Полиорганосилоксановые полимеры
ORGANOPOLYSILOXANE POLYMERS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к инновационным полиорганосилоксановым полимерам. Изобретение также относится к композициям потребительских продуктов, содержащим полиорганосилоксановые полимеры, являющиеся предметом предлагаемого изобретения, а также способам их получения и применения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Катионные кондиционирующие полимеры, предназначенные для осаждения на отрицательно заряженных поверхностях, таких как ткань, кожа или волосы, включаются в состав разнообразных потребительских продуктов. Эти продукты могут обеспечивать полезные потребительские свойства, которые проявляются в придании мягкости и гладкости, удобстве в обращении, эластичности, увлажнении кожи и кондиционировании волос, облегчении процесса укладки волос и сохранении яркости цвета.
Эффективность отдельного кондиционирующего полимера зависит не только от химических и физических свойств самого кондиционирующего полимера, но также от свойств заданной поверхности и состава продукта, в который включается кондиционирующий полимер.
Многие из потребительских продуктов, содержащих катионные кондиционирующие полимеры, представлены в виде косметических средств на водной основе, быстро смываемых после нанесения, таких как шампуни для волос, гели для душа, стиральные порошки и кондиционеры для белья. Несмотря на популярность этих быстро смываемых композиций, такой продукт нередко создает трудности при практическом использовании, связанные с недостаточно эффективным осаждением этих катионных кондиционирующих полимеров, как правило, гидрофобных, на заданные поверхности. Включение этих кондиционирующих полимеров в продукты на водной основе часто приводит к тому, что кондиционирующий полимер преимущественно смывается с предполагаемого места осаждения вместо того, чтобы эффективно осаждаться. Эта проблема приобретает особое значение в отношении очищающих композиций, содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ), особенно композиций, содержащих анионные ПАВ.
Анионные ПАВ могут препятствовать осаждению, образуя комплексы/осадки с катионными кондиционирующими полимерами. Чем выше концентрация анионного ПАВ, тем труднее происходит осаждение полезного катионного активного вещества. Это приводит к экономически неэффективному использованию и расточительному расходу материалов. Кроме того, даже если и достигается приемлемый уровень осаждения, эти композиции могут не обладать достаточной стабильностью при хранении из-за образования хлопьев и выпадения осадка, что делает их неприемлемыми в качестве потребительских продуктов.
Данная область техники представлена несколькими материалами, но они не полностью удовлетворяют необходимым требованиям. Например, материал, описанный ученым Ono (WO 99/32539), включает функционализированные концевые группы, имеющие гетероатомы, такие как кислород, азот, сера или галогены. Эти функционализированные концевые группы могут приводить к нежелательным реакциям, ограничивающим стабильность композиций, включающих эти материалы. Например, силоксаны Ono могут в дальнейшем взаимодействовать посредством этих концевых групп, что приводит к последующей конденсации и/или полимеризации силоксанов в композициях во время хранения.
В данной области техники известны также кватернизованные силоксаны, которые включают алкиленоксидные звенья, такие как описаны ученым Masschelein (US 6903061). Кватернизованные силоксаны, описанные Masschelein, могут быть слишком растворимы в воде для данной области применения и, таким образом, могут иметь пониженную активность при использовании их в качестве кондиционирующих полимеров, поскольку эти материалы имеют тенденцию к разделению в воде на более высоком, чем желательно, уровне, вместо того, чтобы осаждаться на заданной подложке. Кроме того, когда эти материалы используются в качестве кондиционирующих активных веществ, они могут иметь нежелательные органолептические свойства из-за их высокой водо- и паропроницаемости. В дополнение к этому, из-за потенциальной неустойчивости алкиленоксидного фрагмента могут возникнуть трудности с воспроизведением рецептуры этих материалов. Это может привести к ограничению необходимой степени функциональности в силоксановом материале. Желательно иметь материал, который обеспечит большую гибкость через уровень кватернизации. Аналогичным образом, многие из недостатков материалов, описанных Masschelein, присущи также этоксилированным кватернизованным силоксановым материалам, раскрытым ученым Boutique (US 6833344).
