BR0116773B1

BR0116773B1 - mÉtodo de uso de um artigo cosmÉtico.

Info

Publication number: BR0116773B1
Application number: BRPI0116773-1A
Authority: BR
Inventors: Richard A Mallo; Kevin M Lewandowski; Steven S Kantner; Larry R Krepski
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2011-07-26
Also published as: CN1487962A; EP1362072A1; KR20040067846A; MXPA03006295A; ES2350970T3; US7700082B2; WO2003011937A1; DE60143054D1; JP2004521957A; KR100821724B1; ATE480574T1; AU2001263425B2; EP1362072B1; US20020146382A1; CA2434246A1; BR0116773A; CN1211411C

Description

"MÉTODO DE USO DE UM ARTIGO COSMÉTICO"CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito ao uso de polímeros depoliuretano-uréia sililados em aplicações cosméticas.

FUNDAMENTOS

E prática comum usar dispersões aquosas de poliuretano-uréiacomo uma resina formadora de película em composições cosméticas edermatológicas como exemplificado pelas patentes recentes de tratamento decabelo (Patentes US 5.626.840, US 5.968.494, US 6.007.793, US 6.106.808,US 6.106.809 e US 6.113.881), tratamento de pele e maquilagem (PatentesUS 5.643.581, US 5.962.620 e US 5.972.354), e tratamento de unha (PatentesUS 5.965.111, US 6.080.413 e US 6.106.813).

De uma forma geral, sabe-se que os polímeros de poliuretano-uréia de peso molecular mais elevado fornecem certos benefícios dedesempenho a formulações cosméticas quando comparados com polímeros depoliuretano-uréia de peso molecular mais baixo. Acredita-se, de uma formageral, que os materiais de peso molecular mais elevado possuem durabilidade,resistência ao desgaste e resistência à umidade intensificadas.

A Patente US 6.106.808 (Bhatt et al.) apresenta umacomposição de pulverização para cabelos que compreende (1) de cerca de0,25% a 6% de uma resina de poliuretano carboxilado, tendo um pesomolecular médio ponderado de cerca de 10.000 a 25.000, (2) de 0% a cerca de6% de uma segunda resina fixadora de cabelo; (3) de 0% a cerca de 80% deum álcool; e (4) de cerca de 15% a 99% de água. Todas as porcentagens sãoem peso. É especificado que a resina de poliuretano carboxilado fornece umapelícula elástica e flexível sobre o cabelo dando uma sensação natural. Asegunda resina fixadora de cabelo funciona para reduzir a escamaçãoatribuída à resina de poliuretano carboxilado e para conferir firmeza àcomposição de pulverização de cabelo.A Patente U.S. 6.007.793 (Bhatt et al.) apresenta outracomposição de pulverização de cabelo compreendendo (1) cerca de 0,25% a6% de uma resina de poliuretano carboxilado tendo um peso molecular médioponderado de cerca de 15.000 a 150.000, (2) de 0% a cerca de 80% de umálcool; e (3) de cerca de 15% a 95% de água. Todas as porcentagens são empeso. Esta patente, ao contrário da Patente U.S. 6.106.808, não conta com asegunda resina fixadora de cabelo opcional e usa resina de poliuretanocarboxilado de peso molecular mais elevado.

O polímero de peso molecular mais elevado, no entanto,geralmente traduz em uma viscosidade mais elevada, desta maneiraprovocando possíveis dificuldades na preparação de dispersões aquosas depoliuretano-uréia. Para reduzir a viscosidade, solventes orgânicos podem serusados enquanto se prepara a dispersão aquosa. Os solventes podemnecessitar de serem removidos, adicionando etapas e complexidade para apreparação da formulação. Em uma formulação de viscosidade elevada, podeser difícil obter dispersões com um tamanho pequeno de partícula. Um talefeito tende a causar dificuldade na formação de películas coalescidas lisasem uso, desse modo reduzindo o brilho e durabilidade, entre outraspropriedades. Algumas pessoas qualificadas na técnica têm usado agentescoalescentes orgânicos, possivelmente para conceder boa formação depelícula. Ver, por exemplo, a Patente U.S. 6.080.413 (Ellingson et al.) nacoluna 6, partindo da linha 42. Em aplicações cosméticas, a viscosidade maiselevada causada por polímeros de peso molecular elevado pode resultar emuma sensação de agarramento ou gordurosa em uso e durante a secagem.

Esforços têm sido feitos para fornecer os benefícios e aomesmo tempo minimizar as desvantagens de se usar dispersões aquosas depoliuretano-uréia de peso molecular elevado em formulações cosméticas. APatente U.S. 5.637.292 (Thomas) recita uma dispersão aquosa de oligômero efotoiniciador de uretano acrilado de peso molecular baixo para a unha. Adispersão é secada, depois curada usando luz ultra-violeta para se obter umrevestimento de peso molecular elevado. A invenção pode requerer o uso deuma fonte de luz de ultra-violeta.

A Patente U.S. 5.681.550 (Rubino) adiciona de 1 a 10% deagentes de endurecimento, tais como resinas de epóxi ou polímeros deuretano, para reticular com a dispersão de poliuretano-uréia para se obter pesomolecular elevado.

A Patente U.S. 5.965.111 (Ellingson et al.) apresenta umacomposição de brilho na unha de secagem rápida que compreende (1) umpolímero transportado por água de formação de película; e (2) um diluentelíquido. Vários polímeros transportados por água são apresentados, incluindopoliuretanos, poliacrilas e copolímeros de estireno-acrila. Os polímerosformadores de película podem ser reticulados para fornecer propriedades taiscomo resistência a fragmentação em lascas e solidez superior. A patenteapresenta o uso de cátions metálicos multivalentes, tais como Zn+2, paraionicamente reticular porções negativamente carregadas, tais como sulfonatose carboxilatos, ou na própria composição ou após a aplicação e formação depelícula.

Existe uma necessidade de dispersão aquosa de poliuretano-uréia que pode ser facilmente preparada e facilmente formulada emcomposições cosméticas e dermatológicas para a pele, unhas e cabelo parafornecer resistência ao desgaste, resistência de transferência e resistência aumidade melhoradas enquanto fornece excelente brilho, sensibilidade eaderência.

SUMÁRIO

A presente invenção fornece dispersões aquosas depoliuretano-uréia contendo grupos de silila hidrolisáveis e/ou hidrolisadosterminais e/ou pendentes. Ao contrário da técnica anterior, esta invenção nãoconta com o uso de uma fonte de luz UV ou o uso de endurecedores, quepodem resultar em problemas de processamento e manipulação tais comoproblemas de duração de pote limitada e toxicidade potencial. Esta invençãotambém não conta com o uso de cátions metálicos multivalentes paraionicamente reticular porções negativamente carregadas, tais como sulfonatose carboxilatos. Tais cátions podem desestabilizar a dispersão podendoadicionar cor não desejada à película seca. Além disso, esta invenção nãoconta com o uso de agentes coalescentes orgânicos. Tais agentes podem terdesvantagens, tais como transmitir um odor indesejável à composição e umtempo de secagem prolongado à película.

As composições da invenção são úteis em aplicaçõescosméticas, fornecendo resistência melhorada contra abrasão, transferência,água, perspiração e umidade embora tendo excelente brilho, sensibilidade eaderência.

Em breve sumário, a invenção fornece uma composição naforma de uma dispersão aquosa. A composição compreende pelo menos umpolímero de poliuretano-uréia que é funcionalizado com pelo menos umgrupo de silila hidrolisado ou hidrolisável. A composição é usada paraaplicações cosméticas. Quando a aplicação cosmética for uma composição detratamento de cabelo, a composição de tratamento de cabelo não possui umefeito remodelável.

O termo "dispersão" significa de uma forma geral um sistemade duas fases onde uma fase contém partículas distintas distribuídas atravésde uma substância volumosa, as partículas estando na fase dispersa ou interna,e a substância volumosa na fase contínua ou externa. Nesta invenção, a fasecontínua é a fase aquosa e pelo menos uma parte do polímero está como apartícula distinta. As dispersões são possíveis através do uso de certoscomponentes que são insolúveis no sistema aquoso. Por "dispersão", tambémsignifica que não necessariamente o polímero inteiro necessite de serinsolúvel em água; certa quantidade do polímero pode ser solúvel na misturaaquosa. E desejável que a dispersão permaneça estável sob condiçõesambientes. As dispersões preferidas são estáveis em temperatura ambiente pormais do que 30 dias, preferivelmente mais do que 90 dias, maispreferivelmente para mais do que 180 dias, e o mais preferível para mais doque 360 dias.

