支化聚合物乳化劑的制作方法
【專利說明】支化聚合物乳化劑 發明領域
[0001] 本發明涉及酯化甘油基化烷基糖苷及其制備方法。這些化合物作為乳化劑和助乳 化劑用于配制適用于個人護理、家居護理、工業和機關以及健康護理應用中的相穩定乳液。
[0002] 發明背景
[0003] 多種個人護理和化妝品產品主要是水包油（0/W)乳液，其包含均勻分散于水溶液 中的細碎油滴。常用油或油狀物質范圍包括各種酯和甘油三酯至各種烴和聚硅氧烷流體。 這些乳液可包含高含量的意欲提供皮膚護理、毛發護理和其它益處的活性有益劑。這些試 劑中的許多是電解和/或酸性化合物，其對儲存期間保持乳液的良好穩定性提出相當的挑 戰。當乳液包含高含量的電解質和/或具有極端pH時，穩定這些乳液以防油相的分離（聚 結）或乳液滴的聚集（絮凝）需要使用非常有效的乳化劑。
[0004] 能夠吸附在油/水界面上的表面活性聚合物（或聚合表面活性劑）作為乳化劑通 常比低分子量表面活性劑更有效地執行。一般而言，當聚合物吸附并因此涂覆乳液滴的表 面時，它們可提供強的長范圍液滴-液滴排斥，在本領域中稱為空間排斥，這又防止乳液滴 彼此接近，在效果方面，穩定液滴以防絮凝和聚結。
[0005] 合成和半天然聚合乳化劑在配制用于個人護理和化妝品產品的穩定乳液中廣泛 用于克服上述挑戰。目前使用的大多數合成聚合乳化劑為酯化聚乙氧基化聚合物，其實例 為PEG-100硬脂酸酯。半天然聚合乳化劑衍生自天然存在的多元醇，例如糖、甘油酯和糖 類，隨后將其通過乙氧基化和/或親脂酯化而改性，例如用脂肪酸酯化的乙氧基化甲基葡 萄糖。然而，嚴重的健康顧慮圍繞這些含PEG的成分，曾經因為已知乙氧基化材料在其生產 中可能產生高毒性物質1，4-二5惡烷。
[0006] 配制成個人護理和化妝品產品的水包油（0/W)乳液通常包含在乳液的水相中的 聚合增稠劑。當聚合表面活性劑用作乳化劑時，一定量的聚合物吸附在乳液滴的表面上，同 時其余部分（自由的或者未吸附的）保持溶于水相中，從而保持吸附的聚合物和自由聚合 物之間的熱動力平衡。聚合物的濃度越高，存在于溶液相中的自由聚合物的量越高。聚合 乳化劑可能可以與聚合增稠劑相互作用，例如借助氫鍵和/或疏水相互作用，這類聚合物 間相互作用在一些情況下可能潛在地降低增稠劑的效力。
[0007] 避免上述問題的一種方法是配制具有較大尺寸液滴，同時保持良好乳液穩定性的 乳液。然而，通常更難以將大乳液滴穩定化以防絮凝，因為乳液滴越大，它們之間作用的范 德華引力越強。該普遍存在的液滴間引力傾向于對抗任何輸入的液滴間排斥，例如通過聚 合乳化劑的使用。對于給定重量的乳化的油相，較大的乳液滴，存在較低的被乳化劑涂覆的 總（界面）表面積。因此，乳液滴的尺寸較大，可能需要較低的乳化劑劑量以進行良好的乳 液穩定性，從而改善乳化劑/增稠劑相互作用的任何負面影響。
[0008] 此外，在個人護理產品的生產中通常理想的是首先以穩定且可泵（即不是過粘性 的）形式制備高度濃縮的0/W乳液，在將它們用其它成分稀釋以制備最終產物以前可將其 儲存一段時間（通常長至幾天或者幾星期）。顯然，關鍵是這類濃乳液保持穩定以防絮凝和 聚結，并且在儲存期間和以后保持可泵送稠度。
