CN107205916A - 包含交联的有机硅聚合物网络的个人护理组合物和其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及个人护理组合物,其包含通过包含硅氢化有效的不饱和部分、甲硅烷基氢化物部分和离子自由基的有机硅聚合物的聚合形成的离子改性的交联的有机硅网络。
Description
技术领域
本发明涉及在个人护理组合物中的与亲水组分和固体粒子具有相容性(compatibility)益处的有机硅聚合物、特别是交联的有机硅聚合物,和所获得的个人护理施用品(applications)。
背景技术
个人护理行业在能够交付基于多种组分的混合物的多性能产品方面蓬勃发展,其中各组分在最终制剂中具有重要的或期望的性能特性。一种期望的特性是在制剂中提供丝柔(丝滑)的初始感觉的能力。
有机硅共聚物凝胶在个人护理行业中由于其很多用途(包括在皮肤护理施用品中的用途)而闻名。然而,这些凝胶经常无法提供期望程度的抗洗掉性、颜料分散性和抗白性(防白性,anti-whitening property)。
另外,这样的有机硅共聚物凝胶通常一直通过在复合制剂中生成交联的硅氧烷聚合物而制造,其限制可掺杂到聚合结构中以产生另外的性能优点的期望的有机官能基团的范围。
发明内容
本发明涉及个人护理组合物,其包括在个人护理组合物的油相中的离子改性的交联的有机硅网络凝胶。用于制造交联的有机硅网络凝胶的离子改性的交联的有机硅网络选自由包含至少两个Si-H基团的氢化物-官能的有机硅和包含至少两个Si-烯烃基团的烯烃在贵金属催化剂和任选的溶剂的存在下进行硅氢化而形成的交联聚合物,且其中所述氢化物-官能的有机硅、所述烯烃或所述硅氢化中性溶剂的一种或多种包含离子自由基部分。
在本文的一种实施方式中,提供了包括油相的个人护理组合物,其中所述油相包含离子改性的交联的有机硅网络凝胶。
在本文的另一种实施方式中,提供个人护理组合物的制备方法,所述个人护理组合物包括油相,其中所述方法包括向个人护理组合物的油相加入离子改性的交联的有机硅网络凝胶,其中离子改性的交联的有机硅网络凝胶通过如下方法制成:
使如下物质进行反应以形成离子改性的交联的有机硅网络:
i)至少一种拥有至少两个Si-H残基的有机硅氢化物(硅烷,siliconehydride),
ii)至少一种具有两个或更多个Si-不饱和自由基的交联剂,
iii)有效量的对于促进(a)和b之间的加成固化反应合适的贵金属催化剂,和
iv)任选的适于使所述交联聚合物溶胀的溶剂;
受到如下限制:(i)、(ii)或(iv)的至少一种选自通式(I)的离子改性的有机硅:
M1 a M2 b M3 cD1 d D2 e D3 fT1 g T2 h T3 i Qj (I)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M3=R7R8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D3=R14R15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T3=R18SiO3/2
Q=SiO4/2
其中R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15、R16为包含1-约60个碳原子、特别地1-约20个碳原子和更特别地1-约8个碳原子的脂族、芳族或含氟的一价烃自由基;
其中R4、R12、R17为拥有离子对的一价或多价自由基,
其中R7、R14和R18独立地选自氢、-OR20和不饱和一价自由基,其中各R20独立地选自氢和1-约60个碳原子的一价烃自由基,
其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j为零或正数,受到如下限制:a+b+c+d+e+f+g+h+i+j之和大于或等于2且小于或等于6000,和b+e+h大于0;以及
将所述交联的离子有机硅网络在反应步骤期间和/或之后用至少溶剂(iv)剪切以形成交联的离子有机硅网络凝胶。
附图说明
图1为实施例1和对比例2的凝胶与二氧化钛、氮化硼和纳米粘土的共混物的一系列显微图像。
图2为由实施例1和对比例2的凝胶制备的防晒摩丝制剂的施用到前臂的内侧上的照片。
图3为显示在实施例1和对比例2的凝胶制成的液体粉底之间的在颜料的分散性和颜色方面的差异的照片。
具体实施方式
本发明人已经意想不到地发现了这样的个人护理组合物,其在该个人护理组合物的油相中包含离子改性的交联的有机硅网络凝胶,其网络通过氢化物(氢,hydride)-官能的有机硅和烯烃或甲硅烷基-烯烃基团(group)在硅氢化中性溶剂和贵金属催化剂的存在下进行硅氢化而形成,其中氢化物-官能的有机硅、烯烃或甲硅烷基-烯烃基团或者硅氢化中性溶剂的一种或多种包含离子自由基部分,和任选地其中所述离子改性的交联的有机硅网络不存在聚醚部分和/或聚醚交联,和其中个人护理组合物可提供良好的感官益处例如丝柔的感觉,同时还提供期望程度的抗洗掉性、颜料分散性和抗白性。
如本文使用的,表述“离子改性的交联的有机硅网络组合物”可包括氢化物-官能的有机硅和烯烃或甲硅烷基-烯烃基团在所述溶剂的任选存在下且在贵金属催化剂的存在下进行反应的产物,并且与表述“离子改性的有机硅交联聚合物”可互换地使用。
在此应理解,“离子改性的交联的有机硅网络凝胶”可包括在形成离子改性的交联的有机硅网络期间和/或之后在至少溶剂(iv)的存在下已经进行剪切的离子改性的交联的有机硅网络。
在此应理解,离子改性的交联的有机硅网络的形成可通过(a)包含两个或更多个甲硅烷基-氢化物基团(Si-H基团)的有机硅氢化物,(b)烯烃或包含甲硅烷基-烯烃基团的有机硅(其包含至少两个甲硅烷基-烯烃基团),(c)包含至少一个、更特别地至少两个甲硅烷基-氢化物基团和至少一个、更特别地至少两个甲硅烷基-烯烃基团两者的有机硅,(d)任选地包含离子基团的溶剂,和(e)催化剂的反应而提供,其中(a)、(b)、(c)和任选的(d)的任意一种或多种包含离子基团,如本文所述的。
除了在工作实施例中以外或在另外声明的情况下,在说明书和权利要求中陈述的表示材料的量、反应条件、时间持续期、材料的定量性质等的所有数字应理解为在所有情形中通过措辞“约”进行修饰,而不管在该表述中是否使用了措辞“约”。
应理解,本文所述及的任何数值范围包括在该范围内的所有子范围和该范围或子范围的各端点的任何组合,如其在实施例中或在说明书中的其它地方被描述一样。
在此还应理解,本发明的组分的任一种当通过在说明书的实施例部分中详细说明的任何特定上位概念或下位概念进行描述时可在一种实施方式中用于限定在说明书的其它地方描述的关于该组分的范围的任何端点的替代性相应定义,且因此,在一非限制性实施方式中,用于取代其它地方描述的这种范围端点。
还应理解,在说明书中明确地或隐含地公开和/或在权利要求中述及的属于一组在结构、组成和/或功能上相关的化合物、材料或物质的任何化合物、材料或物质包括所述组的单个代表和其所有组合。
提到在刚好在按照本公开首次接触、原位形成、与一种或多种其它物质、组分或成分共混或混合之前的时刻存在的物质、组分或成分。作为反应产物确认的物质、组分或成分、所得的混合物等在假如按照本公开在运用常识和相关领域的技术人员(例如化学工作者)的普通技能的情况下进行的接触、原位形成、共混或混合操作过程期间通过化学反应或转变可获取身份、性质或特征。化学反应物或起始材料转变为化学产物或最终材料是独立于其所发生的速度的持续展开的过程。相应地,当这样的转变过程在进行中时,可存在起始材料和最终材料以及如下的中间体物种的混合物:该中间体物种取决于其动力学寿命可易于或难于通过对于本领域技术人员已知的现有分析技术进行检测。
在说明书或其权利要求书中由化学名称或式提及的反应物和组分,不管以单数或复数提及均可确认为它们在与通过化学名称或化学类型提及的另一种物质(例如另一种反应物或溶剂)相接触之前存在。在所得的混合物、溶液或反应介质中进行的预先和/或过渡的化学变化、转变或反应,如果有的话,可确认为中间体物种、母料等,并且可具有区别于反应产物或最终材料的效用的效用。其它后续的变化、转变或反应可由将规定的反应物和/或组分在根据本公开主张的条件下聚集在一起而导致。在这些其它后续变化、转变或反应中,待聚集在一起的反应物、成分或组分可确认或表明反应产物或最终材料。
在描述本发明的产物作为初始材料的反应产物中,提到了所述及的初始物种,并且应指出可向初始的合成前体的混合物加入另外材料。这些另外材料可为反应性或非反应性的。本发明的限定特征在于,反应产物由至少所列出的公开组分的反应获得。可向反应混合物加入非反应性组分作为稀释剂或赋予和作为反应产物制备的组合物的性质无关的另外性质。因此,例如,粒子固体例如颜料在反应之前、期间或之后可分散到反应混合物以产生另外包括非反应性组分例如颜料的反应产物组合物。还可加入另外的反应性组分;这样的组分可与初始反应物反应或它们可与反应产物反应;短语“反应产物”意图包括那些可能性以及包括非反应性组分的加入。
在本文的一非限制性实施方式中,交联的离子有机硅网络可不具有聚醚部分和/或聚醚交联。更具体地,交联的离子有机硅网络可不具有选自乙交酯、丙交酯、丁内酯和己内酯(caprolactide)的一个或多个部分。在本文的又一非限制性实施方式中,交联的离子有机硅网络可不具有丙烯酸酯和/或烯属官能团。在又一非限制性实施方式中,交联的离子有机硅网络不具有烯属交联和氢化物交联。
在此应理解,表述“油相”应该意指个人护理组合物的包含一种实质上不溶于水的组分、任选地多种实质上不溶于水的组分的那部分。这里,实质上不溶于水意指所述组分单独地或者作为混合物在水中的溶解度小于10g/100g水、优选地小于1g/100g水、特别优选地小于0.1g/100g水,其在20℃和环境大气的压力即900-1100hPa下测量的。在根据本发明的个人护理组合物的油相的情形中,所述油相在20℃和10秒-1的剪切梯度下测量的粘度为0.1-1,000,000mPas、优选地0.1-500,000mPas、特别优选地0.2-100,000mPas。在根据本发明的乳液的情形中,所述油相可优选地包含多种组分。单个组分可为在20℃下为液体的物质和固体两者,单个组分的总混合物具有上述粘度。优选地但是非必须地,多种组分的油相为真溶液,即其中没有另外的相界面出现的均匀相。
除了水之外,“水相”(其是个人护理组合物中存在的两相的另一相)还可包含另外组分,例如,优选地,酸、碱、盐、水溶性有机化合物(例如醇、羧酸及其衍生物)、胺或其它有机化合物、聚合或低聚化合物(例如多元醇或多胺或聚酰胺胺(polyamidoamine))、复杂的水溶性有机化合物例如化妆品活性物质、染料、有机元素化合物例如水溶性有机硅化合物或水溶性过渡金属化合物。任选地,水相可包含能用水润湿的粒子例如颜料、填料或流变添加剂。
本文使用的表述“剪切”理解成意指可进一步加工有机硅组合物以调节该组合物的粘度和感官感觉。这可例如通过使所述组合物经历中到高剪切力实现。高剪切可使用例如Sonolator设备、Gaulin匀化器或微射流器(Micro Fluidizer)装置和本领域已知的其它方法施加。任选地,可在所述剪切之前向所述个人护理组合物加入一种或多种流体。
在此应理解,交联的离子有机硅网络凝胶在静止时表现出固态凝胶材料的性质。本发明的凝胶表现出高的稳定性和抗脱水收缩性(syneresis resistance),即所述组合物几乎不表现出或不表现出流体从组合物流出的倾向并且赋予在油相中包括凝胶作为组分的个人护理组合物高的稳定性和抗脱水收缩性。高的稳定性和抗脱水收缩性在所述个人护理组合物和包含该组合物的个人护理施用品的长期老化下持续存在。然而,通过使所述有机硅组合物经历剪切力、例如通过将所述组合物在人的手指之间揉搓可使流体从网络中释放出来,从而提供所述个人护理组合物的流体组分改善的感官感觉特性。