O termo "poliuretano-uréia" significa polímeros contendogrupos de uretano e/ou uréia. A expressão "grupo de silila hidrolisável"significa de uma forma geral um átomo de silício substituído com pelo menosuma porção que reagirá com a água para dar um grupo de silila hidrolisado. Aexpressão "grupo de silila hidrolisado" significa de uma forma geral umátomo de silício substituído com pelo menos uma porção -OH. Umpoliuretano-uréia que é funcionalizado com pelo menos um grupo de sililahidrolisado ou hidrolisável é também referido como um poliuretano-uréiasililado neste documento.

Algumas composições da invenção, na forma de película,possuem propriedades de "auto-aderência" porque elas preferivelmente seaderem a si mesmas ou um material quimicamente similar sob pressão ouforça sem a necessidade de temperaturas significativamente elevadas (porexemplo, sem a necessidade de temperaturas acima de cerca de 50°C). Ascomposições inventivas preferidas apresentam propriedades de auto-aderênciaimediatamente após o contato com elas mesmas em temperatura ambiente(cerca de 20°C a 30°C). Como usado na frase anterior, o termo"imediatamente" significa menos do que alguns minutos, por exemplo, cercade cinco minutos, preferivelmente menos do que um minuto, maispreferivelmente menos do que 30 segundos, dependendo da aplicação.

O poliuretano-uréia sililado possui um peso molecular inicialbaixo e é suposto de ter a capacidade de desenvolver peso molecular e formarpelículas levemente reticuladas (como aqui definido) durante a secagem emtemperatura ambiente. Esta característica torna o poliuretano uréia sililadoparticularmente útil em aplicações cosméticas. As composições cosméticasrequerem algum valor de resistência a água, resistência a transferência, ousubstantividade na pele, unhas ou cabelo.

As aplicações cosméticas incluem os seguintes: (a) cremes,emulsões, loções, géis e óleos para a pele, (mãos, face e pés); (b) máscarasfaciais (excluindo produtos de descascamento químicos); (c) bases coloridas(líquidos, pastas e pós); (d) pós de maquilagem, pós de uso posterior aobanho, pós higiênicos; (e) sabonetes, sabão desodorante; (f) perfumes, águade colônia, colônias; (g) preparações de banheira e banho de chuveiro (sais, espumas, óleos, géis); (h) depilatórios; (i) desodorantes e anti-perspirantes; (j)produtos de tratamento de cabelo (incluindo corantes e branqueadores;produtos para a formação de ondas, alisamento e fixação do cabelo; produtosfixadores; produtos de limpeza tais como loções, pós, xampus; produtoscondicionadores tais como loções, cremes e óleos; produtos de cabeleireiro tais como loções, laqueadores e brilhantinas) mas não composições de estilode cabelo remodelável; (k) produtos para maquilagem e remoção demaquilagem da face e dos olhos; (1) produtos destinados para aplicação noslábios; (m) produtos para tratamento de unha e maquilagem de unha; (n)produtos para higiene íntima externa; (o) produtos de banho de sol; (p) produtos para bronzeamento sem sol; (q) produtos de branqueamento da pele;e (r) produtos anti-rugas.

Quando a dispersão inventiva for usada em produtos detratamento de cabelo, a dispersão pode fornecer secagem mais rápida em umefeito de volume. Pode ser usada sozinha como um agente de estilo de cabeloou usada em níveis baixos em combinação com outras resinas de estilo decabelo para melhorar a resistência a umidade. Os produtos de tratamento decabelo, como aqui descritos, não são composições de estilo de cabelo"remodelável". Composição de estilo de cabelo "remodelável" significa umacomposição que pode ser restaurada ou modificada sem novos materiais oucalor sendo aplicados. Por exemplo, de modo a restaurar ou modificar o estilodo cabelo no caso de "languidez" ou perda de assentamento (desalinho),nenhum novo material, tal como água ou qualquer forma de agente fixador,ou calor são requeridos. A composição de estilo de cabelo remodelável podeser de longa duração, tal como 10 a 24 horas, dando desenvolvimento a umefeito de estilo durável.

A dispersão inventiva é útil por si mesma em produtoscosméticos ou pode ser formulada com outros ingredientes conhecidos naindústria cosmética para dar produtos cosméticos contendo um componenteaquoso. Tais ingredientes incluem emolientes, umectantes, outros polímerosde formação de película, propulsores, pigmentos, corantes, tamponantes,agentes de suspensão e espessantes orgânicos e inorgânicos, ceras, tensoativose co-tensoativos, plastificantes, conservantes, agentes flavorizantes, perfumes,e ingredientes ativos incluindo mas não limitados a eles, agentes protetoressolares, repelentes de inseto, vitaminas, extratos herbáceos, agentes anti-perspirantes e desodorantes, agentes branqueadores ou colorantes da pele oucabelo, agentes depilantes, agentes anti-füngicos e anti-microbianos, agentesanticaspa e antiacne, adstringentes, e removedores de calosidade, calo everruga. A função destes ingredientes, compostos específicos que fornecemestas funções, e incorporação destes compostos e produtos cosméticos é bemcompreendidas por aqueles qualificados na técnica como descrito emPoucher's Perfumes, Cosmetics and Soaps, 10â ed. (2000), Hilda Butler, Ed.,Kluwer Academic Publishers.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Várias dispersões aquosas de poliuretano-uréia contendogrupos de silila hidrolisáveis ou hidrolisados foram preparadas por aquelesqualificados na técnica. Por exemplo, as Patentes U.S. 3.941.733; 3.983.291;5.554.686; 5.756.633; 5.919.860; 5.952.445; 6.046.295; e 6.111.010apresentam a preparação de polímeros de poliuretano-uréia dispersos em águaconcluídos com funcionalidade de silano adequados para uso comorevestimento para couro, papel, madeira, metais, cerâmicas, pedra, concreto,palha, vidro, porcelana, têxteis e plásticos, e para uso como aglutinantes,adesivos e impregnantes. A Patente U.S. 4.567.228 apresenta dispersõesaquosas de poliuretano-uréias internamente (isto é, pendente) sililadas e seuuso como revestimentos de superfícies contendo hidroxila. A Patente U.S.5.041.494 apresenta dispersões aquosas de poliuretano-uréias que possuemfuncionalidade de silano terminal e/ou pendente para uso como composiçãode revestimento ou substratos orgânicos ou inorgânicos incluindo, vidro,madeira, metais, plásticos, couro, papel, materiais de construção, pedra erocha.

Embora as dispersões aquosas de poliuretano-uréias sililadastenham sido amplamente divulgadas, os inventores não estão a par dequaisquer referências ao seu uso como o componente de formação de películaem composições cosméticas.

Os processos e materiais de partida para a preparação dadispersão aquosa de poliuretano-uréias sililadas são apresentados nasreferências acima citadas. Os componentes adequados para a preparação daspoliuretano-uréias incluem poliisocianatos (preferivelmente diisocianatos);componentes de peso molecular elevado (preferivelmente um poliol);extensores de cadeia de peso molecular baixo contendo grupos de hidróxi,hidrazida ou amina; compostos contendo grupos hidrófilos iônicos ou nãoiônicos; e compostos contendo grupos de silila. Os terminadores de cadeiapodem opcionalmente ser incluídos para controlar o peso molecular e reduzira densidade de reticulação na película final.

