刺激缓和的聚合物和其用途.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780041683.3

申请日:

20071109

公开号:

CN101535350A

公开日:

20090916

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

C08F8/44,C08F220/06

主分类号:

C08F8/44,C08F220/06

申请人:

路博润高级材料公司

发明人:

K·塔马里塞尔维,W·F·马斯勒三世,D·S·菲拉,G·格里

地址:

美国俄亥俄

优先权:

60/864,989

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

陈 宙

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内容摘要

披露了一种通过减弱聚合物的中和度(DN)来增大疏水改性的(甲基)丙烯酸基聚合物的功效以提高表面活性剂组合物的临界胶束浓度的方法。

权利要求书

1.一种提高包含疏水改性的(甲基)丙烯酸系聚合物的表面活性剂组合物的临界胶束浓度的方法,所述方法包括基于所述聚合物的酸值,将所述聚合物中和至约1-约75%的中和度。 2.权利要求1的方法,其中基于所述聚合物的酸值,所述中和度为约5-约60%。 3.权利要求1的方法,其中基于所述聚合物的酸值,所述中和度为约15-约30%。 4.权利要求1的方法,其中所述聚合物由包含至少一种含单不饱和羧酸的单体和至少一种疏水改性的烯属不饱和共聚单体的单体组合物聚合。 5.权利要求4的方法,其中所述至少一种含单不饱和羧酸的单体选自(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、富马酸、巴豆酸、马来酸、乌头酸、马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐,与C-C链烷醇酯化的马来酸、富马酸、衣康酸、乌头酸、马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐的半酯;和其混合物。 6.权利要求4的方法,其中所述至少一种疏水改性的烯属不饱和共聚单体选自由式(I)和(II)表示的单体和其组合:其中R表示氢、甲基或乙基;X表示氧或NH;和R表示C-C烷基、C-C环烷基、或芳基;和其中每一R独立地表示氢、甲基、-C(O)OH和-C(O)OR;R是C-C烷基;A是-CHC(O)O-、-C(O)O-、-O-、-CHO-、-NHC(O)NH-、-C(O)NH-、-Ar-(CE)-NHC(O)O-、-Ar-(CE)-NHC(O)NH-和-CHCHNHC(O)-;Ar是二价芳基;E是H或甲基;z为0或1;k为0-约30的整数,和m为0或1,条件是当k为0时,m为0,和当k为1-约30时,m为1;(R-O)n是聚氧亚烷基,其是C-C氧亚烷基单元的均聚物、无规共聚物或嵌段共聚物,其中R是-CH-、-CH-、-CH-,和n为约5-约250的整数,Y是-RO-、-RNH-、-C(O)-、-C(O)NH-、-RNHC(O)NH-或-C(O)NHC(O)-;和R是选自C-C线型烷基、C-C支化烷基、C-C碳环烷基、C-C烷基取代的苯基、芳基取代的C-C烷基的取代或未取代的烷基,其中R烷基任选地被一个或多个选自羟基、烷氧基和卤素基团的取代基取代;R可以选自多环烃基化合物例如羊毛脂或胆固醇和种子油例如氢化蓖麻种子油的残基。 7.权利要求6的方法,其中所述聚合物由进一步包含选自阴离子、阳离子、非离子、两性单体和其混合物的单体的单体组合物聚合。 8.权利要求6的方法,其中所述聚合物由进一步包含交联单体的单体组合物聚合。 9.一种提高包含线型疏水改性的(甲基)丙烯酸系聚合物的表面活性剂组合物的临界胶束浓度的方法,所述方法包括基于所述聚合物的酸值,将所述聚合物中和至约1-约75%的中和度,和其中用18% NaOH溶液中和至约pH 7的所述聚合物于去离子水中的3wt%胶浆具有0的屈服值和在20-25℃的温度下小于1000mPa·s的Brookfield粘度(Brookfield RVT,20rpm,转子No.1)。 10.权利要求9的方法,其中基于所述聚合物的酸值,所述中和度为约5-约60%。 11.权利要求9的方法,其中基于所述聚合物的酸值,所述中和度为约15-约30%。 12.权利要求9的方法,其中所述线型聚合物由包含至少一种含单不饱和羧酸的单体和至少一种由下式表示的疏水改性的烯属不饱和共聚单体的单体组合物聚合:CH=CRX其中R选自氢和甲基;X选自-C(O)OR和-OC(O)R;R选自线型和支化的C-C烷基;和R选自氢和线型或支化的C-C烷基。 13.权利要求12的方法,其中所述线型聚合物由包含(甲基)丙烯酸、衣康酸、柠康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸;其酸酐;其C-C链烷醇单酯;和它们的混合物的单体组合物聚合。 14.权利要求13的方法,其中所述至少一种疏水改性的烯属不饱和共聚单体选自(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、甲酸乙烯基酯、乙酸乙烯基酯、乙酸1-甲基乙烯基酯、丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、2-乙基己酸乙烯基酯、新戊酸乙烯基酯、新癸酸乙烯基酯、和其混合物。 15.权利要求14的方法,其中所述线型聚合物具有100,000M或更小的分子量。 16.权利要求12的方法,其中所述疏水改性的烯属不饱和单体选自(甲基)丙烯酸C-C烷基酯,和其中所述聚合物具有通过用PMMA标样校准的GPC测量的100,000M或更小的分子量和在用18wt% NaOH溶液中和至pH 7的于去离子水中的5wt%聚合物固体浓度下为500mPa·s或更小的Brookfield粘度(Brookfield RVT,20rpm,转子No.1)。 17.一种提高包含表面活性剂和线型疏水改性的(甲基)丙烯酸系聚合物的家用护理、宠物护理、动物护理、工业和行业护理的清洁剂组合物的临界胶束浓度的方法,所述方法包括基于所述聚合物的酸值,将所述聚合物中和至约1-约75%的中和度,和其中用18% NaOH溶液中和至约pH 7的所述聚合物于去离子水中的3wt%胶浆具有0的屈服值和在20-25℃的温度下小于1000mPa·s的Brookfield粘度(Brookfield RVT,20rpm,转子No.1)。 18.权利要求17的方法,其中基于所述聚合物的酸值,所述中和度为约5-约60%。 19.权利要求17的方法,其中基于所述聚合物的酸值,所述中和度为约15-约30%。 20.权利要求17的方法,其中所述线型聚合物由包含至少一种含单不饱和羧酸的单体和至少一种由下式表示的疏水改性的烯属不饱和共聚单体的单体组合物聚合:CH=CRX其中R选自氢和甲基;X选自-C(O)OR和-OC(O)R;R选自线型和支化的C-C烷基;和R选自氢和线型或支化的C-C烷基。 21.权利要求20的方法,其中所述线型聚合物由包含(甲基)丙烯酸、衣康酸、柠康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸;其酸酐;其C-C链烷醇单酯;和它们的混合物的单体组合物聚合。 22.权利要求21的方法,其中所述至少一种疏水改性的烯属不饱和共聚单体选自(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、甲酸乙烯基酯、乙酸乙烯基酯、乙酸1-甲基乙烯基酯、丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、2-乙基己酸乙烯基酯、新戊酸乙烯基酯、新癸酸乙烯基酯、和其混合物。 23.权利要求22的方法,其中所述线型聚合物具有100,000M或更小的分子量。 24.权利要求17的方法,其中所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、和其混合物。

说明书



发明领域

[0001]在一个方面中,本发明涉及非交联的低分子量线型丙烯酸 系共聚物和它们在含表面活性剂的组合物中作为眼睛和/或皮肤刺激 缓和剂的用途。本发明的示例性实施方案涉及包含与非交联的线型低 分子量丙烯酸系共聚物组合的一种或多种表面活性剂的刺激降低的个 人护理清洁组合物、刺激降低的家用护理清洁组合物以及刺激降低的 工业和行业(industry and institutional)护理清洁组合物。

背景

[0002]表面活性剂在水基的个人护理、家用护理以及工业和行业 护理配制剂中被广泛作为润湿剂、洗涤剂和乳化剂使用。在个人护理 清洗产品(例如香波(shampoo)、身体洗剂、面部清洗剂、液体洗手 皂等)、家用护理清洗产品(例如硬面清洁剂、衣物洗涤剂、盘用皂 (dish soap)、自动洗碗机洗涤剂、淋浴清洗剂(shower cleanser)、 浴室清洗剂(bathroom cleanser)、汽车清洗洗涤剂等)以及工业和 行业护理清洁剂(高强度清洁剂、洗涤剂等)中,表面活性剂包是清 洁配制剂中最重要的组分之一。这些组合物通常包含一种或多种表面 活性剂的混合物作为活性洗涤成分。该表面活性剂:1)提高了被玷污 基材的润湿能力;2)使污物从基材上松脱;和3)使松脱的污物颗粒 在含水清洗介质中乳化、溶解和/或悬浮。

[0003]尽管原则上任何表面活性剂类型(例如阳离子、阴离子、 非离子、两性)适用于清洁或清洗应用,但在实践中大多数个人护理 清洗剂和家用清洁产品用阴离子表面活性剂或者用阴离子表面活性剂 作为主要洗涤剂与选自其他表面活性剂类型的一种或多种辅助表面活 性剂的组合来配制。阴离子表面活性剂由于它们优良的清洁和发泡性 能而因此被通常用作清洁剂和清洁产品中的洗涤剂。从消费者的观点 出发,泡沫的量和稳定性直接与所感觉到的组合物的清洁效率有关。 一般而言,产生的泡沫量越大和泡沫越稳定,则所感觉到的组合物的 清洁作用越有效。传统上用于这些配制剂中的例举性阴离子表面活性 剂包括烷基硫酸盐(酯)和烷基苯磺酸盐(酯)。尽管阴离子表面活 性剂、特别是阴离子硫酸盐和磺酸盐是有效的洗涤剂并且具有大的泡 沫量和泡沫稳定性能,但它们是剧烈的眼睛刺激物并且能够对一些敏 感人群造成轻微至中等的皮肤刺激。因此对于消费者而言,含水清洁 组合物是高发泡且温和的已经变得越来越重要了。如果所述清洁组合 物被局部地施用在人的皮肤和毛发上,则这些组合的性能尤其有用。 因此,已经努力提供具有这些性能的清洁产品,例如香波、沐浴和淋 浴凝胶以及面部清洗剂。提供这些产品的主要问题在于这两种性能往 往彼此不相容。尽管高发泡性洗涤表面活性剂通常非常刺激,但温和 的表面活性剂往往提供不充足的发泡性能。