在本文的一种实施方式中,个人护理组合物包括油相,个人护理组合物通过向个人护理组合物的油相加入离子改性的交联的有机硅网络凝胶而制成。离子改性的交联的有机硅网络凝胶通过剪切离子改性的交联的有机硅网络而制成。在一种实施方式中,离子改性的交联的有机硅网络包括本文描述的(i)、(ii)、(iii)和(iv)的反应产物,其中(i)、(ii)和(iv)的至少一种为具有通式(I)的离子改性的有机硅:
M1 a M2 b M3 cD1 d D2 e D3 fT1 g T2 h T3 i Qj (I)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M3=R7R8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D3=R14R15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T3=R18SiO3/2
Q=SiO4/2
其中R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15、R16为包含1-约60个碳原子、特别地1-约20个碳原子和更特别地1-约8个碳原子的脂族、芳族或含氟的一价烃自由基,且在一些实施方式中,前述范围可具有2或3个碳原子的下限;
其中R4、R12、R17为拥有离子基团的一价或多价自由基;
其中R7、R14和R18独立地选自氢、-OR20或不饱和一价烃自由基,其中不饱和一价烃自由基包含2-约60个碳原子、更特别地2-约20个碳原子、最特别地2-约8个碳原子,和其中各R20独立地选自氢和1-约60个碳原子、更特别地1-约20个碳原子、最特别地1-约8个碳原子的一价烃自由基,且在一些实施方式中,前述范围可具有2或3个碳原子的下限;
其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j为零或正数,受到如下限制:a+b+c+d+e+f+g+h+i+j之和大于或等于2且小于或等于6000、特别地a+b+c+d+e+f+g+h+i+j大于或等于2且小于或等于4000、更特别地a+b+c+d+e+f+g+h+i+j小于或等于2000,并且在一些实施方式中,前述范围可具有3、4、5、10、12、18、20、30和50以及100、200、300和500的任一个的下限,
b+e+h大于0、更特别地b+e+h大于1、甚至更特别地b+e+h大于2、和还甚至更特别地b+e+h为1-约100、进一步更特别地1-约50、最特别地1-约10,其中对于b+e+h的所述范围在一些实施方式中具有2、3、4、5、10、50或100的任一个的下端点。
在更具体的实施方式中,包括式(I)的离子改性的有机硅的离子改性的交联的有机硅网络是这样的:一价离子自由基R4、R12、R17选自式(II):
–A-Ix-Mn y+; (II)
其中A为间隔基团,选自各自包含1-约60个碳原子的、更特别地1-约20个碳原子、最特别地1-约8个碳原子的二价的烃和烃氧化(hydrocarbonoxy)基团,并且在一些实施方式中,前述范围可具有2或3个碳原子的下限,其中烃氧基团包含至少一个氧杂原子,
其中上标x和y为正整数,例如其中x和y独立地为1-6、更特别地1-约3,条件是:x为n和y的乘积,并且各下标n独立地具有1-6、更特别地约1-约3的值,
其中I为离子基团,例如磺酸根–SO3-、硫酸根–OSO3 -、羧酸根–COO-、膦酸根–PO3 2-和磷酸根–OPO3 2-基团,更特别地磺酸根–SO3-,其中M为氢或独立地选自碱金属、碱土金属、稀土金属、过渡金属、金属、金属络合物、季铵、聚合物阳离子和基团的阳离子。
在另一更具体的实施方式中,离子改性的交联的有机硅网络包括式(I)的离子改性的有机硅,其中一价自由基R4、R12、R17选自具有如下式(III)的两性离子:
-R'-NR"2 +-R"'-I (III)
其中R'为包含1-约60个碳原子、特别地1-约20个碳原子和更特别地1-约8个碳原子的二价烃自由基,并且在一些实施方式中,前述范围可具有2或3个碳原子的下限,其中R"为包含1-约60个碳原子、特别地1-约20个碳原子和更特别地1-约8个碳原子且任选的硫原子、氮原子、氧原子的一个或多个的一价烃自由基,并且在一些实施方式中,前述范围可具有2或3个碳原子的下限,
其中R"'为包含2-约20个碳原子、特别地2-约8个碳原子和更特别地2-约4个碳原子的二价烃自由基;且,I为离子基团,例如磺酸根–SO3-、硫酸根–OSO3 -、羧酸根–COO-、膦酸根–PO3 2-基团和磷酸根–OPO3 2-基团。
在本文的一种更具体的实施方式中,提供了在个人护理组合物的油相中包含离子改性的交联的有机硅网络凝胶的个人护理组合物,其中交联的网络凝胶的所述交联网络通过如下物质的反应制成:
(i)具有两个或更多个氢化物残基的有机硅氢化物,
(ii)至少一种具有两个或更多个不饱和自由基的烯属化合物(有机硅类或非有机硅类),
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)任选的用于使所述离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂;受到如下限制:至少(i)、(ii)或(iv)包括通式(I)的离子改性的有机硅。
在更具体的实施方式中,所述离子改性的交联的有机硅网络通过如下物质的反应制成:
(i)拥有至少两个Si-H残基且具有通式(IV)的离子改性的有机硅氢化物:
M1 a M2 b M’cD1 d D2 e D’fT1 g T2 h T’i Qj (IV)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M’=RHR8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D‘=RHR15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T’=RHSiO3/2
Q=SiO4/2
其中RH为氢原子;
其中R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15和R16是如以上所定义的;
其中R4、R12、R17各自独立地为拥有离子对的一价或多价自由基,
其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j是如以上所定义的,并且b+e+h大于0且是如以上所定义的,并且c+f+i>1、更特别地c+f+i≥2、并且在一些实施方式中c+f+i为约2-约250、更特别地约2-约100、和最特别地约2-约25,其中所述的范围c+f+i可具有3、4、5、10、50或100的任一个的下端点;
(ii)至少一种具有两个或更多个不饱和自由基、更特别地3、4、5、10、50或100的任一个到约250个不饱和自由基的烯属化合物;
(iii)有效量的贵金属催化剂;和,
(iv)任选的用于使所述离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂。
在另一更具体的实施方式中,离子改性的交联的有机硅网络通过如下物质的反应制成:
(i)拥有至少两个Si-H残基、更特别地3、4、5、10、50或100的任一个的氢化物基团到约250个Si-H残基的有机硅氢化物:
(ii)至少一种包含两个或更多个不饱和自由基的烯属化合物,该烯属化合物包含至少一种具有通式(V)的离子改性的烯属有机硅:
M1 a’M2 b’M3 c’D1 d’D2 e’D3 f’T1 g’T2 h’T3 i’Qj’ (V)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M3=ROR8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D3=ROR15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T3=ROSiO3/2
Q=SiO4/2
其中各RO独立地选自包含2-约20个碳原子、更特别地约2-约12个碳原子和最特别地约2-约8个碳原子的烯属自由基,例如非限制性实例的乙烯基、烯丙基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基;和2-约20个碳原子的包含炔烃残基的一价自由基,
其中R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15和R16是如以上所定义的;
其中R4、R12、R17是如以上所定义的;
其中下标a’、b’、c’、d’、e’、f’、g’、h’、i’和j’为零或正数,其受到如下限制:a’+b’+c’+d’+e’+f’+g’+h’+i’+j’之和大于或等于2且小于或等于6000,特别地a’+b’+c’+d’+e’+f’+g’+h’+i’+j’大于或等于2且小于或等于4000,更特别地a’+b’+c’+d’+e’+f’+g’+h’+i’+j’小于或等于2000,并且在一些实施方式中,前述范围可具有3,4,5,10,12,18,20,30和50以及100,200,300和500的任一个的下限,且
b’+e’+h’大于0,更特别地b’+e’+h’大于1,甚至更特别地b’+e’+h’大于2,且还甚至更特别地b’+e’+h’为1-约100、还更特别地为1-约50、和最特别地为1-约25,其中对于b+e+h的所述范围在一些实施方式中可具有2、3、4、5、10、50或100的任一个的下端点,且
c’+f’+i’>1,更特别地c’+f’+i’≥2,且在一些实施方式中,c’+f’+i’为约2-约500、更特别地为约2-约100、和最特别地为约2-约20,其中所述的c’+f’+i’的范围可具有3、4、5、10、50或100的任一个的下端点;
(iii)有效量的贵金属催化剂;和,
(iv)任选的用于使离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂。
在又一更具体的实施方式中,所述离子改性的交联的有机硅网络通过如下物质的反应制成:
(i)具有至少两个Si-H残基、更特别地3、4、5、10、50或100的任一个Si-H残基到约250个Si-H残基的有机硅氢化物;
(ii)至少一种具有至少两个或更多个不饱和自由基、更特别地3、4、5、10、50或100的任一个到约250个不饱和自由基的烯属化合物;
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)用于使离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂,其包括具有通式(VI)的离子改性的有机硅共聚物:
M7 αM8 βD7 χD8 δT7 εT8 фQγ (VI)
其中:
M7=R1R2R3SiO1/2
M8=R4R5RISiO1/2
D7=R6R7SiO2/2
D8=R8RISiO2/2
T7=R9SiO3/2
T8=RISiO3/2
Q=SiO4/2,
和其中,自由基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9独立地选自具有1-60个碳原子、更特别地1-30个碳原子、甚至更特别地1-12个碳原子和最特别地1-8个碳原子且任选地各自包含至少一个杂原子例如O、N、S和卤素的脂族或芳族一价烃自由基,且在一些实施方式中,前述范围可具有2或3个碳原子的下限,
各RI为离子对,
且下标α、β、χ、δ、ε、ф和γ为零或正数,受到如下限制:2≤α+β+χ+δ+ε+ф+γ≤6000、更特别地2≤α+β+χ+δ+ε+ф+γ≤4000、最特别地2≤α+β+χ+δ+ε+ф+γ≤2000,并且前述范围可具有3、4、5、10、12、18、20、30和50以及100、200、300和500的任一个的下限;和,
β+δ+ф>0,更特别地β+δ+ф为1-约100,且更特别地β+δ+ф为1-约50,和最特别地β+δ+ф为1-约25,其中所述β+δ+ф的范围在一些实施方式中可具有2、3、4、5、10、50或100的任一个的上限。
