的单体浓度为20％重量。用氩气吹气1-2小时。在吹气的同时，在水浴上加热至58℃。加入引发剂偶氮二异丁腈一直到其量相对于单体的重量为0.5％重量。保持在58℃温度下，氩气的流速足以使该溶液混合。20小时以后，将该反应终止并象聚合物I那样进行提纯。
为了进行季铵化反应，在足量的乙醇中使该聚合物溶解，从而形成20％的溶液。对于约100％(理论上的)季铵化，将甲基氯气体鼓泡通过该溶液，直到该聚合物开始从而溶液中析出。将溶液倒出并干燥聚合物。对于较低的季铵化程度，可以缩短甲基氯鼓泡时间。
聚合物III：将30份甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、50份异丙基丙烯酰胺和10份重均分子量为15000 PDMS大分子放在配有氩气喷射管、温度探测器、回流冷凝器和进口的反应容器中。加入足量的丙酮，使最终的单体浓度为20％重量。开始搅拌并用氩气吹气1小时。在吹气的同时，在水浴上加热至58℃。加入引发剂偶氮二异丁腈一直到其量相对于单体的重量为1.0％重量。继续搅拌并缓慢地通入氩气，并保持在58℃温度下。反应20小时以后，将该反应终止并象聚合物I那样除去溶剂。
为了进行季铵化反应，使该聚合物溶解在足量的乙醇中，从而形成20％的溶液。对于约100％(理论上的)季铵化反应，将甲基氯气体鼓泡通过该溶液，直到该聚合物开始从而溶液中析出。将溶液倒出并干燥聚合物。对于较低的季铵化来说，可以缩短甲基氯鼓泡时间。
含水载体
本发明的组合物包括约75-99.9％重量的水作为硅氧烷大分子接枝共聚物的载体，优选地为约85-99％，更优选地为约90-99％。
本发明的硅氧烷大分子接枝共聚物可溶于含水的载体中。就该溶解度来说，该组合物中不一定包括有机溶剂(包括挥发性的有机溶剂)，例如乙醇，硅氧烷流体，例如环状聚二甲基硅氧烷或烃溶剂，以帮助该共聚物的溶解。因此，该组合物优选地基本上没有这种溶剂。所谓“基本上没有”是指这种溶剂不超过约10％重量，优选地为不超过约5％，更优选地为不超过约1％，最优选地为0％。
头发护理组合物
本发明的组合物可以包括多种用于化妆品、治疗或流变改性目的的附加成分。非限制性的附加成分的例子如下所述。本发明的组合物可以是液体、洗液、乳液、凝胶等形式。
该载体可以包括凝胶载体材料或其它流变改性剂。这些物质是特别用于象头发调理剂、香波和乳液和浴液那样的产品中。
凝胶载体可以包括两种基本成分：类脂载体材料和阳离子表面活性剂载体材料。阳离子表面活性剂材料如下文详细描述。凝胶载体通常在下列文献中描述，这些文献并作为参考而引入本文：Barry等人，混合乳化剂十二烷基硫酸钠/十六烷醇的自稠化作用(The Self Bodying Action of the MixedEmulsier Sodium Dodecyl Sulfate/Cetyl Alcohol)，28胶体与界面科学82-91(1968)；Barry等人，烷基三甲基溴化铵/十六十八烷基醇混合乳化剂的自稠化作用；季链长度的影响(The Self Bodying Action ofAlkyltrimethylammonium Bromides/Cetostearyl Acohol Mixed Emulsier；Influence of Quaternary Chain Length)，35胶体与界面科学689-708(1971)；和Barry等人，“Rheology of System Containing Cetomacrogol 1000 CetostearylAlcohol，I.Self Bodying Action”(含有Cetomacrogol 1000-十六十八烷基醇的体系的流变性，[，自稠化作用)，38胶体与界面科学616-625(1972)。
该载体可以引入一种或多种类脂载体材料，而不管它们是否还含有阳离子表面活性剂，它们是基本上不溶于水的，并且含有疏水和亲水部分。类脂载体材料包括天然或合成得到的酸、酸的衍生物、醇、酯、醚、酮和酰胺，其碳链含有约12-22个碳原子，优选地为约16-18个碳原子。脂肪醇和脂肪酯是优选的，脂肪醇是特别优选的。
优选的用于本发明的酯包括棕榈酸十六烷基酯和单硬脂酸甘油酯。十六醇和十八醇是优选的醇。特别优选的类脂载体材料由十六醇和十八醇的混合物组成，该混合物含有约55-65％(混合物的重量)十六醇。
这些适用于本发明中的类脂载体材料公开在Bailey’s Industrial Oil andFat Products(第三版编，D.Swem编，1979)中，该文献作为参考而引入本文。适用于本发明的脂肪醇公开于下列文献中，这些文献作为参考而引入本文：美国专利3155591(Hilfer，1964年11月3日提出)，美国专利4165369(Watanabe等人，1979年8月21日提出)，美国专利4269824(Villamarin等人，1981年5月26日)，英国专利公开说明书1532585(1978年11月15日公开)以及Fuku Shima等人，“The Effect of Cetostearyl Alcohol in CosmeticEmulsions”一文98 Cosmetics&Toiletries 89-112(1983)。适用于本发明的脂肪酯公开于美国专利3341465(Kaufman等人，1976年9月12日提出)中，该专利作为参考而引入本文。如果包含在本发明的组合物中，该类脂载体材料典型的存在量约为该组合物的0.1-10.0％，而阳离子表面活性剂载体材料的存在量约为该组合物的0.05-5.0％。
也可以考虑用非离子纤维素醚和可溶于水的凝胶来使组合物增稠。例如参见美国专利4557928(Glover，1985年12月10日提出，它指出头发调节剂包括一种悬浮液体系，该悬浮液体系由葡聚糖胶、瓜耳胶和羟基乙基纤维素中的一种组成)和美国专利4581230(Grollier等人，1986年4月8日提出，它指出用于处理头发的化妆品组合物包括羟基乙基纤维素或可溶于水的植物增稠剂，如瓜耳胶作为增稠剂)，这两篇文献均作为参考而引入本文。