[0009] 挑戰通常是制備穩定的0/W乳液，如果油相的量超過乳液的55-60重量％的話。另 外，即使不含任何增稠劑，如果乳液滴經受廣泛的絮凝（其中水相的量被夾帶在絮凝物中 且不再能夠賦予乳液流動性），則0/W乳液是高粘性的。此外，在濃乳液中，乳液滴的尺寸越 小且越均勻，乳液粘度越高。因此，提供高度濃縮但又低粘度乳液的一種方法是制備具有較 大液滴尺寸，同時確保液滴基本穩定以防絮凝的乳液。
[0010] 如果它們的用途涉及身體接觸，則關于待衍生自天然來源成分的個人護理產品的 近期消費者需求導致產品配制者將植物油作為油相組分包含在0/W乳液中。然而，將主要 包含甘油三酯的這些油乳化成穩定的乳液是挑戰性的。上述聚乙氧基化乳化劑是用于這些 油的非常有效的乳化劑。盡管半天然乳化劑包括天然來源組分，它們日益被視為是較不可 持續的，因為在其生產中使用石油化學衍生的氧化乙烯。此外，由于與乙氧基化材料有關的 健康和安全性顧慮，日益需要提供對油相組分的有效且穩定乳化的無乙氧基化物乳化劑， 當植物油用作油相時特別如此。
[0011] 由于上述原因，有利的是提供用于配制成0/W乳液的產品中的基本衍生自天然來 源材料且不含有毒污染物的乳化劑。還有利的是提供具有上述性能的乳化劑，所述乳化劑 可成功地用于穩定天然油如植物衍生油的0/W乳液。
[0012] 據我們所知，本領域中沒有公開用于0/W乳液的這種理想的乳化劑（特別是在個 人護理和化妝品產品乳液中）。因此，需要滿足上述參數的乳化劑。
[0013] 發明概述
[0014] 在一個方面中，本發明實施方案涉及性質上為聚合物，能夠在寬pH范圍內在高含 量的電解質的存在下穩定高度濃縮（相對于油相）〇/W乳液且不含任何氧化乙烯（E0)殘基 的乳化劑。該乳化劑能夠產生低粘度乳液，即使油相的濃度是較高的。乳化劑還能夠穩定 較大尺寸的乳液滴，甚至是在高度濃縮乳液中，其又能賦予較低的乳化劑濃度要求（因此 保持乳化劑與聚合增稠劑之間的任何不理想相互作用最小化），以及制備高度濃縮但又低 粘度的乳液。
[0015] 本發明的這些和其它方面可通過酯化聚甘油基烷基糖苷聚合物提供。該聚合物包 含具有由其輻射的支化聚甘油基醚鏈的烷基糖苷芯結構部分，其中存在于聚合物上的甘油 基殘基的和為約20-150,其中至少一部分聚甘油基鏈包含含有8-54個碳原子的酰基結構 部分。
[0016] 附圖簡述
[0017] 圖1為實施例16中制備的聚甘油基化甲基葡糖苷在125. 77MHz下的13C-NMR光 譜。
[0018] 示例實施方案詳述
[0019] 描述根據本發明的示例實施方案。本文所述示例實施方案的各種改進、調整或變 化可以是本領域技術人員獲悉的，因而是公開的。應當理解依賴于本發明教導且由此這些 教導具有先進技術的所有這類改進、調整或變化認為在本發明的范圍和精神內。
[0020] 盡管關于所選擇的本發明實施方案和方面表述了本發明組合物中預期的各種組 分和成分的重疊重量范圍，應當容易地了解所公開組合物中各組分的具體量會選自它的所 公開范圍內，從而調整各組分的量使得組合物中所有組分的和為總計100重量％。所用量 隨著所需產品的目的和特征而改變并可容易地由本領域技術人員確定。