在此应理解,可相应地变更本文描述的实施方式的任一个使得离子改性的交联的有机硅网络和包括其的个人护理组合物可通过以下的任意反应物(以及不是反应物但是在离子改性的交联的有机硅网络组合物的反应产物内以物理方式被夹带(entrain)的溶剂)的组合而形成(且包括):
离子甲硅烷基-氢化物有机硅与非离子烯属化合物(有机硅类或非有机硅类)和非离子溶剂;
非离子甲硅烷基-氢化物有机硅与离子烯属化合物(有机硅类或非有机硅类)和非离子溶剂;
离子甲硅烷基-氢化物有机硅与离子烯属化合物(有机硅类或非有机硅类)和非离子溶剂;
非离子甲硅烷基-氢化物有机硅与非离子烯属化合物(有机硅类或非有机硅类)和离子溶剂;
离子甲硅烷基-氢化物有机硅与非离子烯属化合物(有机硅类或非有机硅类)和离子溶剂;
非离子甲硅烷基-氢化物有机硅与离子烯属化合物(有机硅类或非有机硅类)和离子溶剂;
离子甲硅烷基-氢化物有机硅与离子烯属化合物(有机硅类或非有机硅类)和离子溶剂;
离子官能、甲硅烷基-氢化物官能且甲硅烷基-烯烃官能的化合物与非离子溶剂;和,
离子官能、甲硅烷基-氢化物官能且甲硅烷基-烯烃官能的化合物与离子溶剂。
氢化物-官能的有机硅
在本文的一种实施方式中,至少一种氢化物-官能的有机硅具有通式(IV):
M1 a M2 b M’cD1 d D2 e D’fT1 g T2 h T’i Qj (IV)
其是如上定义和在本文描述的。
正如本文使用的,专有名词“烃自由基”包括无环烃自由基、脂环族烃自由基和芳族烃自由基。
正如本文关于烃自由基使用的,术语“一价”意指自由基能够每个自由基形成一个共价键,术语“二价”意指自由基能够每个自由基形成两个共价键,且术语“三价”意指自由基能够每个自由基形成三个共价键。通常,一价自由基可描绘(表示)成已经由饱和烃化合物通过从该化合物在概念上(conceptual)除去一个氢原子而得到,二价自由基可描绘成已经由饱和烃化合物通过从该化合物在概念上除去两个氢原子而得到,且三价自由基可描绘成已经由饱和烃化合物通过从该化合物在概念上除去三个氢原子而得到。例如,乙基自由基即-CH2CH3自由基为一价自由基;二亚甲基自由基即-(CH2)2-自由基为二价自由基,和乙烷三基自由基即自由基为三价的自由基,其各自可描绘成已经通过从饱和烃乙烷在概念上除去一个或多个氢原子而得到。
如本文使用的,专有名词“无环烃自由基”意指这样的直链或支链烃自由基:其优选地每个自由基包含1-60个碳原子、可为饱和的或不饱和的、且任选地可用一种或多种原子或官能团例如羧基、氰基、羟基、卤素和氧取代或中断。只要这些官能团不妨碍环氧化物或环氧乙烷部分的阳离子固化机制,合适的一价无环烃自由基可包括例如烷基、烯基、炔基、羟烷基、氰基烷基、羧烷基、烷氧基、氧杂烷基、烷基羰基氧杂亚烷基(alkylcarbonyloxaalkylene),羧酰胺(carboxamide)和卤代烷基,例如甲基、乙基、仲丁基、叔丁基、辛基、癸基、十二烷基、鲸蜡基、硬脂基、乙烯基、丙烯基、丁炔基、羟丙基、氰基乙基、丁氧基、2,5,8-三氧杂癸基、羧甲基、氯甲基和3,3,3-氟丙基。
合适的二价无环烃自由基包括例如,线性或支化的亚烷基自由基例如亚甲基、二亚甲基、三亚甲基、十亚甲基、乙基亚乙基、2-甲基三亚甲基、2,2-二甲基三亚甲基,和线性或支化的氧亚烷基自由基例如亚甲基氧亚丙基。
合适的三价无环烃自由基包括例如,烷烃三基自由基例如1,1,2-乙烷三基、1,2,4-丁烷三基、1,2,8-辛烷三基、1,2,4-环己烷三基,和氧杂烷烃三基自由基例如1,2,6-三基-4-氧杂己烷。
正如本文使用的,术语“烷基”意指饱和的直链或支链一价烃自由基。在优选的实施方式中,一价烷基基团选自每个基团包含1-60个碳的线性或支化的烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、癸基、十二烷基。
正如本文使用的,术语“烯基”意指优选地每个自由基包含2-10个碳原子的直链或支链的一价的末端不饱和的烃自由基,例如乙烯基、2-丙烯基、3-丁烯基、5-己烯基、7-辛烯基和乙烯基苯基。
如本文使用的,专有名词“脂环族烃自由基”意指包含一个或多个饱和烃环的自由基,特别地每个环包含4-12个碳原子,每个所述自由基可任选地被一个或多个烷基自由基(各自优选地每个烷基自由基包含2-6个碳原子)、卤素自由基或其它官能团在所述环的一个或多个上取代,且所述环在包含两个或更多个环的一价脂环族烃自由基的情形中可为稠合环。合适的一价脂环族烃自由基包括例如,环己基和环辛基。合适的二价烃自由基包括饱和或不饱和的二价单环烃自由基,例如1,4-亚环己基。合适的三价脂环族烃自由基包括例如环烷烃三基自由基,例如1-二亚甲基-2,4-亚环己基、1-甲基亚乙基-3-甲基-3,4-亚环己基。
如本文使用的,专有名词“芳族烃自由基”意指每个自由基包含一个或多个芳族环的烃自由基,其可任选地在芳族环上被一个或多个烷基自由基(其各自优选地每个烷基自由基包含2-6个碳原子)、卤素自由基或其它官能团所取代,并且其在包含两个或更多个环的一价芳族烃自由基的情形中可为稠合环。合适的一价芳族烃自由基包括例如,苯基、甲苯基、2,4,6-三甲基苯基、1,2-异丙基甲基苯基、1-并环戊二烯基、萘基、蒽基、丁子香酚(eugenol)和烯丙基苯酚以及芳烷基自由基例如2-苯基乙基。合适的二价芳族烃自由基包括例如二价单环芳烃,例如1,2-亚苯基、1,4-亚苯基、4-甲基-1,2-亚苯基、苯基亚甲基。合适的三价芳族烃自由基包括例如三价的单环芳烃,例如1-三亚甲基-3,5-亚苯基。
在本文的一非限制性实施方式中,R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15和R16独立地为如本文描述的,并且任选地其中各自可包含选自氧和卤素的至少一个杂原子。
可在本文使用的烃自由基的一些具体的非限制性实例,例如在用于R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15和R16的可为适宜的烃自由基的非限制性实例中,为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基和叔戊基;己基,例如正己基;庚基,例如正庚基;辛基,例如正辛基和异辛基以及2,2,4-三甲基戊基;壬基,例如正壬基;癸基,例如正癸基;环烷基自由基,例如环戊基、环己基、环庚基自由基和甲基环己基自由基。可为适宜的芳基烃自由基的一些具体的非限制性实例为苯基、萘基;邻-、间-和对-甲苯基,二甲苯基,乙基苯基和苄基。
在本文的一种实施方式中,RI独立地为拥有离子对且具有本文描述的通式(II)的一价烃自由基。
–A-Ix-Mn y+ (II)。
在本文的一具体的实施方式中,A为二价亚芳基,其选自:
-(CH2)lC6H4(CH2)k-,
-CH2CH(CH3)(CH2)kC6H4-和,
-CH2CH(R13*)(CH2)lC6H3R”-
其中R13*为具有一到六十个碳原子、更特别地一到30个碳原子、甚至更特别地1-12个碳原子和最特别地1-6个碳原子的一价烃自由基;
其中l具有0-20、更特别地1-10的值,且k具有0-20、特别地0-10的值。
在本文的另一具体实施方式中,A为式-(CHR14*)m-的二价亚烷基基团,其中m具有1-20、特别地1-约10的值,且R14*为氢或具有一到六十个碳原子、更特别地一个到30个碳原子、甚至更特别地1-12个碳原子和最特别地1-6个碳原子的一价烃自由基。
在本文的又一实施方式中,A选自-CH2CH2CH2-,-CH2CH(CH3)-,-CH2CH(CH3)CH2-和-CH2CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2-。
在本文的又一实施方式中,A为如下式:
-(CHR20)m-O-(CH(R20)(CH2)-O)m’-X-
其中m具有2-50、更特别地2-约10的值,且m’具有1-50、更特别地1-约25的值,且R20为氢或具有一到六十个碳原子、更特别地一个到30个碳原子、甚至更特别地1-12个碳原子和最特别地1-6个碳原子的一价烃自由基,且X是空缺或任选地包含至少一个杂原子例如非限制性实例O、N、S或卤素的二价烃自由基。
在本文的一种实施方式中,M可为阳离子,其独立地选自Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba、Zn、Cu、Fe、Ni、Ga、Al、Mn、Cr、Ag、Au、Pt、Pd、Pb、Sb、Ru、Sn和Rh的一价和多价形态,例如限制性实例Mn+2和Mn+3。
在本文的一非限制性实施方式中,M可特别地为选自Na、K、Mg、Ca、Zn、Cu、Fe、Ni、Co和Al的一价和多价形态的阳离子。
在本文的另一具体的非限制性实施方式中,化学计量的下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、a’、b’、c’、d’、e’、f’、g’、h’、i’、j’和α、β、χ、δ、ε、ф、γ(如本文描述的)为零或正数,受到如下限制:2≥a+b+c+d+e+f+g+h+i+j≤4000,2≥a’+b’+c’+d’+e’+f’+g’+h’+i’+j’≤4000且2≤α+β+χ+δ+ε+ф+γ≤4000;和更特别地,2≥a+b+c+d+e+f+g+h+i+j≤2000,2≥a’+b’+c’+d’+e’+f’+g’+h’+i’+j’≤2000且2≤α+β+χ+δ+ε+ф+γ≤2000。在本文的一具体实施方式中,这些值前述化学计量的下标范围还可具有3、4、5、10、12、18、20、30和50以及100、200、300和500的任一个的下端点值。
在本文的一项具体的非限制性实施方式中,下标b、e、h和b’、e’、h’为零或正数,受到如下限制:b+e+h>0且b’+e’+h’>0、更特别地b+e+h>1且b’+e’+h’>1、和甚至更特别地b+e+h>2且b’+e’+h’>2。
在本文的另一具体的非限制性实施方式中,下标b、e、h和b’、e’、h’为零或正数,受到如下限制:b+e+h>0或b’+e’+h’>0、更特别地b+e+h>1或b’+e’+h’>1、和甚至更特别地b+e+h>2或b’+e’+h’>2。
在本文的又一具体的非限制性实施方式中,下标b、e、h、b’、e’、h’以及β、δ和ф为零或正数,受到如下限制:b+e+h+b’+e’+h’=0且β+δ+ф>0、更特别地b+e+h+b’+e’+h’=0且β+δ+ф>1、和最特别地b+e+h+b’+e’+h’=0且β+δ+ф>2。
在此应理解,将说明书分割成多个部分例如硅-氢化物、烯烃、溶剂、催化剂、个人护理组合物和其方法只是为了方便读者,并且无论如何不是对于在各自段落中提供的描述性支持(证据)予以限制,且这样的描述性支持等同地且可互换地应用到说明书的所有部分。因此,这里要理解,对于一个段落本文定义的各R定义、下标值和其它变量,例如,对于与烯烃、溶剂和催化剂以及本文的方法实施方式相关的描述段落,硅-氢化物可具有相同的定义,且此外,在本文描述的组合物或方法实施方式的其它地方以任何其它方式描述了这些变量,反之亦然。
烯烃
在本文的一种实施方式中,至少一种具有两个或更多个不饱和自由基的烯属化合物或包含至少两个甲硅烷基-烯烃基团的含甲硅烷基-烯烃基团的有机硅选自非有机硅烯烃和有机改性的有机硅烯烃的至少一种,其中所述有机改性的有机硅烯烃具有如本文描述的通式结构(V)。
在另一更具体的实施方式中,至少一种烯烃可包括非有机硅烯烃例如非限制性实例α,ω-二烯和本文描述的通式结构(V)的有机改性的有机硅烯烃的组合:
M1 a’M2 b’M3 c’D1 d’D2 e’D3 f’T1 g’T2 h’T3 i’Qj’ (V)
在本文的一种实施方式中,α,ω-二烯的一些非限制性实例包括丁二烯、己二烯、辛二烯、降冰片烯、亚乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、降冰片二烯和双环戊二烯及其组合。
在又一更具体的实施方式中,至少一种烯烃包括至少一种多官能的烯烃和单官能的烯烃的共混物。