纤维素醚具有相当低的分子量但它们可以产生具有实用浓度的高粘性水溶液。这些材料是具有充分的非离子取代度的非离子纤维素醚，这些取代基选自甲基、羟乙基和羟丙基，从而使它们可溶于水，并且它们还可以被具有约10-24个碳原子的烃基基团取代，其量约为0.2％重量和某量之间，该量使所说的纤维素醚低于1％重量可溶于水。待改性的纤维素醚优选地是具有低、中分子量，即分子量低于约800000，优选地为约20000-700000之间(约75至2500的聚合度)。
非离子可溶于水的纤维素醚是优选的可用于头发护理组合物中的聚合物。广泛使用的可以买到的非离子纤维素醚包括甲基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和乙基羟乙基纤维素。
其它用于本发明的组合物，特别是用于头发调理剂中的载体成分包括经过疏水改性的聚合物材料与表面活性剂，如季铵化合物(例如二脂二甲基氯化铵)的结合。这些载体详细公开在下列专利中：美国专利5106609(Bolich等人，1992年4月21日提出)，美国专利5100658(Bolich等人，1992年3月31日提出)，美国专利5104646(Bolich等人，1992年4月14日提出)和美国专利5100657(Ansher-Jackson等人，1992年3月31日提出)，这些文献均作为参考而引入本文。
这些体系提供了凝胶状的流变性，但不一定是技术含义上的凝胶。“经过疏水改性的非离子可溶于水的聚合物”是指这样一种非离子可溶于水的聚合物，该聚合物已经通过用足量的疏水基团进行取代而改性，从而使该聚合物几乎不溶于水中。“可溶于水的”是指构成该增稠剂的聚合物主链的聚合物或其盐应该充分可溶，从而在25℃下以1％重量溶于水中时可以形成基本上透明的溶液。因此，该主要增稠剂的聚合物主链基本上可以是任何一种可溶于水的聚合物。其疏水基团可以是C8-C22烷基、芳烷基、烷芳基及其混合物。该聚合物主链上疏水取代度根据特定的聚合物主链应该是约0.10-1.0％。更常见的是，亲水部分与聚合物的疏水部分的比约为10比1至1000比1。
优选地采用非离子可溶于水的纤维素醚作为这些经过疏水改性的聚合物的聚合物基质。因此可以将例如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素和甲基羟乙基纤维素改性。非离子取代基，如甲基、羟乙基或羟丙基的量不是关键，只要有足够的量来保证该醚是可溶于水的即可。
长链烷基改性剂可以通过醚、酯或氨基甲酸酯键而连接到纤维素醚基质上。醚键是优选的。
满足这些要求的可以买到的一种材料是NATROSOL PLUS Grade 430，它是一种由Aqualon Company，Wilmington，Delaware获得的经过疏水改性的羟乙基纤维素。这些材料具有约0.5-0.9％重量的C16烷基取代度。这种材料的羟乙基摩尔取代度为约2.8-3.2。改性前，该可溶于水的纤维素的平均分子量为约300000。
另一种材料是以商标名NATROSOL PLUS CS Grade D-67，由AqualonCompany，Wilmington，Delaware出售。这种材料具有约0.50-0.95％重量的C16烷基取代度。这种材料的羟乙基摩尔取代度为约2.3-3.3。改性前，该可溶于水的纤维素的平均分子量约为700000。
可溶于水的聚合物的例子包括羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、葡聚糖，例如Dextran经过提纯的粗Grade 2P(由D&O Chemicals获得)、植物渗出物，例如金合欢、茄替和黄蓍、海藻提取物，例如藻酸钠、藻酸丙二醇酯、角叉菜钠、阳离子聚合物，例如Ucare JR-聚合物(一种由联合碳化公司获得的经过改进的阳离子羟乙基纤维素)、天然多糖材料，例如瓜耳胶、刺槐豆胶和黄原胶。
当采用这种体系来使本发明的组合物增稠时，优选地，采用约0.3-5.0％，优选地为约0.4-3.0％经过疏水改性的非离子聚合物，而可溶于水的聚合材料为约0.3-5.0％，优选地为约0.4-3.0％。
这种经过疏水改性的非离子聚合物的另一种可替换的次要的增稠剂是可溶于水的分子量低于约20000的表面活性剂。所谓“可溶于水的表面活性剂”是指在当在25℃下以0.2％重量溶于水中时可以形成基本上透明的均质溶液的表面活性剂材料。
基本上任何一种满足这些要求的可溶于水的表面活性剂均可用于本发明，其包括下列例举性的物质：十六烷基甜菜碱、月桂基硫酸铵、十二烷基聚氧乙烯醚(1aureth)硫酸铵、十六烷基三甲基氯化铵及其混合物。
当采用这种体系来使本发明的组合物增稠时，通常采用约0.1-10.0％，优选地为约0.2-5.0％经过疏水改性的可溶于水的非离子聚合物，而可溶于水的表面活性剂为约0.02-0.30％，优选地为约0.05-0.30％，最优选地为约0.05-0.20％。由于大量的可溶于水的表面活性剂会干扰经过疏水改性的羟乙基纤维素增稠剂并且产生具有极不理想流变性的组合物，因此应将该可溶于水的表面活性剂的量保持在较低的水平下。
将该经过疏水改性的聚合物与分子量低于约20000的不可溶于水的表面活性剂结合。所谓“不可溶于水的表面活性剂”是指当在25℃下以0.2％重量溶于水中时不能形成基本上透明的均质溶液的表面活性剂材料。
基本上任何一种满足这些要求的不可溶于水的表面活性剂均可用于本发明，但是不可溶于水的阳离子表面活性剂是优选的。阳离子表面活性剂将在下文进一步叙述。下列非排它性的表面活性剂材料是适用的：硬脂酰胺二乙醇胺(硬脂酰胺DEA)、椰子酰胺甲醇胺(椰子酰胺MEA)、氧化二甲基硬脂酰胺、一油酸甘油酯、硬脂酸蔗糖酯、PEG-2硬脂胺、脂肪醇的聚乙二醇醚，如通式为CH3-(CH2)14-CH2-(OCH2CH2)n-OH的十六烷基聚氧乙烯醚-2(Ceteth-2)，式中n的平均值为2(由ICI Americas以Brij56商品名购买)、硬脂酸柠檬酸甘油酯、二氢化脂二甲基氯化铵、聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物，如具有下列通式的Poloxamer 181：
