溶性聚合物及其制备方法,含有它们的组合物及其美容用途

申请号 CN02119920.5 申请日 2002-05-16 公开(公告)号 CN1289548C 公开(公告)日 2006-12-13
申请人 莱雅公司; 发明人 F·拉洛雷特;
摘要 包含一个 水 溶性主链和在水中具有一个下部临界会溶 温度 ,LCST,的侧单元的 水溶性 聚合物 ,所述聚合物能通过水溶性 单体 与包含一种具有一个LCST的单元的大单体的自由基沉淀聚合而获得,所述单元在其 质量 浓度为1%的水溶液中时,其热诱导分层温度为5-40℃。由自由基沉淀聚合制备这类聚合物的方法。含这类聚合物的含水组合物以及这类聚合物与组合物在,尤其是,用于 角 质的 净化 和/或化妆和/或护理和/或防晒保护的 化妆品 中的用途。
权利要求

1.包含一个溶性主链和在水中具有一个下部临界会溶温度, LCST,的侧单元的水溶性聚合物,该LCST单元是无规共聚物,所述聚合 物在5℃至80℃的任何温度下都是水溶性的并且能由下列物质的自由基 沉淀聚合得到:
a)一种或多种水溶性单体(Ia)和,任选地,一种或多种相对于单体(Ia) 为少量的疏水单体(Ib),所述单体(Ia)和(Ib)带有至少一个能聚合成水溶 性主链的不饱和官能团;
b)一种或多种对应于下式(II)的大单体:
            A-X-B                    (II), 其中,A是一个包含至少一个可进行聚合的、不饱和基于的键的基团; X是一个选自-O-,-S-,-PH-,-NH-和-NRo-的基团,其中Ro是一个 1-6个原子的烷基;B是一个具有一个LCST的单元,该单元在其质量 浓度为1%的水溶液中其热诱导分层温度为5-40℃,其中所述水溶性主 链在5℃-80℃水中溶解度至少为10g/1。
2.按照权利要求1的聚合物,其中,所述聚合物中具有一个LCST 的单元的水溶液的热诱导分层温度,在该单元的质量浓度为1%的水溶 液中,为10-35℃。
3.按照权利要求2的聚合物,其中,所述聚合物中具有一个LCST 的单元的水溶液的热诱导分层温度,在该单元的质量浓度为1%的水溶 液中,为10-30℃。
4.按照权利要求1-3之一的聚合物,其中,所述水溶性单体(Ia)选 自下列单体,或它们的盐:
-丙烯酸或甲基丙烯酸;
-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸;
-苯乙烯磺酸;
-乙烯基磺酸;
-烯丙基磺酸或甲基烯丙基磺酸;
-丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺;
-乙烯基膦酸;
-N-乙烯基乙酰胺;
-N-甲基-N-乙烯基乙酰胺;
-N-乙烯基甲酰胺;
-N-甲基-N-乙烯基甲酰胺;
-包含一个4-9个碳原子的环烷基的N-乙烯基内酰胺;
-来酸酐;
-衣康酸;
-分子式为CH2=CHOH的乙烯醇;
-二甲基二烯丙基氯化铵
-季铵化甲基丙烯酸二甲基基乙酯;
-丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化 铵;
-甲基乙烯基咪唑氯化物;
-2-乙烯基吡啶;
-4-乙烯基吡啶;
-丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯;
-下式(III)的乙烯基单体;

其中,
-R选自H,-CH3,-C2H5或-C3H7,以及
-X选自:
--OR′型烷基,其中R′是含1-6个碳原子的、线形或支化的、饱 和或不饱和的基于烃的基团,任选地,被至少一个卤原子;一个磺基, 硫酸基,磷酸基;羟基;伯胺;化学式为-NHR1的仲胺,化学式为-NR1R2 的叔胺或化学式为-N+R1R2R3的季胺基所取代,R1,R2和R3彼此独立地为 一个含1-6个碳原子的、线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基团, 条件是R′+R1+R2+R3的碳原子总数不超过6;以及
--NH2,-NHR4和-NR4R5基,其中,R4和R5彼此独立地为一个含1-6 个碳原子的、线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基团,条件是R4+R5 的碳原子总数不超过6,所述R4和R5任选地被一个卤原子;一个羟基;磺 基;硫酸基;磷酸基;伯胺;化学式为-NHR1的仲胺,化学式为-NR1R2的 叔胺和/或化学式为-N+R1R2R3的季胺基所取代,R1,R2和R3彼此独立地为 一个含1-6个碳原子的、线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基团, 条件是R4+R5+R1+R2+R3的碳原子总数不超过6。
5.按照权利要求4的聚合物,其中所述包含一个4-9个碳原子的环 烷基的N-乙烯基内酰胺选自N-乙烯基吡咯烷,N-丁内酰胺或N-乙烯 基己内酰胺。
6.按照权利要求4的聚合物,其中所述式(III)的乙烯基单体选自 N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二乙基丙烯酰胺。
7.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中,所述以少量存在 从而形成水溶性主链的疏水单体(Ib)选自下列单体或它们的盐:
-分子式为CH2=CH-OCOCH3的乙酸乙烯酯;
-丙烯腈;
-氯乙烯;
-偏氯乙烯;
-下式(III)的乙烯基单体:

其中:
-R选自H,-CH3,-C2H5或-C3H7,以及
-X选自:
--OR′型烷氧基,其中R′是含7-22个碳原子的、线形或支化的、 饱和或不饱和的基于烃的基团,任选地,被至少一个卤原子;一个磺基, 硫酸基,磷酸基;羟基;伯胺;化学式为-NHR1的仲胺,化学式为-NR1R2 的叔胺或化学式为-N+R1R2R3的季胺基所取代,R1,R2和R3彼此独立地为 一个含7-22个碳原子的、线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基团, 条件是R′+R1+R2+R3的碳原子总数不超过22;以及
--NH2,-NHR4和-NR4R5基,其中,R4和R5彼此独立地为一个含7-22 个碳原子的、线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基团,条件是R4+R5 的碳原子总数不超过22,所述R4和R5任选地被一个卤原子、一个羟基、 磺基,硫酸基,磷酸基;伯胺;化学式为-NHR1的仲胺;化学式为-NR1R2 的叔胺和/或化学式为-N+R1R2R3的季胺基所取代,R1,R2和R3彼此独立地 为一个含7-22个碳原子的、线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基 团,条件是R4+R5+R1+R2+R3的碳原子总数不超过22。
8.按照权利要求7的聚合物,其中所述式(III)的乙烯基单体选自 N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二乙基丙烯酰胺。
9.按照权利要求4的聚合物,其中任选的疏水单体(Ib)的存在量少 于20%。
10.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中所述水溶性主链 用无机或有机碱进行完全或部分中和。
11.按照权利要求10的聚合物,其中所述碱选自钠盐、铵盐、锂盐、 盐和镁盐、用1-4个含1-15个碳原子的烷基取代的铵盐,或者选自单 乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨基甲基丙二醇、N-甲基-葡糖胺和碱性 氨基酸,以及它们的混合物。
12.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,它是完全或部分交联 的。
13.按照权利要求12的聚合物,它是完全或部分交联的,用一种含 烯烃不饱和多键的用来交联由自由基聚合获得的聚合物的交联剂,所述 交联剂选自二乙烯基苯、二烯丙基醚、三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、 二丙二醇二烯丙基醚、聚乙二醇二烯丙基醚、对苯二酚二烯丙基醚、三 羟甲基丙烷二烯丙基醚、四烯丙基氧基乙烷、糖系列醇的烯丙基醚、多 烯丙基酯、四烯丙基氧基乙酰基或其它多官能醇的烯丙基或乙烯基醚、 三甘醇二乙烯基醚、乙烯基膦酸和磷酸的烯丙酯、包含2或3个丙烯酸 酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺基团的化合物,或它们的 混合物。
14.按照权利要求13的聚合物,其中所述包含2或3个丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺基团的化合物选自二丙烯酸乙 二醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、 三丙烯酸三羟甲基丙酯和亚甲基二丙烯酰胺。
15.按照权利要求13的聚合物,其中所述交联剂是甲基丙烯酸烯丙 酯、亚甲基二丙烯酰胺或三丙烯酸三羟甲基丙酯。
16.按照权利要求13的聚合物,其中,交联度相对于聚合物为 0.01mol%-10mol%。
17.按照权利要求16的聚合物,其中,交联度相对于聚合物为0.2mol %-7mol%。
18.按照权利要求13的聚合物,它是通过除组分a)和b)之外的一 种多官能度大单体的聚合而完全或部分交联的,所述大单体含具有一个 LCST的单元。
19.按照权利要求18的聚合物,其中所述具有一个LCST的单元是 带2个或3个不饱和官能团的单元。
20.按照权利要求18的聚合物,其中,所述具有一个LCST的多官 能度大单体是按能获得摩尔交联度为0.01%-10%的比例聚合的。
21.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中,所述水溶性主 链的摩尔质量为1,000g/mol-50,000,000g/mol。
22.按照权利要求21的聚合物,其中,所述水溶性主链的摩尔质量 为10,000g/mol-10,000,000g/mol。
23.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中,式(II)大单体 中的基团A选自乙烯基、烯丙基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
24.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中式(II)的大单体 中具有一个LCST的单元B由一种或多种选自下列聚合物的聚合物组成:
-聚醚,
-聚乙烯基甲基醚,
-具有一个LCST的N-取代丙烯酰胺衍生物的聚合物和共聚物,以 及
-聚-N-乙烯基己内酰胺和N-乙烯基己内酰胺共聚物。
25.按照权利要求24的聚合物,其中所述聚醚选自聚环氧乙烷 (PEO)、聚环氧丙烷(PPO)或环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)的无规共聚物。
26.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中所述聚合物中具 有一个LCST的单元由聚环氧丙烷(PPO)n组成,n为一个10-50的整数, 或由式(EO)m(PO)n代表的环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)的无规共聚物组 成,其中m是一个1-40的整数,n是一个10-60的整数。
27.按照权利要求26的聚合物,其中所述m是一个2-20的整数。
28.按照权利要求26的聚合物,其中所述m是一个2-10的整数。
29.按照权利要求26的聚合物,其中所述n是一个20-50的整数
30.按照权利要求26的聚合物,其中所述聚合物中具有一个LCST 的单元的摩尔质量是500-5,300g/mol。
31.按照权利要求30的聚合物,其中所述聚合物中具有一个LCST 的单元的摩尔质量是1,000-4,000g/mol。
32.按照权利要求30的聚合物,其中所述聚合物中具有一个LCST 的单元的摩尔质量是1500-3000g/mol。
33.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中,所述聚合物中 具有一个LCST的单元由一种选自聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚-N-乙基丙烯 酰胺的聚合物以及N-异丙基丙烯酰胺或N-乙基丙烯酰胺与一种或多种选 自权利要求3和4中所定义的单体(Ia)和(Ib)的共聚物组成。
34.按照权利要求33的聚合物,其中所述聚合物中具有一个LCST 的单元的摩尔质量为1,000g/mol-30,000g/mol。
35.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中,所述聚合物中 具有一个LCST的单元由聚-N-乙烯基己内酰胺或N-乙烯基己内酰胺与一 种或多种选自权利要求3与4中所定义的乙烯基单体(Ia)和(Ib)的共聚 物组成。
36.按照权利要求35的聚合物,其中具有一个LCST的单元的摩尔 质量为1,000-30,000g/mol。
37.按照权利要求1-3中任何一项的聚合物,其中,所述聚合物中 具有一个LCST的单元相对于聚合物的质量比为5%-70%。
38.按照权利要求37的聚合物,其中,所述聚合物中具有一个LCST 的单元相对于聚合物的质量比为20%-65%。
39.按照权利要求37的聚合物,其中,所述聚合物中具有一个LCST 的单元相对于聚合物的质量比为30%-60%。
40.按照权利要求1的水溶性聚合物的制备方法,其中:
-将一种或多种水溶性单体(Ia),可能还有一种或多种少量的疏水 单体(Ib),与一种或多种式(II)的大单体,在包含醇与水的介质中进行自 由基沉淀共聚合;
-分离所得的聚合物。
41.按照权利要求40的方法,其中,所述醇是一种含1-4个碳原子 的脂肪醇。
42.按照权利要求41的方法,其中,所述脂肪醇选自甲醇、乙醇、 丙醇、异丙醇或叔丁醇。
43.按照权利要求40的方法,其中,所述介质的水含量少于10重 量%。
44.按照权利要求43的方法,其中,所述介质的水含量少于5重量 %。
45.按照权利要求40的方法,其中,所述自由基共聚反应在-10℃ -100℃之间的一个温度下进行。
46.按照权利要求45的方法,其中,所述自由基共聚反应在20℃- 70℃之间的一个温度下进行。
47.按照权利要求40的方法,其中,所述共聚反应在产生自由基的 共聚引发剂存在下进行。
48.按照权利要求47的方法,其中,所述共聚引发剂选自过氧化氢 水溶液;有机过氧化物;重氮化合物;氧化剂/还原剂对。
49.按照权利要求48的方法,其中,所述有机过氧化物选自过氧化 苯甲酰、过氧化氢叔丁基、过氧化氢甲乙酮。
50.按照权利要求48的方法,其中,所述重氮化合物选自偶氮二异 丁腈或偶氮二-二甲基戊腈。
51.按照权利要求48的方法,其中,所述氧化剂/还原剂对选自过 氧化二硫酸铵/偏二亚硫酸钠以及过氧化二硫酸铵/N,N,N′,N′-四亚甲基 二胺。
52.按照权利要求40的方法,其中,所述共聚反应用光引发剂引发。
53.按照权利要求40的方法,其中,所述共聚反应用紫外线、中子 之类的辐照或等离子体引发。
54.按照权利要求40的方法,其中,所述共聚反应在惰性介质中进 行。
55.按照权利要求54的方法,其中,所述共聚反应在氮或氩气氛中 进行。
56.包含至少一种按照权利要求1-3中任何一项定义的聚合物和一 个水相的含水组合物。
57.按照权利要求56的组合物,其中,所述聚合物的存在量为0.01 重量%-20重量%。
58.按照权利要求57的组合物,其中,所述聚合物的存在量为0.05 重量%-15重量%。
59.按照权利要求57的组合物,其中,所述聚合物的存在量为0.1 重量%-10重量%。
60.按照权利要求56和57之一且包含一种生理上、美容上或皮肤 上可接受介质的组合物。
61.按照权利要求56的组合物的美容用途,用于质的净化和/或 化妆和/或护理和/或防晒保护。
62.角质的护理和/或净化和/或化妆和/或防晒保护的美容处理方 法,包括在角质上涂布一种按照权利要求56的组合物。

说明书全文

                        发明领域

本发明涉及包含一个溶性主链和具有一个LCST并在水中具有特定沉 淀温度的侧单元的水溶性聚合物

本发明还涉及合成这类聚合物的制备方法。

最后,本发明涉及含有这类聚合物的含水组合物并涉及这类聚合物与组 合物的用途,特别在化妆品中的用途。

本发明的技术领域可限定为包含一个水溶性主链和具有一个LCST的侧 单元的水溶性聚合物的领域。众所周知,这类聚合物在水溶液中具有受升温 刺激的凝胶性能。

                         发明背景

这种独特的流变行为在化妆品与药品中特别有利,因为这样就能获得在 室温下是流体而在人的体温下是凝胶的含水体系,也就是说,应用时会凝胶 的流体组合物(乳液、分散体、洗剂等)。

在水溶液与乳液的情况下,这种热诱导凝胶能的应用在下列专利中已 有所述:WO-95/24430(华盛顿大学,Hoffman)[6],US-5,939,485(Med logic Global公司,Bromberg)[7],WO-97/00275(Gel Sciences有限公司,Bromberg) [8]和WO-98/48768(Medlogic Global公司,Bromberg)[9]。

已采用多种合成方法来获得这种新颖的聚合物;这些方法如下:

I)用一种偶联剂如二环己基化二亚胺或1-(3-二甲基基-丙基)3-乙 基碳化二亚胺的盐酸化物,将具有一个LCST的支链接到水溶性大分子上去 的反应。所得聚合物具有“梳形”结构。Hourdet(Hourdet D.,L′Alloret F.,Audebert R.,Polymer,1997,38(10),2535-2547)[14]和专利EP 583 814[4],EP 629 649[5](Schlumberger Dowell,Maroy),WO-95/24430(华 盛顿大学,Hoffman)[6]已描述了这一合成路线。

该合成路线因成本(偶联剂和在较稀介质中反应)和毒性(偶联剂)的原 因,难以转化成工业规模。

II)将具有一个LCST的大单体与一种水溶性单体在均匀介质(水 或有机溶剂)或乳液中进行共聚反应。

Hourdet(Hourdet D.,L′Alloret F.,Audebert R.,Polymer, 1997,38(10),2535-2547)[14]和专利EP 583 814[4],EP 629 649[5] (Schlum berger Dowell,Maroy),WO-95/24430(华盛顿大学, Hoffman)[6]已描述过这种在均匀介质中的合成路线。专利WO- 00/35961[10](Rhodia,Yeung)中已描述过反相乳液聚合方法。所得 聚合物具有“梳形”结构。

工业上,在均匀介质中的合成方法需要用大量的水或溶剂,反应 介质中活性物质的含量一般少于10%。聚合物或者作为含量低于10% 的水溶液或者作为有机溶剂获得,前者在配方上限制了它的应用,在 后面这种情况下必须经历一个回收阶段,例如,用沉淀法。