在本文的另一更具体的实施方式中,RO为具有结构(VII)的一价烯烃自由基:
其中R21、R22、R23和R24各自独立地选自氢和包含1-60个碳原子、更特别地1-30个碳原子、甚至更特别地1-12个碳原子、和最特别地1-约6个碳原子的一价烃自由基。
溶剂
在本文的一非限制性实施方式中,如果氢化物-官能的有机硅和烯烃不拥有任何离子基团,则溶剂可包括在离子改性的有机硅交联聚合物中存在的离子部分。
在本文的一非限制性实施方式中,溶剂包括具有如本文描述的通式结构(VI)的离子改性的有机硅聚合物:
M7 αM8 βD7 χD8 δT7 εT8фQγ. (VI)
且下标α、β、χ、δ、ε、ф和γ为零或正数,受到如下限制:2≤α+β+χ+δ+ε+ф+γ≤6000;和,β+δ+ф>0。
在本文的另一实施方式中,可适于使用的溶剂为在室温或在室温附近例如20℃-约50℃且约一个大气压下处于液态的那些化合物或者两种或更多种化合物的混合物,并且包括诸如选自有机硅流体、烃流体、酯、醇、脂肪醇、二醇、有机蜡和有机油的那些的非限制性实例。
在本文的一种实施方式中,溶剂可包括两种或更多种溶剂的共混物。
在又一实施方式中,有机硅流体可选自低粘度有机硅流体和挥发性有机硅流体。
在本文的又一实施方式中,溶剂为选自异癸烷、异十六烷、氢化聚异丁烯、加州希蒙得木(jojoba)、环戊硅氧烷、聚二甲基硅氧烷(二甲硅油,dimethicone)、双苯基丙基聚二甲基硅氧烷、辛基十二烷基新戊酸酯、油酸油烯基酯、油烯基醇和异肉豆寇基醇的至少一种。
在另一种实施方式中,载体溶剂为通式Dr的环状有机硅流体,其中D=R15R16SiO2/2且其中R15和R16为1-6个碳原子的一价烃自由基、更特别地为甲基,且r为3-12、更特别地4-8的整数。特别地,环状有机硅流体可选自六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷。
在一种实施方式中,本发明的溶剂可包括润肤剂配混物。合适的润肤剂配混物包括提供润肤剂性质(即当施用到皮肤时趋于在皮肤的表面上或在皮肤的角质层中保留以充当润滑剂、减少剥落和改善皮肤的外观)的任何流体。润肤剂化合物是常规已知的并且包括例如,烃如异十二烷、异十六烷和氢化聚异丁烯,有机蜡如加州希蒙得木,有机硅流体如环戊硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和双苯基丙基聚二甲基硅氧烷,酯如辛基十二烷基新戊酸酯和油酸油烯基酯,以及脂肪酸和醇如油烯基醇和异肉豆寇基醇。
在本文的一非限制性实施方式中,离子改性的有机硅交联聚合物能通过所述溶剂溶胀。
在本文的另一实施方式中,所述溶剂为选自甘油,山梨糖醇,保湿添加剂的水溶液及其组合的亲水润肤剂。
在一具体的实施方式中,所述溶剂选自硅油、有机油及其组合。
因为可通过改变离子改性的有机硅交联聚合物的组成参数以几乎无限的方式改变本发明的离子改性的有机硅交联聚合物组合物的组成参数,本文的一些组合物既是水可溶胀的又是油可溶胀的,而其它仅是水可溶胀的或油可溶胀的。离子改性的有机硅交联聚合物中存在的交联量可相对于交联聚合物在溶剂中呈现的溶胀度进行表征。在另一实施方式中,离子改性的有机硅交联聚合物的交联结构对于容许离子改性的有机硅交联聚合物从其原始体积溶胀到其原始体积的1.01-5000倍、更优选地2-1000倍和甚至更优选地5-500倍的溶胀体积是有效的。离子改性的有机硅交联聚合物的原始体积例如可通过如下测定:从本发明的个人护理组合物提取或蒸发所有溶剂组分以留下原始体积,即离子改性的有机硅交联聚合物在不存在流体下的体积。
在更具体的实施方式中,本发明的个人护理组合物包括,每100重量份(“pbw”)离子改性的有机硅交联聚合物1pbw-99.9pbw、更优选地70pbw-99.5pbw、和还更优选地85pbw-99pbw的溶剂。
贵金属催化剂
很多类型的贵金属催化剂例如铂催化剂是已知的,并且这样的铂催化剂可用于本发明中的硅氢化反应。当需要光学透明时,优选的铂催化剂是在反应混合物中可溶的那些铂化合物催化剂。铂化合物可选自描述于美国专利No.3,159,601(其通过引用并入这里)中的具有式(PtCl2烯烃)和H(PtCl3烯烃)的那些。可用在本发明的组合物中的另外含铂材料为描述于美国专利No.3,159,662(其通过引用并入这里)中的氯化铂的环丙烷络合物。此外,所述含铂材料可为描述于美国专利No.3,220,972(其通过引用并入这里)中的由氯铂酸与每克铂至多2摩尔的选自醇、醚、醛和以上的混合物的一员形成的络合物。本文中最特别地使用的催化剂描述于Karstedt的美国专利No.3,715,334;3,775,452;和3,814,730中。另外的和本技术相关的背景可在如下文献中找到:J.L.Spier的“Homogeneous Catalysis ofHydrosilation by Transition Metals,in Advances in Organometallic Chemistry,volume 17,第407-447页,F.G.A.Stone和R.West编辑,由the Academic Press(New York,1979)出版。
在一种实施方式中,可在本文使用的贵金属催化剂为例如非限制性实例的铑、钌、钯、锇、铱和铂催化剂及其组合。
在本文的一种实施方式中,铂催化剂以可溶性络合物的形式。
在另一实施方式中,铂催化剂选自氯化铂、氯铂酸、双(乙酰基丙酮酸基(acetonato))铂、(η5-环戊二烯基)三烷基铂及其组合。
本领域技术人员可容易地测定贵金属催化剂的有效量。该催化剂可以非常宽的范围存在,但是正常情况下以0.1-10,000ppm、更特别地1-100ppm范围存在。在本文的一种实施方式中,催化剂的基准量(basis amount)基于离子改性的有机硅交联聚合物的量或是用于制造离子改性的有机硅交联聚合物的各组分的量。
个人护理组合物
在本文的一种实施方式中,本发明的个人护理组合物是自乳化的。
在本文的另一实施方式中,可将本文描述的有机硅网络进一步地在低到高的剪切下处理以调节组合物的粘度和感官感觉并且提供本文描述的有机硅网络凝胶。这可例如通过使所述组合物经历中等到高的剪切力而实现。高剪切可使用例如Sonolator设备、Gaulin匀化器或微射流器施加。任选地,可在剪切之前向有机硅网络组合物加入一种或多种载体溶剂。
在具体的实施方式中,本发明的个人护理组合物是典型地具有乳脂状(creamy)稠度的固体,其中离子改性的有机硅交联聚合物充当用于使所述流体凝胶化以可逆地赋予所述流体固体特性的手段。离子改性的有机硅网络凝胶静止时呈现固态凝胶材料的性质。本发明的离子改性的有机硅网络凝胶呈现高的稳定性和抗脱水收缩性(即该组合物很少呈现或不呈现流体从所述组合物流出的趋势)并且赋予包括离子改性的有机硅交联聚合物作为其中的组分的个人护理组合物的油相高的稳定性和抗脱水收缩性。高的稳定性和抗脱水收缩性在这样的离子改性的有机硅交联聚合物凝胶和包含该离子改性的有机硅网络凝胶的个人护理组合物的油相的长期老化下持续存在。然而,通过使个人护理组合物经历剪切力、例如通过将组合物在人的手指之间揉搓而从离子改性的有机硅交联聚合物凝胶释放出,从而提供交联的有机硅网络材料的流体组分改善的感官感觉特性。
水(或水的等同物例如非水羟基溶剂)、线性或环状的硅氧烷、或亲油性流体(油溶胀剂,油可溶胀的)可用作溶剂,其可起到充当交联的离子有机硅网络的溶胀剂的作用。对于适合用作本发明的个人护理组合物的溶剂组分的亲油性流体为本文中描述的那些。在优选的实施方式中,本发明的组合物的溶剂组分呈现低于约1,000cSt、优选地低于约500cSt、更优选地低于约250cSt和最优选地低于100cSt的在25℃的粘度。
在一优选的实施方式中,交联聚合物为在多种流体组分中不可溶解但是能够被溶剂溶胀的离子改性的有机硅交联聚合物。离子改性的有机硅交联聚合物中存在的交联量可相对于交联聚合物在溶剂中呈现的溶胀度进行表征。
在另一具体的实施方式中,离子改性的有机硅交联聚合物的交联结构对于通过低分子量的有机硅流体例如十甲基环五硅氧烷将交联聚合物从其原始体积溶胀到如上所述的溶胀体积是有效的。
本发明的离子改性的有机硅交联聚合物可按制备时使用或者作为个人护理组合物例如个人护理乳液中的有机硅凝胶组分使用。众所周知,乳液包括至少两个不混溶的相,其一是连续的,且另一个是不连续的。在本文的一种实施方式中,非混溶的相(不混溶的相)可选自水相、非水相和固体粒子。
另外的乳液可为具有不同粘度的液体或固体。另外,乳液的粒度可使得它们成为微乳液,且微乳液当足够小时可为透明的。此外,还可制备乳液的乳液,且这些通常称为多重乳液。这些乳液可为:1)水乳液,其中不连续相包括水并且连续相包括本发明的交联的离子有机硅网络(或其凝胶);2)水乳液,其中不连续相包括本发明的离子改性的有机硅交联聚合物(或其凝胶)并且连续相包括水;3)非水乳液,其中不连续相包括非水羟基溶剂并且连续相包括本发明的离子改性的有机硅交联聚合物(或其凝胶);和4)非水乳液,其中连续相包括非水羟基有机溶剂并且不连续相包括本发明的离子改性的有机硅交联聚合物(或其凝胶)。
在本文的一种实施方式中,离子改性的有机硅交联聚合物可与粒子添加剂相容。在另一更具体的实施方式中,粒子添加剂选自无机粒子、聚合物胶乳和颜料。
正如本文使用的,术语“非水羟基有机化合物”或“非水羟基溶剂”意指含羟基的有机化合物,其示例为醇、二醇、多羟基醇(多元醇)和聚合物二醇和其在室温例如约25℃且约一个大气压下为液体的混合物,并且与术语“溶剂”作为相同组分时可互换地使用。非水有机羟基溶剂选自含羟基的有机化合物,其包括醇、二醇、多羟基醇和聚合物二醇及其在室温例如约25℃且约一个大气压下为液体的混合物。优选地,非水羟基有机溶剂选自乙二醇,乙醇,丙基醇,异丙基醇,丙二醇,一缩二丙二醇,二缩三丙二醇,丁二醇,异丁二醇,甲基丙烷二醇,甘油,山梨糖醇,聚乙二醇,聚丙二醇单烷基醚,聚氧化烯共聚物及其混合物。
一旦达到期望的形式,无论作为有机硅唯一相、包括有机硅相的无水混合物、包含有机硅相的含水混合物、油包水乳液、水包油乳液、或两种非水乳液的任一种或其变体,所得的材料通常为具有良好的感觉特性和高的挥发性硅氧烷的吸收率的高粘度霜(乳脂,cream)。其能够共混到用于毛发护理、皮肤护理等的个人护理制剂中(例如共混到个人护理组合物的油相中)。在本文的一个实施方式中,交联的离子有机硅网络可键合并且缓慢地释放化妆品活性物质。
在一种实施方式中,个人护理组合物可为个人护理施用品,其选自除臭剂,止汗剂,止汗剂/除臭剂,剃须产品,润肤液,保湿液,收敛剂,沐浴产品,清洗产品,毛发护理产品例如香波、调理剂、摩丝、定型凝胶、喷发胶、染发剂、染发产品、漂发剂、烫发产品(waving),毛发拉直剂,修指甲产品例如指甲油、指甲油去除剂、指甲霜和洗剂,表皮柔软剂,保护性乳剂(护肤霜,protective cream)例如防晒霜,驱虫和抗老化产品,彩妆品例如口红、粉底、扑面粉、眼线笔、眼影、腮红、化妆用品(makeup)、睫毛膏,和其中一直按照惯例添加有机硅组分的其它个人护理制剂,以及用于局部施用待施用到皮肤的药用组合物的药物传递***。
在更具体的实施方式中,本发明的个人护理组合物还包括一种或多种个人护理成分。合适的个人护理成分包括例如,润肤剂,保湿液,润湿剂,颜料、包括珠光颜料例如氯氧化铋和二氧化钛包覆的云母,着色剂,香料,杀虫剂,防腐剂,抗氧化剂,抗真菌剂,止汗剂,皮肤角质层剥离剂(exfoliants),激素,酶,医用化合物,维生素,盐,电解质,醇,多元醇,用于紫外辐射的吸收剂,植物提取物,表面活性剂,硅油,有机油,蜡,成膜剂,增稠剂例如热解沉积二氧化硅或水合二氧化硅,粒子填料例如滑石、高岭土、淀粉、改性淀粉、云母、尼龙、粘土例如膨润土和有机改性的粘土。
合适的个人护理组合物通过以本领域已知的方式进行组合、例如通过将以上组分的一种或多种和离子改性的有机硅交联聚合物(或其凝胶)混合而制成。
合适的个人护理组合物可为单相的形式,或者乳液、包括其中有机硅相可为不连续相或连续相的水包油乳液、油包水乳液和无水乳液、以及多重乳液例如油包水包油乳液和水包油包水乳液的形式;例如以上描述的。