[0004]已知可以通过乙氧基化降低由阴离子硫酸盐引起的刺激。 然而,该刺激的降低伴随着泡沫量的相应减少。例如,十二烷基硫酸 钠-一种高发泡性表面活性剂会引起显著的眼睛刺激。相反,月桂基 聚氧乙烯(12)醚硫酸钠(含12个乙氧基的相应乙氧基化物)几乎完 全没有刺激,但它是一种不良发泡剂(参见Schoenberg,"Baby Shampoo,"Household & Personal Products Industry 60(1979年 9月))。乙氧基化的烷基硫酸盐的不良发泡性能在许多其他出版物中 有报导。例如,美国专利No.4,132,678披露了如果向分子中加入多于 5个乙氧基,则烷基(C10-C18)硫酸盐的发泡性能急剧降低。已经通过用 非常温和的辅助表面活性剂代替一些产生泡沫的阴离子表面活性剂来 进行削弱阴离子表面活性剂的不利刺激影响的其他尝试。如美国专利 No.4,726,915中披露的,将阴离子表面活性剂与非离子和/或两性表 面活性剂组合使用。然而,减少清洁或清洗组合物中阴离子表面活性 剂的量不利地会影响该组合物的洗涤和发泡性能。

[0005]在个人护理清洗组合物中削弱阴离子洗涤表面活性剂的 不利刺激影响同时保持高清洁和发泡性能的另一种方法披露于 Johnson & Johnson Consumer Companies,Inc.的国际专利申请No. WO2005/023870中。其披露了可以将某些能够结合(binding)表面活 性剂的疏水改性物质与阴离子表面活性剂组合以制得表现出相对低的 眼睛和/或皮肤刺激并且保持相对高的发泡和泡沫稳定性能的个人护 理组合物。披露的疏水改性物质包括由至少一种烯属不饱和羧酸单体 和至少一种烯属不饱和疏水改性单体合成的疏水改性的交联丙烯酸系 共聚物。该披露内容描述了例举性疏水改性的丙烯酸系聚合物描述于 Noveon Inc.等的美国专利No.6,433,061中。该Johnson & Johnson 披露内容进一步例举了作为适合用作表面活性剂结合剂的聚合物的均 由Noveon Consumer Specialties of Lubrizol Advanced Materials, Inc.提供的可在商标 Aqua SF-1和 ETD 2020 下获得的聚合物。

[0006]应注意的是披露于美国专利No.6,433,061中的聚合物以 及确定在 Aqua SF-1和 ETD 2020商标下的聚合 物是交联的。在该‘061专利的5栏,32行中披露了“本发明的共聚 物希望地被交联单体交联”。此外,该‘061专利披露内容中例举性 所有聚合物包含交联单体。在商业文献中, Aqua SF-1聚 合物在Noveon Consumer Specialties of Lubrizol Advanced Materials,Inc.Technical Data Sheet TDS-294(2003年7月)中被描 述为:“...设计为将悬浮、稳定和增稠性能赋予给多种表面活性剂- 基个人清洗产品的轻度交联的丙烯酸系聚合物分散液”;并且  ETD 2020聚合物在Noveon Consumer Specialties of Lubrizol Advanced Materials,Inc.Technical Data Sheet TDS-187(2002年1月)中被描述为:“...一种在触变优选的助溶剂体 系中加工的′容易分散′的交联聚丙烯酸系共聚物”。前述丙烯酸基交 联聚合物是相互连接形成三维网络结构的非线型的支化聚合物链,并 且由于它们的流变和结构增效性能(rheological and structure building properties)而已被长期用于个人护理应用中。当中和时, 这些可水溶或可水分散的聚合物具有大大地增加它们溶于或分散于其 中的液体的粘度的独特能力,甚至当以被认为十分低的浓度存在时亦 是如此。

[0007]如上面在Johnson & Johnson中论述的,申请人在其中披 露了溶液中阴离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)与表面活性剂导 致刺激的倾向之间的关系。CMC由该Johnson & Johnson披露内容的 图1中的曲线11说明。当表面活性剂被顺序计量入水容器(具有标准 化的尺寸)中时,表面活性剂最初占据了水/表面活性剂溶液的表面(液 体/空气界面)。对于表面活性剂的每一顺序投入量,伴随有溶液的表 面张力降低直到基本上全部所述界面表面积被填充。继续计量入表面 活性剂会导致在溶液中形成胶束。进一步加入表面活性剂不会引起对 溶液表面张力的任何明显影响时的表面活性剂浓度被定义为CMC(曲 线11的点12)。在CMC点后加入的附加表面活性剂已被发现会导致刺 激。相反,如图1的曲线15中说明的那样,当将阴离子表面活性剂加 入包含疏水改性物质的水溶液中时,CMC移至显著更高的表面活性剂 浓度。因此,包含疏水改性的交联丙烯酸系共聚物使得能够在清洗和 清洁组合物中使用更高浓度的阴离子表面活性剂,而没有伴随的眼睛 和皮肤刺激影响。

[0008]尽管已发现疏水改性的交联丙烯酸基共聚物可缓和含表 面活性剂的组合物对眼睛和皮肤的刺激,但这些聚合物的使用可能有 问题。如前所述,疏水改性的交联共聚物是粘度增效剂(viscosity building agent),其会增加它们溶于或分散于其中的组合物的粘度。 当将增加量的粘度增效剂加入清洁或清洗配制剂中以缓和阴离子表面 活性剂的不利刺激影响时,所述组合物的粘度相应增加。在个人护理、 家用护理以及工业和行业护理配制剂领域中公知的是液体清洗剂或清 洁剂应该具有理想的粘度。实际上,与较稀的制品相比,粘度使得能 够在使用期间控制制品的处理和分散。在个人护理清洗应用中,从感 官角度出发,稠的、浓的香波或身体清洗剂对消费者有吸引力。在家 用护理应用中,当施用在非水平表面例如抽水马桶、水槽、淋浴间、 浴盆等上时,粘度允许制品有更好的功效。另外,期望清洁和清洗制 品容易使用。换句话说,所述液体组合物的剪切变稀特性应该表现为 在低剪切条件下的高粘度和在高剪切条件下的较低粘度,以有助于所 述制品的施用和从待清洁的基材上除去。

[0009]然而,存在一些与制品的粘度增加超出其理想粘度相关的 缺陷。非常高粘度的制品通常难以施用和洗去,尤其是如果粘度增效 剂的剪切变稀特性不足的话。高粘度也可能不利地影响制品的包装、 分散、溶解以及发泡和感官性能。因此,需要一种不会显著改变含表 面活性剂的组合物的理想粘度特性的刺激缓和剂。

附图简述

[0010]图1是比较交联丙烯酸基聚合物和本发明的聚合物实施 方案的中和的聚合物胶浆(polymer mucilage)的粘度曲线图。

[0011]图2是比较在不同的聚合物中和度下含有交联的丙烯酸 基聚合物和本发明的聚合物实施方案的阴离子表面活性剂组合物的 CMC值的图。

[0012]图3是描述在增加的聚合物浓度水平下含有交联的丙烯 酸基聚合物和本发明的聚合物实施方案的非离子表面活性剂组合物的 CMC值的图。

[0013]图4是比较在不同的中和度下交联的丙烯酸基聚合物和 本发明的聚合物实施方案的粘度曲线的图。左边的竖轴描述了交联的 丙烯酸基聚合物的粘度值,右边的竖轴描述了本发明的聚合物实施方 案的粘度值。

例举性实施方案的描述

[0014]根据本发明的例举性实施方案涉及一种缓和通常与含表 面活性剂的组合物相关的眼睛和皮肤刺激而不显著影响这类含表面活 性剂的组合物的流变性能的非交联的线型丙烯酸系共聚物。该非交联 的线型聚合物是通过用聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)标样校准的凝胶渗 透色谱(GPC)测量,具有100,000或更小的数均分子量(Mn)的低分子量 聚合物。该共聚型缓和剂由至少两种单体组分聚合。第一种单体组分 选自一种或多种含至少一个羧酸基团的α,β-烯属不饱和单体。该酸基 团可以衍生自一元酸或二元酸、二元羧酸的酸酐、二元酸的单酯、和 其盐。第二种单体组分是疏水改性的(相对于第一种单体组分)并且 选自一种或多种含C1-C9烷基的α,β-烯属不饱和非-酸单体,包括(甲 基)丙烯酸的线型和支化的C1-C9烷基酯、线型和支化的C1-C10羧酸 的乙烯基酯、和其混合物。在本发明的一个方面中,该第二种单体组 分由下式表示:

CH2=CRX

其中R是氢或甲基;X是-C(O)OR1或-OC(O)R2;R1是线型或支化的 C1-C9烷基;和R2是氢或者线型或支化的C1-C9烷基。在本发明的另 一个方面中,R1和R2是线型或支化的C1-C8烷基,在另一个方面中 R1和R2是线型或支化的C2-C5烷基。

[0015]例举性第一种单体组分包括(甲基)丙烯酸、衣康酸、柠康 酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸、和其混合物。例举性第二种 单体组分包括(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸 2-乙基己酯、甲酸乙烯基酯、乙酸乙烯基酯、乙酸1-甲基乙烯基酯、 丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、2-乙基己酸乙烯基酯、新戊酸乙烯基 酯、新癸酸乙烯基酯、和其混合物。这里使用的术语“(甲基)丙烯酸” 和“(甲基)丙烯酸酯”意在包括丙烯酸和相应丙烯酸烷基酯的相应的 甲基衍生物。例如,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸, 并且“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯。

[0016]本发明的非交联的线型丙烯酸系共聚物缓和剂可以通过 本领域已知的自由基聚合技术合成。在本发明的一个方面中,基于聚 合介质中所有单体的总重量,使用的第一种单体组分相对于第二种单 体组分的量为约20:80wt%-约50:50wt%。在另一个方面中,第一种单 体组分与第二种单体组分的重量比为约35:65wt%,在另一个方面中, 第一种单体组分与第二种单体组分的重量比为约25:75wt%,均基于聚 合介质中所有单体的总重量。