Um método adequado para a preparação do poliuretano-uréiaenvolve a reação dos poliisocianatos com polióis para formar um pré-polímero. O pré-polímero pode ser a cadeia estendida seguida pela reaçãocom compostos contendo grupos de silila para formar o polímero depoliuretano-uréia. Estes polímeros resultantes podem então ser usados paraformular vários produtos cosméticos.COMPONENTE DE POLIISOCIANATO

Qualquer poliisocianato orgânico adequado, alifático,cicloalifático, aralifático ou aromático, pode ser usado sozinho ou emcombinações. Embora os isocianatos aromáticos ou alifáticos sejamadequados, os isocianatos alifáticos geralmente dão polímeros e revestimentosmais leves que possuem melhor estabilidade a luz do que os isocianatos( aromáticos. Os diisocianatos são aquela classe preferida de poliisocianato.Níveis baixos de isocianatos contendo mais do que dois grupos de isocianatona molécula podem ser incluídos sem mudanças mensuráveis nascaracterísticas do polímero resultante. Os poliisocianatos orgânicos adequadosincluem diciclo-hexilmetano 4,4'-diisocianato (comumente referido comoH12MDI), l,3-bis(isocianatometila)ciclo-hexano, 1,3-bis(l-isocianato-1-metiletila)benzeno (comumente referido como TMXDI), 3,5,5,-trimetil-l-isocianato-3-isocianatometilciclo-hexano (comumente referido comodiisocianato de isoforona ou IPDI), diisocianato de m-fenileno, diisocianatode p-fenileno, diisocianato de 2,4-tolileno, diisocianato de 2,6-tolileno,difenilmetano 4,4'-diisocianato (comumente referido com MDI), diisocianatode benzidina, naftaleno-1,5-diisocianato, diisocianato de hexametileno(comumente referido como HDI) e outros diisocianatos de alquileno (porexemplo, diisocianato de tetrametileno, diisocianato de decametileno ediisocianato de dodecametileno), triisocianato de 4,4',4"-trifenilmetano,poliisocianato de polifenilmetileno que são produzidos por fosgenação deprodutos da condensação de anilina/formaldeído contendo até cerca de quatroanéis aromáticos, diisocianato de dianisidina, diisocianato de xileno, bis(2-isocianatoetila)íumarato, bis(2-isocianatoetila)ciclo-hex-4-eno-1,2-dicarboxilato, bis(2-isocianatoetila)carbonato, e muitos outros poliisocianatosorgânicos conhecidos na técnica.COMPONENTE DE POLIOL

Na produção das dispersões de poliuretano-uréia, um ou maiscompostos de poliidróxi ou polióis podem ser usados na reação com opoliisocianato orgânicos descrito acima.

Os compostos de poliidróxi ilustrativos incluem as seguintesclasses de compostos: (a) polióis de lactona e adutos de óxido de alquilenodestes, (b) polióis de poliéster, e adutos de óxido de alquileno destes, (c)polióis de polioxialquileno, polióis de polioxicicloalquileno, e adutos deóxido de alquileno destes, e (d) glicóis de politetrametileno.

Os dióis são uma classe preferida de polióis. O termo "diol" éplanejado para incluir misturas de dióis assim como misturas contendo níveisbaixos de trióis ou tetróis que não excessivamente afetam as propriedades doproduto final. Os dióis preferidos são os dióis de poliéster e dióis depolioxialquileno.

O termo "óxido de alquileno" inclui, por exemplo, óxido deetileno, 1,2-epoxipropano, 1,2-epoxibutano, 2,3-epoxibutano, óxido deisobutileno, epicloroidrina, e outros mais e suas misturas.

Os polióis de lactona são preparados pela reação de umalactona tal como epsílon-caprolactona ou uma mistura de epsílon-caprolactona e um óxido de alquileno com um iniciador polifuncional talcomo álcool poliídrico. O termo "polióis de lactona" também inclui os várioscopolímeros tais como copoliésteres de lactona, poliéster/policarbonatos delactona, poliéster/poliéteres de lactona, poliéster/poliéter/policarbonatos delactona, e outros mais.

Os polióis de poliéster são produtos de esterificação quevariam de líquidos à sólidos não reticulados, isto é, sólidos que são solúveisem muito dos meios orgânicos mais comuns inertes normalmente líquidos. Ospolióis de poliéster são preparados pela reação de ácidos policarboxílicos,seus anidridos, seus ésteres ou seus haletos, com um excesso estequiométricode um poliol. Ilustrativos dos ácidos policarboxílicos que podem ser usadospara preparar os polióis de poliéster preferivelmente incluem ácidosdicarboxílicos e ácidos tricarboxílicos, tais como ácido maleico, ácidosuccínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico,ácido azeláico, ácido sebácico, ácido clorêndico, ácido 1,2,4-butano-tricarboxílico, ácido ftálico, e outros mais. A reação de esterificação é bemconhecida na técnica.

Os polióis de polioxialquileno incluem adutos de óxido dealquileno de, por exemplo, água, etileno glicol, dietileno glicol, propilenoglicol, dipropileno glicol, glicerol, etano ou propano de 1,2,6-hexanotriol,1,1,1-trimetilol, pentaeritritol, e outros mais. Os óxidos de alquileno usadosna produção de polióis de polioxialquileno normalmente possuem de 2 a 4átomos de carbono. Oxido de etileno, óxido de propileno, e misturas destessão preferidos.

Uma outra classe útil de polióis é os glicóis depolioxitetrametileno, que são preparados pela polimerização detetraidrofurano na presença de catalisador acídico.

Como indicado acima, os trióis, tetróis, triisocianatos, etc.,podem ser usados na preparação dos poliuretano-uréias usados na dispersãoinventiva. Pequenas quantidades de ramificação na cadeia principal dopoliuretano-uréia melhoram a resistência de aderência e transferência.Quantidades excessivas de ramificação podem resultar em reticulaçãoexcessiva e fluxo fraco, levando a formação inferior de película.Preferivelmente, não deve ser mais do que 1 reticulador de poliol oupoliisocianato para cada 3000 daltons. Esta quantidade de reticulação éreferida como "reticulação suave" como usada neste documento. A unidade"dalton" é definida como um duodécimo da massa de um átomo de carbono-12 neutro (ou um dezesseis avos da massa de um átomo de oxigênio 16) e étambém referida como a "unidade de massa atômica" (internacional). Éconvenientemente usada em argumentações de grandes moléculas e é aquiabreviada como uma letra maiúscula D.O peso molecular do componente de poliol é um fatorsignificativo na determinação das propriedades finais do polímero.Geralmente, quanto mais elevado o peso molecular, tanto mais suave opolímero resultante. O termo, "peso molecular" é aqui usado para se referir aopeso molecular médio numérico (Mn). Os polióis de peso molecular tão baixoquanto 200 e tão elevado quanto 5000 produzem polímero de poliuretano-uréia adequado, as faixas de peso molecular de 300 a 3000 são preferíveis e asmais prontamente disponíveis comercialmente. Os polióis de peso molecularbaixo podem ser usados para a extensão da cadeia como debatido abaixo.COMPONENTE EXTENSOR DE CADEIAComo aqui usado o termo "extensor de cadeia" significa umcomposto de hidrogênio poliativo tendo uma funcionalidade de cerca de 2 a 4,mais preferivelmente de 2 a 3, e o mais preferível cerca de 2 e geralmentetendo um peso molecular de cerca de 30 a 2000, preferivelmente de 30 a1000.Os extensores de cadeia preferidos são álcoois polifuncionais,aminas ou hidrazidas de ácido carboxílico. Os extensores de cadeia maispreferidos são aminas polifuncionais e hidrazidas de ácido carboxílico. Aspoliaminas úteis incluem etilenodiamina, 1,6-diaminoexano, piperazina,tris(2-aminoetil)amina, e poliéteres terminados em amina tais comoJEFFAMINE D230 e JEFFAMINE D400, da Huntsman, Corporation, SaltLake City, UT. As hidrazidas de ácido carboxílico úteis incluem diidrazida deácido adípico e diidrazida de ácido oxálico. Os álcoois polifuncionaisparticularmente úteis incluem dióis de alquileno tendo 2 a 24 átomos decarbono tais como etileno glicol, dietileno glicol, 1,4-butano diol, 1,8-octanodiol, e 1,2-decandiol.Outros extensores de cadeia úteis incluem politióis tais como1,2-etanoditiol, 1,4-butanoditiol, 2,2'-oxitris(etano diol), e ésteres de di e tri-mercaptopropionato de poli(oxietileno) dióis e trióis. Água é igualmente útilcomo um extensor de cadeia quando reage com o isocianato para formar umácido carbâmico instável, que perde dióxido de carbono para liberar umaamina. Esta amina fica então disponível para reagir como outro isocianato.

COMPONENTE HIDRÓFILO

O poliuretano-uréia pode ser dispersa em água através do usode tensoativos externos ou, mais preferivelmente, mediante a incorporação deum grupo hidrófilo dentro do polímero. Este é obtido usando um componentehidrófilo tendo pelo menos um grupo solubilizante em água e pelo menos umgrupo funcional reativo de isocianato. O componente hidrófilo atuaprincipalmente para estabilizar a dispersão de poliuretano-uréia em umsistema solvente aquoso. Os grupos hidrófilos adequados são aqueles quecontêm um grupo iônico ou uma porção capaz de formar um grupo iônico ouum grupo solúvel em água não iônico tal como polietileno glicol e seuscopolímeros com propileno glicol.