在一可用的实施方式中,止汗剂组合物包括本发明的离子改性的有机硅交联聚合物组合物和一种或多种活性止汗剂。合适的止汗剂包括,例如,美国食品和药物管理局1993年10月10日关于非处方人类使用的止汗剂药物产品的专题论文所列的类别I活性止汗剂成分,例如,卤化铝、羟基卤化铝(aluminum hydroxyhalide)如水合氯化铝(aluminumchlorohydrate),及其与卤化氧锆(zirconyl oxyhalide)和碱式卤化氧锆(zirconylhydroxyhalide)的复合物或混合物,例如,水合氯化铝-锆(aluminum-zirconiumchlorohydrate),铝锆甘氨酸复合物(aluminum zirconium glycine complexe)如四羟基氯化铝锆甘氨酸复合物(aluminum zirconium tetrachlorohydrex gly)。
在另一可用的实施方式中,皮肤护理组合物包括离子改性的有机硅交联聚合物和媒介物(载剂,vehicle)例如硅油或有机油。皮肤护理组合物可任选地还包括润肤剂,例如甘油三酯、蜡酯、脂肪酸的烷基或烯基酯、或多羟基醇酯和一种或多种按照惯例在皮肤护理组合物中使用的已知组分,例如颜料、维生素例如维生素A、维生素C和维生素E,防晒霜或紫外线防护(sunblock)化合物例如二氧化钛、氧化锌、氧苯酮、辛基甲氧基肉桂酸酯、丁基甲氧基二苯甲酰甲烷、对氨基苯甲酸和辛基二甲基-对氨基苯甲酸。
在另一可用的实施方式中,彩妆品组合物例如口红、化妆品品或睫毛膏组合物包括交联的离子有机硅网络和着色剂例如颜料、水溶性染料或脂溶性染料。
在另一可用的实施方式中,本发明的个人护理组合物与芳香材料结合使用。这些芳香材料可为芳香化合物、包封的芳香化合物或者作为纯化合物的或者包封的释放芳香的化合物。
离子改性的有机硅交联聚合物的制备方法
如上所述,本文提供了包括油相的个人护理组合物的制备方法,该方法包括向个人护理组合物的油相加入离子改性的交联的有机硅网络凝胶,其中所述离子改性的有机硅网络凝胶通过如下方法制成,包括:
使如下物质进行反应:
(i)具有至少两个Si-H残基的有机硅氢化物,
(ii)至少一种具有两个或更多个不饱和自由基的烯属化合物(有机硅类或非有机硅类),
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)任选的用于使交联的有机硅网络溶胀的溶剂;受到如下限制:至少(i)、(ii)或(iv)选自本文描述的通式(I)的离子改性的有机硅:
M1 a M2 b M3 cD1 d D2 e D3 fT1 g T2 h T3 i Qj (I);和,
使用至少溶剂(iv)剪切离子改性的交联的有机硅网络以提供离子改性的交联的有机硅网络凝胶。
在本文的一种实施方式中,离子改性的交联的有机硅网络的量基于个人护理组合物的总重量,该组合物包含通过本文描述的组分的反应形成的离子改性的交联的有机硅网络。在一非限制性实施方式中,该量为约1重量份-约99重量份、更特别地约5重量份-50重量份、更特别地约10重量份-约40。这样的量可作为离子改性的交联的有机硅网络凝胶在个人护理组合物的油相中的量使用。
在此应理解,在个人护理组合物和施用品的油相中使用的离子改性的有机硅交联聚合物凝胶,例如通过本文描述的方法制成的凝胶,可为这样的:在用于制造该凝胶的离子改性的有机硅交联聚合物中不存在聚醚取代部分。
在一种实施方式中,氢化物-官能的有机硅(i)和在本文描述的方法中使用的烯烃(ii)的量可以相对于烯烃(ii)中存在的不饱和部分的摩尔量提供等摩尔量的硅-氢化物部分的任意量存在。在一非限制性实施方式中,氢化物-官能的有机硅(i)中存在的硅-氢化物部分的摩尔量超过烯烃(ii)中存在的不饱和部分的摩尔量,或反之亦然,烯烃(ii)中存在的不饱和部分的摩尔量超过氢化物-官能的有机硅(i)中存在的硅-氢化物部分的摩尔量。在一种更具体的实施方式中,在本文描述的方法中使用的氢化物-官能的有机硅(i)的量可以提供1:100-约100:1、更特别地约1:10-约10:1的有机硅(i)中的硅-氢化物部分对烯烃(ii)中的不饱和部分的摩尔比的任意等同量存在。
在本文的一种实施方式中,在本文描述的方法和组合物中可使用的溶剂(iv)的量占约0重量百分比到约99.9重量百分比、更特别地约0重量百分比到约99重量百分比、和最特别地约0重量百分比到约95重量百分比,所述重量百分比基于用于个人护理施用品的离子改性的有机硅交联聚合物组合物的总重量。在本文的一种实施方式中,前述范围的下端点可为0.1重量百分比、0.5重量百分比、1重量百分比、5重量百分比和10重量百分比的任一个。
在本文的一具体实施方式中,本文描述的反应和剪切步骤可在约0℃-约200℃、更特别地约10℃-约150℃和最特别地约约20℃-约120℃的温度下且在约0.1atm-约10atm、更特别地约0.5atm-约5atm和最特别地约0.9atm-约2atm的压力下进行。
在本文的一具体实施方式中,所述方法的步骤(b)和本文描述的其步骤可进行约5分钟到约48小时、更特别地约20分钟到约36小时和最特别地约1小时到约12小时的时间段。
在一种实施方式中,用在个人护理组合物的油相中的离子改性的有机硅交联聚合物凝胶的制备方法可还包括硅氢化抑制剂例如非限制性实例的巯基化合物的使用。在一种实施方式中,可在用于个人护理组合物的离子改性的有机硅交联聚合物凝胶的制备方法的剪切步骤期间使用抑制剂。硅氢化抑制剂的非限制性实例描述于美国专利No.3,445,420、4,256,870、4,465,818、4,562,096和5,629,387,其公开内容通过引用并入这里。选择合适的硅氢化抑制剂确实在本领域中的技能之内。
在此应理解,本文定义的相应的R值、下标和其它变量在本文的方法实施方式中和这些变量在本文描述的组合物实施方式中可具有相同的定义,且反之亦然,并且此外,这些变量的值在本文描述的多个不同实施方式中可具有相同的定义并且遍及本文描述的实施方式的任一个可互换地使用。
在本文的一种实施方式中,氢化物-官能的有机硅(i)和烯烃(ii)的反应可在的通用硅氢化条件(可包括使用有效量的贵金属催化剂(iii)例如本文描述的那些催化剂例如铂催化剂)下且以本文描述的量、和在溶剂(iv)的存在下、和在本文描述的条件下和/或如对于本领域技术人员已知地进行。
在本文的一种实施方式中,应指出,烯烃(ii)的乙炔类似物将反应形成类似的产物。因此,如本文使用的,短语“选自非有机硅烯烃和通式结构(V)的有机改性的有机硅烯烃的烯属化合物”旨在还包括炔属不饱和分子。短语“炔属不饱和分子”是指拥有一个或多个内部、侧链(pendant)或末端的碳碳三键即-C≡C-键的分子。
离子硅氢化物(硅烷,silicon hydride)(i)和烯属(ii)官能团可通过本领域内已知的多种技术例如描述于美国专利No.8,697,829中的那些制成,其内容通过引用并入这里。
非离子有机硅烯烃(ii)可通过本领域内已知的多种技术制成。它们通常通过合适单体的由酸或碱催化的平衡反应制备。
溶剂(iv)当其为通式(VI)时可通过本领域中已知的多种技术例如描述于JP 6,247,827和JP 6,247,835中的那些制成,其内容通过引用并入这里。
实施例
以下实施例对本发明进行举例说明而不是进行限制。储能模量是在350μm、25℃温度、1Hz频率和1%应变下测量的。
实施例1
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、48.78重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根(磺酸酯/盐基团)的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷(polydimethyl-co-methyl-2-methylpropylphenylsulfonate siloxane)和150重量份十甲基五环硅氧烷放置在Ross混合机(mixture)中。将混合物搅拌且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入1.02重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷(silanic hydrogen)流和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。发现交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。交联材料的储能模量G’为4400Pa。
将20重量份上述的含25%固体的交联材料和80重量份十甲基五环硅氧烷在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。使获得的材料另外以5000rpm经历5分钟共混循环(周期)4次。然后,使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含~5%固体-粘度6,600cps的光滑、丝柔的凝胶。交联材料的储能模量G’为80Pa。
实施例2
将35重量份实施例1中描述的含25%固体的交联材料和65重量份十甲基五环硅氧烷在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。将获得的材料另外以5000rpm经历5分钟共混循环4次。然后使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含~8.5%固体-粘度30,000cps的光滑的、丝柔的垫层凝胶(缓冲凝胶,cushioning gel)。交联材料的储能模量G’为1400Pa。
实施例3
将0.11重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、24.40重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷和74.5重量份十甲基五环硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物进行搅拌,并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将混合物冷却到35℃,向其中加入0.24重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.93%氢化物的MHQ-9树脂氢化物和0.05重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直到获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟,将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。发现交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。
实施例4
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、48.78重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷和150重量份可获自Momentive Performance Materials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物进行搅拌,并且将其加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入1.02重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。
实施例5
