支化聚合物乳化剂的制作方法
【专利说明】支化聚合物乳化剂 发明领域
[0001] 本发明涉及酯化甘油基化烷基糖苷及其制备方法。这些化合物作为乳化剂和助乳 化剂用于配制适用于个人护理、家居护理、工业和机关以及健康护理应用中的相稳定乳液。
[0002] 发明背景
[0003] 多种个人护理和化妆品产品主要是水包油（0/W)乳液，其包含均匀分散于水溶液 中的细碎油滴。常用油或油状物质范围包括各种酯和甘油三酯至各种烃和聚硅氧烷流体。 这些乳液可包含高含量的意欲提供皮肤护理、毛发护理和其它益处的活性有益剂。这些试 剂中的许多是电解和/或酸性化合物，其对储存期间保持乳液的良好稳定性提出相当的挑 战。当乳液包含高含量的电解质和/或具有极端pH时，稳定这些乳液以防油相的分离（聚 结）或乳液滴的聚集（絮凝）需要使用非常有效的乳化剂。
[0004] 能够吸附在油/水界面上的表面活性聚合物（或聚合表面活性剂）作为乳化剂通 常比低分子量表面活性剂更有效地执行。一般而言，当聚合物吸附并因此涂覆乳液滴的表 面时，它们可提供强的长范围液滴-液滴排斥，在本领域中称为空间排斥，这又防止乳液滴 彼此接近，在效果方面，稳定液滴以防絮凝和聚结。
[0005] 合成和半天然聚合乳化剂在配制用于个人护理和化妆品产品的稳定乳液中广泛 用于克服上述挑战。目前使用的大多数合成聚合乳化剂为酯化聚乙氧基化聚合物，其实例 为PEG-100硬脂酸酯。半天然聚合乳化剂衍生自天然存在的多元醇，例如糖、甘油酯和糖 类，随后将其通过乙氧基化和/或亲脂酯化而改性，例如用脂肪酸酯化的乙氧基化甲基葡 萄糖。然而，严重的健康顾虑围绕这些含PEG的成分，曾经因为已知乙氧基化材料在其生产 中可能产生高毒性物质1，4-二5恶烷。
[0006] 配制成个人护理和化妆品产品的水包油（0/W)乳液通常包含在乳液的水相中的 聚合增稠剂。当聚合表面活性剂用作乳化剂时，一定量的聚合物吸附在乳液滴的表面上，同 时其余部分（自由的或者未吸附的）保持溶于水相中，从而保持吸附的聚合物和自由聚合 物之间的热动力平衡。聚合物的浓度越高，存在于溶液相中的自由聚合物的量越高。聚合 乳化剂可能可以与聚合增稠剂相互作用，例如借助氢键和/或疏水相互作用，这类聚合物 间相互作用在一些情况下可能潜在地降低增稠剂的效力。
[0007] 避免上述问题的一种方法是配制具有较大尺寸液滴，同时保持良好乳液稳定性的 乳液。然而，通常更难以将大乳液滴稳定化以防絮凝，因为乳液滴越大，它们之间作用的范 德华引力越强。该普遍存在的液滴间引力倾向于对抗任何输入的液滴间排斥，例如通过聚 合乳化剂的使用。对于给定重量的乳化的油相，较大的乳液滴，存在较低的被乳化剂涂覆的 总（界面）表面积。因此，乳液滴的尺寸较大，可能需要较低的乳化剂剂量以进行良好的乳 液稳定性，从而改善乳化剂/增稠剂相互作用的任何负面影响。
[0008] 此外，在个人护理产品的生产中通常理想的是首先以稳定且可泵（即不是过粘性 的）形式制备高度浓缩的0/W乳液，在将它们用其它成分稀释以制备最终产物以前可将其 储存一段时间（通常长至几天或者几星期）。显然，关键是这类浓乳液保持稳定以防絮凝和 聚结，并且在储存期间和以后保持可泵送稠度。
[0009] 挑战通常是制备稳定的0/W乳液，如果油相的量超过乳液的55-60重量％的话。另 外，即使不含任何增稠剂，如果乳液滴经受广泛的絮凝（其中水相的量被夹带在絮凝物中 且不再能够赋予乳液流动性），则0/W乳液是高粘性的。此外，在浓乳液中，乳液滴的尺寸越 小且越均匀，乳液粘度越高。因此，提供高度浓缩但又低粘度乳液的一种方法是制备具有较 大液滴尺寸，同时确保液滴基本稳定以防絮凝的乳液。
[0010] 如果它们的用途涉及身体接触，则关于待衍生自天然来源成分的个人护理产品的 近期消费者需求导致产品配制者将植物油作为油相组分包含在0/W乳液中。然而，将主要 包含甘油三酯的这些油乳化成稳定的乳液是挑战性的。上述聚乙氧基化乳化剂是用于这些 油的非常有效的乳化剂。尽管半天然乳化剂包括天然来源组分，它们日益被视为是较不可 持续的，因为在其生产中使用石油化学衍生的氧化乙烯。此外，由于与乙氧基化材料有关的 健康和安全性顾虑，日益需要提供对油相组分的有效且稳定乳化的无乙氧基化物乳化剂， 当植物油用作油相时特别如此。
[0011] 由于上述原因，有利的是提供用于配制成0/W乳液的产品中的基本衍生自天然来 源材料且不含有毒污染物的乳化剂。还有利的是提供具有上述性能的乳化剂，所述乳化剂 可成功地用于稳定天然油如植物衍生油的0/W乳液。
[0012] 据我们所知，本领域中没有公开用于0/W乳液的这种理想的乳化剂（特别是在个 人护理和化妆品产品乳液中）。因此，需要满足上述参数的乳化剂。