[0017]在另一个方面中,可以使用乳液聚合技术合成本发明的非 交联的线型丙烯酸系共聚物缓和剂。在典型的乳液聚合中,在合适的 反应器中伴随着混合搅拌将所披露的单体的混合物加入到乳化表面活 性剂例如阴离子表面活性剂(例如脂肪醇硫酸盐或烷基磺酸盐(酯)) 于合适量水中的溶液中以制备单体乳液。通过任何便利的方法例如通 过用氮气喷射使该乳液脱氧,并且然后通过加入聚合催化剂(引发剂) 例如过硫酸钠或者任何其他合适的加聚催化剂引发聚合反应,如乳液 聚合领域中公知的。搅拌聚合介质直到聚合完成,通常约4-约16小 时的时间。如果需要,可以在加入引发剂之前将单体乳液加热至约70 -约95℃的温度。如乳液聚合领域中公知的,未反应的单体可以通 过加入更多的催化剂来消除。然后可以将所得的聚合物乳液产物从反 应器中排出并且包装用于储存或使用。任选地,在从反应器中排出之 前可以调节乳液的pH或者其他物理和化学特性。一般而言,产物乳液 具有约10-约50wt%的总固体含量。一般而言,产物乳液的总聚合物 含量(聚合物固体)为约15-约45wt%,通常不超过约35wt%。

[0018]用于促进乳液聚合的合适表面活性剂包括非离子、阴离 子、两性、阳离子表面活性剂、和其混合物。最常规地,在该乳液聚 合中使用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、和其混合物。

[0019]适用于促进乳液聚合的非离子表面活性剂是聚合物领域 中公知的,并且包括,但不限于,线型或支化的醇乙氧基化物、C8- C12烷基酚烷氧基化物例如辛基酚乙氧基化物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段 共聚物等。其他可用的非离子表面活性剂包括聚氧化亚乙基二醇的C8-C22脂肪酸酯、单和二甘油酯、脱水山梨糖醇酯和乙氧基化的脱水山 梨糖醇酯、C8-C22脂肪酸二醇酯、HLB值大于约15的环氧乙烷和环氧 丙烷的嵌段共聚物、乙氧基化的辛基酚、和其组合。

[0020]例举性烷基酚烷氧基化物表面活性剂包括在商标CA-897下由Rhodia,Inc出售的辛基酚。例举性线型醇烷氧基化物 包括在商标 C-17、 A-38和 A-39下 由BASF Corp出售的十六/十八醇(十六醇和十八醇的混合物)的聚乙二 醇醚。例举性聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物包括在商标F127和 L35下由BASF Corp出售的共聚物。

[0021]其他例举性非离子表面活性剂包括乙氧基化(50)的线型 脂肪醇例如 A 5060(Cognis),支化的烷基乙氧基化物例 如 X 1005(Clariant Corp.),仲C12-C14醇乙氧基化物例 如 S15-30和S15-40(Dow Chemical Co.),乙氧基化的辛 基酚-基表面活性剂例如 X-305、X-405和X-705(Dow Chemical Co.)、 CA 407,887和897(Rhodia,Inc.)、OP 3070和4070(BASF Corp.)、 OP30和40(Uniqema), 环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物例如 L35和F127(BASF Corp.),和仲C11醇乙氧基化物例如 EPN 407(Clariant Corp.)。许多其他的供应商可在商业文献中找到。

[0022]适合于促进乳液聚合的阴离子表面活性剂是聚合物领域 中公知的,并且包括月桂基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺基 琥珀酸钠、二仲丁基萘磺酸钠、十二烷基二苯基醚磺酸二钠和正十八 烷基磺基琥珀酸二钠等。

[0023]聚合物稳定剂(也已知为保护胶体)可用于乳液聚合过程 中。聚合物稳定剂是水溶性聚合物,包括例如合成聚合物例如聚乙烯 醇、部分水解的聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚甲 基丙烯酰胺、羧酸酯官能的加聚物、聚烷基乙烯基醚等;水溶性天然 聚合物例如明胶、果胶、藻酸盐、酪蛋白、淀粉等;和改性的天然聚 合物例如甲基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、烯丙基改性的 羟乙基纤维素等。在一些情形中,可以有利地使用合成和天然保护胶 体的混合物,例如聚乙烯醇和酪蛋白的混合物。另一些合适的天然聚 合物是混合醚例如甲基羟乙基纤维素和羧甲基甲基纤维素。基于总乳 液重量,聚合物稳定剂可以至多约2wt%的量使用。当使用时,在一个 方面中聚合物稳定剂的含量可以为约0.0001-约2wt%,并且在另一个 方面中为约0.01wt%-约1.0wt%。

[0024]例举性自由基引发剂包括,不限于此,水溶性无机过硫酸 盐化合物例如过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠;过氧化物例如过氧化 氢、过氧化苯甲酰、过氧化乙酰和过氧化月桂酰;有机氢过氧化物例 如氢过氧化异丙苯和叔丁基氢过氧化物;有机过酸例如过乙酸;和油 溶性自由基生成剂例如2,2’-偶氮二异丁腈等,和其混合物。过氧化 物和过酸可以任选地用还原剂活化,还原剂例如为亚硫酸氢钠或抗坏 血酸、过渡金属、肼、亚磺酸衍生物例如含有2-羟基-2-亚磺酸根合 乙酸酯(sulfinatoacetate)的二钠盐、2-羟基-2-磺酸根合乙酸酯 (sulfonatoacetate)的二钠盐和亚硫酸钠的混合物的FF6(可从Brüggemann Chemical US商购获得)等。其他自由基聚合 引发剂包括水溶性偶氮聚合引发剂,例如在烷基上具有水溶性取代基 的2,2’-偶氮双(叔烷基)化合物。另一些偶氮聚合催化剂包括可从 DuPont获得的自由基聚合引发剂,例如 44(2,2′-偶氮双 (2-(4,5-二氢咪唑基)丙烷)、 56(2,2′-偶氮(2-甲基丙脒)二氯 化氢)和 68(4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸))。

[0025]任选地,在乳液聚合领域中公知的其他乳液聚合添加剂例 如溶剂、缓冲剂、螯合剂、无机电解质、链终止剂和pH调节剂可以包 括在所述聚合体系中。

[0026]在本文中例举了用于制备本发明的非交联的线型丙烯酸 系共聚物缓和剂的一般乳液聚合方法。

[0027]在一个方面中,通过用聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)标样校 准的凝胶渗透色谱(GPC)测量,本发明的线型共聚物缓和剂的数均分子 量(Mn)为100,000或更小。在本发明的另一个方面中,分子量为约 5,000-约80,000Mn,在另一个方面中为约10,000-50,000Mn,并 且在仍然另一个方面中为约15,000-40,000Mn。

[0028]在本发明的一个方面中,在离子水中的5wt%聚合物固体 浓度并且用18wt%NaOH溶液中和至pH7下,该线型共聚物缓和剂具有 500mPa·s或更小的粘度(Brookfield RVT,20rpm,转子No.1)。在 另一个方面中,粘度为约1-约500mPa·s,在另一个方面中为约10- 约250mPa·s,并且在仍然另一个方面中为约15-约150mPa·s。

[0029]该非交联的线型丙烯酸基共聚物可以未中和的状态使用, 或者可以用合适的碱性中和剂中和至所希望的中和度。用于获得所希 望的中和度的碱性中和剂的量基于聚合物的酸值计算。例举性中和剂 包括氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺、脂肪酸胺等。作为选择,可以 使用其他碱性物质,例如预先中和的表面活性剂。在一个方面中,聚 合物中和度为100%或更小,在另一个方面中聚合物中和度为80%或更 小,在仍然另一个方面中聚合物中和度为60%或更小。在另一个方面 中,中和度为50%或更小。在仍然另一个方面中,中和度为40、30和 20%或更小。在另一个方面中,聚合物中和度可以为约0%或1%至约 100%,在仍然另一个方面中为约0%或1%至约80%,在另一个方面中为 约0%或1%至约60%,在仍然另一个方面中为约5%-约40%,并且在另 一个方面中为约10%-约35%,并且在另一个方面中为约15%-约30%。

[0030]出人意料地,已经发现可以通过减弱聚合物的中和度(DN) 将疏水改性的(甲基)丙烯酸基聚合物(包括本发明的非交联的线型丙 烯酸系共聚物)提高表面活性剂组合物的CMC的功效最优化,其中通 过合适的中和剂例如碱将聚合物带有的酸基中和至所希望的中和度。 一般而言,将交联的(甲基)丙烯酸基疏水改性的共聚物例如  Aqua SF-1和 ETD 2020流变改性剂中和至pH7.0 以实现最佳的粘度增效(viscosity build)。这等同于约80%的DN。 通过将中和度减弱至低于约80%的DN值,可以提高含表面活性剂的组 合物的CMC。在另一个方面中,DN值可以为约0%或1%至约60%,在仍 然另一个方面中为约5%-约40%,在另一个方面中为约10%-约35%, 在另一个方面中为约15%-约30%。

[0031]还发现中和减弱现象对于较高分子量的交联和非交联的 疏水改性的(甲基)丙烯酸基聚合物有效。这些聚合物可由包含至少一 种含单不饱和羧酸的单体和至少一种疏水改性的烯属不饱和共聚单体 的单体组合物聚合得到。含“单不饱和羧酸”的单体包含至少一个羧 基,这意味着该单不饱和羧酸可以是一元羧酸或多元羧酸。这里使用 的术语“单不饱和羧酸”还包括单不饱和酸酐,其中酸酐基团通过从 位于同一羧酸分子上的两个羧基消去一分子水形成。含单不饱和羧酸 的单体的合适例子包括,但不限于,(甲基)丙烯酸、乙基丙烯酸、衣 康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、富马酸、巴豆酸、马来酸、乌头 酸、和其混合物。单不饱和酸酐的合适例子包括,但不限于马来酸酐、 衣康酸酐、柠康酸酐、和其混合物。此外,也可以使用以C1-C30链烷 醇酯化的单不饱和多元羧酸和其酸酐例如马来酸、富马酸、衣康酸、 乌头酸、马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐的半酯。基于所述混合物中 的疏水性单体和含单不饱和羧酸的单体的总重量,含单不饱和羧酸的 单体可以在一个方面中以约10-约98wt%、在另一个方面中为15-约 95wt%、并且在另一个方面中为约20-90wt%的量存在于可聚合的单体 组合物中。

[0032]疏水改性的烯属不饱和单体可以选自(甲基)丙烯酸酯、 (甲基)丙烯酰胺、疏水改性的相关单体、和其组合。在一个方面中,(甲 基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺由下式表示:

其中R表示氢、甲基或乙基;X表示氧或NH;和R1表示C1-C30烷基、C5-C8环烷基、芳基。当X是氧时,可聚合的单体组合物包含 下述的交联单体。烷基可以是线型或支化的并且可以含有一个或多个 C1-C10烷氧基取代基。代表性的(甲基)丙烯酸酯单体包括,但不限于, (甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基) 丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基) 丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-甲基戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲 基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、 (甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正十六烷基酯、(甲基)丙 烯酸十八烷醇酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二十二 烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸 甲氧基甲酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲 基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基丙酯、(甲基)丙烯酸环己 酯、和其混合物。代表性的(甲基)丙烯酰胺单体包括,但不限于,(甲 基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N- 乙基(甲基)丙烯酰胺、十八烷基(甲基)丙烯酰胺、二十二烷基(甲基) 丙烯酰胺、十二烷基(甲基)丙烯酰胺、十六烷基(甲基)丙烯酰胺、和 其混合物。

[0033]疏水改性的相关单体由下式表示:

(II)

其中每一R3独立地表示氢、甲基、-C(O)OH和-C(O)OR5;R5是C1-C30烷基;A是-CH2C(O)O-、-C(O)O-、-O-、-CH2O-、-NHC(O)NH-、 -C(O)NH-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)O-、-Ar-(CE2)z-NHC(O)NH-和 -CH2CH2NHC(O)-;Ar是二价芳基;E是H或甲基;z为0或1;k为0 -约30的整数,和m为0或1,条件是当k为0时,m为0,和当k 为1-约30时,m为1;(R4-O)n是聚氧亚烷基,其是C2-C4氧亚烷基 单元的均聚物、无规共聚物或嵌段共聚物,其中R4是-C2H4-、-C3H6-、 -C4H8-,和n为约5-约250的整数,Y是-R4O-、-R4NH-、-C(O)-、 -C(O)NH-、-R4NHC(O)NH-或-C(O)NHC(O)-;和R6是选自C8-C40线型烷 基、C8-C40支化烷基、C8-C40碳环烷基、C2-C40烷基取代的苯基、芳 基取代的C2-C40烷基的取代或未取代的烷基,其中R6烷基任选地被一 个或多个选自羟基、烷氧基和卤素基团的取代基取代;R5可以选自多 环烃基化合物例如羊毛脂或胆固醇和种子油例如氢化蓖麻种子油的残 基。代表性的相关单体包括,但不限于,十六烷基聚乙氧基化的甲基 丙烯酸酯、十六/十八烷基聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、十八烷基聚 乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、二十烷基聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、 二十二烷基聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、二十六烷基聚乙氧基化的 (甲基)丙烯酸酯、二十九烷基聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、三十烷 基聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、三十二烷基聚乙氧基化的(甲基)丙 烯酸酯、三苯乙烯基苯酚聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、壬基酚聚乙 氧基化的(甲基)丙烯酸酯、氢化蓖麻油聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯、 菜籽油聚乙氧基化的(甲基)丙烯酸酯和胆固醇聚乙氧基化的(甲基)丙 烯酸酯,其中单体的聚乙氧基化部分包含约5-约100、优选约10- 约80、更优选约15-约60个环氧乙烷重复单元。基于混合物中疏水 性单体和含单不饱和羧酸的单体的总重量,疏水性共聚单体可以在一 个方面中以约2-约90wt%、在另一个方面中以3-约80wt%、在另一 个方面中以约5-约76wt%的量存在于可聚合的单体组合物中。

[0034]任选地,所述可聚合的单体组合物可以含有一种或多种非 离子、阳离子、阴离子和两性或两性离子单体。非离子单体的例子包 括其中烷基部分具有1-10个碳原子的各种(甲基)丙烯酸羟烷基酯例 如(甲基)丙烯酸羟乙基酯;线型和支化的C1-C9链烷醇的烯丙基醚、 C1-C9线型和支化的链烷醇的烯丙酯、丙烯酰胺;乙烯醇;n-乙烯基吡 咯烷酮、甲基丙烯酸1-羟基丙基酯、甲基丙烯酸2-羟基丙基酯,包括 其混合物。例举性阳离子单体可以包括,但不限于,二烯丙基二甲基 氯化铵、二烯丙基二乙基氯化铵、甲基丙烯酸二乙基氨基乙基酯、甲 基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基硫酸铵、甲 基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、3-(甲基丙烯酰氨基)丙基三甲基氯 化铵、和其混合物。例举性阴离子单体包括,但不限于,对-苯乙烯磺 酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸,和其混合物。例举 性两性或两性离子单体包括,但不限于,3-(2-丙烯酰氨基-2-甲基丙 基二甲基铵)-1-丙烷磺酸盐、共-N,N-二甲基-N-甲基丙烯酰氨基丙基 铵丙烷磺酸盐、N-乙烯基吡咯烷酮-共-2-乙烯基吡啶鎓(pyridinnio) 丙烷磺酸盐、和其混合物。如果使用,基于混合物中可聚合单体的总 重量,所述一种或多种非离子、阳离子、阴离子和两性或两性离子单 体可以以约0.1-约15重量份/100重量份的量存在。

[0035]任选的交联单体包括,例如蔗糖或季戊四醇的烯丙基醚或 者类似的化合物、二烯丙基酯、二甲基烯丙基醚、烯丙基或甲基烯丙 基丙烯酸酯和丙烯酰胺、四烯丙基锡、四乙烯基硅烷、多烯基甲烷 (polyalkenyl methane)、二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、二乙烯基 化合物例如二乙烯基苯、二乙烯基乙二醇、多烯丙基磷酸酯、二烯丙 氧基化合物、亚磷酸酯等。这类多不饱和单体的典型是二、三或四、 五或六-烯丙基蔗糖;二、三或四烯丙基季戊四醇;邻苯二甲酸二烯丙 酯、衣康酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、马来酸二烯丙酯、二乙烯基 苯、甲基丙烯酸烯丙基酯、柠檬酸烯丙酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季 戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲 基二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三 甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化(15)的三(甲基)丙烯 酸酯、亚甲基双丙烯酰胺等。也可以使用用烯属不饱和羧酸等酯化的 蓖麻油或多元醇。基于可聚合的单体组合物中100重量份的所有不饱 和酸和疏水改性的共聚单体,交联单体可以在一个方面中以约0.005 -约10重量份、在另一个方面中以约0.01-约5.0重量份、在另一 个方面中以约0.05-约2.5重量份的量使用。

[0036]空间稳定剂可以任选地包括在该共聚物组合物中。可以使 用各种空间稳定剂,包括硬脂基酯的三嵌段共聚物。所述空间稳定剂 具有亲水性基团和疏水性基团,并且通常为包含分子量(即链长)通 常大大高于1000的可溶性嵌段和锚定嵌段、但超过50埃的疏水部分 长度的嵌段共聚物。当空间稳定剂是线型嵌段共聚物时,其由结构式 ABA定义,其中A是具有约300-约60,000分子量和在25℃下在水 中小于1%的溶解度的亲水性部分。当空间稳定剂是无规共聚的梳型空 间稳定剂时,其由下式定义:

R9 Zm Qn R9

其中R9是封端基团并且可以相同或不同和将与Z和Q不同,Z是 具有在25℃下在水中小于1%的溶解度的疏水性部分,Q是具有在25 ℃下在水中大于1%的溶解度的亲水性部分,m和n是1或更大的整 数并且被选择为使得聚合物的分子量(Mn)为约100-约250,000。这类 空间稳定剂描述于美国专利Nos.5,373,044和5,349,030中,这些专 利通过引用并入本文。在一个方面中,本发明的空间稳定剂包括可在 由Phoenix Chemical销售的商标下获得的聚二甲基硅氧烷 共聚醇、聚二甲基硅氧烷共聚醇酯和聚二甲基硅氧烷共聚醇邻苯二甲 酸酯。上面由结构式ABA定义的线型嵌段共聚物可在Hypermer商标(例 如Hypermer B-246)下从Uniquema获得。当任选的空间稳定剂存在 时,所述单体混合物将通常包含约0.1-约10重量份/100重量份的混 合物中的单不饱和酸和疏水性共聚单体。

[0037]该单体组合物的聚合可以在自由基引发剂的存在下进行 和通过本领域已知的常规的分散、沉淀或乳液聚合技术聚合。在本发 明的一个方面中,单体组合物通过乳液聚合而聚合,其中该聚合方法 和聚合组分如上面对于低分子量线型聚合物实施方案描述。该实施方 案的聚合物的分子量为100,000Mw和更大,并且可以最高达5,000,000 -10,000,000或更大。

[0038]上面对于低分子量线型聚合物描述的中和度、中和剂和步 骤也适用于这里描述的较高分子量的交联和非交联的疏水改性的(甲 基)丙烯酸基聚合物。

[0039]本发明的非交联的线型丙烯酸系共聚物可用于缓和由表 面活性剂、特别是阴离子表面活性剂造成的眼睛和/或皮肤刺激。本发 明的共聚物缓和剂可与在个人护理清洗、动物护理清洗、宠物护理清 洗、家庭护理清洁以及工业和行业护理清洁组合物中使用的任何表面 活性剂组合。所述表面活性剂可以选自阴离子、阳离子、非离子、两 性、两性离子和这些表面活性剂的组合。根据本发明的某些方面,将 非交联的线型共聚物缓和剂与通常包含在个人和家庭护理清洗剂和清 洁剂组合物中的阴离子洗涤表面活性剂组合。例举性个人护理清洗剂 包括,但不限于,香波(例如2合1香波、调理香波、增稠香波(bodifying shampoo);保湿香波、暂时性发色香波、3合1香波、防头皮屑香波、 发色保持性香波、酸(中和)香波、水杨酸香波、药物香波、婴儿香波 等),以及皮肤和身体清洗剂(例如保湿身体洗剂、抗菌身体洗剂; 沐浴凝胶、淋浴凝胶、液体洗手皂、条皂、身体擦洗剂、泡沫浴剂、 面部擦洗剂、足部擦洗剂等)。例举性家用护理清洁剂包括,但不限 于,家用护理以及工业和行业应用产品(例如衣物洗涤剂、洗碗洗涤 剂(自动和手动)、硬表面清洁剂、加强型洗手皂、清洁剂和消毒剂、 汽车清洁剂等)。例举性宠物和动物护理清洗剂包括,但不限于,香 波、药物香波、调理香波(例如解结、抗静电、修饰)和发泡香波。