将90重量份实施例4的交联材料和110重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的5cps的聚二甲基硅氧烷在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。使获得的材料另外经历以5000rpm的5分钟共混循环4次。然后,使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含11.25%固体的光滑、丝柔的垫层凝胶。
实施例6
将90重量份实施例4的交联材料和110重量份Silsoft 034(可获自MomentivePerformance Materials)在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。使获得的材料另外经历以5000rpm的5分钟共混循环4次。使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含11.25%固体的光滑、丝柔的垫层凝胶。
实施例7
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、48.78重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷和150重量份Silsoft 034放置在Ross混合器中。将混合物进行搅拌,并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入1.02重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。
实施例8
将90重量份来自实施例7的交联材料和110重量份Silsoft 034(可获自MomentivePerformance Materials)在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。使获得的材料另外经历以5000rpm的5分钟共混循环4次。使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含~11.25%固体的光滑、丝柔的凝胶。
实施例9
将90重量份实施例7的交联材料和110重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的5cps的聚二甲基硅氧烷在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。使获得的材料另外经历以5000rpm的5分钟共混循环4次。使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含~11.25%固体的光滑、丝柔的凝胶。
实施例10
向三颈100mL烧瓶中装入10.0重量份由平均组成式(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体、0.74重量份10-十一碳烯酸三甲基甲硅烷基酯(UDA-E)和10ppm Karstedt催化剂。使所得混合物的温度达到90℃,并且继续搅拌直至取自反应混合物(2小时)的等分试样的1H NMR显示10-十一碳烯酸三甲基甲硅烷基酯的乙烯基质子峰完全消失。在所述反应完成之后,产物用通式(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)9.3((CH3)UDA-ESiO)0.7Si(CH3)3表示并且在室温下存储。
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、2.38重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.3mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、46.40重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.05mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和150重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌,并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将混合物冷却到35℃,向其中加入0.92重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体、0.12重量份由平均通式(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)9.3((CH3)UDA-ESiO)0.7Si(CH3)3表示的改性的硅氢烷流体和0.20重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。之后,加入0.2重量份水并且继续混合另外2小时。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为5800Pa。
实施例11
将20重量份来自实施例10的交联材料和80重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的5cps的聚二甲基硅氧烷在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。使获得的材料另外经历以5000rpm的5分钟共混循环4次。使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含~5%固体的光滑、丝柔的凝胶。
实施例12
将0.11重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、1.19重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.3mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、23.20重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.05mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和75重量份可获自Momentive Performance Materials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌,并且将其加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入0.51重量份由平均组成式(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)9.3((CH3)UDA-ESiO)0.7Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.05重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。之后,加入0.2重量份水并且继续混合另外2小时。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为260Pa。
实施例13
向三颈100mL烧瓶中装入30.0重量份由平均组成式(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和2滴含2%铂金属的Karstedt催化剂。使所得混合物的温度达到90℃,并且然后将容纳在滴液漏斗中的17.0重量份10-十一碳烯酸三甲基甲硅烷基酯(UDA-E)滴加到以上混合物。继续搅拌直至取自反应混合物(3小时)的等分试样的1HNMR显示10-十一碳烯酸三甲基甲硅烷基酯的乙烯基质子峰完全消失。在所述反应完成之后,将由通式(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)5((CH3)UDA-ESiO)5Si(CH3)3表示的产物在室温下存储。
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、2.30重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.3mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、44.50重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.05mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和150重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入3.0重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)5((CH3)UDA-ESiO)5Si(CH3)3表示的改性的硅氢烷流体和0.20重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。之后,加入0.4重量份水,并且继续混合另外2小时。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为280Pa。
实施例14
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、2.30重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.3mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、44.50重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.05mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和150重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入1.91重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体、1.08重量份10-十一碳烯酸三甲基甲硅烷基酯(UDA-E)和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。之后,加入0.4重量份水,并且继续混合另外2小时。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为5900Pa。
实施例15
将2.40重量份可获自Momentive Performance Materials的具有0.3mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、46.40重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的具有0.05mmol.g-1乙烯基的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和150重量份可获自Momentive Performance Materials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到35℃。随后,向其中加入0.98重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体、0.35重量份10-十一碳烯酸三甲基甲硅烷基酯(UDA-E)和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂并且搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。之后,加入0.4重量份水并且继续混合另外2小时。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为3300Pa。