В настоящее время все еще существует потребность в катионных кондиционирующих полимерах, подходящих для использования в рецептурах потребительских продуктов, широко применяемых в различных областях. Заявителю не известно о каких-либо предшествующих силоксановых полимерах, обладающих необходимой стабильностью при хранении и отвечающих требованиям, предъявляемым к качеству потребительских продуктов. В связи с этим, целью настоящего изобретения является обеспечение катионных кондиционирующих полимеров и композиций потребительских продуктов, включающих кондиционирующие полимеры, которые могут эффективно осаждаться и обеспечивать кондиционирующие свойства отрицательно заряженным подложкам, избегая вышеуказанных недостатков.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение пытается решить одну или несколько из вышеуказанных задач путем обеспечения, в одном аспекте, катионных органосилоксановых полимеров, соответствующих критериям патентоспособности и подходящих для использования в композициях разнообразных потребительских продуктов. Полимер, соответствующий критериям патентоспособности, функционализируют для успешного взаимодействия с заданной подложкой и композицией продукта для достижения необходимой степени осаждения и обеспечения кондиционирующих свойств, а также необходимой стабильности при хранении.
Не желая быть связанными теорией полагают, что когда заряд катиона, который в ином случае мог бы облегчить осаждение полезного гидрофобного агента, беспорядочно распределяется вдоль длины полимерной цепи полезного агента, он может слишком сильно рассеиваться, чтобы в достаточной степени способствовать осаждению. Плотность заряда полимера, соответствующего критериям патентоспособности, может подбираться индивидуально (например, может быть выбрана более высокая плотность заряда) для улучшения осаждения и кондиционирующих свойств полимера в различных условиях применения. Кроме того, путем изменения уровня гидрофобного замещения полимера, соответствующего критериям патентоспособности, и/или степени этоксилирования, пропоксилирования и алкоксилирования можно получить композицию, обладающую необходимой стабильностью в различных условиях применения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
I. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Используемый здесь термин «потребительский продукт» обозначает гигиенические средства по уходу за младенцем, средства личной гигиены, бытовую химию, санитарно-гигиенические предметы для семейного пользования (например, косметические салфетки, бумажные полотенца), предметы женской гигиены, предметы медицинского ухода, косметику и другие подобные продукты, как правило, предназначенные для использования в том виде, в котором они представлены в продаже. Такие продукты включают (но не ограничиваются): памперсы, детские нагрудники и влажные салфетки; продукты для и/или способы ухода за волосами (человека, собаки и/или кошки), включая средства для обесцвечивания, тонирования, окрашивания, кондиционирования, мытья и укладки волос; дезодоранты и антиперспиранты; гигиенические очищающие средства; косметику; средства по уходу за кожей, такие как кремы, лосьоны и другие потребительские продукты местного применения, включая парфюмерные продукты и средства для бритья; продукты для и/или способы обработки тканей, твердых поверхностей или любых других поверхностей, представляющие область бытовой химии, которые включают освежители воздуха, системы подачи ароматизирующих веществ, средства по уходу за автомобилем, средства для мытья посуды, кондиционеры для белья (включая мягчители и/или освежители ткани), стиральные порошки, ополаскиватели, средства для чистки и/или обработки твердых поверхностей, включая средства для мытья пола и чистки туалетов, и другие чистящие средства для применения как в домашних условиях, так и в общественных заведениях; продукты для и/или способы гигиенического ухода, включающие туалетную бумагу, косметические салфетки, бумажные носовые платки и/или бумажные полотенца; женские гигиенические тампоны, женские гигиенические салфетки, продукты для и/или способы ухода за полостью рта, включающие зубные пасты, зубные гели, ополаскиватели, зубопротезные клеи и отбеливатели зубов.