[0040]该刺激缓和组合物包含各种表面活性剂,例如阴离子、两 性、两性离子、非离子、阳离子、或其组合。

[0041]阴离子表面活性剂可以是在含水表面活性剂组合物领域 中已知的或以前使用的任何阴离子表面活性剂。合适的阴离子表面活 性剂包括,但不限于,烷基硫酸盐(酯)、烷基醚硫酸盐(酯)、烷 基醚磺酸盐(酯)、烷芳基磺酸盐(酯)、烷基琥珀酸盐(酯)、烷 基磺基琥珀酸盐(酯)、N-烷酰基肌氨酸盐(酯)、烷基磷酸盐(酯)、 烷基醚磷酸盐(酯)、烷基醚羧酸盐(酯)、烷基氨基酸、烷基肽、 烷基牛磺酸盐(酯)、羧酸、酰基和烷基谷氨酸盐(酯)、烷基羟乙 基磺酸盐(酯)和α-烯烃磺酸盐(酯),尤其是它们的钠、钾、镁、 铵和单、二和三乙醇胺盐。该烷基(alkyl)通常含有6-26个碳原子 并且可以是不饱和的。芳基通常含有6-14个碳原子。烷基醚硫酸盐 (酯)、烷基醚磺酸盐(酯)、烷基醚磷酸盐(酯)和烷基醚羧酸盐 (酯)在一个方面中可以每分子含有1-25个环氧乙烷和/或环氧丙烷 单元,并且在另一个方面中每分子含有1-10个环氧乙烷和/或环氧丙 烷单元。在一个方面中,烷芳基磺酸盐(酯)是烷基苯磺酸酯和其盐 (例如钠、钾、镁等),其中烷基含有8-16个碳原子。在另一个方 面中,烷芳基磺酸盐(酯)是十二烷基苯磺酸酯和其盐(例如钠、钾、 镁等)。其他表面活性剂披露于美国专利No.6,051,541中,该专利通 过引用并入本文。

[0042]合适的阴离子表面活性剂的例子包括月桂基醚硫酸钠和 铵盐(具有1、2和3摩尔环氧乙烷),月桂基硫酸钠、铵和三乙醇胺 盐,月桂基聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二钠、椰油酰基羟乙基磺酸钠、C12-C14烯烃磺酸钠、月桂基聚氧乙烯(6)醚羧酸钠、C12-C15聚氧乙烯 硫酸钠、甲基椰油酰基牛磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、椰油酰基肌氨 酸钠、三乙醇胺单月桂基磷酸盐和脂肪酸皂类。

[0043]非离子表面活性剂可以是在含水表面活性剂组合物领域 中已知的或以前使用的任何非离子表面活性剂。合适的非离子表面活 性剂包括,但不限于,脂族C6-C18伯或仲线型或支化的酸、醇或酚, 线型醇和烷基酚烷氧基化物(尤其是乙氧基化物和混合的乙氧基/丙氧 基)、烷基酚的嵌段环氧烷缩合物、链烷醇的环氧烷缩合物、环氧乙 烷/环氧丙烷嵌段共聚物、半-极性非离子物质(例如胺氧化物和膦氧 化物),以及烷基胺氧化物。其他合适的非离子物质包括单或二烷基 链烷醇酰胺和烷基多糖、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨 糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酯和聚氧乙烯酸。合适的非离子表 面活性剂的例子包括椰油单或二乙醇酰胺、椰油二糖苷、烷基多糖苷、 椰油酰氨基丙基和月桂基氧化胺、聚山梨酸酯20、乙氧基化的线型醇、 十六/十八醇、羊毛脂醇、硬脂酸、硬脂酸甘油酯、PEG-100硬脂酸酯 和油基聚氧乙烯(20)醚。

[0044]在一个方面中,非离子表面活性剂是醇烷氧基化物,其中 醇残基含有8-18个碳原子并且环氧烷的摩尔数为约3-约12。环氧 烷部分选自环氧乙烷、环氧丙烷和其组合。在另一个方面中,醇烷氧 基化物可以衍生自含有8-15个碳原子的脂肪醇,并且可以含有5- 10个烷氧基(例如环氧乙烷、环氧丙烷和其组合)。例举性的其中醇 残基含有12-15个碳原子并且含有约7个环氧乙烷基团的非离子醇烷 氧基化物表面活性剂可在(例如产品牌号25-7)和(例如产品牌号25-7)商标下分别从Tomah Products,Inc.和Shell Chemicals获得。

[0045]另一种可商购获得的醇烷氧基化物表面活性剂在 商标下由BASF出售。该Plurafac表面活性剂是高级线型醇 与环氧乙烷和环氧丙烷的混合物的反应产物,该混合物含有以羟基封 端的环氧乙烷和环氧丙烷的混合链。例子包括与6mol环氧乙烷和3mol 环氧丙烷缩合的C13-C15脂肪醇、与7mol环氧丙烷和4mol环氧乙烷缩 合的C13-C15脂肪醇、和与5mol环氧丙烷和10mol环氧乙烷缩合的C13-C15脂肪醇。

[0046]另一种商业上合适的非离子表面活性剂可在Dobanol商 标(产品牌号91-5和25-7)下从Shell Chemicals获得。产品牌号91-5 是一种具有平均5mol环氧乙烷的乙氧基化的C9-C11脂肪醇,并且产 品牌号25-7是一种具有平均7mol环氧乙烷/mol脂肪醇的乙氧基化的 C12-C15脂肪醇。

[0047]两性和两性离子表面活性剂是具有充当酸或碱的能力的 那些化合物。这些表面活性剂可以是在含水表面活性剂组合物中已知 的或以前使用的任何表面活性剂。合适的物质包括,但不限于,烷基 甜菜碱、烷基酰氨基丙基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱、烷基甘氨酸盐(酯)、 烷基羧基甘氨酸盐(酯)、烷基两性丙酸盐(酯)、烷基酰氨基丙基 羟基磺基甜菜碱、酰基牛磺酸盐(酯)和酰基谷氨酸盐(酯),其中 烷基和酰基具有8-18个碳原子。例子包括椰油酰氨基丙基甜菜碱、 椰油两性乙酸钠、椰油酰氨基丙基羟基磺基甜菜碱和椰油两性丙酸钠。

[0048]阳离子表面活性剂可以是在含水表面活性剂组合物领域 中已知的或以前使用的任何阳离子表面活性剂。合适的阳离子表面活 性剂包括,但不限于,烷基胺、烷基咪唑啉、乙氧基化胺、季化合物 (quaternary compound)和季铵化酯。另外,烷基胺氧化物在低的 pH下可以充当阳离子表面活性剂。例子包括月桂基氧化胺、双十六烷 基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵。

[0049]可用于本发明中的其他表面活性剂更详细地描述于WO 99/21530、U.S.专利No.3,929,678、U.S.专利No.4,565,647、U.S. 专利No.5,456,849、U.S.专利No.5,720,964、U.S.专利No. 5,858,948和U.S.专利No.7,115,550中,这些通过引用并入本文。 其他合适的表面活性剂描述于McCutcheon’s Emulsifiers and Detergents(North American and International Editions,by Schwartz,Perry and Berch),其全部通过引用并入本文。

[0050]在本发明的一个方面中,本发明的非交联的线型丙烯酸系 共聚物以与不含非交联的线型丙烯酸系共聚物的相当的表面活性剂组 合物相比足以提高含表面活性剂的组合物的CMC的任何量使用。在本 发明的另一个方面中,该非交联的线型丙烯酸系共聚物以有效地缓和 通常与表面活性剂组合物相关的眼睛和/或皮肤刺激的任何量使用。含 表面活性剂的组合物的CMC值可以如在通过引用并入本文的国际专利 申请No.WO 2005/023870以及U.S.专利Nos.7,084,104和7,098,180 中披露的以及在后面的实施例中例举的那样容易地确定。

[0051]由含表面活性剂的组合物引起的刺激可以通过在 Invittox Protocol No.86(1994年5月)中描述的Trans-Epithelial Permeability(TEP)试验来测量。正如在前述的WO 2005/023870中披 露的,Trans-Epithelial Permeability(TEP)值与特定的表面活性 剂相关的眼睛和/或皮肤刺激直接关联。与具有较低TEP值的组合物相 比,较高的TEP值是较温和组合物的指示。

[0052]在本发明的另一个方面中,基于含表面活性剂的组合物的 总重量,用于含表面活性剂的组合物例如个人护理清洗、动物和宠物 护理清洗、家用护理清洁以及工业和行业清洁组合物中的非交联的线 型丙烯酸系共聚物的量可以为高于0wt%至约20wt%。在另一个方面中, 该共聚物缓和剂的量为约0.01wt%-约10wt%,在另一个方面中为约 0.01wt%-约9wt%,并且在另一个方面中为约0.1wt%-约8wt%(所有 百分比基于含表面活性剂的组合物的总重量)。

[0053]在一个方面中,用于含表面活性剂的组合物中的表面活性 剂可以以通常用于个人护理清洗以及动物和宠物护理清洗、家用护理 清洁以及工业和行业清洁组合物中的量使用。在另一个方面中,基于 含表面活性剂的组合物的总重量,表面活性剂的量可以为约0.1wt%- 约50wt%。在另一个方面中,表面活性剂的量为约0.5wt%-约45wt%, 在另一个方面中为约1wt%-约15wt%,和为约3wt%-约8wt%(所有百 分比基于含表面活性剂的组合物的总重量)。使用本发明的刺激缓和 的聚合物的一个优点在于该聚合物使得能够在清洗和清洁组合物中使 用较高量的表面活性剂,这反过来增强了这些组合物的洗涤性能而不 会不利地影响流变特性。因此,可以使用比上面通常使用的更高量的 表面活性剂。

[0054]在本发明的缓和的表面活性剂组合物中使用水作为稀释 剂。在一个方面中,水的量可以为含表面活性剂的组合物的总重量的 约5wt%-约95wt%。在另一个方面中,基于含表面活性剂的组合物的 总重量,水的量可以为约10wt%-约90wt%,在另一个方面中为约20wt% -约80wt%,和在另一个方面中为约30wt%-约75wt%。

[0055]本发明的表面活性剂组合物可以含有一种或多种本领域 技术人员已知的广泛种类的组分,例如螯合剂、保湿的皮肤或毛发调 理剂、润滑剂、湿分阻隔剂/润肤剂、遮光剂、防腐剂、铺展助剂、调 理性聚合物、维他命、粘度调节剂、粘度改进剂/乳化剂、悬浮珠粒、 酶、增效助剂/电解质、缓冲剂、助水溶剂(例如乙醇、二甲苯磺酸钠 和异丙苯磺酸钠)、无机物(例如粘土、膨润土、高岭土)、污物防 粘剂、颜色添加剂以及用于增强和保持个人护理组合物的性能的许多 其他任选的组分。这些组分还详细描述于公知的来源例如Mitchell C. Schlossman,The Chemistry and Manufacture of Cosmetics,卷I 和II,Allured Publishing Corporation,2000中。