Quando presente, o grupo iônico do componente hidrófilopode ser catiônico, aniônico ou zwitteriônico. Os grupos catiônicos podem seoriginar do isocianato ou componente de poliol, mas o maisconvenientemente são adicionados em um componente de poliol. O grupocatiônico pode ser incorporado diretamente no pré-polímero. Por exemplo,um diol quaternário tal como VARIQUAT 1215 pode ser reagido no pré-polímero diretamente. Alternativamente, um grupo precursor pode ser reagidodentro do pré-polímero e depois ser retribuído catiônico em uma reaçãosubseqüente. Por exemplo, as aminas terciárias funcionais de hidrogênio ativotais como metildietanolamina e seus adutos polietoxilados podem serincorporadas dentro da cadeia principal do pré-polímero e subseqüentementeprotonado com um ácido mineral ou orgânico para formar um sal iônico oualquilado para formar um grupo de amônio quaternário. A reação da aminaterciária incorporada com peróxido de hidrogênio, propano sulfona ou lactonadá porções zwitteriônicas. Os componentes catiônicos estabilizantespreferidos são muito solúveis em água, geralmente possuem uma solubilidadeem água de pelo menos 1% em peso e preferivelmente com excesso de 10%em peso. Os compostos catiônicos estabilizantes preferidos possuem aseguinte estrutura:

<formula>formula see original document page15</formula>

onde R1 é alquila de C1 a Ci8 ou arila ou aralquila Ce a C18opcionalmente substituído nas posições disponíveis na cadeia ou sobre ela porΝ, O e S;

R é hidrogênio ou alquila de C1 a Ci8;

η é um número inteiro de cerca de 1 a 200, preferivelmente de1 a 50, e mais preferivelmente de 1 a 20; e

X é halogênio, sulfato, metossulfato, etossulfato, acetato,carbonato, fosfato.

Os compostos estabilizantes catiônicos preferidos incluemdietanol amina de metila protonada e alquilada assim como cloreto decocoamônio PEG 2 e cloreto de cocoamônio PEG-15 disponível da CKWitco,Greenwich, CT como VARIQUAT 638 e VARIQUAT K1215respectivamente.

E possível incorporar compostos catiônicos que têm um grupode hidrogênio reativo único. No entanto, eles são menos preferidos.

O estabilizante aniônico usado na presente invenção pode estarpresente ou no componente de isocianato ou no componente de poliol.Tipicamente, e o mais convenientemente, o estabilizante aniônico estápresente como o componente de poliol. O grupo aniônico pode ser sulfonato,fosfonato, fosfato, e carboxilato, mas é preferivelmente ou sulfonato oucarboxilato e mais preferivelmente um sulfonato. Os sulfonatos maispreferidos são os polióis sulfonados descritos na Patente U.S. 4.738.992(Larson et ai.)· Os sulfonatos particularmente preferidos são poliesterdióistendo a seguinte estrutura:

<formula>formula see original document page 16</formula>

em que cada R é independentemente um grupo alifáticodivalente tendo um peso molecular médio de 200 a 600 que compreendegrupos funcionais de éter ou éster selecionados do grupo consistindo de:

grupos de

-CH2CH2-(OCH2CHr)n-,-CH(CH3)CH2-(OCH(CH3)CH2-)n-,

-(CH2)4-CO(CH2)4V, e

-(CH2)mCO-[O(CH2)mCOV; emisturas destes;

onde m é um número inteiro de cerca de 2 a 5 e η é um númerointeiro de cerca de 2 a 15;

e M é um cátion, preferivelmente M é Na, mas M pode ser H,K, Li ou um cátion de amônio primário, secundário, terciário ou quaternáriotal como cátion de amônio, metilamônio, butilamônio, dietilamônio,trietilamônio, tetraetilamônio e benziltrimetil-amônio.

Os polióis funcionais de carboxilato e ácido carboxílicoadequados incluem ácido dimetilolpropiônico e seus derivados polietoxiladosassim como poliéteres enxertados com ácido tais como polióis UCARMODdisponíveis da Union Carbide Specialty Chemicals Div., Danbury, CT. Aspoliaminas funcionais de carbóxi, tais como lisina e histidina são da mesmaforma úteis. Estes podem ser neutralizados com uma base orgânica ouinorgânica ou antes ou após a preparação do pré-polímero.COMPONENTE CONTENDO SILILA

O grupo de silila pode ser incorporado no polímero depoliuretano-uréia terminalmente (nas extremidades), internamente (pendente apartir da cadeia principal), ou uma combinação das duas. Quando terminalmente incorporada, um componente contendo pelo menos um grupode silila e um grupo reativo eletrofílico ou nucleofílico pode ser usado. Porexemplo, um pré-polímero terminado com isocianato pode ser reagido comum silano funcionalizado com uma alquilamina, hidroxila ou tiol.

Os silanos reativos a isocianato representativos incluem, masnão são limitados a eles, os seguintes compostos:

H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3HN(CH2CH2CH2Si(OC2H5)3)2HSCH2CH2CH2Si(OCH3)3HO(C2H4O)3C2H4N(CH3)(CH2)3Si(OC4H9)3H2NCH2C6H4CH2CH2Si(OCH3)3HSCH2CH2CH2Si(OCOCH3)3H2NCH2CH2CH2Si(OCH3)3

CH3

H2NCH2CH2CH2Si(O-N=C)3

C2H5

HN(CH3)CH2CH2Si(OCH3)3HSCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2e misturas destes.

De modo inverso, um pré-polímero terminado com umaporção de amina ou hidroxila pode ser reagido com um componente contendoum silano que é funcionalizado com um isocianato de alquila tal como 3- isocianatopropiltrietoxissilano.

Quando incorporado internamente, um componente contendopelo menos um grupo de silila e pelo menos dois grupos de isocianato ou deisocianato reativo podem ser usados. Por exemplo, os silanos funcionalizadoscom duas hidroxilas ou duas aminas podem ser usados como extensores decadeia, colocando funcionalidade de silano internamente.

Os silanos de isocianato-reativo representativos com dois sítiosreativos incluem:

(HOC2H5)NC3H6Si(OCH3)3H2NCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3

Alternativamente, um silano com apenas um grupo eletrofílicoou nucleofílico pode ser usado, contanto que o polímero possua um gruponucleofílico ou eletrofílico companheiro ao longo de sua cadeia principal. Porexemplo, uma funcionalidade de ácido carboxílico pendente sobre a cadeiapolimérica pode ser reagida com um silano de alquil epóxi tal como 3-glicidoxipropiltrimetoxissilano.

Outros métodos de incorporação de grupos de silila sãoconhecidos na técnica, tais como hidrossilação de uma olefina pendente outerminal com um hidreto de trialcoxissilano.

Os compostos de silano contendo dois ou três gruposhidrolisáveis no silício (como X2 Si= ou X3 Si-) e um ou dois gruposorgânicos são adequados para a formação de grupos de silila. É preferível tertrês grupos hidrolisáveis no silício. O "X" pode ser qualquer um dos gruposhidrolisáveis convencionais, tais como hidrogênio, alcóxi, acilóxi, amino,oxima e outros mais. O grupo de alcóxi é o grupo hidrolisável mais preferidoe os compostos particularmente preferidos são por conseguinte da estrutura(R4O)3SiR5Z, em que (R4O)3SiR5- é uma porção de silila. R4 é o radical dealquila inferior de um a quatro, preferivelmente de um ou dois átomos decarbono (isto é, metóxi, etóxi), ou acila inferior de 2 a 5, preferivelmente 2 ou3 átomos de carbono (isto é, acetila ou propionila). R5 é o radical de ligaçãocom ponte orgânico divalente de 2 a 20, preferivelmente de 3 a 10 átomos decarbono selecionados do grupo consistindo de (1) radical de hidrocarbiladivalente livre de insaturação olefínica e livre de grupos reativos deisocianato, (2) radical de mono- ou poli-oxaalquileno de polioxialquilenodivalente contendo não mais do que um oxigênio de éter por dois átomos decarbono, e (3) radical de hidrocarbilamino divalente. Z é um gruponucleofílico tal como -OH5 -SH, -NHR, -NH2 e -N(C2H4OH)2 ou um grupoeletrofílico tal como -NCO e epóxido. Os radicais de alquileno divalentesrepresentativos incluem -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2OCH2-,-CH2CH2CH2NHCH2CH2-, -CH2CH2C6H4CH2CH2-. Os compostos contendosilício adequados são bem conhecidos na técnica em muitos sãocomercialmente disponíveis ou são facilmente preparados.