[0013] 发明概述
[0014] 在一个方面中，本发明实施方案涉及性质上为聚合物，能够在宽pH范围内在高含 量的电解质的存在下稳定高度浓缩（相对于油相）〇/W乳液且不含任何氧化乙烯（E0)残基 的乳化剂。该乳化剂能够产生低粘度乳液，即使油相的浓度是较高的。乳化剂还能够稳定 较大尺寸的乳液滴，甚至是在高度浓缩乳液中，其又能赋予较低的乳化剂浓度要求（因此 保持乳化剂与聚合增稠剂之间的任何不理想相互作用最小化），以及制备高度浓缩但又低 粘度的乳液。
[0015] 本发明的这些和其它方面可通过酯化聚甘油基烷基糖苷聚合物提供。该聚合物包 含具有由其辐射的支化聚甘油基醚链的烷基糖苷芯结构部分，其中存在于聚合物上的甘油 基残基的和为约20-150,其中至少一部分聚甘油基链包含含有8-54个碳原子的酰基结构 部分。
[0016] 附图简述
[0017] 图1为实施例16中制备的聚甘油基化甲基葡糖苷在125. 77MHz下的13C-NMR光 谱。
[0018] 示例实施方案详述
[0019] 描述根据本发明的示例实施方案。本文所述示例实施方案的各种改进、调整或变 化可以是本领域技术人员获悉的，因而是公开的。应当理解依赖于本发明教导且由此这些 教导具有先进技术的所有这类改进、调整或变化认为在本发明的范围和精神内。
[0020] 尽管关于所选择的本发明实施方案和方面表述了本发明组合物中预期的各种组 分和成分的重叠重量范围，应当容易地了解所公开组合物中各组分的具体量会选自它的所 公开范围内，从而调整各组分的量使得组合物中所有组分的和为总计100重量％。所用量 随着所需产品的目的和特征而改变并可容易地由本领域技术人员确定。
[0021] 除非另外指出，本文表示的所有百分数、份和比基于本发明总组合物的重量。
[0022] 本发明聚合物和组合物可适当地包含，由或者基本由本文所述的组分、元素和方 法描绘组成。本文说明性地公开的发明适当地可以在不存在本文未具体地公开的任何元素 下执行。
[0023] 如本文所用术语"个人护理"包括但不限于应用于人和动物的身体，包括皮肤、毛 发、头皮和指甲上的化妆品、化妆用品、药妆品、美容助剂、驱虫剂、个人卫生和清洁产品。
[0024] 如本文所用术语"家居护理产品"包括但不限于在家庭用户中用于表面清洗或者 保持卫生条件，例如厨房和浴室中的产品（例如硬表面清洁剂、手动和自动餐具护理、抽水 马桶清洁剂和消毒剂），和用于织物护理和清洁的洗衣产品（例如洗涤剂、织物调理剂、预 处理污渍去除剂）等。
[0025] 如本文所用术语"健康护理"包括但不限于药物（受控释放药物）、药妆品、口腔护 理（嘴和牙）产品如口服混悬剂、漱口水、牙膏、牙粉等，以及外部应用于人和动物身体，包 括皮肤、头皮、指甲和粘膜上以改善健康相关或医疗条件，通常保持卫生或康乐等的防御性 产品和器具（局部和经皮使用）如眼罩、膏药等。
[0026] 如本文所用术语"机关和工业护理"（"I&I"）包括但不限于用于机关和工业环境 中的表面清洁或保持卫生条件的产品、织物处理（例如织物调理剂、地毯和装饰清洁剂）、 汽车护理（例如手动和自动洗车洗涤剂、轮胎光亮剂、皮革调理剂、液体汽车上光剂、塑料 上光剂和调理剂）、油漆和涂料等。
[0027] 如本文所用术语"糖苷"包括通过醇与单糖、二糖或包含3-10个糖残基的低聚糖 的羰基反应而形成的缩醛。单糖包括但不限于葡萄糖、果糖、甘露糖、阿拉伯糖、古洛糖、木 糖、来苏糖、赤藓糖、苏糖、半乳糖和山梨糖。二糖包括但不限于麦芽糖、乳糖、纤维二糖和蔗 糖。衍生自葡萄糖的糖苷称为"葡糖苷"。
[0028] 如本文所用术语"烷基糖苷"意指具有一个通过半缩醛键连接的烷基的糖苷分子， 其中烷基包含1-22个碳原子。烷基糖苷可通过葡萄糖与醇在酸催化剂的存在下的缩合反 应而制备。例如，甲基葡糖苷可通过葡萄糖与甲醇反应而制备，癸基葡糖苷可通过葡萄糖与 癸醇反应而制备。具有2个或更多个连接的葡糖苷重复单元的烷基葡糖苷称为"烷基聚葡 糖苷"。
[0029] 如本文所用术语"甘油基化烷基糖苷"意指烷基甘油酯（例如烷基葡糖苷）与甘 油基化剂如甘油（IUPAC :丙烷-1，2, 3-三醇）、a -甘油氯醇（IUPAC :3_氯丙烷-1，2-二 醇）、缩水甘油（IUPAC:氮杂环丙烷基甲醇）或碳酸甘油酯（IUPAC:4-羟甲基-1，3_二氧杂 环戊-2-酮）的反应产物。
[0030] 如本文所用术语"甘油基单元"或"甘油基残基"意指由上述甘油基化剂与羟基反 应以形成醚键而形成的残基。甘油基结构单元的实例如下：
[0031]
【主权项】
1. 烷基葡糖苷的酯化支化聚甘油基醚，其具有一个或多个聚甘油基结构部分和一个或 多个酰基结构部分，其中全