为进行乳液聚合,活性物质的含量较高。但是,聚合物的回收需 要加入大量盐(Na2CO3或NaOH)才能获得固体形式的聚合物;或者导致 一个在相反转后含有聚合物与表面活性剂的含水体系。

III)在水溶性嵌段与具有一个LCST的嵌段间发生偶联反应。

在专利WO-95/24430(华盛顿大学,Hoffman)[6]中描述的这一合 成路线导致多嵌段聚合物。该路线需要使用官能化的亲水嵌段与具有 一个LCST的嵌段,从而导致一种多步法,即先合成两类嵌段,然后进 行偶联反应。

IV)在化烯衍生物存在下自由基聚合水溶性单体。

该合成路线,如专利US-5,939,485[7],WO-97/00275[8]和WO- 98/48768[9]所述,在水介质中进行,并且如专利WO-00/35961[10] 所述,在反相乳液中进行,是基于将自由基转移到氧化烯链上并导致 配位结构化合物的反应,这种化合物在含水介质中的性能难以控制。

V)让一种带Cm(OE)n型链的大单体与一种带至少一个不饱和官能 团的单体进行自由基聚合。

专利申请EP-1 069 142[15](Clariant)描述了由一种基于的单 体与一种大单体通过自由基聚合所获得的任何水溶性聚合物,所述基 于烃的单体可含有氧、氮、硫、磷、氯和/或氟原子,所述大单体包含 一个氧化烯单元和一个CmH2m+1型疏水单元,其中m是一个介于0与30 之间的整数。按照权利要求4,m值优选在10-22之间。权利要求8和 9涉及在水溶液中于临界温度之上具有恒定粘度或其它热诱导增稠能 力的聚合物。在这种情况下,所用的大单体含有一种在水中具有一个 LCST的单元。

当m值大于6时,这类“梳形”聚合物的接枝是将表面活性剂烷 基乙氧基化,已知这类化合物在水中具有一个升温造成的浊点。对应 的接枝聚合物在该浊点以下具有缔合性质,因为它们带有疏水烷基单 元。因此它们在其接枝的浊点以下具有凝胶性质(见EP-A-1,069,142 第14-15页中对比实施例1)。而且,这类含烷基乙氧基化接枝的聚合 物很容易与介质中存在的表面活性剂,特别是与相同化学性质的两性 物质相互作用;这种对表面活性剂的敏感性限制了这类体系配方上的 灵活性。还应指出,在实施例中给出的热诱导凝胶性是在90℃以上观 察到的。

实施例17描述了一种带聚氧乙烯化接枝(m=0)的聚合物;但未描 述它在水介质中的流变行为随温度的变化。

权利要求11具体化了优选的合成方法,它基于通过从叔丁醇沉淀 的自由基聚合反应。

作为结论,本专利申请描述了一条利用一种适合于化妆品应用的 非毒性溶剂、在工业上易实行的合成路线,而且,与在均匀介质中进 行的工艺相比,该路线中聚合物/溶剂之比较大。在本专利申请中所述 的热诱导凝胶聚合物带有含氧化烯单元的热敏链;但是所述的所有聚 合物都有一个高于90℃的凝胶点,这一点较不适合于化妆品应用。

因此目前需要下述水溶性聚合物,它包含一个水溶性主链,主链 上带具有一个LCST的单元,这种聚合物特别

-适合于化妆品应用,所述单元在水中的浓度为1%时沉淀温度落 在化妆上有利的范围内;

-其合成方法能外推到工业规模,同时又能良好地控制大分子的 结构并因此控制它们在溶液中或在薄膜形式中的性能。

                      发明概述

本发明的目标尤其要满足上述需要。

按照本发明,该目标与其它目标已通过采用一种水溶性聚合物得 以实现,该聚合物包含一个水溶性主链和在水中具有一个下部临界会 溶温度LCST的侧单元,所述聚合物可通过下列物质的自由基沉淀聚合 获得:

a)一种或多种水溶性单体(Ia)和,任选地,一种或多种相对于单 体(Ia)为少量的疏水单体(Ib),所述单体(Ia)和(Ib)带有至少一个能 聚合成水溶性主链的不饱和官能团。

b)一种或多种对应于下式(II)的大单体:

             A-X-B                   (II)

其中,A是一个包含至少一个可以聚合的不饱和基于烃的键的基团;X 是一个选自-O-,-S-,-PH-,-NH-和NR°的基团,其中R°是一个1-6 个碳原子的烷基;B是一个具有一个LCST的单元,该单元在其质量浓 度为1%的水溶液中其热诱导分层温度为5-40℃。

在水溶性主链中,水溶性单体(Ia)的用量足以达到水溶性主链的 水溶解度。术语“水溶性主链”是指一种在5℃-80℃水中溶解度至少 为10g/l,优选至少20g/l的主链。

意外的是,按照本发明的聚合物,它是带有具有一个LCST的特定 单元的水溶性聚合物,尤其完全适合于化妆品应用,因为具有一个LCST 的单元在其浓度为1%的水溶液中具有介于5℃-40℃范围内的特定沉 淀温度。

这些聚合物,尤其因它们的制备方法,具有一种完全可控的、规 范的且完全确定的结构。

因此,它们的性能,例如在溶液形式和薄膜形式中,也是完全确 定和可控的。

本发明还涉及一种制备所述聚合物的方法,如上所述,其中:

-让一种或多种水溶性单体(Ia),可能还有一种或多种相对于单 体(Ia)为少量的疏水单体(Ib),与一种或多种式(II)的大单体,在包含 醇与水的介质中进行自由基沉淀共聚合;

-分离所得的聚合物。

本方法允许通过一种在水-醇介质中可靠并已证明是自由基沉淀 聚合的方法简便而迅速地制备上述聚合物。

本方法包含的步骤不多,且事实上仅有一步,因此是迅速而便宜 的。

该介质中的醇优选是叔丁醇。这种合成方法尤其具有下述优点:

在化妆上可接受的介质中进行,容易外推到工业规模,允许全面控制 所得聚合物或大分子的结构,因此能控制它们在溶液形式和薄膜形式 中的性能。

应该指出,自由基沉淀聚合,尤其在叔丁醇中的方法,源自文献 EP-A-1 069 142,但是要转化这样一种方法,从而制备按照本发明的 其结构基本上不同于文献EP-A-1 069 142中聚合物结构的特定聚合 物,并不是非常明显。

具体地说,尤其是,按照本发明的聚合物组合物中的大单体形成 部分包含具有一个LCST的单元,其具体的LCST温度比文献EP-A-1 069 142中聚合物的低得多,即在1%水溶液中,为5℃-40℃。

按照本发明的聚合物是一种包含一个水溶性主链和在水中具有一 个下部临界会溶温度(LCST)的单元的聚合物,后者也叫做“具有一个 LCST的单元”。

关于这一点,最好回顾一下术语“具有一个LCST的单元”是指在 某一温度之上时它在水中的溶解度发生变化的单元。它们是具有一个 确定它们在水中溶解度范围的热诱导分层温度(或浊点)的单元。仅由 具有一个LCST的单元组成的聚合物的分层温度与聚合物浓度关系中得 到的最低分层温度叫做“LCST”(下部临界会溶温度)。对于LCST聚合 物的每个浓度,可观察到一个热诱导分层温度。它高于曲线上最低点 的LCST。低于该温度,聚合物溶于水中,而高于该温度,聚合物失去 它在水中的溶解度。

按照本发明,聚合物中具有一个LCST的单元,当它在水中的质量 浓度为1重量%时具有5-40℃的热诱导分层温度。

优选聚合物中具有一个LCST的单元当它在水中的质量浓度为1% 时,其热诱导分层温度为10℃-35℃,更优选10℃-30℃。

按照本发明具有上述带水溶性单元和如上定义具有一个LCST的特 定单元的结构的聚合物,在临界温度之上在水溶液中具有凝胶性质或 热凝胶性质。

这些在LCST链分层温度之上观察到的热凝胶性质,在先有技术中 已有描述,特别在文献[1],[2]和[3]中。它们在其分层温度之上因疏 水微区内LCST链的结合而在主链之间形成交联点。

当聚合物的浓度足以允许不同大分子上所带的LCST支链之间发生 相互作用时,就能观察到这类凝胶性质。所需的最低浓度,叫做“临 界凝聚浓度”,或CAC,由流变测量来评估:它是这样一个浓度,当等 于或大于它时,本发明聚合物水溶液的粘度就会变得高于不包含LCST 链的同等聚合物溶液的粘度。

高于CAC时,本发明的聚合物在温度高于一个叫做“凝胶点”, 或Tgel的临界值时,就具有凝胶性质,按照文献数据,在相同浓度条件 下,Tgel与LCST链的分层温度之间具有良好的一致性。本发明聚合物 水溶液的凝胶点由流变测量来确定:它是这样一个温度,当等于或大 于它时,本发明聚合物水溶液的粘度就会变得高于不包含LCST链的同 等聚合物溶液的粘度。