[0056]合适的螯合剂包括EDTA(乙二胺四乙酸)和其盐例如二 钠EDTA、柠檬酸和其盐、环糊精等、和其混合物。基于含表面活性剂 的组合物的总重量,这些合适的螯合剂在一个方面中通常占约 0.001wt%-约3wt%,在另一个方面中占约0.01wt%-约2wt%,并且在 本发明的另一个方面中占约0.01wt%-约1wt%。

[0057]合适的保湿的皮肤和/或毛发调理剂包括尿囊素;吡咯烷 酮羧酸和其盐;透明质酸和其盐;抗坏血酸和其盐;脲;赖氨酸、精 氨酸、胱氨酸、胍和其他氨基酸;多羟基醇例如甘油、丙二醇、己二 醇、己三醇、乙氧基二甘醇、聚二甲基硅氧烷共聚醇、和山梨糖醇, 和其酯;聚乙二醇;乙醇酸和乙醇酸盐(例如铵和季烷基铵);乳酸 和乳酸盐(例如铵和季烷基铵);糖和淀粉;糖和淀粉衍生物(例如 烷氧基化的葡萄糖);D-泛酰醇;乳酰胺单乙醇胺;乙酰胺单乙醇胺 等,和其混合物。优选的保湿剂包括C3-C6二醇和三醇,例如甘油、 丙二醇、己二醇、己三醇等,和其混合物。基于含表面活性剂的组合 物的总重量,这些合适的保湿剂在一个方面中通常占约1wt%-约 10wt%,在另一个方面中占约2wt%-约8wt%,并且在本发明的另一个 方面中占约3wt%-约5wt%。

[0058]合适的润滑剂包括挥发性有机硅,例如环状或线型聚二甲 基硅氧烷等。环状有机硅中的硅原子数目优选为约3-约7,并且更优 选为4或5。例举性环状和线型的挥发性有机硅可作为Dow Corning 344、345和200流体从Dow Corning Corporation获得。线型挥发性 有机硅通常具有在25℃下小于约5cP的粘度,而环状挥发性有机硅通 常具有在25℃下小于约10cP的粘度。"挥发性"是指有机硅具有可测 量的蒸气压。挥发性有机硅的描述可以在Todd和Byers的"Volatile Silicone Fluids for Cosmetics",Cosmetics and Toiletries,Vol. 91,1976年1月,pp.27-32中找到,其通过引用并入本文。其他合 适的润滑剂包括聚二甲基硅氧烷胶、氨基有机硅、苯基有机硅、聚二 甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷 胶、聚苯基甲基硅氧烷胶、氨基封端的聚二甲基硅氧烷、三甲基甲硅 氧基氨基封端的聚二甲基硅氧烷、二苯基-二甲基聚硅氧烷胶等。也可 以使用润滑剂的混合物。基于含表面活性剂的组合物的总重量,这些 合适的润滑剂在一个方面中通常占约0.10wt%-约15wt%,在另一个方 面中占约0.1wt%-约10wt%,并且在本发明的另一个方面中占约 0.5wt%-约5wt%。

[0059]合适的湿分阻隔剂和/或润肤剂包括矿物油;硬脂酸;脂 肪醇例如十六醇、十六/十八醇、肉豆蔻醇、二十二醇和月桂醇;于乙 酰基化的羊毛脂醇中的乙酸十六烷基酯、苯甲酸异硬脂基酯、马来酸 二辛酰基酯、辛酸和癸酸三甘油酯;矿脂、羊毛脂、椰油脂、牛油脂、 蜂蜡和其酯;乙氧基化的脂肪醇酯例如十六/十八醇聚氧乙烯(20)醚、 油基聚氧乙烯(5)醚和十六烷基聚氧乙烯(5)醚;鳄梨油或甘油酯; 芝麻油或甘油酯;红花油或甘油酯;葵花油或甘油酯;植物籽油;挥 发性硅油;非挥发性软化剂等,和其混合物。合适的非挥发性润肤剂 包括脂肪酸和脂肪醇酯、高度支化的烃等,和其混合物。该脂肪酸和 脂肪醇酯包括油酸癸酯、硬脂酸丁酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、硬脂酰基 硬脂酸辛基十二烷基酯、辛基羟基硬脂酸酯、己二酸二异丙酯、肉豆 蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸乙基己酯、新戊酸异癸酯、C12- C15醇苯甲酸酯、马来酸二乙基己酯、PPG-14丁醚和PPG-2肉豆蔻醚丙 酸酯、辛酸十六/十八醇酯等,和其混合物。合适的高度支化的烃包括 异十六烷等,和其混合物。基于含表面活性剂的组合物的总重量,这 些单独或者组合的合适的湿分阻隔剂和/或润肤剂在一个方面中通常 占约1wt%-约20wt%,在另一个方面中占约2wt%-约15wt%,并且在 本发明的另一个方面中占约3wt%-约10wt%。

[0060]合适的遮光剂包括乙二醇脂肪酸酯;烷氧基化的脂肪酸 酯;聚合物遮光剂、脂肪酸醇;氢化脂肪酸、蜡和油;高岭土;硅酸 镁;二氧化钛;二氧化硅等,和其混合物。基于含表面活性剂的组合 物的总重量,这些合适的遮光剂在一个方面中通常占约0.1wt%-约 8wt%,在另一个方面中占约0.5wt%-约6wt%,并且在本发明的另一个 方面中占约1wt%-约5wt%。

[0061]合适的防腐剂包括聚甲氧基双环噁唑烷、对羟基苯甲酸甲 酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丁酯、苯 甲酸和苯甲酸盐、苄基三唑、DMDM乙内酰脲(也已知为1,3-二甲基 -5,5-二甲基乙内酰脲)、咪唑烷基脲、苯氧基乙醇、对羟基苯甲酸苯 氧乙酯、甲基异噻唑啉酮、甲基氯异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮、三 氯生、山梨酸、quanternium-15、水杨酸盐等,和其组合。基于含表 面活性剂的组合物的总重量,这些合适的防腐剂在一个方面中通常占 约0.01wt%-约1.5wt%,在另一个方面中占约0.1wt%-约1wt%,并且 在另一个方面中占约0.3wt%-约1wt%。

[0062]合适的铺展助剂包括羟丙基甲基纤维素、疏水改性的纤维 素、黄原胶、肉桂胶、瓜耳胶、槐豆胶、各种烷氧基化度的聚二甲基 硅氧烷共聚醇、氮化硼、滑石等、和其混合物。基于含表面活性剂的 组合物的总重量,这些合适的铺展助剂在一个方面中通常占约 0.01wt%-约5wt%,在另一个方面中占约0.1wt%-约3wt%,并且在本 发明的另一个方面中占约0.1wt%-约2.0wt%。

[0063]合适的调理聚合物包括季铵化的聚半乳糖甘露聚糖例如 阳离子瓜尔豆、阳离子肉桂、阳离子槐豆,季铵化的纤维素、 polyquaternium 4、polyquaternium 7、polyquaternium 10、 polyquaternium 11、polyquaternium 39、polyquaternium 44等, 和其混合物。基于含表面活性剂的组合物的总重量,这些合适的调理 剂在一个方面中通常占约0.01wt%-约3wt%,在另一个方面中占约 0.1wt%-约2wt%,并且在本发明的另一个方面中占约0.1wt%-约 1wt%。

[0064]合适的维他命包括维他命A、维他命B、生物素、泛酸、 维他命C、维他命D、维他命E、生育酚乙酸酯、视黄基棕榈酸酯、抗 坏血酸基磷酸镁等,及其衍生物和混合物。

[0065]合适的粘度调节剂包括异丙醇、乙醇、山梨醇、丙二醇、 二甘醇、三甘醇、二甲醚、丁二醇等、和其混合物。基于含表面活性 剂的组合物的总重量,这些合适的粘度调节剂在一个方面中通常占约 0.1wt%-约60wt%,在另一个方面中占约1wt%-约40wt%,并且在本 发明的另一个方面中占约5wt%-约20wt%。

[0066]合适的粘度改进剂/乳化剂包括天然、半合成和合成的聚 合物。天然和改性的天然聚合物的例子包括黄原胶、纤维素、改性纤 维素、淀粉、多糖等。合成聚合物的例子包括交联聚丙烯酸酯、碱性 可溶胀的乳液丙烯酸系共聚物、疏水改性的碱性可溶胀共聚物、疏水 改性的非离子聚氨酯等。也可以使用混合物。基于含表面活性剂的组 合物的总重量,单独或者组合的这些合适的粘度改进剂/乳化剂在一个 方面中通常占约0.1wt%-约5wt%,在另一个方面中占约0.3wt%-约 3wt%,并且在本发明的另一个方面中占约0.5wt%-约2wt%。

[0067]当与悬浮剂组合使用时,基于组合物的总重量,含表面活 性剂的组合物可以包含约0.1wt%-约10wt%的悬浮在组合物中的化妆 珠粒组分。化妆珠粒可被包括用于美观或者可以在将有益试剂传输给 皮肤中充当微胶囊和大胶囊。例举性珠粒组分包括,但不限于,微海 绵、明胶珠粒;藻酸盐珠粒;膨胀的聚苯乙烯珠粒;霍霍巴珠粒;聚 乙烯珠粒;化妆珠粒(Induchem)例如产品牌号YE-501 和UEA-509;包囊在明胶珠粒中的Lipopearls维他命E(Lipo Technologies Inc.);和Confetti(United Guardian Company)。 合适的悬浮剂包括交联丙烯酸系共聚物流变改性剂例如可从Noveon Consumer Specialties of Lubrizol Advanced Materials,Inc获得 的 Aqua SF-1。基于含表面活性剂的组合物的重量,这些 流变改性剂可以以约1.5wt%-约5wt%(聚合物固体)的量使用。

[0068]可以使用其他任选的组分以保持和增强个人护理组合物 的性能。这些任选组分包括各种溶剂、推进剂、梳理助剂、珠光剂、 植物提取物、抗氧化剂、抗静电剂、抗腐蚀剂、适用于产品美学的试 剂例如香料、芳香剂、颜料、染料和着色剂等。