Quantidade suficiente de silano deve estar presente parafornecer o nível desejado de resistência a água e propriedades de película. Emgeral, estes níveis são alcançados com polímeros contendo, na média, nãomais do que dois átomos de silício por 1000 daltons e não menos do que doisátomos de silício por 125.000 daltons. A faixa preferida é dois átomos desilício (ou grupos de silila) por 1500 a 100.000 daltons.

Acredita-se que as poliuretano-uréias funcionais de silila decadeia estendida se curam pela hidrólise do grupo de silila e formação dearticulações de siloxano. Esta reação provavelmente começa assim que opolímero é exposto a água, mas geralmente procede lentamente emtemperatura ambiente e dentro de uma faixa de pH de cerca de 6,5 a 9. Areação procede mais rapidamente após secagem e é acelerada na presença decatalisadores acídicos ou básicos. A formação de articulações de siloxanoreticula a película formada a partir do polímero. Estas reticulações sãodistintas das reticulações formadas em concentração baixa a partir do uso detrióis, triisocianatos, tetróis, e outros reagentes altamente funcionais napreparação do pré-polímero. Estas reticulações são aqui às vezes referidascomo reticulações derivadas do pré-polímero e devem estar de acordo com otipo de reticulações presentes antes da cura.COMPONENTE TERMINADOR DE CADEIA

Como aqui usado o termo "terminador de cadeia" significa umcomposto de hidrogênio ativo tendo uma funcionalidade de cerca de 1 egeralmente tendo um peso molecular de cerca de 30 a 2000, preferivelmentecerca de 30 a 1000. Pode ser incluído durante a preparação do pré-polímeroou adicionado durante a etapa de dispersão e extensão da cadeia. Osterminadores de cadeia preferidos são álcoois multifuncionais, aminas, ouhidrazidas de ácido carboxílico. Quando a terminação da cadeia é feitadurante a etapa de dispersão, os terminadores de cadeia mais preferidos sãoaminas multifuncionais porque as porções funcionais de isocianatoseletivamente reagirão com elas na presença de água. As aminas úteis incluembutilamina e 2-amino-2-metil-l-propanol. Os álcoois monofuncionais úteisincluem aqueles tendo de 2 a 24 átomos de carbono tais como etanol, butanol,octanol, álcool cetílico, e álcool estearílico.

TÉCNICAS DE DISPERSÃO

As dispersões aquosas do poliuretano-uréia podem serpreparadas de acordo com os métodos conhecidos na química de poliuretano edescritos, por exemplo, em "Waterborne Polyurethanes", Rosthauser et al.,Advances in Urethane Science and Technology, Vol. 10, pg. 121-162 (1987).

Estes métodos geralmente envolvem submeter o poliuretano-uréia a um processo de cisalhamento elevado na presença de um portadoraquoso. A microfluidificação é um tal processo para a preparação dedispersões sub-mícrons uniformes estáveis, incluindo dispersões depoliuretano-uréias. O processo usa moagem a jato com líquido em pressãoelevada para combinar polímeros dispersáveis a água com água. O polímerosde uma forma geral possuem uma viscosidade na faixa de 1 a 500.000centipoises usando um viscômetro Brookfield com um fuso e velocidadeapropriados para dar leituras na faixa de 20 a 80. A medição da viscosidadetipicamente ocorre em temperatura ambiente de cerca de 25°C. Quando aviscosidade mais elevada for encontrada, um solvente orgânico pode seradicionado para reduzir a viscosidade na faixa desejada. No processo defluidificação, a poliuretano-uréia ou solução de poliuretano-uréia em solventeorgânico pode ser injetada em uma corrente de água e depois submetida ápressão elevada de 0,6 a 300 MPa (100 a 40.000 psi) na moagem a jato comlíquido em câmaras de interação. As câmaras de interação, que fornecem umazona de cisalhamento elevada, são geralmente configuradas para seremcâmaras de expansão explosiva, ou usam correntes infringidoras develocidade elevada, ou contêm uma série de orifícios em série tendodiâmetros que diminuem. Neste processo, todo o líquido é forçado através dasconfigurações da câmara de interação fornecendo cisalhamento uniforme paratodo o material.

Quando o solvente orgânico for usado para auxiliar napreparação da poliuretano-uréia e reduzir a viscosidade, é preferível que estesolvente seja miscível com água permitindo a dispersão em uma soluçãoaquosa. Se o solvente orgânico tendo um ponto de ebulição mais baixo do que100°C foi usado, o solvente orgânico pode ser evaporativamente removidopara deixar uma dispersão polimérica essencialmente aquosa do poliuretano-uréia sililado. Os solventes orgânicos representativos úteis para este processo20 incluem acetona, cetona de metil etila e tetraidrofurano. Um solvente orgânicoque possui um ponto de ebulição maior do que IOO0C (referido como"solvente de ebulição elevada" por conveniência) pode da mesma forma serusado, mas não é preferível. Quando o solvente de ebulição elevada for usado,a preparação deve ser conduzida em uma solução tão concentrada quantopossível, por exemplo, preferivelmente igual ou menor que 20 por cento empeso de solvente, para minimizar a quantidade presente na dispersão. Taissolventes de ebulição elevada devem ser selecionados a partir de materiaisque não tenham toxicidade ou irritação em relação à aplicação cosmética.Naturalmente, os solventes com pontos de ebulição inferiores à 100°C, taiscomo etanol, podem opcionalmente ser incluídos na formulação final parafornecer benefícios tais como secagem rápida.

De acordo com um processo para a preparação das dispersõesde poliuretano-uréia, um pré-polímero funcional de isocianato é preparado,cadeia estendida e/ou cadeia limitada, para formar um poliuretano-uréia esubseqüentemente dispersado em água. Este processo é apresentado naPatente U.S. 3.479.310.

Quando as aminas forem reagidas com o pré-polímerofuncional de isocianato ou como terminadores de cadeia ou extensores decadeia, um método preferido de preparar a dispersão é mediante a dispersãodo pré-polímero em água. O pré-polímero é depois reagido com os compostoscontendo grupo de amino, que podem ser misturados com água antes, duranteou após a dispersão do pré-polímero funcional de isocianato.

A quantidade de compostos contendo grupo de amino a serusada de acordo com a presente invenção é dependente do número de gruposde isocianato no pré-polímero. Geralmente, a relação de grupos de isocianatopara grupos de amino é de 1,0:0,6 a 1,0:1,1, preferivelmente de 1,0:0,8 a1,0:0,98 em uma base equivalente.

A reação entre o pré-polímero funcional de isocianato e oscompostos contendo grupo de amino é geralmente conduzida em temperaturasde cerca de 5o a 90°C, preferivelmente de cerca de 20° a 80°C, e maispreferivelmente de cerca de 30° a 60°C. As condições de reação sãonormalmente mantidas até que os grupos de isocianato estiveremessencialmente reagidos de forma completa.

O produto final é uma dispersão aquosa estável de partículasde poliuretano-uréia tendo um conteúdo de sólidos de até cerca de 60%,preferivelmente de cerca de 15% a 60%, e mais preferivelmente de cerca de30% a 45% em peso. É sempre possível, entretanto, diluir as dispersões emqualquer conteúdo mínimo de sólidos desejado. O tamanho médio departícula do poliuretano-uréia é geralmente abaixo de cerca de 1,0 mícron,preferivelmente de cerca de 0,001 a 0,5 mícron e mais preferivelmente decerca de 0,01 a 0,3 mícron. O tamanho pequeno de partícula intensifica aestabilidade das partículas dispersas e também leva a películas com brilhosuperficial elevado. As dispersões podem ser combinadas com outrasdispersões ou com outros aditivos conhecidos tais como cargas, plastificantes,pigmentos, negro de fumo, soluções coloidais de sílica e os agentesniveladores, agentes umectantes, agentes antiespumantes e estabilizantesconhecidos.