本发明聚合物的特征在于,当它在水中的质量浓度等于,例如,2 重量%时,其特定的凝胶点一般为5-40℃,优选10-35℃。

该特定的凝胶点允许这类聚合物使加入了它们的组合物具有一系 列性能,尤其在室温下有多种形式,且在应用时有一种凝胶泡沫织态 效应。

以本发明组合物中所用聚合物的方式,包含水溶性单元和具有一 个LCST的单元,并在LCST链的分层温度之上观察到热诱导凝胶性质 的聚合物,在上述文献中已有所述。

文献[1]涉及包含一个水溶性聚丙烯酸主链和聚环氧乙烷(PEO)接 枝的共聚物水溶液的可逆热诱导增稠。

文献[2]涉及包含一个2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)主链 和聚环氧乙烷侧链的聚合物在水溶液中的热诱导增稠行为。

同样,文献[3]描述了带有聚丙烯酸水溶性主链或基于AMPS的主 链与PEO接枝的共聚物的可逆热诱导缔合作用。

聚合物,如文献[1]、[2]和[3]中所提及的那些,在石油工业中特 别有用。

因此,文献[4]描述了有一个水溶性主链,主链上包含具有一个 LCST的链段,或带有具有一个LCST的侧链的热增粘聚合物,它们尤 其能用作增稠剂、钻井流体或其它流体的组分,以及工业用清洗流体。

文献[5]描述了与文献[4]中类似的聚合物以及它们作为悬浮体系 的防沉降剂可能用于化妆品制备中。

应该指出的是,文献[1]-[5]中没有一篇描述过具有按照本发明聚 合物的特定结构的聚合物。

文献[6]也描述了包含一个由pH敏感单元如聚丙烯酸单元组成的 主链和接枝到该主链上的热敏单元的共聚物。这类共聚物具有热诱导 凝胶性质,通过局部施涂可应用于活性成分或药剂,以及还可能是化 妆剂的逸出和可控释放。

按照文献[6]的聚合物,其特征在于热诱导产物特别不方便的不透 明性,而本发明的聚合物不是这样的。

事实上,所述文献中的聚合物基本上不同于本发明的聚合物,因 为那是整个聚合物总共具有一个20℃-40℃范围内的LCST,而本发明 的聚合物在5℃-80℃之间的任何温度下都是水溶性的。

文献[7]和[8]描述了可逆凝胶聚合物体系,它们包含一个能响应 外部“刺激”的变化而发生凝聚的敏感组分和一个结构组分。外部“刺 激”可以是,例如温度。这个对外部刺激敏感的组分基本上不同于该 申请中具有一个LCST的单元。具体地说,这类对外部刺激敏感的组分 实际上由至少一种亲水片段和一种疏水片段组成。因此,敏感组分可 以是一种嵌段共聚物,如“含氧聚合物(poloxamer)”,例如一种 环氧乙烷(可溶)与环氧丙烷(不溶)的嵌段共聚物,如Pluronic;这种 嵌段共聚物在非对应于LCST的临界温度之上微观地凝聚。有一种非离 子表面活性剂也可能用作敏感组分。

更具体地,文献[7]涉及一种由一个水溶性聚丙烯酸主链和一个 Pluronic敏感组分形成的聚合物网络,敏感组分与所述主链互穿,但 两者之间不存在共价键合;因此这种网络具有一种与本发明聚合物无 相关之处的特定结构。另一方面,在文献[8]中,那是一种有共价键合 的聚合物。

这类聚合物具有热诱导凝胶性质且可在药物领域内用于药品的递 送,也可用于许多其它领域,包括化妆品领域在内。

在这些配方中,聚合物体系的敏感组分,在加热期间,具有一种 不同于具有一个LCST的单元,如本发明聚合物中的那些单元的行为。 因此,当所述敏感组分(例如含氧聚合物)加热到约30℃-40℃时,它 出现一个胶束化温度,也就是说在微观水平上凝聚,然后,当它进一 步加热时,出现一个高得多的LCST温度。这个LCST对应于大分子之 间宏观水平上的凝聚。据WO-A-97/00275[8]16和17页的解释,观 察到的凝胶点与LCST的温差约为70℃,凝胶点对应于敏感组分的胶束 化温度,它表明这类聚合物不同于我们申请的聚合物。此外,鉴于文 献[8]中所用的合成方法,要象本发明的组合物那样完全控制最终所得 聚合物的结构与性能是不可能的。具体地说,用包含具有一个LCST的 单元的特定大单体与单体的自由基聚合制备本发明聚合物的方法,正 好相反,使完全规范和控制聚合物结构和性能成为可能。

象文献[7]和[8]那样,采用包含聚丙烯酸和含氧聚合物的可逆热 诱导凝胶聚合物体系的美容组合物,也源自文献[9]。这些文献中的聚 合物体系,在不可能获得本发明聚合物那样的优良性能方面,又一次 基本上不同于本发明组合物中所用的聚合物。

WO-A-00/35961[10]描述了以乳液聚合法制备具有热诱导增稠性 能的聚合物的方法以及这类聚合物在药物与美容组合物中的应用。这 类聚合物可以是含水溶性单元以及基于氧化烯的具有一个LCST的单元 的共聚物。在这种情况下,这类聚合物的结构与制备方法也基本上不 同于本发明聚合物的结构与制备方法。

从上文可以看到,按照本发明尤其含具有一个LCST的特定单元的 聚合物的结构以及在水-醇介质中通过自由基沉淀聚合法制备它们的 方法,在先有技术文献中既未描述过也未建议过。

                      发明详述

如上所述,按照本发明的聚合物包含一个水溶性主链和在水中具 有一个LCST的单元,所述聚合物也可由一种或多种水溶性单体(Ia), 可能还有相对于所述单体(Ia)为少量的一种或多种疏水单体(Ib),与 一种或多种包含具有一个LCST的单元的大单体(II)通过自由基聚合 获得,所述单体(Ia)和(Ib)形成水溶性主链。

因此,本发明的聚合物基本上是一般接枝的聚合物,其主链是水 溶性的,所述主链带有包含具有一个LCST的单元的接枝。

所述水溶性主链没有热诱导分层温度。

所述聚合物可以是部分或完全交联的。

所述水溶性主链主要包含水溶性单元,这些水溶性单元(Ia)衍生 自聚合前带有至少一个不饱和官能团的单体(Ia)。

术语“水溶性单元”一般是指这些单元在水中于5℃-80℃的温度 下溶解度至少为10g/l,优选至少20g/l。

水溶性主链也可以任选地包含一种或多种衍生自单体(Ib)的疏水 单体单元,所述疏水单元任选地以少量存在,例如,少于20%,也就 是说,以相对于要溶于水的聚合物水溶性主链来说足够低的量存在。

所述水溶性主链没有LCST型的热诱导分层温度。

例如,水溶性单体(Ia)选自下列单体或它们的盐:

-(甲基)丙烯酸;

-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS);

-苯乙烯磺酸;

-乙烯基磺酸;

-(甲基)烯丙基磺酸;

-(甲基)丙烯酰胺;

-乙烯基膦酸;

-N-乙烯基乙酰胺;

-N-甲基-N-乙烯基乙酰胺;

-N-乙烯基甲酰胺;

-N-甲基-N-乙烯基甲酰胺;

-包含一个4-9个碳原子的环烷基的N-乙烯基内酰胺,如N-乙烯 基吡咯烷,N-丁内酰胺或N-乙烯基己内酰胺;

-来酸酐;

-衣康酸;

-分子式为CH2=CHOH的乙烯醇;

-二甲基二烯丙基氯化铵

-季铵化甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA);

-(甲基)丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(APTAC和MAPTAC);

-甲基乙烯基咪唑氯化物;

-2-乙烯基吡啶;

-4-乙烯基吡啶;

-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯;

-下式(III)的乙烯基单体;

其中,

-R选自H,-CH3,-C2H5或-C3H7,以及

-X选自:

--OR′型烷氧基,其中R′是含1-6个碳原子的线形或支化的、饱 和或不饱和的基于烃的基团,任选地,被至少一个卤原子(碘、溴、氯 或氟);一个磺基(-SO30-),硫酸基(-SO4 -),磷酸基(-PO4H2);羟基(-OH); 伯胺(-NH2);仲胺(-NHR1),叔胺(-NR1R2)或季胺(-N+R1R2R3)基所取代, R1,R2和R3彼此独立地为一个含1-6个碳原子的线形或支化的、饱和 或不饱和的基于烃的基团,条件是R′+R1+R2+R3的碳原子总数不超过6; 以及