Используемый здесь термин «очищающая и/или обрабатывающая композиция» обозначает группу потребительских продуктов, которая, если не оговорено иначе, включает средства личной гигиены и продукты бытовой химии. Такие продукты включают (но не ограничиваются): средства по уходу за волосами (человека, собаки и/или кошки), включая средства для обесцвечивания, тонирования, окрашивания, кондиционирования, мытья и укладки волос; дезодоранты и антиперспиранты; гигиенические очищающие средства; косметику; средства по уходу за кожей, такие как кремы, лосьоны и другие потребительские продукты местного применения, включая парфюмерные продукты и средства для бритья; продукты для обработки тканей, твердых поверхностей или любых других поверхностей, представляющие область бытовой химии, которые включают освежители воздуха, системы подачи ароматизирующих веществ, средства по уходу за автомобилем, средства для мытья посуды, кондиционеры для белья (включая мягчители и/или освежители ткани), стиральные порошки, ополаскиватели, средства для чистки и/или обработки твердых поверхностей, включая средства для мытья пола и чистки туалетов, гранулированные или порошкообразные моющие средства универсального применения или сильного действия, особенно чистящие средства; жидкие, гелеобразные или пастообразные моющие средства универсального применения, особенно, так называемые, жидкие моющие средства сильного действия; жидкие моющие средства для тонких тканей; средства для ручного мытья посуды или средства для мытья посуды слабого действия, особенно средства с высоким пенообразованием; моющие средства для посудомоечных машин, включающие таблетированные, гранулированные и жидкие моющие средства и ополаскиватели, применяемые как в домашних условиях, так и в общественных заведениях; жидкие чистящие и дезинфицирующие средства, включающие антибактериальные средства для мытья рук, очищающее мыло, ополаскиватели для полости рта, очищающие средства для зубов и полости рта, средства для ухода за зубами, шампуни для мытья автомобилей или чистки ковров, чистящие средства для санитарных узлов, включая средства для чистки туалетов; шампуни и ополаскиватели для волос; гели для душа, парфюмерные продукты, пены для ванн и металлические приспособления для чистки; а также вспомогательные чистящие средства, такие как отбеливающие добавки, карандаши для выведения пятен или средства для предварительной обработки, продукты, имеющие подложку, такие как влагопоглощающие простыни, сухие и влажные салфетки и прокладки, нетканые подложки и губки; а также аэрозоли и спреи для применения в домашних условиях и/или в общественных заведениях; и/или способы ухода за полостью рта, включающие зубные пасты, зубные гели, зубные эликсиры, зубопротезные клеи и отбеливатели для зубов. Агенты, обеспечивающие уход, могут с успехом применяться в полирующих составах и моющих средствах для полов и ламинированных столешниц, придавая им повышенный блеск. Агенты, присутствующие в кондиционерах для белья, помогают сохранить «новизну» ткани благодаря своим смягчающим свойствам, а агенты, обладающие эластичностью, помогают разглаживать морщины. Агенты, обеспечивающие уход, могут также улучшать свойства чистящих и полирующих средств для обуви.
Используемый здесь термин «очищающая и/или обрабатывающая композиция для личной гигиены» обозначает группу чистящих и обрабатывающих композиций, которая, если не оговорено иначе, подразумевает продукты для обработки волос, включающие средства для обесцвечивания, тонирования, окрашивания, кондиционирования, мытья и укладки волос; дезодоранты и антиперспиранты; гигиенические очищающие средства; косметику; средства по уходу за кожей, такие как кремы, лосьоны и другие потребительские продукты местного применения, включая парфюмерные продукты и средства для бритья; жидкие чистящие и дезинфицирующие средства, включающие антибактериальные средства для мытья рук, очищающее мыло, ополаскиватели для полости рта, очищающие средства для зубов и полости рта, средства для ухода за зубами; шампуни и ополаскиватели для волос; гели для душа, парфюмерные продукты и пены для ванн; продукты, имеющие подложку, такие как сухие и влажные салфетки и прокладки, нетканые подложки и губки; а также аэрозоли и спреи для применения в домашних условиях и/или в общественных заведениях; и/или способы ухода за полостью рта, включающие зубные пасты, зубные гели, зубные эликсиры, зубопротезные клеи и отбеливатели для зубов.