[0069]尽管对于所选择的本发明的实施方案和方面而言已经明 示了可以包含于本发明的含表面活性剂的组合物中的各个组分和成分 的重叠重量范围,但应容易地显而易见的是含表面活性剂的组合物中 每一组分的具体量将从其披露范围中选择以使得调节每一组分的量, 从而组合物中所有组分的总和将总计为100wt%。使用的量将随着所希 望的产品的目的和特征而变化,并且可以由配制领域中的技术人员和 从文献中容易地确定。

[0070]还应意识到的是正如配制领域中的那些技术人员公知的, 含表面活性剂的组合物中的组分(包括本发明的聚合物缓和剂)的选 择和用量将根据预期的产品和其功能而变化。物质和它们的常规功能 以及产品种类的广泛列表一般地参见INCI词典,特别是第七版的Vol. 2,Sections 4和5,其通过引用并入本文。

[0071]以下实施例进一步描述和说明本发明范围内的实施方案。 这些实施例仅仅出于解释的目的而示出,并且将不被看作是本发明的 限制,因为其许多变化是可能的,只要不偏离其精神和范围。除非另 外说明,重量百分比(wt%)以基于组合物的总重量的重量百分比给出。

方法描述

浊度

[0072]当报导时,含表面活性剂的组合物的浊度在浊度测定装置 (NTU)中使用浊度测定计(Mircro 100浊度计,HF Scientific,Inc.) 用蒸馏水(NTU=0)作为标样测量。将6打兰的螺帽小瓶(70mm x 25mm) 用测试样品几乎填充置顶部并且在100rpm下离心分离直到除去所有 气泡。当离心分离时,在置于浊度计中之前用绵纸擦拭每一样品小瓶 以除去任何污迹。将样品置于浊度计中并且读数。一旦读数稳定,则 记录NTU值。将小瓶旋转1/4并且取出另一个读数并且记录。将其重 复直到取出4个读数。四个读数中的最低值被报导为浊度值。具有约 90或更大的NTU值的组合物被判断为混浊。

粘度

[0073]Brookfield旋转转子方法:使用Brookfield旋转粘度计, 型号RVT(Brookfield Engineering Laboratories,Inc.)在约20转/ 分钟(rpm)下在约20-25℃的环境室温下测量每一含聚合物的组合 物的以mPa·s计的粘度(下文中称为粘度)。合适的转子尺寸在实施 例中描述。

[0074]Brookfield Helipath方法:高度粘稠物质的精确粘度 测量值难以用旋转粘度计获得,因为转子在被评价的物质中产生空隙 或沟道,这使得不可能获得粘度读数。安装配有T-棒转子的 Brookfield RVT粘度计的Brookfield Helipath Stand (Brookfield Engineering Laboratories,Inc.)使RVT粘度计缓慢 降低或升高,以使得旋转的T-棒转子(@5rpm)穿过测试样品切出螺 旋路径。转子总是与测试样品接触,从而消除空隙产生或沟道作用。 在使组合物在环境室温下老化至少约24小时后测量粘度。

屈服值

[0075]屈服值,也被称为屈服应力,被定义为在应力下的初始流 动阻力。其通过Brookfield屈服值(BYV)外推方法使用Brookfield 粘度计(型号RVT)测量。Brookfield粘度计用于测量使转子在0.5- 100rpm的速度下旋转通过液体样品所需的扭矩。将扭矩读数乘以适当 的转子常数和速度得到表观粘度。屈服值是测量值向零剪切速率的外 推值。BYV由以下方程计算:

BYV,dyn/cm2=(ηα1-ηα2)/100

其中ηα1和ηα2=在两个不同转子速度下(分别为0.5rpm和1.0 rpm)获得的表观粘度。这些技术和屈服值测量的有用性解释于得自 Noveon Consumer Specialties of Lubrizol Advanced Materials,Inc. 的Technical Data Sheet Number 244(Revision:5/98)中,其通过 引用并入本文。低屈服值(<50dyns/cm2)是平稳和牛顿状流动性能的 指示。

临界胶束浓度规程

[0076]测试样品的水溶液的CMC通过在环境室温下在逐渐增加 的表面活性剂浓度范围内测量样品的表面张力来确定(Forward Titration Tensiometry Test)。使用与665 Dosimat自动剂量计和 装有LabDesk(具有CMC附加软件的版本3.0)测量和分析软件的个 人电脑集成的Krüss K12自动张力计(Krüss USA,Matthews,N.C.), 将表面活性剂计量溶液依次计量加入测试样品。通过Wilhelmy板方法 (Holmberg,K.;Jonsson,B.;Kronberg,B.;Lindman,B. Surfactants and Polymers in Aqueous Solution,Wiley & Sons,p. 347)使用铂板(19.9mm宽 x 10mm高 x 0.2mm厚)和SV20玻璃样品 容器(66.5mm直径 x 35.0mm高;体积=121.563ml)进行试验。

[0077]通过以下方式制备100g测试样品溶液:将用量等于 500mg(聚合物固体)的本发明的非交联的线型丙烯酸系共聚物缓和剂 称量到合适容器中。将HPLC等级水(EMD Chemicals Inc,NJ)以足以 使溶液重量达到100g的量加入到共聚物缓和剂中。取决于测试参数, 测试样品可以在未中和状态中测试或者可被中和至所希望的pH值或 中和度。

[0078]通过将足够量的表面活性剂分散在HPLC等级水中以获 得于HPLC等级水中为5750mg/L表面活性剂活性物质的原液浓度 (stock concentration)来制备表面活性剂计量溶液。将剂量计的供 给线置于计量溶液中。

[0079]将50ml测试样品测量到装有磁力搅拌棒的样品容器中, 并且置于张力计平台上用于表面活性剂计量和表面张力分析。将42 个增加浓度的顺序表面活性剂剂量计量到测试样品中,使表面活性剂 浓度从初始剂量的0mg/L增加至最后剂量之后的约3255mg/L。在每一 计量的剂量之后,通过张力计测量测试溶液的表面张力。在每一计量 循环之后,在取出表面张力测量值之前将溶液搅拌至少3分钟。由产 生的数据生成测量的表面张力对浓度的图,从而给出在特定的表面活 性剂浓度下测试样品的表面张力分布曲线。在低于该点时表面张力未 被表面活性剂浓度显著影响的特殊点处,产生的曲线表现出明显的突 变。在该突变点处的表面活性剂浓度与CMC对应。近似的CMC点位于 由对于所述图的浓度相关部分得到的数据点获得的直线和由对于所述 图的浓度不相关部分得到的数据点获得的直线的交叉点处。

分子量测量

[0080]聚合物样品的数均分子量(Mn)通过GPC方法使用由 Polymer Laboratories生产的PL-220高温GPC仪器测量。该仪器集 成有带有Waters Empower Pro LC/GPC软件的Compaq Dell OptiPlex GX270计算机。将约0.02g聚合物样品溶于5ml含有250ppm BHT和0.05 摩尔NaNO3的二甲基乙酰胺(DMAc)中。将测试样品溶液温和振动约2 小时并且用0.45μm PTFE一次性盘式过滤器过滤。色谱条件为:

流动相:DMAc,具有250ppm BHT和0.05m NaNO3,70℃,1.0 ml/min。

样品尺寸:100μl

柱设置:PLgel(Guard+2 x Mixed-B),总共10μm,串联

检测器:折射率检测器

校准标样:PMMA

乳液聚合方法

[0081]如下提供用于制备本发明的非交联的线型丙烯酸系共聚 物的一般乳液聚合方法。通过以下方式制备单体乳液:在装有氮气入 口和混合搅拌器的第一反应器中将所希望的量的每一单体与含有乳化 量的阴离子表面活性剂的水合并。在氮气氛下将组分混合直到获得乳 液。向装有混合搅拌器、氮气入口和进料泵的第二反应器中加入所希 望量的水和任选的附加阴离子表面活性剂。在氮气氛下伴随着混合搅 拌将内容物加热。在第二反应器达到约70-95℃的温度之后,将所希 望量的自由基引发剂注入第二反应器中的溶液中。然后经过约1-约4 小时在约80-90℃的受控反应温度下将来自第一反应器的单体乳液 计量到第二反应器中。在单体添加结束后,如果需要,可以将附加量 的自由基引发剂加入第二反应器中。将所得的反应混合物保持在约85 -95℃的温度下达足以完成聚合反应的时间,通常约90分钟。然后将 所得的聚合物乳液冷却并且从反应器中排出。

实施例1-9

[0082]在氮气氛下并且装有在约500rpm下旋转的搅拌器的第一 反应器中制备单体反应混合物。将描述于表1中的量的单体(wt%基于 总单体重量)称量到包含约17.5wt%的含有约1.0wt% 30%含水月桂基 硫酸钠的去离子水的反应器中。向装有混合搅拌器、氮气入口和进料 泵的第二反应器中加入约47.0wt%的去离子水和约0.1wt%的30%含水 月桂基硫酸钠。在氮气氛下在约350rpm的转速下伴随着混合搅拌将第 二反应器的内容物加热。在第二反应器的内容物达到约85-88℃的温 度之后,将约0.6wt%的2.5%过硫酸铵溶液(自由基引发剂)注入在第二 反应器中因此形成的热表面活性剂溶液中。经历约100-120分钟时间 在约85-88℃的受控反应温度下将来自第一反应器的单体混合物的 含水乳液逐渐计量到第二反应器中。同时,将约4.5wt%的0.25%过硫 酸铵溶液计量到第二反应器中的反应混合物中约120-150分钟,并且 将反应温度保持在约90℃。可以加入附加量的引发剂以完成无残余的 聚合。将所得的聚合物乳液冷却至室温,从反应器中排出并且收集。

表1

 实施例号EA (wt.%)MAA (wt.%)TEGDMA (wt.%)TMPTA (wt.%)丙烯酸系 共聚物Mn1(比较)22.087.800.060.06交联注释1215.0015.0000线型9,221319.9510.0500线型23,948420.409.6000线型27,685521.308.7000线型31,620621.908.1000线型26,405722.007.8000线型19,711824.006.0000线型16,609

EA=丙烯酸乙酯

MAA=甲基丙烯酸

TEGDMA=二甲基丙烯酸三甘醇酯(交联剂)

TMPTA=三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(交联剂)

注释1:由于交联因此没有测量分子量,但估算为显著高于 500,000Mn

实施例9-15

[0083]测量实施例2-9的非交联的线型聚合物的粘度、屈服值 和浊度值,并且报导在表2中。通过将于去离子水中为1、2、3和 5wt%(聚合物固体)的每一聚合物用18% NaOH水溶液中和至约7的pH 来制备该非交联的线型聚合物的胶浆。