--NH2,-NHR4和-NR4R5基,其中,R4和R5彼此独立地为一个含1-6 个碳原子的线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基团,条件是R4+R5 的碳原子总数不超过6,所述R4和R5任选地被一个卤原子(碘、溴、氯 或氟);一个羟基(-OH)、磺基(-SO3 -),硫酸基(-SO4 -),磷酸基(-PO4H2); 伯胺(-NH2);仲胺(-NHR1),叔胺(-NR1R2)和/或季胺(-N+R1R2R3)基所取 代,R1,R2和R3彼此独立地为一个含1-6个碳原子的线形或支化的、 饱和或不饱和的基于烃的基团,条件是R4+R5+R1+R2+R3的碳原子总数 不超过6;例如N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二乙基丙烯酰胺。

可能少量存在以形成主链的疏水单体(Ib)选自下列单体或它们的 盐:

-分子式为CH2=CH-OCOCH3的乙酸乙烯酯;

-丙烯腈;

-氯乙烯;

-偏氯乙烯;

-下式(III)的乙烯基单体:

其中:

-R选自H,-CH3,-C2H5或-C3H7,以及

-X选自:

--OR′型烷氧基,其中R′是含7-22个碳原子的线形或支化的、 饱和或不饱和的基于烃的基团,任选地,被至少一个卤原子(碘、溴、 氯或氟);一个磺基(-SO3 -),硫酸基(-SO4 -),磷酸基(-PO4H2);羟基 (-OH);伯胺(-NH2);仲胺(-NHR1),叔胺(-NR1R2)或季胺(-N+R1R2R3)基 所取代,R1,R2和R3彼此独立地为一个含7-22个碳原子的线形或支化 的、饱和或不饱和的基于烃的基团,条件是R′+R1+R2+R3的碳原子总数 不超过22;以及

--NH2,-NHR4和-NR4R5基,其中,R4和R5彼此独立地为一个含7-22 个碳原子的线形或支化的、饱和或不饱和的基于烃的基团,条件是R4+R5 的碳原子总数不超过22,所述R4和R5任选地被一个卤原子(碘、溴、 氯或氟);一个羟基(-OH)、磺基(-SO3 -),硫酸基(-SO4 -),磷酸基( -PO4H2);伯胺(-NH2);仲胺(-NHR1),叔胺(-NR1R2)和/或季胺(-N+R1R2R3) 基所取代,R1,R2和R3彼此独立地为一个含7-22个碳原子的线形或支 化的、饱和或不饱和的基于烃的基团,条件是R4+R5+R1+R2+R3的碳原 子总数不超过22;例如N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二乙基丙烯酰 胺。

这些任选的疏水单体(Ib)一般以对于要溶于,具体地说,溶于水 的聚合物的水溶性主链而言是足够低的量存在。

优选水溶性主链用一种无机或有机碱进行完全或部分中和。

所述碱可以选自,例如,钠盐、铵盐、锂盐、盐和镁盐,用1- 4个含1-15个碳原子的烷基取代的铵盐,或者选自单乙醇胺、二乙醇 胺、三乙醇胺、氨基甲基丙二醇、N-甲基-葡糖胺和碱性氨基酸如精氨 酸和赖氨酸,以及它们的混合物。

聚合物,特别是水溶性主链,可以用例如常用来交联由自由基聚 合所获聚合物的交联剂,或含烯类不饱和多键的化合物来进行完全或 部分交联。可提及的这类交联剂的实例包括二乙烯基苯、二烯丙基醚、 三烯丙基胺、四烯丙基乙二胺、二丙二醇二烯丙基醚、聚乙二醇二烯 丙基醚、对苯二酚二烯丙基醚、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、四烯丙基 氧基乙烷、糖系列醇的烯丙基醚、多烯丙基酯、四烯丙基氧基乙酰基 或其它多官能醇烯丙基或乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、乙烯基膦酸 和磷酸的烯丙酯、包含2或3个(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺 基的化合物,如二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸丁 二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三丙烯酸三羟甲基丙酯(TMPTA)和亚甲基 二丙烯酰胺,或它们的混合物。

更具体地说,将用亚甲基二丙烯酰胺、甲基丙烯酸烯丙酯、或三 丙烯酸三羟甲基丙酯(TMPTA)。

交联度优选为聚合物的0.01mol%-10mol%,更优选0.2mol%- 7mol%。

聚合物的交联,特别是水溶性骨架的交联,也可用一种具有一个 LCST的多官能度大单体(II),例如,带2个或3个不饱和官能团的大 单体进行,大单体在聚合期间以能获得0.01%-10%摩尔交联度的适 当比例加入反应介质(除组分a)与b)之外)。

优选水溶性主链的摩尔质量为1,000g/mol-50,000,000g/mol, 优选10,000g/mol-10,000,000g/mol。

按照本发明,聚合物由上述单体(Ia)和,任选地,(Ib)与一种或 多种对应于以上已给出的式(II)的大单体通过自由基聚合而成。

在式(II)中,X是一个选自,例如,-O-,-S-,-PH-,-NH-和-NR°-的二价基团,其中R°是一个1-6个碳原子的烷基。

A是一个包含至少一个能聚合(通过自由基路线)的不饱和基于烃 的键的基团。

基团A可以选自,例如,乙烯基、烯丙基、丙烯酰基和甲基丙烯 酰基。

大单体(II)也基本上包含具有一个LCST的单元B。

本发明所用聚合物中具有一个LCST的单元可以定义为其水溶解度 在某一温度之上被改变的单元。它们是具有一个决定它们在水中溶解 度范围的热诱导分层温度(或浊点)的单元。随聚合物浓度变化所得到 的最低分层温度叫做“LCST”(下部临界会溶温度)。对于每一个聚合 物浓度,观察到一个热诱导分层温度;它高于曲线最低点的LCST。低 于该温度,由具有一个LCST的单元构成的聚合物溶于水;高于该温度, 由具有一个LCST的单元构成的聚合物失去它在水中的溶解度。

在这类具有一个LCST的聚合物中有一些主要在Taylor等人的文 章,Journal of Polymer Science,part A:Polymer Chemistry, 1975,13,2551[11],J.Bailey等人的文章,Journal of Applied Polymer Science,1959,1,56[12];和Heskins等人的文章,Journal of Macromolecular Science,Chemistry A2,1968,Vol.8,1441[13] 中已有所述。

术语“在温度T溶于水”是指该单元在T的溶解度至少为1g/l, 优选至少2g/l。

LCST的测量可以用目视进行:确定水溶液呈现浊点的温度;该浊 点反映在溶液不透明化或失去透明性上。

一般地说,透明组合物具有透过1cm厚样品的最大透光率至少为 85%,优选至少90%,不论400-800nm的任何波长

透光率可以通过将一1cm厚的样品置于分光光度计的光束中, 在可见光谱的波长中进行测量。

本发明所用聚合物中具有一个LCST的单元可以由一种或多种选自 下列聚合物的聚合物组成:

-聚醚,如聚环氧乙烷(PEO),聚环氧丙烷(PPO)或环氧乙烷(EO) 与环氧丙烷(PO)的无规共聚物

-聚乙烯基甲基醚,

-具有一个LCST的N-取代丙烯酰胺衍生物的聚合物和共聚物,例 如,聚-N-异丙基丙烯酰胺(Nipam)和聚-N-乙基丙烯酰胺,以及

-聚-N-乙烯基己内酰胺和N-乙烯基己内酰胺共聚物。

优选具有一个LCST的单元由聚环氧丙烷(PPO)n组成,其中n是一 个10-50的整数,或由式(EO)m(PO)n代表的环氧乙烷(EO)与环氧丙烷 (PO)的无规共聚物组成,其中m是一个1-40,优选2-20,更优选2- 10的整数,n是一个10-60,优选20-50的整数。

优选具有一个LCST的单元的摩尔质量为500-5300g/mol,优选 1,000-4,000g/mol,更优选1500-3000g/mol。

业已发现,EO与PO单元的无规分布反映在有一个下部临界会溶温 度上,超过该温度,可观察到宏观相分离。这种行为不同于(EO)(PO) 嵌段共聚物的行为,后者在称为胶束化温度的临界温度之上形成胶束 (微观水平凝聚)。

因此,具有一个LCST的单元尤其可以是氨基,特别是单氨基、二 氨基或三氨基、环氧乙烷与环氧丙烷的无规共聚物。

在这些具有一个LCST的商品聚合物中,可以提及的是Huntsman 公司以商品名Jeffamine,特别是JeffamineXTJ-507(M-2005), JeffamineB-2000和JeffamineXTJ-509(或T-3000)出售的共聚 物。

具有一个LCST的单元也可以衍生自含OH端基的EO/PO无规共聚 物,例如Clariant公司以商品名PolyglycolsP41和B11出售的共 聚物。

具有一个LCST的N-取代丙烯酰胺衍生物的聚合物和共聚物以及 聚-N-乙烯基-己内酰胺和N-乙烯基己内酰胺共聚物也可在本发明中用 作具有一个LCST的单元。

作为具有一个LCST的N-取代丙烯酰胺衍生物的聚合物和共聚物 的实例,可以提及的有聚-N-异丙基丙烯酰胺、聚-N-乙基丙烯酰胺和 N-异丙基丙烯酰胺(或N-乙基丙烯酰胺)与一种或多种选自(Ia)与(Ib) 的单体的共聚物。