Используемый здесь термин «очищающая и/или обрабатывающая композиция с тканевой и/или твердой поверхностью» обозначает группу чистящих и обрабатывающих композиций, которая, если не оговорено иначе, включает гранулированные или порошкообразные моющие средства универсального применения или сильного действия, особенно чистящие средства; жидкие, гелеобразные или пастообразные моющие средства универсального применения, особенно, так называемые, жидкие моющие средства сильного действия; жидкие моющие средства для тонких тканей; средства для ручного мытья посуды или средства для мытья посуды слабого действия, особенно средства с высоким пенообразованием; моющие средства для посудомоечных машин, включающие таблетированные, гранулированные и жидкие моющие средства и ополаскиватели, применяемые как в домашних условиях, так и в общественных заведениях; жидкие чистящие и дезинфицирующие средства, включающие антибактериальные средства для мытья рук, очищающее мыло, шампуни для мытья автомобилей или чистки ковров, чистящие средства для санитарных узлов, включая средства для чистки туалетов; металлические приспособления для чистки, кондиционеры для белья, включающие мягчители и/или освежители ткани в жидком и твердом виде и/или в виде влагопоглощающих пластин; а также вспомогательные чистящие средства, такие как отбеливающие добавки, карандаши для выведения пятен или средства для предварительной обработки, продукты, имеющие подложку, такие как влагопоглощающие простыни, сухие и влажные салфетки и прокладки, нетканые подложки и губки; а также аэрозоли и спреи. Все эти продукты, в зависимости от конкретного случая, могут применяться в стандартном, концентрированном или даже высококонцентрированном виде до такой степени, что в определенных аспектах эти продукты могут являться неводными.
Используемые здесь неопределенные артикли, такие как «а» и «ап», применяются для обозначения как единственности, так и множественности заявляемых или описываемых объектов.
Используемые здесь термины «включает», «содержит» и «имеет» имеют неограничивающее значение и не исключают присутствия других компонентов или отличительных особенностей, не предусмотренных рамками описания или формулы изобретения.
Используемые здесь термины «обрабатывающий агент», «полезный агент», «активное вещество», «активный агент» и/или «агент, обеспечивающий уход» и им подобные являются взаимозаменяемыми и обозначают материалы, которые могут придавать подложке необходимые эстетические и/или функциональные свойства (например, кондиционирующие свойства, такие как смягчающие и освежающие свойства). Например, полиорганосилоксановый полимер настоящего изобретения, отвечающий критериям патентоспособности, может использоваться в качестве кондиционирующего агента для придания подложкам кондиционирующих свойств.
Используемые здесь термины «кондиционирующий агент» и «кондиционирующая добавка» являются взаимозаменяемыми в отношении материала, который придает подложке необходимые кондиционирующие свойства (например, смягчающие и освежающие свойства). Кондиционирующие агенты относятся к типу обрабатывающих агентов.
Используемый здесь термин «кондиционирующий полимер» обозначает полимер, который придает подложке необходимые кондиционирующие свойства (например, смягчающие и освежающие свойства).
Используемый здесь термин «подложка» является синонимом и взаимозаменяемым по отношению к терминам «место» и «поверхность». Неограничивающие примеры подложек включают бумагу, ткани, одежду, твердые поверхности, волосы и кожу.
Используемый здесь термин «заданная подложка» обозначает подложку или соответствующую часть подложки, на которой предполагается осаждение.
Используемый здесь термин «добавка, способствующая осаждению» обозначает материал, который способствует осаждению (например, прилипанию) другого материала (например, полезного агента) на заданную подложку. Термин «добавка, способствующая осаждению» имеет широкое понятие, которое включает как полимерные добавки, способствующие осаждению (т.е. «полимер, способствующий осаждению»), так и неполимерные добавки, способствующие осаждению.
Используемый здесь термин «добавка» обозначает необязательный материал, который может добавляться к композиции для дополнения ее эстетических и/или функциональных свойств.
Используемый здесь термин «вспомогательная композиция» обозначает одну или более композиций, которые в сочетании с эмульсией полезного агента настоящего изобретения образуют композицию потребительского продукта. Вспомогательная композиция может присутствовать в виде одного или более ингредиентов или комбинаций ингредиентов.
Используемый здесь термин «носитель» обозначает необязательный материал, включающий, но не ограничивающийся твердым веществом или жидкостью, который может соединяться с полезным агентом (например, кондиционирующими полимерами) для облегчения подачи и/или использования полезного агента.
Используемый здесь термин «твердое вещество» обозначает гранулированную, порошкообразную, брусочную и таблетированную форму продукта.
Используемый здесь термин «жидкость» обозначает жидкую, гелеобразную, пастообразную и газообразную форму продукта, включая дозировочные формы, которые обычно включают жидкую композицию, помещенную в дозировочный пакет или другое средство доставки.
Используемый здесь термин «частица» обозначает твердые или полутвердые частицы, а также капли эмульсии.
Если не оговорено иначе, все указанные здесь проценты и соотношения рассчитываются по весу.
Если не оговорено иначе, все проценты и соотношения даны в пересчете на общий вес композиции.