HO-(CH2-CH2-O)x(CH-CH2-O)y(CH2-CH2O)zH
式中平均x＝3，y＝30，z＝3(由BASF Wyandotte以商品名Pluronic L-61购买)、氢化脂二甲基甜菜碱和氢化脂酰胺DEA。
当采用这种体系来使本发明的组合物增稠时，通常采用约0.1-10.0％，优选地为约0.2-5.0％经过疏水改性的羟乙基纤维素，而不可溶于水的表面活性剂为约0.02-10.0％，优选地为约0.05-3.0％，最优选地为约0.05-2.0％。
还可以设想采用一种悬浮剂来增稠该组合物和/或使该聚合物/树脂/溶剂相悬浮。合适的悬浮剂是长链酰基衍生物、长链氧化胺及其混合物，其中这种悬浮剂可以以晶体形式存在于香波组合物中。在US再公告专利34584(Grote等人，1994年4月12日提出)中描述了多种这种悬浮剂。特别优选的是二硬脂酸乙二醇酯。
可以用作悬浮剂的长链酰基衍生物还包括N，N-二(氢化)C8-C22(优选地为C12-C22，更优选地为C16-C18)酰氨苯甲酸或其可溶的盐(如K或Na盐)，特别是N，N-二(氢化)脂酰氨苯甲酸，它可以由Stepan Company(Northfield Illinois，USA)购买。
表面活性剂在本发明的组合物中是任选的成分。当它存在时，其量典型地约占该组合物的0.05-50％。适用于本发明的组合物中的表面活性剂包括阴离子、非离子、阳离子和两性表面活性剂。对于香波来说，该量优选地约为该组合物的5-30％，最优选地为10-25％。对于调理剂来说，优选的表面活性剂的量约为0.1-3％。摩丝是本发明特别优选的组合物。通常，摩丝包括发泡剂，如氧化胺，特别是C10-C22烷基氧化胺，优选地为C12-C18；表面活性剂，特别是两性表面活性剂，如甜菜碱；或其组合。这种发泡剂通常以约O.05-3％，优选地为约O.1-2％的量使用。
适用于本发明，特别是适用于香波组合物的合成阴离子洗涤剂包括硫酸烷基酯和硫酸烷基醚。这些物质通常各自具有通式ROSO3M和RO(C2H4O)xSO3M，式中R为具有10-20个碳原子的烷基或链烯基，x为1-10，M为可溶于水的阳离子，如铵、钠、钾和三乙醇胺。
另一种适用的阴离子表面活性剂是具有下列通式的有机硫酸反应产物的可溶于水的盐：
R1-SO3-M
式中R1选自具有约8-24，优选地为12-18个碳原子的直链或支链饱和脂肪烃基团；M为一种阳离子。重要的例子是甲烷系列烃，包括具有约8-24个碳原子，优选地为12-18个碳原子的异-、新-、和正链烷烃与磺化剂，如SO3、H2SO4、发烟硫酸根据已知的磺化方法，包括漂白和水解法获得的有机硫酸反应产物的盐优选的是碱金属和铵的磺化C12-18正链烷烃。
另外一些适合于本发明的阴离子合成表面活性剂是用羟乙磺酸酯化并用氢氧化钠中和的脂肪酸的反应产物(其中例如该脂肪酸是由椰子油获得的)；甲基牛磺酰胺(methyl tauride)的脂肪酸酰胺的钠或钾盐(其中该脂肪酸是由椰子油获得的)。其它的这类阴离子合成表面活性剂公开于US2486921、2486922和2396278中。
其它的阴离子合成表面活性剂包括称为琥珀酰胺酸酯的一类物质。这类物质包括表面活性剂如N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸二钠；N-(1，2-二羧乙基)-N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸四钠；磺基琥珀酸钠的二戊酯；磺基琥珀酸钠的二己酯；磺基琥珀酸钠的二辛酯。
适用于本发明的其它阴离子表面活性剂是具有约12-24个碳原子的烯属磺酸盐。术语“烯属磺酸盐”用于本文是指通过用未配合的三氧化硫对α烯烃进行磺化而后在使已经在该反应中形成的任何磺酸内酯水解形成相应的羟基-烷基磺酸盐的条件下将该酸性反应混合物中和而获得的化合物。生成烯属磺酸盐的α烯烃是具有约12-24个碳原子，优选地为14-16个碳原子的单烯烃。另一类阴离子有机表面活性剂是β-烷氧基烷基磺酸盐。这些化合物具有下列通式：
式中R1是具有约6-20个碳原子的直链烷基；R2是具有约1(优选)-3个碳原子的低级烷基；M是上文所说的可溶于水的阳离子。
多种其它的非皂类合成阴离子表面活性剂描述于McCutcheon’sDetergents and Emulsifiers，1984 Annual中，该文献由Allured PublishingCoeporation出版，它作为参考而引入本文。另外，US3929678(Laughlin等人，1975年12月30日提出)公开了多种其它的阴离子和其它类型的表面活性剂，该文献作为参考而引入本文。皂类也可以用作阴离子表面活性剂。
非离子表面活性剂可以广义定义为通过烯化氧基团(具有亲水性)与有机疏水化合物(可以是脂族的或烷基芳香族的)的缩合反应而产生的化合物。这种非离子表面活性剂的例子是：
1.由环氧乙烷与从环氧丙烷和乙二胺产物的反应获得的产物进行缩聚反应而获得的那些表面活性剂。
2.具有约8-18个碳原子呈直链或支链结构的脂肪醇与环氧乙烷的缩聚产物，例如每摩尔椰子醇具有约10-30摩尔环氧乙烷的椰子醇环氧乙烷缩聚物，该椰子醇部分含有约10-14个碳原子。
3.对应于下列通式的长链叔胺氧化物：
R1R2R3N--------→O
式中R1含有具有约8-18个碳原子、0-约10环氧乙烷部分和0-约1甘油基部分的烷基、链烯基或单羟基烷基基团；R2和R3含有约1-3个碳原子和0-约1羟基，例如甲基、乙基、丙基、羟基乙基或羟基丙基基团(该通式中的箭头是半极性键的常规表示)。
4.对应于下列通式的长链叔膦氧化物：
RR’R”P---------→O
式中R是在链中具有约8-18个碳原子、0-约10环氧乙烷部分和0-约1甘油基部分的烷基、链烯基或单羟基烷基基团；R’和R”各自是含有约1-3个碳原子的烷基或单羟基烷基基团。通式中的箭头是半极性键的常规表示。