这类聚合物的摩尔质量优选是1,000g/mol-30,000g/mol。

这类聚合物可以用一对引发剂如氨基乙硫醇盐酸化合物在过硫酸 的存在下通过自由基聚合而合成,以获得具有反应性氨基端基的前 体低聚体。

作为N-乙烯基己内酰胺共聚物的实例,可以提及的有N-乙烯基己 内酰胺与一种或多种选自以上定义的乙烯基单体(Ia)和(Ib)的单体的 共聚物。

这类N-乙烯基己内酰胺聚合物或共聚物的摩尔质量一般是 1,000g/mol-30,000g/mol。

这类化合物可以用一对引发剂如氨基乙硫醇盐酸化合物在过硫酸 钾存在下通过自由基聚合而合成,以获得具有一个LCST的带有反应性 氨基端基的单元。

在最终聚合物中具有一个LCST的单元相对于最终聚合物的质量比 优选为5重量%-70重量%,特别是20重量%-65重量%,尤其是30 重量%-60重量%。

如上所见,本发明所用聚合物中的所述具有一个LCST的单元,当 其在水中的质量浓度为1重量%时,其热诱导分层温度为5-40℃,优选 10-35℃。

具有一个LCST的大单体(II)由带至少一个反应点的具有一个 LCST的单元与一种包含至少一个附加反应点和至少一个不饱和基于烃 的键如乙烯基或烯丙基官能团的化合物之间发生反应而获得;可提及 的实例包括(甲基)丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、乙烯醇、乙酸乙烯酯、 (甲基)丙烯酸缩水甘油酯、3-氯丙烯、4-异氰酸酯基苯乙烯和氯代甲 基苯乙烯。反应点可特别选自醇、甘油酯、异氰酸酯、伯胺、仲胺或 叔胺、羧酸和卤素官能团。一个羧酸或酯型反应点将,尤其是,一般 与醇或胺型反应点起反应;一个异氰酸酯反应点将更易与醇反应点起 反应,以及一个卤素反应点将更易与醇或胺反应点起反应。所用的反 应可以是,例如,酯化反应、酯交换反应和酰胺化反应或亲核取代反 应。

按照本发明,上述聚合物的制备方法如下:将一种或多种以上已 定义的水溶性单体(Ia),任选地,相对于所述水溶性单体(Ia)为少量 的一种或多种以上已定义的疏水单体(Ib),与一种或多种上述式(II) 的大单体,在一种包含一种醇与水的介质(水-醇介质)中,进行自由基 沉淀共聚,然后分离所得聚合物。

所用的醇可与水混溶,且一般都是一种含1-4个碳原子的脂肪醇, 如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和,优选地,叔丁醇。水的质量含量一 般少于或等于10重量%,优选少于5重量%。

按照本方法的一个有利特性,这类醇在美容上是完全相容的。

所述单体与大单体完全或部分地溶于聚合介质,而聚合物却不溶 于其中。

所述聚合反应在-10℃-100℃,优选在20℃-70℃之间的一个温度 下进行。

所述共聚反应一般在聚合引发剂的存在下进行。

聚合引发剂是产生自由基的化合物。这类引发剂可选自,例如, 过氧化氢水溶液;有机过氧化物,如过氧化苯甲酰、过氧化氢叔丁基、 过氧化氢甲乙酮;重氮化合物如偶氮二异丁腈或偶氮二-二甲基戊腈; 氧化剂/还原剂对如过氧化二硫酸铵/偏二亚硫酸钠和过氧化二硫酸铵 /N,N,N′,N′-四亚甲基二胺。

聚合反应也可以用光引发剂引发或用紫外线、中子之类的辐照或 等离子体引发。

聚合反应在一种惰性介质中进行,优选在氮或氩气氛下进行。

聚合物在反应介质中以白色沉淀物的形式出现。用通常的分离、 蒸发和干燥方法很容易分离出来。例如,叔丁醇可以用过滤或蒸馏法 除去。

所得聚合物满足下列专利申请中所述的应用性能:FR-01 00485, FR-01 00480,FR-01 00478,FR-01 00481,FR-01 00483和FR-01 05112。

本发明还涉及一种包含至少一种如上定义的聚合物与一个水相的 含水组合物。

按照本发明的聚合物优选存在于含水组合物中,其量优选为0.01 重量%-20重量%,尤其0.05重量%-15重量%,特别0.1重量%-10 重量%。

这类组合物及它们包含的聚合物在化妆品和护肤品中特别有用。

所述组合物除包含以上定义的聚合物外还包含一个水相,它除了 水外还可以包含香水,如矢车菊水,矿质水,如eau de Vittel,eau de Lucas或eau de La Roche Posay和/或泉水。

在所述含水组合物中加入设想型应用中常用的组分是可能的。不 言而喻,一个本领域内的技术人员将仔细选择这类任选的附加组分及 它们的用量,从而本发明组合物的优越性不会受到或基本上不会受到 设想附加剂的不利影响。

所述含水组合物能形成全部或部分美容或护肤组合物,这种组合 物因此还可能包含一种美容或护肤上可接受的介质,也就是说一种与 质如皮肤、指甲、毛发、睫毛和眉毛、粘膜和半粘膜以及身体或面 部皮肤的任何其它部分上的应用相容的介质。

本发明的组合物可以化妆品和护肤品中常用的任何形式存在。它 可以,例如,呈凝胶形式、水包油(O/W)或油包水(W/O)乳液或多重乳 液形式。术语“乳液”在这里是指无乳化剂的分散体和包含乳化剂的 分散体,或用固体颗粒或用离子或非离子型类脂微球稳定化的分散 体。

在本发明以乳液形式的组合物中,组合物的水相可以相对于组合 物总重量的,例如,5重量%-80重量%,优选30重量%-70重量% 的浓度范围存在,油相可以相对于组合物总重量的5重量%-70重量%, 优选10重量%-50重量%的浓度存在。

脂肪相或油相通常含至少一种油。作为本发明组合物中可用的 油,可以提及的有,例如:

-动物源基于烃的油,如全氢化角鲨烯;

-植物源基于烃的油,例如,含4-10个碳原子的脂肪酸的液态三 甘油酯,例如,庚酸或辛酸三甘油酯,或者也可以是,例如,葵花油、 玉米油、豆油、葫芦油、葡萄籽油、芝麻油、榛子油、杏子油、昆士 兰果油、arara油、蓖麻油鳄梨油、辛酸/癸酸三甘油酯,如 Stearineries Dubois公司出售的那些,或Dynamit Nobel公司以商 品名Miglyol 810,812和818出售的那些,西蒙得油或烛果油。

-合成酯与合成醚,尤其是脂肪酸的,例如,通式为R1COOR2和R1OR2 的油,其中,R1代表一种含8-29个碳原子的脂肪酸残基以及R2代表一 种含3-30个碳原子的支化或未支化基于烃的链,例如,purcellin油、 异壬酸异壬酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸2-乙基己酯、硬脂酸2-辛基 -十二烷基酯、芥酸2-辛基十二烷基酯或异硬脂酸异硬脂基酯;羟基化 酯,如乳酸异硬脂基酯、羟基硬脂酸辛酯、羟基硬脂酸辛基十二烷基 酯、苹果酸二异硬脂基酯、柠檬酸三异十六烷基酯和庚酸、辛酸和癸 酸的脂肪烷基酯;多元醇酯,例如二辛酸丙二醇酯、二庚酸新戊二醇 酯和二异壬酸二甘醇酯;以及季戊四醇酯,例如四异硬脂酸季戊四醇 酯;

-矿物源或合成的线形或支化烃,例如挥发性或非挥发性液态石 蜡及其衍生物、凡士林、聚癸烯和氢化聚异丁烯如Parleam油;

-含8-26个碳原子的脂肪醇,例如十六烷醇、硬脂醇和它们的混 合物(十六烷基硬脂基醇)、辛基十二烷醇、2-丁基辛醇、2-己基癸醇、 2-十一烷基十五烷醇、油醇或亚油酰醇;

-烷氧基化特别是乙氧基化脂肪醇,如油基聚氧乙烯(12)醚;

-部分基于烃和/或基于氧烷的氟代油,例如,文献JP-A-2 295 912中所述的那些。还能提及的氟代油的实例包括BNFL Fluorochemicals公司以商品名“Flutec PC1”和“Flutec PC3” 出售的全氟甲基环戊烷和全氟-1,3-二甲基环己烷;全氟-1,2-二甲 基环丁烷;全氟烷,如3M公司以商品名“PF 5050”和“PF 5060” 出售的十二氟代戊烷和十四氟代己烷,或Atochem公司以商品名 “Foralkyl”出售的溴代全氟辛烷;3M公司以商品名“MSX 4518” 出售的九氟代甲氧基丁烷以及九氟代乙氧基异丁烷;全氟吗啉衍生 物,如3M公司以商品名“PF 5052”出售的4-三氟代甲基全氟吗啉;