Если не оговорено иначе, все молекулярные веса указываются в дальтонах.
Если не оговорено иначе, все молекулярные веса являются средневесовыми молекулярными весами, определяемыми с помощью гель-проникающей хроматографии с использованием детектора многоуглового светорассеяния (SEC-MALS), хорошо известного в этой области техники. Детектор MALS (детектор многоуглового светорассеяния, такой как детектор компании Malvern Instruments Ltd., Малверн, Великобритания) определяет абсолютный молекулярный вес в отличие от относительного молекулярного веса (т.е., определяемого относительно стандарта).
Если не оговорено иначе, все уровни компонентов (т.е., ингредиентов) или композиций даны относительно активного вещества этих компонентов или композиций и не содержат примесей, например, остаточных растворителей или побочных продуктов, которые могут присутствовать в коммерчески доступных источниках таких компонентов или композиций.
Используемый здесь термин «плотность заряда» обозначает отношение числа положительных зарядов на мономерных звеньях, из которых состоит полимер, к молекулярному весу указанных мономерных звеньев. Плотность заряда, помноженная на молекулярный вес полимера, определяет число положительно заряженных мест на данной полимерной цепи. Плотность заряда рассчитывают следующим образом:
Используемый здесь термин «углеводородный полимерный радикал» обозначает полимерный радикал, включающий только углерод и водород.
2
2
Используемый здесь термин «этиленовый фрагмент» обозначает двухвалентный фрагмент СНСН.
Используемый здесь термин «силоксильный остаток» обозначает полидиалкилсилоксановый фрагмент.
n/2
1/2
2/2
3/2
Используемое здесь обозначение SiO представляет соотношение атомов водорода и кремния. Например, SiO означает, что, в среднем, между двумя атомами кремния распределяется один атом кислорода. Аналогично, SiO означает, что, в среднем, между двумя атомами кремния распределяются два атома кислорода, и SiOозначает, что, в среднем, между двумя атомами кремния распределяются три атома кислорода.
Используемые здесь термины «в основном не», «в основном без» и/или «в основном не содержит» означает, что указанный материал, как минимум сознательно, не добавляется к композиции, чтобы составить ее часть, или предпочтительно не присутствует в ней на аналитическом уровне. Имеются в виду композиции, в которых указанный материал присутствует только как примесь в одном из других материалов, сознательно включаемых в композицию.
Следует понимать, что любое максимальное количественное ограничение, указанное в объеме этой спецификации, включает любое нижнее количественное ограничение, как если бы такие нижние количественные ограничения были прямо обозначены в этом документе. Любое минимальное количественное ограничение, указанное в объеме этой спецификации, включает любое верхнее количественное ограничение, как если бы такие верхние количественные ограничения были прямо обозначены в этом документе. Любой диапазон числовых значений, указанный в объеме этой спецификации, включает любой узкий диапазон числовых значений, который находится в пределах определенного широкого диапазона числовых значений, как если бы такие узкие диапазоны числовых значений были прямо обозначены в этом документе.
II. ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ
Настоящее изобретение предлагает блочный катионный полиорганосилоксан, имеющий формулу:
w
x
y
z
MDTQ
в которой:
1
2
3
1/2
1
2
1
1/2
1
1
2
1/2
1
2
3
1/2
М=[SiRRRO], [SiRRGO], [SiRGG0], [SiGGGO] или их комбинации;
1
2
2/2
1
1
2
2
1
2
2
2
D=[SiRRO], [SiRGO/], [SiGGO/] или их комбинации;
1
3/2
1
3/2
Т=[SiRO], [SiGO] или их комбинации;
4/2
Q=[SiO];
w = целое число от 1 до (2+y+2z);
х = целое число от 5 до 15000;
y = целое число от 0 до 98;
z = целое число от 0 до 98;
1
2
3
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
R, R и R, каждый независимо выбран из группы, состоящей из Н, ОН, C-Cалкила, С-С замещенного алкила, С-С или С-С арила, С-С или С-Сзамещенного арила, С-С алкиларила, С-С замещенного алкиларила, С-С алкокси, С-С замещенного алкокси, C-С алкиламино и C-C замещенного алкиламино;
1
2
3
1
2
3
по меньшей мере один из М, D, или Т включает по меньшей мере один фрагмент G, G или G; и G, G и G каждый независимо выбран из формулы:
которой:
1
32
5
32
6
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