5.含有一个具有约1-3个碳原子的短链烷基或羟基烷基基团(通常是甲基)和一个长链疏水基团的长链二烷基亚砜，所说的长链疏水基团包括具有约8-20个碳原子、0-约10环氧乙烷部分和0-约1甘油基部分的烷基、链烯基、羟基烷基或酮烷基基团。这些亚砜的例子包括十八烷基甲基亚砜、2-酮十三烷基甲基亚砜、3，6，9-trixaoctadecyl 2-羟基乙基亚砜、十二烷基甲基亚砜、油基3-羟基丙基亚砜、十四基甲基亚砜、3-甲氧基十三烷基甲基亚砜、3-羟基十三烷基甲基亚砜、3-羟基-4-十二烷氧基丁基甲基亚砜。
适用于本发明的组合物，特别是护理组合物中的阳离子表面活性剂含有氨基或季铵亲水部分，该部分在溶解于本发明的含水组合物中时会带正电荷。适用于此的阳离子表面活性剂描述于下列文献中，这些文献均作为参考而引入本文：M.C.Publishing Co.，McCutcheon’s Detergents&Emulsifiers.(北美版，1979年)；Schwartz等人，Surface Active Agents.Their Chemistry andTechnology，New York；Interscience Publishers，1949；US3155591(Hilfer，1964年11月3日提出)；US3929678(Laughlin等人，1975年12月30日提出)；US3959461(Bailey等人，1976年5月25日提出)和US4387090(Bolich，Jr.，1983年6月7日提出)。如果包含在本发明的组合物中，通常，阳离子表面活性剂的量为约0.05-5％。
在含有季铵的阳离子表面活性剂中，适用于本发明的物质是具有下列通式的那些物质：
式中R1-R4独立地为具有约1-22个碳原子的脂肪族基团，或者具有约12-22个碳原子的芳香族、烷氧基、聚氧乙烯、烷基酰氨基、羟基烷基、芳基或烷基芳基；X是选自卤素，乙酸根、磷酸根、硝酸根和烷基硫酸根的阴离子。该脂肪族基团除了碳和氢原子以外还含有醚键和其它基团，如氨基基团。长链脂肪族基团，例如具有约12或更多个碳原子的那些基团可以是饱和的，也可以是不饱和的。
适用于本发明的其它季铵盐是二季铵盐，例如脂丙烷二氯二铵。
季铵盐包括二烷基二甲基氯化铵，其中该烷基基团具有约12-22个碳原子并且由长链脂肪酸，例如氢化牛脂脂肪酸获得(牛脂脂肪酸产生其中R1和R2主要具有16-18个碳原子的四价化合物)。适用于本发明的季铵盐的例子包括二脂二甲基氯化铵、二脂二甲基甲基硫酸铵、双十六烷基二甲基氯化铵、二(氢化脂)二甲基氯化铵、二十八烷基二甲基氯化铵、双eocosyol二甲基氯化铵、双二十二烷基二甲基氯化铵、二(氢化脂)二甲基乙酸铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基乙酸铵、二脂二丙基磷酸铵、二脂二甲基硝酸铵、二(椰子烷基)二甲基氯化铵和硬脂 基二甲基苄基氯化铵。二脂二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵和十六烷基三甲基氯化铵是优选的适用于本发明的季铵盐。二(饱和或不饱和脂)二甲基氯化铵是特别优选的季铵盐。
伯、仲和叔脂肪胺的盐也是适用的阳离子表面活性剂材料。这些胺中的烷基优选地具有约12-22个碳原子，并且可以是取代的或未取代的。适用于本发明的这类胺包括硬脂酰氨丙基二甲基胺、二乙基氨基乙基硬脂酰胺、二甲基硬脂胺、二甲基大豆胺、大豆胺、十四胺、十三胺、乙基硬脂胺、N-脂丙烷二胺、乙氧基化(5摩尔E.O.)硬脂胺、二羟基乙基硬脂胺和二十烷基二十二胺。适用的胺盐包括卤素、乙酸盐、磷酸盐、硝酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐和烷基硫酸盐。这种盐包括盐酸硬脂酰胺，氯化大豆胺、甲酸硬脂胺、N-脂丙烷二氯二胺和硬脂酰氨丙基柠檬酸二甲胺。适用于本发明的阳离子胺表面活性剂公开在美国专利4275055(Nachtigal等人，1981年6月23日提出)中，该专利作为参考而引入本文。
两性表面活性剂包括那些可以广义描述为脂肪族季铵、磷鎓和锍化合物的衍生物的物质，其中该脂肪族基团可以是直链的，也可以是支链的，其中有一个脂肪族取代基含有约8-18个碳原子，并且有一个脂肪族取代基含有阴离子水溶性的基团，如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。这些化合物的通式是：
式中R2含有具有约8-18个碳原子、0-约10环氧乙烷部分和0-约l甘油基部分的烷基、链烯基或羟基烷基；Y选自氮、磷和硫原子；R3是含有约1-3个碳原子的烷基或单羟基烷基；在Y为硫时，X是1，当Y是氮或磷原子时，X是2；R4是具有约1-4个碳原子的亚烷基或羟基亚烷基，以及Z选自羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根和磷酸根。
其它的两性表面活性剂，如甜菜碱也适用于本发明。适用于本发明的甜菜碱的例子包括高级烷基甜菜碱，例如椰子二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基α-羧乙基甜菜碱、十六烷基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二(2-羟乙基)羧甲基甜菜碱、硬脂基二(2-羟丙基)羧甲基甜菜碱、油基二甲基γ-羧丙基甜菜碱和月桂基二(2-羟丙基)α-羧乙基甜菜碱。磺化甜菜碱的代表例为椰子二甲基磺化丙基甜菜碱、硬脂基二甲基磺化丙基甜菜碱、月桂基二甲基磺化乙基甜菜碱、月桂基二(2-羟乙基)磺化丙基甜菜碱及其类似物；其中RCONH(CH2)3基团与甜菜碱中的氮原子相连的酰氨基甜菜碱和酰氨基磺化甜菜碱也适用于本发明。
可以用于本发明的组合物中的两性表面活性剂的其它例子是可以广义描述为脂肪族仲和叔胺的衍生物的那些物质，在这些胺中，脂肪族基团可以是直链的，也可以是支链的，并且其中脂肪族取代基中的一个含有约8-18个碳原子，而一个取代基含有阴离子水溶性的基团，例如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。符合该定义的化合物的例子是3-十二烷基-氨基丙酸钠、3-十二烷基氨基丙烷磺酸钠、N-烷基牛磺酸，例如根据US2658072将十二烷基胺与羟乙磺酸钠的反应而制得的物质、N-高级烷基天冬氨酸，例如根据US2438091制得的那些物质，以及以商品名“Miranol”出售并描叙在US22528378中的产物。