-硅油,例如,含一个线形或环状硅氧烷链的在室温呈液态或糊状 的挥发性或非挥发性聚甲基硅氧烷(PDMSs),尤其是环聚二甲基硅氧烷 (环甲基硅氧烷)如环己基硅氧烷;包含悬挂或处于硅氧烷链末端的烷 基、烷氧基或苯基的聚二甲基硅氧烷,这些基团含2-24个碳原子;苯 基硅氧烷,例如,苯基-三甲基硅氧烷、苯基二甲基硅氧烷、苯基三甲 基甲硅烷氧基二苯基硅氧烷、二苯基二甲基硅氧烷、二苯基甲基二苯 基三硅氧烷、2-苯基乙基-三甲基甲硅烷氧基硅酸酯和聚甲基苯基硅氧 烷;

-它们的混合物。

在以上提及的油中,术语“基于烃的油”是指任何主要包含碳原 子与氢原子以及任选地酯、醚、氟、羧酸和/或醇基的油。

油相中可存在的其它脂肪物质是,例如,含8-30个碳原子的脂肪 酸,例如,硬脂酸、月桂酸、棕榈酸和油酸;蜡,例如,羊毛脂、蜂 蜡、巴西棕榈树蜡或小烛树蜡、石蜡蜡或微晶蜡,白地蜡或地 蜡,合成蜡如聚乙烯蜡、Fischer-Tropsch蜡;树胶如硅橡胶(二甲基 硅氧烷);硅氧烷树脂,如三氟甲基-C1-4-烷基二甲基硅氧烷和三氟丙 基二甲基硅氧烷;以及硅氧烷弹性体,例如,Shin-Etsu公司以商品 名“KSG”出售的产品,Dow Corning公司以商品名“Trefil”、“BY29”、 “EPSX”出售的产品或Grant Industries公司以商品名“Gransil” 出售的产品。

这类脂肪物质可由本领域内技术人员以各种方法选择以制备具有 所需性能,如稠度与织构的组合物。

乳液可含有至少一种选自两性、阴离子、阳离子和非离子乳化剂 的乳化剂,单独使用或以混合物形式使用。

乳化剂以适当的方式选择,取决于要获得的乳液:油包水(W/O)或 水包油乳液(O/W)。

对于水包油乳液(O/W),可以提及的有,例如,下列乳化剂:

-作为两性乳化剂,有N-酰基氨基酸,例如N-烷基氨基乙酸盐和 椰油两性二乙酸二钠和氧化胺,如氧化硬脂胺;

-作为阴离子乳化剂,有酰基谷氨酸盐例如“氢化油酰基谷氨 酸二钠”(Ajinomoto公司出售的Amisoft HS-21);羧酸及其盐,例 如硬脂酸钠;磷酸酯及其盐,例如“DEA油基聚氧乙烯(10)醚磷酸酯”; 磺基丁二酸盐例如“PEG-5柠檬酸月桂基磺基丁二酸二钠”和“蓖麻酰 基单乙醇胺磺基丁二酸二钠”;

-作为阳离子乳化剂,有烷基咪唑盐如乙氧基硫酸异硬脂基-乙 基咪唑盐;铵盐如N,N,N-三甲基-1-二十二烷基氯化铵(三甲基山 萮氯化铵),

-作为非离子乳化剂,有糖化物酯和醚,例如硬脂酸蔗糖酯,椰 油酸蔗糖酯和ICI公司以商品名“Arlatone 2121”出售的硬脂酸山 梨醇酯与椰油酸蔗糖酯的混合物;多元醇酯,尤其是甘油酯或山梨醇 酯,例如硬脂酸甘油酯,硬脂酸聚甘油(2)酯和硬脂酸山梨醇酯;甘 油醚;氧乙烯化和/或氧丙烯化醚,如含25个氧乙烯基与25个氧丙烯 基的月桂醇的氧乙烯化、氧丙烯化醚(CTFA商品名为“月桂基聚氧丙烯 (25)聚氧乙烯(25)聚醚”)以及含7个氧乙烯基的C12-15脂肪醇的 氧乙烯化醚混合物(CTFA商品名为“C12-C15烷基聚氧乙烯(7)醚”); 乙二醇聚合物如PEG-100。

对于油包水(W/O)的乳液,可以提及的乳化剂有,例如,多元醇特 别是甘油或山梨醇的脂肪酯,尤其是多元醇的异硬脂酸酯、油酸酯和 蓖麻油酸酯,例如,Goldschmidt公司以商品名Protegin W出售的 凡士林、油酸聚甘油-3酯和异硬脂酸甘油酯、氢化蓖麻油与地蜡的混 合物,异硬脂酸山梨醇酯、二异硬脂酸聚甘油酯、倍半异硬脂酸聚甘 油-2酯;糖酯和醚例如“甲基葡糖二油酸酯”;脂肪酸盐,例如羊毛 脂镁;二甲基硅氧烷共聚多元醇和烷基二甲基硅氧烷共聚多元醇,例 如,Dow Corning公司以商品名Dow Corning 5200 Formulation Aid 出售的月桂基甲基硅氧烷共聚多元醇以及Golds chmidt公司以商品名 Abil EM 90出售的十六烷基二甲基硅氧烷共聚多元醇。

乳化剂可以它们的原始形式或与其它乳化剂和/或其它化合物如 脂肪醇或油的混合物形式引入。

本发明的组合物还可含有常用助剂,如水溶性或脂溶性染料、颜 料、香料、防腐剂、防晒剂、螯合剂(EDTA)、脂溶性或水溶性活性剂 以及pH调节剂(酸或碱)。这类助剂按化妆品中常用的比例使用,例如, 相对于组合物总重量的0.01-20重量%。这类助剂和它们的浓度必须 使它们不会改变对组合物所要求的性能。

可提到的能用于本发明组合物中的活性剂的实例包括保湿剂,例 如,蛋白水解产物和多元醇如甘油、乙二醇,如聚乙二醇,以及糖衍 生物;天然萃取物;procyannidiol低聚物;维生素,例如维生素A(视 黄醇)、维生素C(抗坏血酸)、维生素E(生育酚)、维生素B5(泛醇)和 维生素B3或PP(烟酰胺);脲;咖啡因;退色剂如曲酸和咖啡酸;水杨 酸;α-羟基酸如乳酸和乙醇酸;维生素A如类胡萝卜素;氢化可的松; 褪黑激素;藻类、霉菌、植物、酵母或细菌的提取物;水解、部分水 解或未水解的蛋白质以及酶;处理油性皮肤用的抗菌活性剂,如 2,4,4′-三氯-2′-羟基二苯基醚(或玉洁纯)和3,4,4′-三氯均二苯脲 (或三氯卡班);纤维;以及它们的混合物。

活性剂可以下述浓度存在:例如一般为组合物总重量的0.01-20 %,优选0.1-10%,更优选0.5-5%。

紫外屏蔽剂(或防晒剂)可选自化学屏蔽剂、物理防晒屏蔽剂和这 类屏蔽剂的混合物。可以提到的紫外屏蔽剂的实例包括:

-主要由Hoffmann-Laroche公司以商品名Parsol 1789出售的 丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷,

-主要由BASF公司以商品名Uvinul N539出售的2-氰基-3,3- 二苯基丙烯酸-2-乙基己酯,

-主要由Haarman-Reimer公司以商品名Neo Heliopan OS出售 的水杨酸辛酯,

-主要由Hoffmann-Laroche公司以商品名Parsol MCX出售的甲 氧基肉桂酸辛酯,

-主要由Merck公司以商品名Eusolex 232出售的苯基苯并咪唑 磺酸

-羟苯酮如苯酮-3,-4或-5,

-苯并三唑硅氧烷,特别是2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑 三硅氧烷,

-对苯二亚甲基二樟脑磺酸,以及

-以微粒或纳米粒子形式存在的氧化或氧化锌,任选地带有涂 层。

本发明的组合物还可含有填料以改进组合物的织态。作为可用于 本发明组合物中的填料,可以提到的除颜料外还有,例如,二氧化硅 粉、滑石粉、聚酰胺颗粒,尤其是Atochem公司以商品名Orgasol出 售的那些;聚乙烯粉;基于丙烯酸共聚物的微珠,如Dow Corning公司 以商品名Polytrap出售的基于二甲基丙烯酸乙二醇酯/甲基丙烯酸月 桂酯共聚物的那些;膨胀粉,如空心微珠,特别是Kemanord Plast 公司以商品名Expancel出售的那些或Matsumoto公司以商品名 Micropearl F 80 ED出售的那些;天然有机材料粉,如交联或未交联 玉米淀粉、小麦淀粉或稻淀粉,如National Starch公司以商品名 Dry-Flo出售的用辛烯基丁二酸酐交联的淀粉;硅氧烷树脂微珠,如 Toshiba Silicone公司以商品名Tospearl出售的那些;以及它们的 混合物。这些填料的存在量可以是组合物总重量的0重量%-40重量%, 优选1重量%-10重量%。