X включает двухвалентный радикал, выбранный из группы, состоящей из С-Салкилена, С-С замещенного алкилена, C-С или С-С арилена, C-С или С-Сзамещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-Салкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если X не включает повторяющиеся алкиленоксидные звенья, X может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из Р, N и О;
N = атом азота;
4
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
R включает одинаковые или отличающиеся друг от друга одновалентные радикалы, выбранные из группы, состоящей из Н, С-С алкила, С-С замещенного алкила, С-С или С-С арила, С-С или С-С замещенного арила, С-С алкиларила и С-С замещенного алкиларила;
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
Е включает двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, C-С алкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если Е не включает повторяющиеся алкиленоксидные звенья, Е может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из P, N и O;
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
Е' включает двухвалентный радикал, независимо выбранный их группы, состоящей из С-С алкилена, C-C замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если Е' не включает повторяющиеся алкиленоксидные звенья, Е может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из Р, N и О;
p - целое число, независимо выбранное из чисел от 1 до 50;
n - целое число, независимо выбранное из чисел 1 или 2;
1
2
3
1
2
3
-t
когда по меньшей мере один из G, G, или G положительно заряжен, А представляет собой подходящий анион или анионы, уравновешивающие заряды, так что суммарный заряд k аниона или анионов, уравновешивающих заряды, равен по величине и противоположен по знаку суммарному заряду фрагмента G, G, или G; причем k≤p*(2/t)+1; где t представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел 1, 2 или 3; так что общее число зарядов катионов уравновешивает общее число зарядов анионов в молекуле полиорганосилоксана.
В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один Е или Е' не содержит этиленовый фрагмент; в другом варианте осуществления изобретения ни один из Е или Е' не содержит этиленовые фрагменты.
Полиорганосилоксан, соответствующий критериям патентоспособности, может иметь плотность заряда от 0,04 мэкв/г до 12 мэкв/г или от 0,04 мэкв/г до 4 мэкв/г, или от 1 мэкв/г до 12 мэкв/г. В одном варианте осуществления изобретения w представляет собой целое число от 2 до 50, а в другом варианте w равно 2. В некоторых вариантах осуществления изобретения х представляет собой целое число от 10 до 4000 или от 40 до 2000. В других вариантах w равно 2, х - целое число от 20 до 1000, а у и z равны 0.
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
Каждый X может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом. В альтернативном варианте осуществления изобретения каждый X может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена и С-С замещенного арилалкилена.
-t
-
-
-
-t
-
-
-
В отдельных вариантах осуществления изобретения А может быть выбран из группы, состоящей из Cl, Br, I, метилсульфата, толуолсульфоната, карбоксилата, фосфата, гидроксида, ацетата, формиата, карбоната, нитрата и их комбинаций. В других вариантах А выбран из группы, состоящей из Cl, Br, I, метилсульфата, толуолсульфоната, карбоксилата, фосфата и их комбинаций.
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
Каждый из Е и Е' может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из C-С алкилена, C-C замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-С замещенного алкокси, C-C алкиленамино и С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом. В альтернативном варианте осуществления изобретения каждый из Е и Е' может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена и С-С замещенного арилалкилена.
В некоторых вариантах осуществления изобретения по меньшей мере один из Е или Е' независимо выбран из группы, состоящей из:
,
и
в которой:
6
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
6
6
R включает двухвалентный радикал, выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-Салкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если R не содержит повторяющиеся алкиленоксидные звенья, R может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из Р, N, и О; и
u представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел от 3 до 32;
9
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
R включает одинаковые или отличающиеся друг от друга одновалентные радикалы, независимо выбранные из группы, состоящей из Н, С-С алкила, С-С замещенного алкила, С-С или С-С арила, С-С или С-С замещенного арила, С-С алкиларила и С-С замещенного алкиларила.