[0021] 除非另外指出，本文表示的所有百分數、份和比基于本發明總組合物的重量。
[0022] 本發明聚合物和組合物可適當地包含，由或者基本由本文所述的組分、元素和方 法描繪組成。本文說明性地公開的發明適當地可以在不存在本文未具體地公開的任何元素 下執行。
[0023] 如本文所用術語"個人護理"包括但不限于應用于人和動物的身體，包括皮膚、毛 發、頭皮和指甲上的化妝品、化妝用品、藥妝品、美容助劑、驅蟲劑、個人衛生和清潔產品。
[0024] 如本文所用術語"家居護理產品"包括但不限于在家庭用戶中用于表面清洗或者 保持衛生條件，例如廚房和浴室中的產品（例如硬表面清潔劑、手動和自動餐具護理、抽水 馬桶清潔劑和消毒劑），和用于織物護理和清潔的洗衣產品（例如洗滌劑、織物調理劑、預 處理污漬去除劑）等。
[0025] 如本文所用術語"健康護理"包括但不限于藥物（受控釋放藥物）、藥妝品、口腔護 理（嘴和牙）產品如口服混懸劑、漱口水、牙膏、牙粉等，以及外部應用于人和動物身體，包 括皮膚、頭皮、指甲和粘膜上以改善健康相關或醫療條件，通常保持衛生或康樂等的防御性 產品和器具（局部和經皮使用）如眼罩、膏藥等。
[0026] 如本文所用術語"機關和工業護理"（"I&I"）包括但不限于用于機關和工業環境 中的表面清潔或保持衛生條件的產品、織物處理（例如織物調理劑、地毯和裝飾清潔劑）、 汽車護理（例如手動和自動洗車洗滌劑、輪胎光亮劑、皮革調理劑、液體汽車上光劑、塑料 上光劑和調理劑）、油漆和涂料等。
[0027] 如本文所用術語"糖苷"包括通過醇與單糖、二糖或包含3-10個糖殘基的低聚糖 的羰基反應而形成的縮醛。單糖包括但不限于葡萄糖、果糖、甘露糖、阿拉伯糖、古洛糖、木 糖、來蘇糖、赤蘚糖、蘇糖、半乳糖和山梨糖。二糖包括但不限于麥芽糖、乳糖、纖維二糖和蔗 糖。衍生自葡萄糖的糖苷稱為"葡糖苷"。
[0028] 如本文所用術語"烷基糖苷"意指具有一個通過半縮醛鍵連接的烷基的糖苷分子， 其中烷基包含1-22個碳原子。烷基糖苷可通過葡萄糖與醇在酸催化劑的存在下的縮合反 應而制備。例如，甲基葡糖苷可通過葡萄糖與甲醇反應而制備，癸基葡糖苷可通過葡萄糖與 癸醇反應而制備。具有2個或更多個連接的葡糖苷重復單元的烷基葡糖苷稱為"烷基聚葡 糖苷"。
[0029] 如本文所用術語"甘油基化烷基糖苷"意指烷基甘油酯（例如烷基葡糖苷）與甘 油基化劑如甘油（IUPAC :丙烷-1，2, 3-三醇）、a -甘油氯醇（IUPAC :3_氯丙烷-1，2-二 醇）、縮水甘油（IUPAC:氮雜環丙烷基甲醇）或碳酸甘油酯（IUPAC:4-羥甲基-1，3_二氧雜 環戊-2-酮）的反應產物。
[0030] 如本文所用術語"甘油基單元"或"甘油基殘基"意指由上述甘油基化劑與羥基反 應以形成醚鍵而形成的殘基。甘油基結構單元的實例如下：
[0031]
【主權項】
1. 烷基葡糖苷的酯化支化聚甘油基醚，其具有一個或多個聚甘油基結構部分和一個或 多個酰基結構部分，其中全