硅氧烷头发调理剂
本发明的一种任选成分是非挥发性的硅氧烷调理剂。
适用于本发明的硅氧烷头发调理剂优选地在25℃下具有约1000-2000000厘沲，更优选地为约10000-1800000厘沲，进一步优选地是约100000-1500000厘沲的平均粘度。通常，该硅氧烷的粘度可以通过玻璃毛细管粘度计来测定，正如在Dow Coming Corporate Test Method CTM0004，1970年7月20日中所描述的。
该硅氧烷头发调理剂典型地以约0.05-10％(该组合物的重量)，优选地为约0.1-10％，更优选地为约0.5-8％，最优选地为约0.5-5％的量用于香波组合物中。
合适的不溶于水的非挥发性硅氧烷流体包括聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚烷基芳基硅氧烷、聚醚硅氧烷共聚物及其混合物。其它的具有头发护理性能的不可溶的非挥发性硅氧烷流体也可以使用。用于本文时，术语“非挥发性”是指该硅氧烷材料在大气条件下具有非常低或不显著的蒸气压，正如本领域的技术人员所明白的那样。通常，它是指在一个大气压和25℃下不超过0.2毫米汞柱的压力。术语“硅氧烷流体”是指在25℃下具有低于1000000厘沲粘度的可以流动的硅氧烷材料。一般说来，该流体的粘度在25℃下为约5-1000000厘沲之间，优选地为约10-100000之间。
这种硅氧烷流体包括具有下列结构的聚烷基或聚芳基硅氧烷：
式中R是烷基或芳基，x是约1-8000的整数，优选地为约5-8000，“A”代表封闭硅氧烷链末端的基团。
在硅氧烷链上取代的烷基或芳基(R)或在硅氧烷链末端取代的烷基或芳基(A)可以具有任何结构，只要所得到的硅氧烷在室温下保持流动即可，并且它们是疏水的，在使用到头发时不会产生剌激、毒性或其它有害作用，它们可以与该组合物中的其它成分相匹配，并且在常规使用和贮存条件下是化学稳定的，以及可以沉积在头发上并护理头发。
合适的A基团包括甲基、甲氧基、乙氧基、丙氧基和芳氧基。在硅原子上的两个R基团可以代表相同的基团，也可以代表不同的基团。优选地，这两个R基团代表相同的基团。合适的R基团包括甲基、乙基、丙基、苯基、甲基苯基和苯甲基。优选的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷是特别优选的。
可以采用的非挥发性聚烷基硅氧烷流体例如包括聚二甲基硅氧烷。举例来说，这些硅氧烷可以由通用电器公司以ViscasilR和SF 96系列以及由DowCorning以Dow Corning 200系列获得。
可以采用的聚烷基芳基硅氧烷流体例如还可以包括聚甲基苯基硅氧烷。举例来说，这些硅氧烷可以由通用电器公司以SF 1075得到的甲基苯基流体或由Dow Corning以556 Cosmetic Grade Fluid获得。
可以使用的聚醚硅氧烷共聚物例如包括用聚环氧丙烷改性的聚二甲基硅氧烷(例如Dow ComingDC-1248)，虽然也可以采用环氧乙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的混合物。环氧乙烷和聚环氧丙烷的量必须足够的低以防止溶于水及本发明的组合物中。
另一种特别适用于硅氧烷调理剂中的硅氧烷材料是不可溶的硅氧烷胶。术语“硅氧烷胶”用于本文时是指在25℃下具有超过或等于1000000厘沲粘度的聚有机硅氧烷材料。硅氧烷胶由Petrarch或其他人描述在US4152416(Spitzer等人，1979年5月1日提出)和Noll，Walter，Chemistry andTechnology of Silicone，New York：Academic Press 1968。General ElectricSilicone Rubber Product Data Sheets SE 30，SE33，SE 54和SE76也描述了硅氧烷胶。所有这些文献均作为参考而引入本文。该“硅氧烷胶”典型地具有超过约200000的质量分子量，通常在约200000-1000000之间。特定的例子包括聚二甲基硅氧烷、(聚二甲基硅氧烷)(甲基乙烯基硅氧烷)共聚物、聚(二甲基硅氧烷)(二苯基硅氧烷)(甲基乙烯基硅氧烷)共聚物及其混合物。
阳离子聚合物头发调理剂
本发明的组合物还包括可溶于水的阳离子有机聚合物头发调理剂。该聚合物阳离子调理剂通常以香波组合物重量的约0.05-5％，优选地为约0.1-4％，更优选地为约0.2-3％的量存在。所谓“可溶于水的”阳离子有机聚合物是指在25℃下以0.1％浓度在水(蒸馏水或其等同物)中可以形成对于裸眼来说基本上透明的溶液的充分可以溶于水的聚合物。优选地，该聚合物充分可溶于水，形成浓度为0.5％，更优选地为1.0％的基本透明的浓度。
适用于本发明的头发调理剂中的阳离子有机聚合物是可以对头发提供护理作用并且可溶于香波组合物中的有机聚合物。可以采用任何一种提供这些效果的阳离子聚合物。用于本文时，术语“聚合物”包括由一种单体聚合而成或由两种(即共聚物)或多种单体形成的物质。
本发明的阳离子聚合物通常其重均分子量至少为约5000，典型地至少为约10000，并且小于约1千万。优选地其分子量为约100000-2百万。该阳离子聚合物可以具有阳离子含氮部分，例如季铵或阳离子氨基部分，或其混合物。
该阳离子聚合物可以采用任何一种阴离子抗衡离子，只要其满足水溶解性标准即可。合适的抗衡离子包括卤素(例如Cl-、Br-、I-或F-，优选地是Cl-、Br-或I-)、硫酸根和甲基硫酸根。也可以采用其它成分，因为所列出的抗衡离子不是排它性的。