实施例16
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、46.90重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷和150重量份可获自Momentive Performance Materials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入3.0重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)5((CH3)UDA-ESiO)5Si(CH3)3表示的改性的硅氢烷流体和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。之后,加入0.4重量份水,并且继续混合另外2小时以得到高度粘稠的材料。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为3.5Pa。
实施例17
将0.11重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、24.40重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷和75重量份可获自Momentive Performance Materials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加热2.0重量份α-生育酚、0.51重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到55℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。发现所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为2500Pa。
实施例18
将0.077重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)和187.8重量份十甲基五环硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入36.76重量份可获自MomentivePerformance Materials的65,000cst粘度的双-乙烯基聚二甲基硅氧烷、24.51重量份可获自Momentive Performance Materials的10,000cst粘度的双-乙烯基聚二甲基硅氧烷、0.75重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.13重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。发现,所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。
将20重量份上述的含25%固体的交联材料与80重量份十甲基五环硅氧烷和30.0重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷在Silverson混合器中以5,000rpm共混5分钟。将获得的材料另外经历以5,000rpm的5分钟共混循环4次。使溶胀的材料通过微射流器三次以得到粘稠的材料。
实施例19
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、48.78重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷和150重量份可获自Momentive Performance Materials的5cps的聚二甲基硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入25.0重量份氮化硼、1.02重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以产生亮白色的固体材料。所述交联材料的储能模量G’为4600Pa。
实施例20
将0.21重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)、48.78重量份具有0.062mmol.g-1乙烯基和0.328mmol.g-1磺酸根的乙烯基封端的聚二甲基-共-甲基-2-甲基丙基苯基磺酸硅氧烷和150重量份可获自Momentive Performance Materials的Silsoft034放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入25.0重量份氮化硼、1.02重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.10重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且将其搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以产生亮白色的固体材料。所述交联材料的储能模量G’为3200Pa。
对比例1
将37.5重量份可获自Momentive Performance Materials的65000cst粘度的双-乙烯基聚二甲基硅氧烷、25.0重量份可获自Momentive Performance Materials的10,000cst粘度的双-乙烯基聚二甲基硅氧烷、0.35重量份可获自Momentive PerformanceMaterials的具有0.93%氢化物的MQ树脂氢化物、0.13重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂和187.2重量份十甲基五环硅氧烷放置在Ross混合器中。将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将混合物搅拌,并且将其以2小时加热到80℃以确保完全的交联/硅氢化。发现,所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。所述交联材料的储能模量G’为1300Pa。
20重量份上述的含25%固体的交联材料和80重量份十甲基五环硅氧烷在Silverson混合器中以5000rpm共混5分钟。将获得的材料另外经历以5000rpm的5分钟共混循环4次。使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含~5%固体的凝胶。
对比例2
将0.077重量份C-30α烯烃(来自Chevron Phillips Company)和187.8重量份十甲基五环硅氧烷放置在Ross混合器中。将混合物搅拌并且加热到80℃直至C-30α烯烃完全溶解。随后,将所述混合物冷却到35℃,向其中加入36.76重量份可获自MomentivePerformance Materials的65,000cst粘度的双-乙烯基聚二甲基硅氧烷、24.51重量份可获自Momentive Performance Materials的10,000cst粘度的双-乙烯基聚二甲基硅氧烷、0.75重量份由平均组成式:(CH3)3SiO((CH3)2SiO)20((CH3)HSiO)10Si(CH3)3表示的硅氢烷流体和0.13重量份含2%铂金属的Karstedt催化剂,并且对其进行搅拌直至获得均一的混合物。然后,将所述混合物在35℃搅拌15分钟以促进产生固体交联材料的硅氢化反应,继续混合另外45分钟。将温度升高到80℃,并且将固体材料混合2小时以确保完全的交联/硅氢化。发现,所述交联材料的固体聚合物含量在24-26%之间。
将20重量份上述的含25%固体的交联材料和80重量份十甲基五环硅氧烷在Silverson混合器中以5,000rpm共混5分钟。使获得的材料另外经历以5,000rpm的5分钟共混循环4次。使溶胀的材料通过微射流器三次以得到含~5%固体-粘度5,000cps的凝胶。所述交联材料的储能模量G’为50Pa。
相容性研究:
实施例1的交联聚合物凝胶和对比例2的交联聚合物凝胶之间的相容性研究通过将所述凝胶与多种个人护理成分(如水、甘油、肉豆蔻酸异丙基酯、极性有机油、TiO2、氮化硼、纳米粘土等)以1:1比例共混而进行。图1清楚地表明,光学上不透明的材料(TiO2、BN和纳米粘土)的粒度要小得多,并且粒子在实施例1的共混物中比在对比例2中分散得好。
溶剂/颜料 | 对比例2 | 实施例1 |
水 | 不相容的 | 不相容的 |
甘油 | 不相容的 | 相容的 |
肉豆蔻酸异丙基酯 | 相容的 | 相容的 |
橄榄油 | 相容的 | 相容的 |
二氧化钛 | 不相容的 | 相容的 |
氮化硼 | 不相容的 | 相容的 |
纳米粘土 | 不相容的 | 相容的 |
以下的图1显示了实施例1和对比例2的凝胶与二氧化钛、氮化硼和纳米粘土的共混物的显微图像。
化妆品制剂:
防晒摩丝:
工序:
i.将SR 1000溶解在SF1202和Silsoft 034中
ii.将以上混合物加入到凝胶1并且以600rpm共混5分钟
iii.加入TiO2并且将所有材料以600rpm共混10分钟或直至均一
iv.将以上材料在Flack-Tek中混合10分钟
以下示出的图2显示将由实施例1和对比例2的凝胶制备的防晒摩丝施用到前臂内侧上的照片。由图2显然看到,由实施例1的凝胶制备的防晒摩丝比对比例2的防晒摩丝变白较少。
防晒膏:
工序:
i.部分A;将Silsoft 034和SR 1000在主器皿中预混合;加入部分A的余下成分
ii.在搅拌下加热部分A直至75℃
iii.部分B:在独立的器皿中,将Carbopol U21加入到给定量的水中,在分散之后,使其变湿,然后充分混合:加入甘油并且充分混合。
iv.在搅拌下加热部分B直至75℃
v.在75℃下,在高速搅拌下将部分B加入到部分A中,充分搅拌5分钟。
vi.将部分C加入到部分AB中并且充分混合5分钟。
vii.在搅拌下冷却批料(batch)直至50℃
viii.在独立的器皿中预混合部分D,将其加入到部分ABC中,并且充分混合
ix.按照给定次序加入部分E的成分,并且在每次加入之后充分混合
x.将批料混合5-8分钟,并且完成加工。
液体粉底:
工序:
i.将相A的所有成分混合,匀化
ii.混合相B的所有成分,
iii.在充分混合的同时将相B缓慢地加入到相A
以下示出的图3是显示由实施例1和对比例2的凝胶制成的液体粉底之间的颜料分散性和颜色的差异的照片。由实施例1的凝胶制成的液体粉底相较于根据对比例2制成的液体粉底更易铺展,而且由图3显然看到,所述颜料在实施例1中比在对比例2中更好地分散在制剂中。
以上陈述的实施例清楚地表明,所有基于离子有机硅的组合物相对于传统的基于非离子有机硅的组合物在与亲水性和亲油性成分的相容性、颜料分散性和感官感觉方面都已经表现出显著的改善。
尽管已经参考某些实施方式对本发明进行了描述,但是本领域技术人员会认识到可进行多方面的改变并且可用等同物代替其元素,而不会偏离本发明的范围。另外,为了使特定情景或材料适用于本发明的教导,在不偏离本发明实质范围的情况下可进行很多变更。因此,希望本发明不限于作为用于实施本发明而想到的最佳方式公开的特定实施方式,而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。