EXEMPLOS

Os exemplos que seguem são fornecidos para ilustrar asmodalidades diferentes e detalhes da invenção. Embora os exemplos sirvampara este propósito, os ingredientes particulares e quantidades usadas assimcomo outras condições e detalhes não devem ser interpretados de umamaneira que indevidamente limitem o escopo desta invenção. A não ser quede outra maneira especificada, todas as porcentagens são de percentual empeso.Abreviações

<table>table see original document page 24</column></row><table><table>table see original document page 25</column></row><table> Exemplo 1

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de PCPSSIP (349,7 g e 0,47 mol, com base emum peso equivalente de hidroxila de 370 para a mistura), policaprolactonadiol (39,3 g, 0,08 mol), etileno glicol (69,9 g, 1,13 mol), dietileno glicol (23,9g, 0,23 mol), IPDI (450,1 g, 2,03 mol), DTDL (0,90 g, 1,4 mmol), e MEK(502 g) foi carregada em um recipiente equipado com mecanismo de agitaçãoe aquecida para 80°C. Após 4 horas, uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (49,9 g, 0,23 mol) em MEK (473 g) foi adicionadaà mistura de reação, que foi mantida em 80°C por um adicional de 15minutos. Água (975 g) foi adicionada na mistura de reação por um período de15 minutos com agitação vigorosa e a MEK foi subseqüentemente destiladada mistura sob pressão reduzida para produzir uma dispersão (50% desólidos) de um poliuretano-uréia terminado por silanol em água.Exemplo 2

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de PCPSSIP (29,21 g, 43 mol, com base em umpeso equivalente de hidroxila de 340 para a mistura), policaprolactona diol(10,75 g, 20,5 mol), etileno glicol (5,10 kg, 82,1 mol), IPDI (34,9 g, 157,0mol), DTDL (127 g, 0,20 mmol) e MEK (43 g) foi aquecida com agitaçãopara 80°C. Após 4 horas, uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (4,75kg, 21,5 mol) em MEK (43 g) foi adicionada à mistura de reação, que foimantida em 80°C por um adicional de 15 minutos. Água (136 kg) foiadicionada na mistura de reação por um período de 15 minutos com agitaçãovigorosa e a MEK foi subseqüentemente destilada da mistura sob pressãoreduzida para produzir uma dispersão (43% de sólidos) de um poliuretano-uréia terminado por silanol em água. A colorimetria de varredura diferencialmodulada (MDSC) e análises de propriedades de tensão feitas de umapelícula da dispersão indicaram que o polímero tinha uma Tg de 3 O0C e umaforça de tração de 4536 psi (31298 kPa) em 236% de alongamento.Exemplo 3

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de 1,2-decanodiol (69,71 g, 0,40 mol), 1,6-

diisocianatoexano (102,94 g, 0,61 mol), DTDL (0,27 g, 0,4 mmol) e acetona(161 ml) foi aquecida com agitação para 55°C. Após 2 horas, PCPSSIP (125,8g, 0,17 mol com base em um peso equivalente de hidroxila de 370 para amistura) foi adicionado, e a mistura foi aquecida por 2 horas adicionais em55°C. Uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (9,79 g, 0,044 mol) emacetona (144 ml) foi adicionada à mistura de reação, que foi mantida em 55°Cpor um adicional de 15 minutos. Agua (500 ml) foi adicionada na mistura dereação por um período de 15 minutos com agitação vigorosa e a acetona foisubseqüentemente destilada da mistura sob pressão reduzida para produziruma dispersão de um poliuretano-uréia terminado por silanol em água. AMDSC e análises de propriedades de tensão feitas de uma película dadispersão indicaram que o polímero tinha uma Tg de -17°C e uma força detração de 642 psi (4430 kPa) em 806% de alongamento.

Exemplo 4

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de 1,2-decanodiol (34,86 g, 0,20 mol), 1,6-diisocianatoexano (51,47 g, 0,31 mol), DTDL (0,14 g, 0,2 mmol) e acetona(80 ml) foi aquecida com agitação para 55°C. Após 2 horas, PCPSSIP (62,9 g, 0,09 mol com base em um peso equivalente de hidroxila dé 370 para amistura) foi adicionado, e a mistura foi aquecida por 2 horas adicionais em55°C. Uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (20,6 g, 9,3 mmol) ebutilamina (0,45 g, 6,2 mmol) em acetona (69 ml) foi adicionada à mistura dereação, que foi mantida em 55°C por um adicional de 15 minutos. Água (240 ml) foi adicionada na mistura de reação por um período de 15 minutos comagitação vigorosa e a acetona foi subseqüentemente destilada da mistura sobpressão reduzida para produzir uma dispersão de um poliuretano-uréiaterminado por silanol em água.

Exemplo 5

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de 1,2-decanodiol (22,05 g, 0,13 mol), 1,6-diisocianatoexano (32,56 g, 0,19 mol), DTDL (0,09 g, 0,1 mmol) e acetona(51 ml) foi aquecida com agitação para 55°C. Após 2 horas, PCPSSIP (0,05mol com base em um peso equivalente de hidroxila de 370 para a mistura) foiadicionado, e a mistura foi aquecida por 2 horas adicionais em 55°C. Umasolução de 3-aminopropiltrietoxissilano (1,97 g, 8,9 mmol) e butilamina (0,22g, 3,0 mmol) em acetona (45 ml) foi adicionada à mistura de reação, que foimantida em 55°C por um adicional de 15 minutos. Água (160 ml) foiadicionada na mistura de reação por um período de 15 minutos com agitaçãovigorosa e a acetona foi subseqüentemente destilada da mistura sob pressãoreduzida para produzir uma dispersão de um poliuretano-uréia terminado porsilanol em água.Exemplo 6

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de 1,2-decanodiol (24,28 g, 0,12 mol), 1,6-diisocianatoexano (31,97 g, 0,19 mol), DTDL (0,08 g, 0,1 mmol) e acetona(52 ml) foi aquecida com agitação para 55°C. Após 2 horas, PCPSSIP (40,9 g,0,06 mol com base em um peso equivalente de hidroxila de 370 para amistura) foi adicionado, e a mistura foi aquecida por 2 horas adicionais em55°C. Uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (1,12 g, 5,1 mmol) ebutilamina (0,37 g, 5,1 mmol) em acetona (45 ml) foi adicionada à mistura dereação, que foi mantida em 55°C por um adicional de 15 minutos. Água (130ml) foi adicionada na mistura de reação por um período de 15 minutos comagitação vigorosa e a acetona foi subseqüentemente destilada da mistura sobpressão reduzida para produzir uma dispersão de um poliuretano-uréiaterminado por silanol em água.Exemplo 7

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de 1,2-decanodiol (27,88 g e 0,16 mol), 1,6-diisocianatoexano (41,18 g, 0,24 mol), DTDL (0,11 g, 0,2 mmol) e acetona(64 ml) foi aquecida com agitação para 55°C. Após 2 horas, PCPSSIP (50,32g, 0,07 mol com base em um peso equivalente de hidroxila de 370 para amistura) foi adicionado, e a mistura foi aquecida por 2 horas adicionais em55°C. Uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (2,15 g, 9,7 mmol) ebutilamina (0,30 g, 4,2 mmol) em acetona (55 ml) foi adicionada à mistura dereação, que foi mantida em 55°C por um adicional de 15 minutos. Água (176ml) foi adicionada na mistura de reação por um período de 15 minutos comagitação vigorosa e a acetona foi subseqüentemente destilada da mistura sobpressão reduzida para produzir uma dispersão de um poliuretano-uréiaterminado por silanol em água.

Exemplo 8

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de PCPSSIP (555 g, 0,75 mol com base em umpeso equivalente de hidroxila de 370 para a mistura), IPDI (190,1 g, 0,86mol), DTDL (0,36 g, 0,56 mmol) e acetona (400 g) foi aquecida com agitaçãopara 55°C. Após 8 horas, uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (45,3g, 0,20 mol) em acetona (365 g) foi adicionada à mistura de reação, que foimantida em 55°C por um adicional de 15 minutos. Água (1700 kg) foiadicionada na mistura de reação por um período de 15 minutos com agitaçãovigorosa e a acetona foi subseqüentemente destilada da mistura sob pressãoreduzida para produzir uma dispersão (33% de sólidos) de um poliuretano-uréia terminado por silanol em água. A MDSC e análises de propriedades detensão feitas de uma película da dispersão indicaram que o polímero tinhauma Tg de -20°C e uma força de tração de 975 psi (6728 kPa) em 611% dealongamento.

Exemplo 9

Preparação de uma dispersão de poliuretano-uréia sililado em água usandodiamina sililada com extensão de cadeia

Uma mistura de PCPSSIP (47,3 g, 0,06 mol com base em umpeso equivalente de hidroxila de 370 para a mistura), policaprolactona diol(14,51 g, 0,03 mol), etileno glicol (6,71 g, 0,11 mol), diciclo-hexilmetano de4,4'-diisocianato (56,67 g, 0,22 mol), DTDL (0,09 g, 1,5 mmol) e acetona (67ml) foi aquecida com agitação para 60°C. Após 4 horas, uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (4,96 g, 0,022 mol) em acetona (65 ml) foiadicionada à mistura de reação, que foi mantida em 60°C por um adicional de15 minutos. Agua (200 ml) foi adicionada na mistura de reação por umperíodo de 15 minutos com agitação vigorosa seguida por N-(3-trimetoxisilila)propila)etilenodiamina (2,50 g, 0,011 mol). A acetona foisubseqüentemente destilada da mistura sob pressão reduzida para produziruma dispersão de um poliuretano-uréia funcional de silanol em água. AMDSC e análises de propriedades de tensão feitas de uma película dadispersão indicaram que o polímero tinha uma Tg de 23°C e uma força detração de 3853 psi (26586 kPa) em 298% de alongamento.