该阳离子含氮部分通常将在该阳离子头发护理聚合物的总单体单元部分上作为取代基而存在。因此，该阳离子聚合物可以包括用季铵或阳离子胺取代的单体单元和其它在此称为间隔单体单元(spacer monomer unit)的非阳离子单元的共聚物、三元共聚物等等。这些聚合物是本领域内已知的，并且在CTFA Cosmetic Ingredient Dictionary，第3版，由Estrin，Crosley和Haynes编辑(The Cosmetic，Toiletry，and Fragrance Association，Inc.，Washington，D.C.，1982)中可以发现多种这样的物质。
合适的阳离子聚合物例如包括具有阳离子胺或季铵官能团的乙烯单体与可溶于水的间隔单体，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、烷基和二烷基丙烯酰胺、烷基和二烷基甲基丙基酰胺、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基己内酯和乙烯基吡咯烷酮的共聚物。这种用烷基和二烷基取代的单体优选地具有C1-C7烷基基团，更优选地为C1-C3烷基基团。其它适用的间隔单体包括乙烯基酯、乙烯醇(通过聚乙酸乙烯酯水解而形成)、马来酸酐、丙二醇和乙二醇。
根据香波的特定的品种和pH值，该阳离子胺可以是伯、仲或叔胺。通常，仲和叔胺、特别是叔胺是优选的。
被胺取代的乙烯单体可以以胺的形式聚合，而后任选地可以通过季铵化反应将其转化成铵。在形成聚合物以后，也可以类似地将胺季铵化。举例来说，可以通过与通式为R’X的盐起反应而将叔胺官能团季铵化，式中R’是短链烷基，优选地是C1-C7烷基，更优选地为C1-C3烷基，而X是可以与季铵化的铵形成可溶于水的盐的阴离子。
合适的阳离子氨和季铵单体例如包括用丙烯酸二烷基氨基烷基酯、甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯、丙烯酸一烷基氨基烷基酯、甲基丙烯酸一烷基氨基烷基酯、三烷基甲基丙烯酰氧烷基铵盐、三烷基丙烯酰氧烷基铵盐、二烯丙基季铵盐和具有环状阳离子含氮环的乙烯基季铵单体，例如吡啶鎓、咪唑鎓和季铵化的吡咯烷酮，如烷基乙烯基咪唑鎓、烷基乙烯基吡啶、烷基乙烯基吡咯烷酮盐。这些单体的烷基部分优选地是低级烷基，例如C1-C3烷基，更优选地为C1和C2烷基。
适用于本发明的用胺取代的乙烯基单体包括丙烯酸二烷基氨基烷基酯、甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯、二烷基氨基烷基丙烯酰胺和二烷基氨基烷基甲基丙烯酰胺，其中该烷基基团优选地为C1-C7烃基、更优选地为C1-C3烷基。
该阳离子聚合物可以包括由用胺和/或季铵取代的单体获得的单体单元和/或相匹配的间隔单体的混合物。
合适的阳离子头发护理聚合物例如包括1-乙烯基-2-吡咯烷酮和1-乙烯基-3-甲基咪唑鎓盐(例如氯化物盐)的共聚物(参见the Cosmetic，Toiletry，and Fragrence Association，“CTFA”，工业上作为Polyquaternium-16)，例如由BASF Wyandotte Corp.(Parsippany，NJ，USA)以LUVIQUAT商品名(例如LUVIQUAT FC 370)购买的那些物质；1-乙烯基-2-吡咯烷酮与甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的共聚物(CTFA工业上称作为Polyquatemium-11)，例如由Gaf Corporation(Wayne，NJ，USA)以GAFQUAT商品名(例如GAFQUAT 755N)购买到的那些物质；含有阳离子二烯丙基季铵的聚合物，例如包括二甲基二烯丙基氯化铵均聚物和丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵的共聚物(参见CTFA工业，分别作为Polyquaternium 6和Polyquaternium 7)；以及如US4009256中所说的具有3-5个碳原子的不饱和羧酸的均-和共聚物的氨基-烷基酯的无机酸盐，该专利作为参考而引入本文。
其它可以采用的阳离子聚合物包括多糖聚合物，例如阳离子纤维素衍生物和阳离子淀粉衍生物。
适用于本发明的阳离子多糖聚合物材料包括具有下列通式的物质：
式中：A是葡糖酐残基，如淀粉或纤维素葡糖酐残基，
R是亚烷基、氧化烯基、聚氧化烯基或羟基亚烷基或其组合，
R1、R2和R3独立地为烷基、芳基、烷基芳基、芳烷基、烷氧基烷基、或烷氧基芳基，每一个基团具有高达约18个碳原子并且每一个阳离子部分的碳原子总和(即R1、R2和R3中的碳原子之和)优选地约为20或更少，以及
X是如上所说的阴离子抗衡离子。
阳离子纤维素可以由Amerchol Corp.(Edison，NJ，USA)以其Polymer JRR和LRR系列聚合物获得，这些产品是羟乙基纤维素与用三甲基铵取代的环氧乙烷反应的盐，CTFA工业称作Polyquatemium 10。另一种阳离子纤维素包括羟乙基纤维素与用月桂基二甲基铵取代的环氧乙烷反应的聚合季铵盐，CTFA工业上称作Polyquatermum 24。这些物质可以由Amerchol Corp.(Edison，NJ，USA)以其Polymer LM-200商品名获得。
其它可以使用的阳离子聚合物包括阳离子瓜耳胶衍生物，如瓜耳胶氯化羟基丙基三铵(由Celanese Corp.以其JaguarR系列获得)。其它物质包括含有四价氮的纤维素醚(如在US3962418中所描述的，该文献作为参考而引入本文)，以及醚化的纤维素和淀粉的共聚物(例如描述在US3958581中，该文献作为参考而引入本文)。
有机油调理剂
本发明的组合物还包括一种非挥发性的不溶于水的有机油作为头发的调理剂。该头发护理油性液体可以使头发增加亮泽和光泽。该护理油典型地在该组合物中以该组合物重量的约0.05-5％，优选地为约0.2-3％，更优选地为约0.5-1％的量存在。
所谓“非挥发性的”是指该油性物质在环境条件(例如1个大气压、25℃)下具有非常低或不明显的蒸汽压，正如在本领域中所理解的那样。该非挥发性的油性物质优选地在环境压力下具有约250℃或更高的沸点。