Claims (22)
1.个人护理组合物,其至少包括油相,其中所述个人护理组合物通过包括如下的方法制成:向所述个人护理组合物的油相加入离子改性的交联的有机硅网络凝胶,该离子改性的交联的有机硅网络凝胶得自如下:
使如下物质反应以产生交联的离子有机硅网络:
(i)拥有至少两个Si-H残基的有机硅氢化物,
(ii)具有两个或更多个不饱和自由基的至少一种烯属化合物,
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)任选的用于使离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂;
受到如下限制:(i)、(ii)或(iv)的至少一个选自通式(I)的离子改性的有机硅:
M1 aM2 bM3 cD1 dD2 eD3 fT1 gT2 hT3 iQj (I)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M3=R7R8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D3=R14R15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T3=R18SiO3/2
Q=SiO4/2
其中R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15、R16为包含1-约60个碳原子的脂族、芳族或含氟的一价烃自由基,
其中R4、R12、R17为拥有离子对的一价或多价自由基,
其中R7、R14和R18独立地选自氢、-OR20或硅氢化有效的不饱和一价自由基,其中R20选自氢和1-约60个碳原子的一价烃自由基,
其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j为零或正数,受到如下限制:a+b+c+d+e+f+g+h+i+j之和大于或等于2且小于或等于6000,b+e+h大于0;以及
将交联的离子有机硅网络在反应步骤期间和/或之后用至少溶剂(iv)进行剪切以形成交联的离子有机硅网络凝胶。
2.权利要求1的个人护理组合物,其中离子自由基R4、R12、R17包括具有通式(II)的一价残基:
–A-Ix-Mn y+; (II)
其中A为选自二价的烃和烃氧基团的间隔基团,
其中上标n和y独立地为1-6且x为n和y的乘积,
其中I为选自磺酸根–SO3 -、硫酸根–OSO3 -、羧酸根–COO-、膦酸根–PO3 2-和磷酸根–OPO3 2-基团的离子基团,其中M为氢或独立地选自碱金属、碱土金属、稀土金属、过渡金属、金属、金属络合物、季铵、聚合的有机或无机阳离子和基团的阳离子。
3.权利要求1的个人护理组合物,其中离子自由基R4、R12、R17包括具有通式(III)的一价残基:
-R'-NR"2 +-R"'-I (III)
其中R'为包含1-约60个碳原子的二价烃自由基,其中R"为包含1-约60个碳原子的一价烃自由基,和
其中R"'为包含2-约20个碳原子的二价烃自由基;且I为选自磺酸根–SO3 -、硫酸根–OSO3 -、羧酸根–COO-、膦酸根–PO3 2-基团和磷酸根–OPO3 2-基团的离子基团。
4.权利要求1的个人护理组合物,其中离子自由基R4、R12、R17的至少一个包括多价离子对。
5.权利要求1的个人护理组合物,其中所述离子改性的交联的有机硅网络凝胶通过如下物质的反应制成:
(i)拥有至少两个Si-H残基且具有通式(IV)的离子改性的有机硅氢化物:
M1 aM2 bM’cD1 dD2 eD’fT1 gT2 hT’iQj (IV)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M’=RHR8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D‘=RHR15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T’=RHSiO3/2
Q=SiO4/2
其中RH为氢原子,
R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15、R16各自独立地选自包含1-约60个碳原子的脂族、芳族或含氟的一价烃自由基,
其中R4、R12、R17为拥有离子对的一价或多价自由基,
(ii)具有两个或更多个不饱和自由基的至少一种烯属化合物,
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)任选的适合于使离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂,
其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j为零或正数,受到如下限制:a+b+c+d+e+f+g+h+i+j之和大于或等于2且小于或等于6000,b+e+h大于0且c+f+i≥2。
6.权利要求5的个人护理组合物,其中所述至少一种烯属化合物包括至少一种多官能的烯烃和至少一种单官能的烯烃的共混物。
7.权利要求1的个人护理组合物,其中离子改性的交联的有机硅网络凝胶通过如下物质的反应制成:
(i)拥有至少两个Si-H残基的有机硅氢化物,
(ii)包含两个或更多个不饱和自由基的至少一种烯属化合物,其中所述至少一种烯属化合物包括至少一种具有通式(V)的离子改性的烯烃有机硅:
M1 a’M2 b’M3 c’D1 d’D2 e’D3 f’T1 g’T2 h’T3 i’Qj’ (V)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M3=ROR8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D3=ROR15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T3=ROSiO3/2
Q=SiO4/2
其中各RO独立地选自包含2-约20个碳原子的烯烃自由基和2-约20个碳原子的包含炔烃残基的一价自由基,
其中R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15、R16各自独立地选自包含1-约60个碳原子的脂族、芳族或含氟的一价烃自由基,
其中R4、R12、R17为拥有离子对的一价或多价自由基,
其中下标a’、b’、c’、d’、e’、f’、g’、h’、i’、j’为零或正数,其受到如下限制:a’+b’+c’+d’+e’+f’+g’+h’+i’+j’之和大于或等于2且小于或等于6000,b’+e’+h’大于0且c’+f’+i’≥2,
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)任选的用于使离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂。
8.权利要求8的个人护理组合物,其中所述至少一种烯属化合物包括非有机硅烯烃和通式结构(V)的有机改性的有机硅烯烃的组合。
9.权利要求1的个人护理组合物,其中所述离子改性的交联的有机硅网络凝胶通过如下物质的反应制成:
(i)拥有至少两个Si-H残基的有机硅氢化物,
(ii)具有两个或更多个不饱和自由基的至少一种烯属化合物,
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)用于使离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂,其包括具有通式(VI)的离子改性的有机硅共聚物:
M7 αM8 βD7 χD8 δT7 εT8фQγ. (VI)
其中:
M7=R1R2R3SiO1/2
M8=R4R5RISiO1/2
D7=R6R7SiO2/2
D8=R8RISiO2/2
T7=R9SiO3/2
T8=RISiO3/2
Q=SiO4/2,
和其中R1、R2、R3、R5、R6、R8和R9各自独立地选自包含1-约60个碳原子的脂族、芳族或含氟的一价烃自由基,
各RI为离子对,
且下标α、β、χ、δ、ε、ф和γ为零或正数,受到如下限制:2≤α+β+χ+δ+ε+ф+γ≤6000;且β+δ+ф>0。
10.权利要求1的个人护理组合物,其中所述贵金属催化剂(iii)为选自铑、钌、钯、锇、铱和铂催化剂的至少一种催化剂。
11.权利要求11的个人护理组合物,其中所述贵金属催化剂(iii)为铂催化剂。
12.权利要求1的个人护理组合物,其中所述溶剂(iv)为选自有机硅流体、烃流体、酯、醇、脂肪醇、二醇、有机蜡和有机油的至少一种。
13.权利要求1的个人护理组合物,其中所述溶剂(iv)为选自甘油、山梨糖醇、保湿添加剂的水溶液及其组合的亲水润肤剂。
14.权利要求1的个人护理组合物,其还包括选自水性介质、非水性介质及其组合的化妆品可接受的载体。
15.权利要求1的个人护理组合物,其中所述组合物还包括粒子添加剂、香料、活性成分、杀虫剂及其组合。
16.权利要求15的个人护理组合物,其中所述粒子添加剂选自无机粒子、聚合物胶乳和颜料。
17.权利要求1的个人护理组合物,其还包括水相。
18.权利要求1的个人护理组合物,其中所述组合物为选自水性制剂或非水性制剂的均相体系。
19.权利要求1的个人护理组合物,其中所述离子改性的有机硅交联聚合物网络凝胶能结合且缓慢地释放化妆品活性成分。
20.个人护理施用品,其包括权利要求1的个人护理组合物,其中所述个人护理施用品选自除臭剂、止汗剂、止汗剂/除臭剂、剃须产品、润肤液、保湿液、收敛剂、沐浴产品、清洗产品、毛发护理产品、修指甲产品、保护性乳剂、彩妆品和按照惯例一直将有机硅组分添加于其中的其它个人护理制剂,以及用于局部施用待施用到皮肤的药用组合物的药物传递***。
21.用于制备至少包括油相的个人护理组合物的方法,其中所述个人护理组合物通过包括如下的方法制成:向所述个人护理组合物的油相加入离子改性的交联的有机硅网络凝胶,其中离子改性的交联的有机硅网络凝胶得自如下:
使如下物质反应以产生离子改性的交联的有机硅网络:
(i)拥有至少两个Si-H残基的有机硅氢化物,
(ii)具有两个或更多个不饱和自由基的至少一种烯属化合物,
(iii)有效量的贵金属催化剂,和
(iv)任选的用于使离子改性的交联的有机硅网络溶胀的溶剂;
受到如下限制:(i)、(ii)或(iv)的至少一个选自通式(I)的离子改性的有机硅:
M1 aM2 bM3 cD1 dD2 eD3 fT1 gT2 hT3 iQj (I)
其中:
M1=R1R2R3SiO1/2
M2=R4R5R6SiO1/2
M3=R7R8R9SiO1/2
D1=R10R11SiO2/2
D2=R12R13SiO2/2
D3=R14R15SiO2/2
T1=R16SiO3/2
T2=R17SiO3/2
T3=R18SiO3/2
Q=SiO4/2
其中R1、R2、R3、R5、R6、R8、R9、R10、R11、R13、R15、R16为包含1-约60个碳原子的脂族、芳族或含氟的一价烃自由基,
其中R4、R12、R17各自独立地为拥有离子对的一价或多价自由基,
其中R7、R14和R18独立地选自氢、-OR20或不饱和一价自由基,其中R20选自氢、1-约60个碳原子的一价烃自由基,
其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j为零或正数,受到如下限制:a+b+c+d+e+f+g+h+i+j之和大于或等于2且小于或等于6000,b+e+h大于0;以及
将所述离子改性的交联的有机硅网络用至少溶剂(iv)剪切以提供所述离子改性的交联的有机硅网络凝胶。
22.根据权利要求21的方法,其中所述方法还包括使用硅氢化抑制剂来抑制(i)和(ii)的反应。
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