Exemplo 10

Uma mistura de PCPSSIP (43,1 g, 0,06 mol com base em umpeso equivalente de hidroxila de 370 para a mistura), policaprolactona diol(7,86 g, 0,02 mol), etileno glicol (7,45 g, 0,12 mol), diciclo-hexilmetano de4,4'-diisocianato (54,94 g, 0,21 mol), DTDL (0,09 g, 1,5 mmol) e acetona (61ml) foi aquecida com agitação para 60°C. Após 4 horas, uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (3,67 g, 0,017 mol) em acetona (57 ml) foiadicionada à mistura de reação, que foi mantida em 60°C por um adicional de15 minutos. Água (178 ml) foi adicionada na mistura de reação por umperíodo de 15 minutos com agitação vigorosa seguida por N-(3-trimetoxisilila)propila)etilenodiamina (1,85 g, 0,008 mol). A acetona foisubseqüentemente destilada da mistura sob pressão reduzida para produziruma dispersão de um poliuretano-uréia funcional de silanol em água. AMDSC e análises de propriedades de tensão feitas de uma película dadispersão indicaram que o polímero tinha uma Tg de 48°C e uma força detração de 4775 psi (32948 kPa) em 281% de alongamento.Exemplo 11

Preparação de uma dispersão de poliuretano-uréia carboxilada

Uma mistura de ácido 2,2'-bis(hidroximetila)propiônico (20,1g, 0,150 mol), policaprolactona diol (262 g, 0,50 mol), IPDI (159 g, 0,72mol), MEK (237 g), DTDL (0,30 g, 0,05 mmol) foi aquecida em refluxo por 5horas, depois deixada em temperatura ambiente por 72 horas. A mistura foientão aquecida em refluxo por mais 6 horas. Uma alíquota foi removida paraa determinação de peso equivalente de isocianato como descrito no Exemplo29 da Patente U.S. 5.929.160. Com base no peso equivalente de isocianatoencontrado de 3,607, uma solução de trietilamina (14,2 g, 0,141 mol) e 3-aminopropiltrietoxissilano (24,9 g, 0,11 mol) em MEK (232 g) foi adicionadaà mistura de reação. Após agitar por um adicional de 15 minutos, água (1350g) foi adicionada na solução, e depois a MEK foi destilada da mistura empressão reduzida para produzir uma dispersão de sólidos a 28% dopoliuretano-uréia carboxilado em água.

Exemplo 12

Preparação de poliuretano-uréia terminado por silanol em água

Uma mistura de PCPSSIP (31,41 kg, 42,5 mol com base emum peso equivalente de hidroxila de 370 para a mistura), policaprolactonadiol (12,74 g, 24,3 mol), etileno glicol (4,03 kg, 64,8 mol), IPDI (31,8 kg,143,1 mol), DTDL (116,0 g, 0,18 mol) e MEK (43 kg) foi aquecida comagitação para 80°C. Após 4 horas, uma solução de 3-aminopropiltrietoxissilano (4,71 kg, 21,3 mol) em MEK (42 kg) foiadicionada à mistura de reação, que foi mantida em 80°C por um adicional de15 minutos. Água (138 kg) foi adicionada na mistura de reação por umperíodo de 15 minutos com agitação vigorosa e MEK foi subseqüentementedestilada da mistura sob pressão reduzida para produzir uma dispersão (44%de sólidos) de um poliuretano-uréia terminado por silanol em água. A MDSCe análises de propriedades de tensão feitas de uma película da dispersãoindicaram que o polímero tinha uma Tg de 22°C e uma força de tração de4479 psi (30905 kPa) em 400% de alongamento.Exemplo de Cosmético 1Uma loção de proteção solar de óleo em água foi preparada apartir do polímero de dispersão de poliuretano-uréia do Exemplo 1. Emrecipientes separados com um dispositivo de mistura, os componentes da FaseA e da Fase B listados na Tabela I foram aquecidos para 75°C. A Fase B foiadicionada na Fase A. Após o resfriamento para 450C as Fases CeD foramadicionadas.Tabela I: Loção de Proteção Solar de Óleo em Água.

<table>formula see original document page32</column></row><table>

Exemplo de Cosmético 2

Um rimei de óleo em água foi preparado como se segue. Emrecipientes separados com um dispositivo de mistura, os componentes da FaseA e da Fase B listados na Tabela II foram aquecidos para 87°C. A Fase B foiadicionada lentamente na Fase A durante a homogeneização. Após agitar 15minutos, a batelada foi resfriada para 45°C as Fases CeD foram adicionadas.Tabela II: Rimei de Óleo em Água.

<table>table see original document page 33</column></row><table>

Exemplo de Cosmético 3

Um verniz de unha foi preparado por misturar 40 por cento empeso do polímero de dispersão de poliuretano-uréia do Exemplo 2 com 10 porcento em peso do polímero de dispersão de poliuretano-uréia do Exemplo 8 ediluição com 50 por cento em peso de etanol absoluto para dar um verniz deunha de secagem rápida, brilhante, não pegajoso que apresentou excelenteresistência à fragmentação.

Exemplo de Cosmético 4

Uma loção de lavagem do corpo com boas características deespuma e que estica a pele após a enxaguadura foi preparada com se segue.

Em um recipiente equipado com um dispositivo de mistura, os componentesda Fase A listados na Tabela III foram aquecidos para 75°C. Após agitar 15minutos, a batelada foi resfriada para 45°C e a Fase B foi adicionada.Tabela III: Loção de Lavagem do Corpo

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Exemplo de Cosmético 5

Um xampu com boas características de espuma e que fornecesecagem rápida e corpo ao cabelo foi preparado com se segue. Em umrecipiente equipado com um dispositivo de mistura, os componentes da FaseA listados na Tabela IV foram aquecidos para 75°C. Após agitar 15 minutos,a batelada foi resfriada para 45°C e a Fase B foi adicionada.

Tabela IV: Xampu

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Exemplo de Cosmético 6

Uma loção de óleo em água foi preparada como se segue. Emrecipientes separados equipados com dispositivos de mistura, os componentesda Fase A e da Fase B listados na Tabela V foram aquecidos para 75°C.Durante a agitação da Fase A com um homogeneizador rotor/fixo, a Fase Bfoi adicionada. Após a homogeneização por 10 minutos, a batelada foiremovida do calor e deixada lentamente se resfriar para a temperaturaambiente com agitação, adicionando a Fase C.Tabela V: Loção de Óleo em Água.

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Exemplo Cosmético 7

Uma loção de água em óleo foi preparada como no Exemplode Cosmético 6 usando os componentes listados na Tabela VI exceto que nãoexistiu a Fase C neste exemplo.Tabela VI: Loção de água em óleo

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Exemplo de Cosmético 8

Uma base líquida foi preparada de acordo com osprocedimentos descritos no Exemplo de Cosmético 6 usando os componenteslistados na Tabela VII exceto que a Fase C não existiu neste exemplo.