所谓“不溶于水的”是指该油性液体在25℃下不能以0.1％的浓度溶解于水(蒸馏水或其等同物)中。
本发明的护理油通常具有约3百万cs(厘沲)或更低的粘度，优选地为约2百万cs或更低，更优选地为约150万cs或更低的粘度。
本发明的护理油是选自烃油和脂肪酯的液体。所说的脂肪酯的特征在于具有至少10个碳原子，它包括具有由脂肪酸或醇获得的烃基链的酯，例如单酯、多元醇酯和二和三羧酸酯。该脂肪酯的烃基基团还可以包括或具有与其共价连接的其它相匹配的官能团，例如酰胺和烷氧基部分(例如乙氧基或醚键等等)。
烃油包括环状烃、直链脂肪烃(饱和的或不饱和的)以及支链脂肪烃(饱和的或不饱和的)。直链烃油优选地含有约12-19个碳原子，虽然并不一定要将烃限制在这个范围中。支链烃油可以并且典型地含有更多的碳原子。包括在本发明中的还有链烯基单体，例如C2-C6链烯基单体的聚合烃。这些聚合物可以是直链或支链的聚合物。直链聚合物典型地其长度较短，它具有上文中针对一般的直链烃所说的碳原子总数。支链聚合物可以具有更高的长度。这种物质的数均分子量可以变化很大，但典型地为约500以下，优选地为约200-400，更优选地为约300-350。这些物质的特定例子包括石蜡油、矿物油、饱和的和不饱和的十二烷、饱和的和不饱和的十三烷、饱和的和不饱和的十四烷、饱和的和不饱和的十五烷、饱和的和不饱和的十六烷及其混合物。这些化合物的支链异构体以及更高的链长度的烃也可以使用。典型的支链异构体是高度支链化的饱和或不饱和烷烃，例如被全甲基取代的异构体，例如十六烷和二十烷的被全甲基取代的异构体，如由PermethylCorporation出售的2，2，4，4，6，6，8，8-二甲基-10-甲基十一烷和2，2，4，4，6，6-二甲基-8-甲基壬烷。优选的烃聚合物是聚丁烯，如异丁烯和丁烯的共聚物。这种物质可以买到的是由Amoco Chemical Co.(Chicago，Illinois，USA)买到的L-14聚丁烯。
本发明的单羧酸酯包括通式为R’COOR的醇和酸的酯，式中R’和R为烷基和链烯基并且R’和R中碳原子的总数为至少10，优选地为至少20。
举例来说，脂肪酯包括具有约10-22个碳原子的脂肪链的脂肪酸的烷基和链烯基酯以及具有约10-22个碳原子由烷基和/或链烯基醇获得的脂肪链的烷基和链烯基脂肪醇羧酸酯，及其组合。其例子包括异硬脂酸异丙酯、月桂酸己酯、月桂酸异己酯、棕榈酸异己酯、棕榈酸异丙酯、油酸癸酯、油酸异癸酯、硬脂酸十六烷酯、硬脂酸癸酯、异硬脂酸异丙酯、己二酸二己基癸酯、乳酸月桂酯、乳酸十四烷酯、乳酸十六烷酯、硬脂酸油酯、油酸油酯、十四烷酸油酯、乙酸月桂酯、丙酸十六烷酯以及己二酸油酯。
但是，该单羧酸酯不一定至少含有一个具有至少十个碳原子的链，只要脂肪链碳原子的总数至少为10即可。其例子包括己二酸二异丙酯、己二酸二异己酯以及癸二酸二异丙酯。
也可以采用羧酸的二和三烷基酯和链烯基酯。举例来说，这些物质包括C4-C8二羧酸的酯，例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、己酸、庚酸和辛酸的C1-C22酯(优选地为C1-C6)。特定的例子包括硬脂酰基硬脂酸异十六烷基酯、己二酸二异丙酯以及柠檬酸三-十八烷酯。
多元醇酯包括亚烷基二醇酯，例如乙二醇单和二脂肪酸酯、二乙二醇单和二脂肪酸酯、聚乙二醇单和二脂肪酸酯、丙二醇单和二脂肪酸酯、聚单油酸丙二醇酯、单硬脂酸聚丙二醇2000酯、乙氧化的单硬脂酸丙二醇酯、甘油基单和二脂肪酸酯、聚甘油多脂肪酸酯、乙氧化的单硬脂酸甘油酯、单硬脂酸1，3-丁二醇酯、二硬脂酸1，3-丁二醇酯、聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯，并且聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯是令人满意的适用于本发明的多元醇酯。
甘油酯包括甘油一、二、和三酯。更进一步地说，包括甘油与长链羧酸，如C10-C22羧酸的一、二、和三酯。这些物质可以由植物和动物脂肪和油获得，例如蓖麻油、红花油、棉籽油、玉米油、橄榄油、鳕鱼肝油、杏仁油、鳄梨油、棕榈油、芝麻油、羊毛脂和豆油。合成的油包括三油酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯，二月桂酸甘油酯。优选的甘油酯是甘油二和三酯。特别优选的是甘油三酯。
本发明的组合物还可以含有多种使这种组合物在化妆品或美学上更容易接受或使它们具有其它的使用优点，例如药物作用的其它一些任选成分。这些常规的任选成分是本领域的普通技术人员所已知的，例如防晒霜、药物(例如抗菌剂、消炎剂、和抗痤疮活性物等等)、着色剂和染料、香料、珠光助剂(例如二硬脂酸乙二醇酯)、防腐剂(例如苄醇、羟苯甲酸甲酯、羟苯甲酸丙酯和咪唑烷基脲)、增稠剂和粘度调节剂例如长链脂肪酸的二乙醇酰胺(例如PRG3月桂基二乙醇酰胺)、椰子单乙醇酰胺、聚二甲基硅氧烷共聚多醇、瓜耳胶、甲基纤维素、淀粉和淀粉衍生物、脂肪醇(例如cetearyl醇)、氯化钠、硫酸钠、聚乙烯醇、乙醇、pH调节剂(例如柠檬酸、柠檬酸钠、琥珀酸、磷酸、氢氧化钠、碳酸钠)、盐(通常例如乙酸钾和氯化钠)、着色剂(例如FD&C或D&C染料中的任何一种)、头发氧化(漂白)剂(例如过氧化氢、过硼酸盐和过硫酸盐)、头发还原剂(例如巯基乙酸盐)、香料、螯合剂(如乙二胺四乙酸二钠)、以及聚合物增塑剂(如甘油、己二酸二异丁酯、硬脂酸丁酯和丙二醇)。这些任选的成分通常各自以该组合物重量的约0.01-10.0％，优选地为0.05-5.0％的量使用。
本发明的组合物的pH值通常为约3-9，优选地为4-8。
本发明的组合物可以由气溶胶分配器或泵喷雾分配器的容器分配。这种分配器，即容器是熟悉本领域的人员所已知的并且可以由多个制造商，包括American National Can Corp.和Continental Can Corp.购买。
当由加压的气溶胶容器分配该喷雾组合物时，可以采用由一种或多种常规的已知气溶胶推进剂来推动该组合物。适用的推进剂通常可以是常用于气溶胶容器的可液化的气体。