表2

 实施例号9101112131415实施例的聚合物2345689转子号@ 20RPM1111111粘度(mPa·s) (1%胶浆)23362425201614屈服值(dyn/cm2)0000000NTU6.14.75.73.61.12.91.5转子号@ 20RPM1111111粘度(mPa·s) (2%胶浆)28583232251816屈服值(dyn/cm2)0000000NTU 13. 38.18.63.71.93.83.1转子号@ 20RPM1111111粘度(mPa·s) (3%胶浆)34903943402218屈服值(dyn/cm2)0000000NTU 24. 97.38.52.30.83.53.6转子号@ 20RPM--1111-粘度(mPa·s) (5%胶浆)--618712234-屈服值(dyn/cm2)--<10<10<10<10-NTU --11. 52.91.12.1-

[0084]贯穿增加的粘度范围,由本发明的非交联的线型聚合物表 现出的零和微小屈服值增加是牛顿流变性能的指示。数据表明,当聚 合物的胶浆浓度增加时,流变性能(例如粘度和屈服值)未显著增加。

实施例16-18

(比较)

[0085]测量比较例1的交联聚合物以及两种可商购获得的作为 Aqua SF-1和 ETD 2020市售的含交联丙烯酸的 共聚物的粘度、屈服值和浊度值。如实施例9-15中那样制备交联聚 合物的胶浆。由Carbopol ETD 2020制备的胶浆的高度粘稠性质阻止 了胶浆与pH测量探针紧密接触。因此,未将ETD 2020胶浆中和至目 标pH点,而是至约6.5-约7.5的目标pH范围。测量的每一聚合物 的流变性能描述于表3中。

表3

 实施例号16(比较)17(比较)18(比较)交联聚合物实施例1的聚合物Aqua SF-11ETD 20202转子号@ 20RPM347粘度(mPa·s) (1%胶浆)2,050 3,300 65,000 屈服值(dyn/cm2)1462385,360NTU8.315.7转子号@ 20RPM447粘度(mPa·s) (2%胶浆)4,120 6,250 155,000 屈服值(dyn/cm2)2264557,000NTU3.77.5转子号@ 20RPM44-粘度(mPa·s) (3%胶浆)6,600 9,100 注释1 屈服值(dyn/cm2)484664注释1NTU3.36.5

 实施例号16(比较)17(比较)18(比较)转子号;20RPM55粘度(mPa·s) (5%胶浆)17,500 17,500 注释1 屈服值(dyn/cm2)1,2101,750注释1NTU4.59.7注释2

 Aqua SF-1=(甲基)丙烯酸和丙烯酸C1-C5烷基酯的 交联共聚物(可从Noveon Consumer Specialties of Lubrizol Advanced Materials,Inc.获得)

 ETD 2020=(甲基)丙烯酸和丙烯酸C10-C30烷基酯的 交联共聚物(可从Noveon Consumer Specialties of Lubrizol Advanced Materials,Inc.获得)

注释1:胶浆的粘度和屈服值过高,由于沟槽现象因此在 Brookfield RVT粘度计上使用标准转子不能测量。

注释2:过于粘稠而不能测量NTU

实施例19

(比较)

[0086]使用装有Brookfield Helipath平台和T-棒转子的(T-7) 的Brookfield RVT粘度计测量1、2、3、4和5wt.%(聚合物固体) 的 ETD 2020流变改性剂胶浆的粘度。胶浆样品如实施例 18中那样制备。粘度结果描述于表4中。

表4

 胶浆(wt.%)12345粘度1(dyn/cm2)264,000530,000956,0001,300,0001,800,000扭矩(%)14.226.846.865.890.5

1Brookfield Helipath方法

[0087]表3和4中的数据表明当聚合物的胶浆浓度增加时,交联 聚合物的流变性能(例如粘度增效和屈服值)增加。如描述于比较例 16(交联的)和17(交联的)中那样制备的1、2、3和5wt%(聚合物固体) 的聚合物胶浆以及如实施例14(非交联的)中那样制备的非交联的线 型聚合物胶浆的粘度曲线示于图1中。

实施例20

[0088]通过绘制由Krüss K12自动张力计产生的张力测量数据 来确定两种单独的阴离子表面活性剂组合物的CMC-一种含有月桂基 聚氧乙烯(12)醚硫酸钠(SLES-2)和非交联的线型聚合物,并且另一 种含有SLES-2和交联的可商购获得的聚合物。使用描述于CMC规程中 的CMC方法,除了表面活性剂原液为5762mg/L并且从0mg/L至 3200mg/L的SLES-2进行滴定。对每一聚合物(500mg/L)的多个样品 进行滴定,其中用18% NaOH溶液将每一样品中和至即刻描述于下表中 的中和度(DN)。对于所希望的中和度加入的NaOH量基于相应聚合物的 酸值。将实施例7的非交联的线型聚合物和可在 Aqua SF-1 商标下获得的交联的商购获得的聚合物用于滴定。在相应的DN下,每 一聚合物的CMC值描述于表5中。

表5

 DN线型聚合物1/SLES-2 (CMC)交联聚合物2/SLES-2 (CMC)pHSLES-23对照 (没有聚合物) (没有中和)4545NA0%114108520%1701746.840%1521676.6760%601166.6980%37827.2100%357210.8200%274012.4

1实施例7的非交联的线型聚合物

 Aqua SF-1=(甲基)丙烯酸和C1-C5烷基丙烯酸酯的 交联共聚物

3月桂基聚氧乙烯(2)醚硫酸钠

[0089]当用SLES-2滴定时,非交联的线型聚合物和交联的聚合 物表现出增加的CMC值。如图2中所示,对于两种聚合物而言在相对 低的DN值下达到CMC最佳值。该发现是出乎意料的,因为文献没有披 露或暗示通过减弱疏水改性的丙烯酸基聚合物的中和度可以增加表面 活性剂组合物的CMC。在大于约25%的DN值下,两种聚合物的临界胶 束浓度值开始降低。据认为该现象归因于当中和度增加时,在相应聚 合物的主链上增加的负电荷的排斥作用。不希望受理论的束缚,据认 为由于由交联形成的强的聚合物链到聚合物链网络结构,因此与交联 的丙烯酸基共聚物相比,在线型丙烯酸基聚合物(没有交联)中胶束 排斥更加明显。尽管在较高的中和度下CMC值降低,但CMC仍然高于 单独的表面活性剂的CMC。

实施例21

[0090]通过绘制由KTüss K12自动张力计产生的张力测量数据 获得于非离子表面活性剂中增加浓度的实施例7的非交联的线型聚合 物和交联的商购获得的聚合物 Aqua SF-1的CMC值。使用 描述于CMC规程中的CMC方法,除了表面活性剂原液为5752mg/L并且 从0mg/L至3257mg/L的表面活性剂进行滴定。聚合物测试溶液的浓度 以250mg/L增量从0mg/L变化到1000mg/L。非离子表面活性剂是可作 为 25-7获得的乙氧基化的(约7个环氧乙烷单元)线型C12-C15醇。对于两种聚合物得到的CMC值的比较图示于图3中。当聚合物浓 度增加时,这两种聚合物表现出CMC值增加。然而,在相同的聚合物 浓度下,非交联的线型聚合物表现出增加的CMC值。

实施例22-24

[0091]通过将聚合物分别配制到可商购获得的香波组合物中来 评价本发明的非交联的线型聚合物和两种比较的交联聚合物的流变性 能(例如粘度、屈服值)和浊度。评价零售购买的商业香波-婴儿香波(Johnson & Johnson Consumer Companies Inc.)(批号 718844)的pH、粘度、屈服值和浊度。记录流变性能值作为对照实验。 将三个94g商业香波等分试样称量到单独的玻璃容器中。伴随着温和 搅拌向每一容器中加入6g描述于下表中的相应聚合物乳液,在每一样 品中产生约1.8g活性聚合物固体。使用18% NaOH溶液将每一测试样 品的pH值调节至大约为商业对照样品的pH值。结果示于表6中。

表6

 实施例号对照222324聚合物类型没有聚合物线型1交联2交联3pH6.56.56.56.4粘度(mPa·s)2,4801,45019,00022,200屈服值 (dyn/cm2)4.03.02803500.5rpm3,2002,20094,000116,0001rpm2,8001,90066,00081,000浊度(NTU)2.5122.312394.7

1实施例7的聚合物

2比较例1的聚合物

 Aqua SF-1聚合物

实施例25-26

[0092]按照实施例22-24中描述的步骤,通过将聚合物单独配 制到零售购买的商购获得的SLES-2基香波-婴儿洗剂(Johnson & Johnson Consumer Companies Inc.) (批号720842)中来评价本发明的非交联的线型聚合物和比较的交联 聚合物的流变性能(例如粘度和屈服值)和浊度。结果描述于表7中。

表7

 实施例号对照2526聚合物类型没有聚合物线型1交联3pH6.76.636.9粘度(mPa·s)1,5307,50054,000屈服值(dyn/cm2)-4125200.5rpm1,20012,000200,0001rpm1,60010,800148,000浊度(NTU)2.5316.3混浊

1实施例7的聚合物

 Aqua SF-1聚合物

[0093]表6和7中的数据表明,该非交联的线型聚合物表现出非 常低的粘度性能和低的屈服值,这是平稳流动特性的指示。该非交联 的线型聚合物的流变特性基本类似于商业香波组合物。另一方面,比 较的交联聚合物表现出高的粘度性能和高的屈服值,这将不利地影响 产品包装、处理、分配、感观(消费者感觉)和应用。

实施例27

在增加的聚合物中和度下测量实施例7的非交联的线型聚合物和 交联的商购获得的聚合物 Aqua SF-1的粘度。制备每一聚合 物的7种胶浆(于去离子水中的1wt%聚合物固体)。将每一聚合物的胶 浆中和至20、40、60、80和100%DN。还将每一聚合物的胶浆样品中和 至150和200%DN。用18% NaOH溶液中和聚合物样品(使用的NaOH量基于 聚合物的酸值计算)。在24小时后采用上述的粘度方法测量每一胶浆 样品的粘度。结果绘制于图4中。

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披露了一种通过减弱聚合物的中和度(DN)来增大疏水改性的(甲基)丙烯酸基聚合物的功效以提高表面活性剂组合物的临界胶束浓度的方法。。

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