Claims

1. Método de uso de um artigo cosmético, caracterizado pelofato de que compreende:(a) fornecer um artigo cosmético contendo uma composiçãocosmética, cuja composição cosmética contém em uma forma dispensáveluma dispersão aquosa de pelo menos um polímero de poliuretano-uréia, que éfuncionalizado com pelo menos um componente contendo silila selecionadodo grupo consistindo em:H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3,HN(CH2CH2CH2Si(OC2Hs)3)2,HSCH2CH2CH2Si(OCH3)3,HO(C2H4O)3C2H4N(CH3)(CH2)3Si(OC4H9)3,H2NCH2C6H4CH2CH2Si(OCH3)3,HSCH2CH2CH2Si(OCOCH3)3,H2NCH2CH2CH2Si(OCH3)3,CH3IH2NCH2CH2CH2Si(O-N=C)3,IC2H5HN(CH3)CH2CH2Si(OCH3)3,HSCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2,(HOC2H5)NC3H6Si(OCH3)3,H2NCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3,OCNCH2CH2CH2Si(OCH3)3, e misturas destes;(b) aplicar o dito artigo cosmético à pele de uma pessoa ou àsunhas; e(c) formar um filme.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o dito filme apresenta propriedades de auto-aderência quandorevestido e secado em uma película de cerca de 0,025 milímetro de espessura.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o dito artigo cosmético compreende ainda ingredientesselecionados dentre emolientes, umectantes, outros polímeros de formação depelícula, propelentes, pigmentos, corantes, tamponantes, agentes de suspensãoorgânicos, agentes de suspensão inorgânicos, agentes espessantes orgânicos,agentes espessantes inorgânicos, ceras, tensoativos, plastificantes,conservantes, agentes flavorizantes, perfumes, agentes protetores solares,repelentes de inseto, vitaminas, extratos herbáceos, agentes branqueadores dapele, agentes colorantes da pele, agentes anti-perspirantes, agentesdesodorantes, agentes depilantes, agentes anti-fungicos, agentes anti-microbianos, agentes anti-acne, adstringentes, removedores de calosidade,removedores de calo, e removedores de verruga.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o artigo cosmético compreende pelo menos um dentre osseguintes: (a) cremes, emulsões, loções, géis e óleos para a pele; (b) máscarasfaciais; (c) bases coloridas; (d) pós de maquilagem, pós de uso posterior aobanho, pós higiênicos; (e) sabonetes, sabões desodorantes; (f) perfumes, águade colônia, colônias; (g) preparações de banheira e banho de chuveiro; (h)desodorantes e anti-perspirantes; (i) produtos para maquilagem e remoção demaquilagem da face e dos olhos; (j) produtos destinados para aplicação noslábios; (k) produtos para tratamento de unha e maquilagem de unha; (1)produtos para higiene íntima externa; (m) produtos de banho de sol; (n)produtos para bronzeamento sem sol; (o) produtos de branqueamento da pele;e (p) produtos anti-rugas.

5. Método de uso de um artigo cosmético, caracterizado pelofato de que compreende:(a) fornecer um artigo cosmético contendo uma composiçãocosmética, cuja composição cosmética contém em uma forma dispensáveluma dispersão aquosa e um produto de reação de:(i) pelo menos um pré-polímero de poliuretano-uréiaterminado em isocianato derivado da reação de pelo menos um poli-isocianato, e pelo menos um poliol,(ii) pelo menos um extensor de cadeia polifuncional;(iii) pelo menos um componente contendo silila selecionadodo grupo consistindo em:H2NCH2CH2CH2Si(OC2H5)3,HN(CH2CH2CH2Si(OC2Hs)3)2,HSCH2CH2CH2Si(OCH3)3,HO(C2H4O)3C2H4N(CH3)(CH2)3Si(OC4H9)3,H2NCH2C6H4CH2CH2Si(OCH3)3,HSCH2CH2CH2Si(OCOCH3)3,H2NCH2CH2CH2Si(OCH3)3,H2NCH2CH2CH2Si(O-N=C)3,HN(CH3)CH2CH2Si(OCH3)3,HSCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2,(HOC2H5)NC3H6Si(OCH3)3,H2NCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3,OCNCH2CH2CH2Si(OCH3)3, e misturas destes;e(iv) pelo menos um componente hidrófilo compreendendo pelomenos um dentre um grupo iônico, uma parte capaz de formar um grupoiônico, e um grupo solúvel em água não-iônico;(b) aplicar o dito artigo cosmético à pele de uma pessoa ou àsunhas; e(c) formar um filme.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o dito poli-isocianato é um di-isocianato.

7. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o dito poliol é um diol.

8. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o dito poliol tem um peso molecular médio numérico entre cercade 200 e 5.000.

9. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o dito extensor de cadeia polifuncional é selecionado do grupoconsistindo em água; etileno-diamina; 1,6-diamino-hexano; piperazina; tris(2-amino-etil)amina; poliéteres terminados em amina; di-hidrazida de ácidoadípico; di-hidrazida de ácido oxálico; etileno glicol; 1,4-butano diol; 1,8-octano diol; 1,2-etano-ditiol; 1,4-butano-ditiol; 2,2'-oxitris(etano-tiol); ésteresde di- e tri-mercapto-propionato de poli(oxietileno) dióis e trióis; e misturasdestes.

10. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o dito componente hidrófilo compreende:<formula>formula see original document page 39</formula>em que cada R é, independentemente, um grupo alifáticodivalente, tendo um peso molecular médio de 200 a 600, que compreendegrupos funcionais de éter ou éster, selecionados do grupo consistindo em:-CH2CH2-(OCH2CHr)n-,-CH(CH3)CH2-(OCH(CH3)CH2-)n-,-(CH2)4-(O(CH2)4),!-,-(CH2)mC0-[0(CH2)mC0Jn-; emisturas destes;onde m é um número inteiro de cerca de 2 a 5;η é um número inteiro de cerca de 2 a 15; eM é um cátion selecionado do grupo consistindo em Na, Η, K,Li, um cátion de amônio primário, secundário, terciário ou quaternário e misturas destes.

11. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o dito componente hidrófilo é um composto catiônico tendo aseguinte estrutura:<formula>formula see original document page 40</formula>em que R1 é alquila C1 a C18 ou arila ou aralquila C6 a C18opcionalmente substituída na cadeia e/ou sobre a cadeia por N, O e S e suascombinações;R2 é hidrogênio ou alquila C1 a C18;η é um número inteiro de cerca de 1 a 200; eX é halogênio, sulfato, metossulfato, etossulfato, acetato,carbonato ou fosfato.

12. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o dito filme apresenta propriedades de auto-aderência quandorevestido e secado em uma película de cerca de 0,025 milímetro de espessura.

13. Método de uso de um artigo cosmético, caracterizado pelofato de que compreende:(a) fornecer um artigo cosmético contendo uma composiçãocosmética, cuja composição cosmética contém em uma forma dispensáveluma dispersão aquosa e um produto de reação de:(i) pelo menos um pré-polímero de poliuretano-uréiaterminado em isocianato derivado da reação de pelo menos um poli-isocianato, e pelo menos um poliol,(ii) pelo menos um extensor de cadeia polifuncional;(iii) pelo menos um componente contendo silila tendo afórmula (R4O)3SiR5Z, em que R4 é um radical de alquila inferior de um aquatro átomos de carbono, ou acila inferior de 2 a 5 átomos de carbono; R5 éo radical de ligação orgânico divalente de 2 a 20 átomos de carbono,selecionado do grupo consistindo em um radical de hidrocarbila divalentelivre de insaturação olefínica e livre de grupos reativos de isocianato, umradical de mono- ou poli-oxa-alquileno de polióxi-alquileno divalentecontendo não mais do que um oxigênio de éter por dois átomos de carbono,ou um radical de hidrocarbil-amino divalente; e Z é -OH, -N(C2I^OH)2, -NCO ou epóxido; e(iv) pelo menos um componente hidrófilo compreendendo pelomenos um dentre um grupo iônico, uma parte capaz de formar um grupoiônico, e um grupo solúvel em água não-iônico;(b) aplicar o dito artigo cosmético à pele de uma pessoa ou àsunhas; e(c) formar um filme.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o dito poli-isocianato é um di-isocianato.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o dito poliol é um diol.

16. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o dito poliol tem um peso molecular médio numérico entrecerca de 200 e 5.000.

17. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o dito extensor de cadeia polifuncional é selecionado dogrupo consistindo em água; etileno-diamina; 1,6-diamino-hexano; piperazina;tris(2-amino-etil) amina; poliéteres terminados em amina; di-hidrazida deácido adípico; di-hidrazida de ácido oxálico; etileno glicol; 1,4-butano diol;- 1,8-octano diol; 1,2-etano-ditiol; 1,4-butano-ditiol; 2,2'-oxitris(etano-tiol);ésteres de di- e tri-mercapto-propionato de poli(oxietileno) dióis e trióis; emisturas destes.

18. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o dito componente hidrófilo compreende: <formula>formula see original document page 42</formula> em que cada R3 é, independentemente, um grupo alifáticodivalente, tendo um peso molecular médio de 200 a 600, que compreendegrupos funcionais de éter ou éster, selecionados do grupo consistindo em:-CH2CH2-(OCH2CH2-)n-,-CH(CH3)CH2-(OCH(CH3)CH2-)n-,-(CH2)4-(0(CH2)4)n-,-(CH2)mC0-[O(CH2)mC0]n-; emisturas destes;onde m é um número inteiro de cerca de 2 a 5;n é um número inteiro de cerca de 2 a 15; eM é um cátion selecionado do grupo consistindo em Na, Η, K,Li, um cátion de amônio primário, secundário, terciário ou quaternário emisturas destes.