适用的推进剂是可以挥发的烃推进剂，它可以包括具有3-4个碳原子的液化低级烃，如丙烷、丁烷和异丁烷。其它适用的推进剂是氟代烃，如1，2-二氟乙烷(氟代烃152A)，由DuPont作为Dymel 152A提供。推进剂的其它例子是二甲基醚、氮气、二氧化碳、-氧化二氮和空气。
气溶胶推进剂可以与本发明的组合物混合或可以将其包含在气溶胶容器的独立相或腔室中。待混合的推进剂的量由气溶胶领域内已知的常规因素决定。所需的和上述其它任选的组合物成分的量取决于该头发护理组合物成分的总重量，并且不包括气溶胶推进剂。一般说来，对于可以液化的推进剂来说，推进剂的量为总组合物(头发护理组合物和气溶胶推进剂)重量的约3-60％，优选优选地为约3-50％。
另外，当推进剂分开不与该头发喷雾组合物接触时，例如采用由American National Can Corp.以商品名SEPRO出售的双腔罐时，可以采用加压气溶胶分配器。
其它适用的气溶胶分配器是那些采用压缩空气作为推进剂的分配器，这些压缩空气在使用前通过泵或类似装置装入分配器中。这些分配器描述于US4077441(1978年3月7日提出，Olofsson)和US4850577(1989年7月25日提出，TerStege)以及美国顺序号07/839648(Gosselin等人，1992年2月21日提出)中，这些文献均作为参考而引入本文。适用的压缩空气气溶胶容器最近还由The Procter&Gamble Company以其商品名VIDAL SASSOONAIRSPRAYR喷发剂出售。
还可以采用常规的非气溶胶泵喷雾分配器，如雾化器。
对于所有的组合物来说，本发明应不含有会过分干扰该组合物的性能的成分。
本发明的头发护理组合物可以采用常规的配方和混合技术来制备。一般说来，在加入其它的任选的成分之前、同时或之后，可以将硅氧烷接枝共聚物与水混合。优选地，将该组合物搅拌加热到约40-60℃，而后将其搅拌冷却约6-8小时至室温。
头发护理组合物的使用方法
本发明的头发护理组合物可以以常规方式使用，以提供头发护理组合物所需性能，如头发定型、保持、清洗、调理剂等等。这些使用方法取决于所用的组合物的种类但通常包括向头发使用有效量的产品，然后将它们从头发上冲洗掉(对于香波和某些调理产品)或使之保留在头发上(对于喷发剂、摩丝或凝胶产品)。所谓“有效量”是指足以产生所需的效果的量。优选地，头发调理剂、摩丝和凝胶产品可以在头发干燥和定型之前使用到潮湿或未干的头发上。在将这种组合物施加到头发上以后，将头发以使用者的常用方式干燥和定型。喷发剂通常是在头发干燥并定型以后施加到头发上。
本发明的组合物还可以用于局部使用到皮肤上并用于化妆品和局部健康护理组合物中，因此，除非另有说明，这类使用不一定不包括在后面的权利要求中。
下列实施例用来进一步说明在本发明范围内的优选实施方案。这些实施例仅仅是用来说明的而不是要对本发明进行任何限制，因为在不脱离本发明的精神和范围的情况下还可以对本发明进行多种改变。
实施例1-4
下面所说的是典型的本发明的摩丝组合物。
成分(重量％) 1 2 3 4
硅氧烷接枝共聚物1 3.00 3.00 3.00 3.00
月桂胺氧化物 0.10 0.10 0.00 0.10
椰子酰氨丙基甜菜碱 1.33 1.33 0.30 1.33
丙二醇 0.20 0.10 0.10 0.10
香料 0.10 0.10 0.05 0.10
EDTA二钠-二水合物 0.10 0.10 0.10 0.10
苯氧基乙醇 0.25 0.25 0.25 0.25
羟苯甲酸甲酯 0.15 0.15 0.15 0.15
Polyquaternium-42 0.00 0.00 0.00 0.20
氯化硬脂基三甲基铵 0.00 0.00 0.20 0.00
去离子水 适量 适量 适量 适量
1上述聚合物I、II或III。
2Celquat L200，国家淀粉和化学品公司(Bridgewater，NJ，USA)，羟乙基纤维素与二烯丙基二甲基氯化铵的共聚物。
该组合物是通过在水中将硅氧烷接枝共聚物混合，而后一边搅拌一边加入除香料以外的余下的成分，搅拌加热到40-60℃，搅拌约8小时，同时使该组合物冷却至室温并在香料中混合而制得的。然后将该组合物包装在常用的气溶胶或非气溶胶摩丝喷雾包装中。
实施例5-8
下面是本发明的几个典型喷发剂组合物。
成分(重量％) 5 6 7 8
硅氧烷接枝共聚物1 5.00 5.00 5.00 5.00
香料 0.10 0.10 0.10 0.10
去离子水 适量 适量 适量 适量
该组合物是通过在水中将硅氧烷接枝共聚物混合，搅拌加热到40-60℃，冷却至室温，搅拌约8小时，同时使该组合物冷却而制得的。
实施例9
下面是本发明的代表性的香波组合物。
成分 重量％
十二烷基聚氧乙烯醚硫酸铵 5.00
椰子酰氨丙基甜菜碱 6.00
硅氧烷接枝共聚物I、II、III 2.00
PEG 150二硬脂酸酯 2.00
Glydant1 0.38
香料 1.00
去离子水 适量
1防腐剂，由Glyco，Inc.购买。
该香波通过将十二烷基聚氧乙烯醚硫酸铵(一般以其在水中的28％溶液提供)和硅氧烷接枝共聚物混合并在70℃下边搅拌加热约1/2小时。将余下的成分加入并再混合1/2小时。然后将配料冷却至室温而制得。通过加入柠檬酸或氢氧化钠(如果需要)将该组合物的pH值调节到6.5。
实施例10
下面是本发明的代表性的定型漂洗组合物。
成分 重量％
硅氧烷接枝共聚物I、II、III 3.00
预混合物
硅氧烷胶GE SE761 0.50
癸甲基环五硅氧烷 4.00
主混合物
十六烷基羟乙基纤维素2 0.60
刺槐豆胶 0.50
EDTA二钠盐 0.15
DTDMAC 0.65
Glydant3 0.40
去离子水 适量
1由General Electric购买
2由Aqualon Co.购买
3防腐剂，由Glyco，Inc.购买。
将预混物单独用常规手段混合。主混合物通过将所有成分加入并在95℃下搅拌加热1/2小时而制得。当该配料冷却到约60℃时，将预混物与硅氧烷接枝共聚物搅拌加入到主混合物中并且将该配料冷却到室温。