因此所述组合物特别适用于可涂布到角质(皮肤、指甲、毛发、睫 毛、眉毛、粘膜与半粘膜以及身体或脸部皮肤上任何其它部位)的化妆 品组合物。

按照本发明的组合物含有一种生理上可接受的介质并在许多处理 中特别是角质的美容处理中,尤其在角质的护理(例如防老化护理)、 净化(和卸装)、化妆和/或防晒保护中,广为应用。

因此,本发明的目的之一是如上定义的组合物在角质的护理和/或 净化和/或化妆和/或防晒保护中的美容用途。

本发明的目的之一也是一种用于角质的护理和/或净化和/或化妆 和/或防晒保护的美容处理方法,它包括将上述组合物施涂在角质上。

下面将参考下述实施例描述本发明,涉及本发明聚合物组合物中 大分子形成部分的制备、本发明聚合物的制备以及包含本发明聚合物 的美容组合物。

实施例

实施例1

合成具有一个LCST的大单体

实施例1.1

合成一种带有氧丙烯和氧乙烯无规共聚物链的具有一个LCST的大 单体(JeffamineM-2005)

在一个500ml反应器中加入100g JeffamineM-2005 (Huntsman)、4.3g丙烯酸和2.6g碳酸钾。搅拌该反应介质回流2小 时。在真空下除去生成的盐酸。所得大单体由链端带一个甲基丙烯酰 胺官能团的聚氧丙烯(39mol)和聚氧乙烯(6mol)无规低聚体组成。

实施例1.2

合成一种带聚氧丙烯链、具有一个LCST的二官能度大单体 (JeffamineD-2000)。

在一个500ml反应器中加入100g JeffamineD-2000 (Huntsman)、5.2g甲基丙烯酸和2.6g碳酸钾。搅拌该反应介质,回 流2小时。在真空下除去生成的盐酸。所得大单体由链两端各带一个 甲基丙烯酰胺官能团的聚氧丙烯低聚体组成。

实施例1.2

合成一种带聚-N-异丙基丙烯酰胺链的大单体

该合成包含两步:

-合成带一个氨基反应性末端的pNIPAM低聚体。

在一个配备有冷凝器和氮气入口的2500ml三颈圆底烧瓶中加入 80g N-异丙基丙烯酰胺和800ml渗透水。用一个水浴将该混合物加热 至29℃,同时搅拌,并通入氮气。45分钟后,将1.61g预先溶于40ml 渗透水中的氨基乙硫醇盐酸化合物加进反应介质。5分钟后,将1.91g 溶于80ml渗透水中的过硫酸钾加进反应介质。在氮气氛中于29℃搅拌 该反应介质3小时。

将反应介质加热到45℃并过滤,分离出由此合成的单氨基聚-N- 异丙基丙烯酰胺(pNIPAM)齐聚体。

-合成带一个丙烯酰胺端基的pNIPAM大单体。

在一个500ml反应器中加入80g带一个氨基末端的pNIPAM齐聚 体、1.1g甲基丙烯酸和0.6g碳酸钾。搅拌该反应介质,回流2小时。 在真空下除去生成的盐酸。所得大单体由链端之一带一个甲基丙烯酰 胺官能团的pNIPAM齐聚体组成。

实施例2

将一种或多种含一个不饱和基于烃的键的单体与一种具有一个 LCST的大单体进行共聚。

在一个2升反应器中加入300g叔丁醇,该反应器配备有一个搅拌 器、一个冷凝器、一个温度计、一个恒温浴、一个用来加试剂的加料 漏斗和一个进气口从而控制反应介质上方的气氛。在通入氮气30分钟 后,将反应介质置于氮气氛中。在氮气流下边搅拌边加入Xg丙烯酰 胺基-2-甲基-丙磺酸(AMPS);这时反应介质的pH值等于1。将氨气引 至反应介质上方直到其pH值在7与8之间。如果必要,在反应介质中 加入Yig包含至少一个不饱和官能团的其它共聚单体i和Zg实施例1 中制备的具有一个LCST的大单体,然后搅拌1小时;不断测量pH值, 检查该值在7与8之间。然后用氮气饱和反应介质上方的气氛,以使 液相中的氧含量值减少到小于1ppm。在氮气氛中反应介质中加入1g 偶氮二异丁腈(AIBN)并将温度调到60℃。一旦温度达到60℃,聚合反 应即开始。大约30分钟后,将温度调到叔丁醇的沸点;然后边搅拌边 回流该反应介质2小时。

这时,反应介质变成一种聚合物在叔丁醇中的粘性悬浮体;用简 单过滤叔丁醇然后在真空下干燥的方法回收聚合物。

用该方法合成下列包含(Ia)和/或(Ib)型单体单元及具有一个 LCST的大单体(II)的水溶性聚合物。

实施例2.1   试剂与溶剂   质量(g)   叔丁醇   300   铵盐形式的AMPS   84   衍生自JeffamineM-2005的大单体   36   AIBN   1

所得共聚物由70质量%AMPS(铵盐)与30%JeffamineM-2005 大单体组成;这对应于共聚物中含3.7mol%大单体。该聚合物是非交 联的。

实施例2.2   试剂与溶剂   质量(g)   叔丁醇   300   铵盐形式的AMPS   60   衍生自JeffamineM-2005的大单体   60   AIBN   1

所得共聚物由50质量%AMPS(铵盐)与50%JeffamineM-2005 大单体组成;这对应于共聚物中含8.2mol%大单体。该聚合物是非交 联的。

实施例2.3  试剂与溶剂   质量(g)  叔丁醇   300  铵盐形式的AMPS   51  N-乙烯基乙酰胺   21  衍生自JeffamineM-2005的大单体   48  AIBN   1  TMPTA   1.51

所得共聚物由42质量%AMPS(铵盐)、17.3%N-乙烯基乙酰胺, 39.5%JeffamineM-2005大单体和1.2%TMPTA组成;这对应于共 聚物中含3.8mol%大单体。该共聚物是交联的,摩尔交联度等于1%。

实施例2.4   试剂与溶剂   质量(g)   叔丁醇   300   铵盐形式的AMPS   84   衍生自JeffamineM-2005的大单体   36   衍生自JeffamineD-2000的大单体   3.9   AIBN   1

所得共聚物由67.8质量%AMPS(铵盐)与29%JeffamineM-2005 大单体组成;这对应于共聚物中含3.7mol%具有一个LCST的大单 体。该聚合物用衍生自JeffamineD-2000的二官能度大单体进行交 联,摩尔交联度等于0.5%。

实施例2.5   试剂与溶剂   质量(g)   叔丁醇   300   铵盐形式的AMPS   60   衍生自pNIPAM的大单体   60   AIBN   1

所得共聚物由50质量%AMPS(铵盐)与50%pNIPAM大单体组成; 这对应于共聚物中含2.2mol%具有一个LCST的大单体。该聚合物是 非交联的。

实施例3

合成聚合物的热诱导凝胶能力。

上述共聚物的热诱导凝胶能力用流变测量(Haake RS150流变仪, 35mm/2°锥/板)进行表征,用聚合物在水中的1%溶液,所受的剪切速 率为10S-1。这类测量可以确定凝胶点(Tgel)的温度,高于该温度,粘度 随温度升高而增加。

  聚合物   Tgel(℃)   实施例2.1   32   实施例2.2   27   实施例2.3   29   实施例2.4   33   实施例2.5   34

获得的所有热诱导凝胶聚合物在浓度为1%的水溶液中都有一个 低于45℃的凝胶点,与专利EP 1 069 142中所述的不同。

包含本发明聚合物的美容组合物的实施例在以下实施例中给出。

实施例4

体用奶液

组成

水相:

实施例2.2的聚合物:         0.4g

防腐剂                      0.2g

去离子水                    84.4g

油相:

Parleam油                   9g

环己基二甲基硅氧烷          6g

水相的制备方法如下:将实施例2.2的聚合物溶于含防腐剂的去 离子水中,搅拌2小时。然后将油相慢慢加入该水相,并用Moritz混 合器以4000rpm的转速搅拌20分钟。

实施例2.2的聚合物使其本身乳化整个油相成为可能。所得配方 是一种流体乳液,能用作体用奶液。

实施例5

流体发泡组合物

组成

实施例2.5的聚合物:               0.4g

甘油                              5.0g

防腐剂                            0.4g

去离子水                  94.2g

将实施例2.5中的粉末状聚合物溶于去离子水中,并在25℃搅拌 2小时后得到所述发泡组合物;然后在该溶液中加入其它组分,搅拌 30分钟。

所得配方是一种能在5℃-50℃使用的流体发泡组合物。实施例 2.5的聚合物使其本身能获得发泡能力。

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[15]EP-A-1 069 142.

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