4
4
В отдельных вариантах осуществления изобретения, касающегося полиорганосилоксана, соответствующего критериям патентоспособности, по меньшей мере один из Е или Е' может представлять собой этиленовый радикал. В других вариантах осуществления изобретения по меньшей мере один из Е или Е' содержит 3 или более атомов углерода. Каждый R может представлять собой отличающиеся друг от друга радикалы и/или в некоторых вариантах осуществления изобретения по меньшей мере один R может представлять собой метальный радикал.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
В одном из вариантов осуществления изобретения G, G и G являются одинаковыми; в другом варианте - G и G являются одинаковыми, a G отличается; еще в одном варианте осуществления изобретения каждый из G, G и G отличается друг от друга. По меньшей мере для одного из G, G или G р может представлять собой целое число, независимо выбранное из чисел от 1 до 25 или от 1 до 13, или от 1 до 5. Кроме того, по меньшей мере для одного из G, G или G к может представлять собой целое число, независимо выбранное из чисел от 0 до 101 или от 2 до 50. По меньшей мере в одном из вариантов осуществления изобретения y=z=0. В некоторых вариантах осуществления изобретения от 50% до 100% либо от 70% до 100%, либо от 90% до 100% аминов, присутствующих в молекуле, может быть кватернизовано.
Специалистам в данной области техники понятно, что блочный полиорганосилоксан настоящего изобретения подразумевает множество различных вариантов осуществления изобретения. В связи с этим, когда у и z оба равны 0, блочный полиорганосилоксан настоящего изобретения может быть представлен следующей формулой:
w
x
MD
в которой:
1
2
3
1/2
1
2
1
1/2
1
1
2
1/2
1
2
3
1/2
М=[SiRRRO], [SiRRGO], [SiRGGO], [SiGGGO] или их комбинации;
1
2
2/2
D=[SiRRO];
w = целое число, независимо выбранное из чисел от 1 до 2; и
х = целое число, независимо выбранное из чисел от 5 до 15000;
1
2
3
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
R, R и R каждый независимо выбран из группы, состоящей из Н, ОН, C-C алкила, C-С замещенного алкила, С-С или С-С арила, C-C или С-С замещенного арила, С-С алкиларила, С-С замещенного алкиларила, С-С алкокси, С-C замещенного алкокси, C-C алкиламино и C-C замещенного алкиламино.
1
2
3
1
2
3
По меньшей мере один из М или D включает по меньшей мере один фрагмент G, G или G, и G, G, и G независимо выбраны из формулы:
в которой:
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
X включает двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из C-C алкилена, C-C замещенного алкилена, C-C или С-С арилена, C-C или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-C замещенного алкокси, С-C алкиленамино, С-C замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если X не включает повторяющиеся алкиленоксидные звенья, X может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из Р, N, и О.
4
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
R включает одинаковые или отличающиеся друг от друга одновалентные радикалы, выбранные из группы, состоящей из Н, С-С алкила, С-С замещенного алкила, С-С или С-С арила, С-С или С-С замещенного арила, С-С алкиларила и С-С замещенного алкиларила.
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
Е включает двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-Сили С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-Сзамещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если Е не включает повторяющиеся алкиленоксидные звенья, Е может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из Р, N, и О.
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
Е' включает двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если Е' не включает повторяющиеся алкиленоксидные звенья, Е' может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из Р, N, и О.
1
2
3
1
2
3
-t
Кроме того, р представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел от 1 до 50, а n представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел 1 или 2. Когда по меньшей мере один из G, G, или G положительно заряжен, А представляет собой подходящий анион или анионы, уравновешивающие заряды, так что суммарный заряд к аниона или анионов, уравновешивающих заряды, равен по величине и противоположен по знаку суммарному заряду каждого фрагмента G, G, или G; и дополнительно при этом k≤(p*2)/t+1 для каждого фрагмента G. В этом варианте осуществления изобретения Е и Е' представляют собой отличающиеся друг от друга фрагменты;
где t представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел 1, 2, или 3; так, что общее число зарядов катионов уравновешивает общее число зарядов анионов в молекуле полиорганосилоксана.
Полиорганосилоксан может иметь плотность заряда от 0,04 мэкв/г до 12 мэкв/г или от 0,04 мэкв/г до 4 мэкв/г, или от 1 мэкв/г до 12 мэкв/г. В некоторых вариантах осуществления изобретения w равен 2. Кроме того, х может представлять собой целое число, независимо выбранное из чисел от 10 до 4000 или от 40 до 2000.
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
Кроме того, каждый X может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-Сарилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, C-C алкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом; в альтернативном варианте каждый X может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена и С-С замещенного арилалкилена.
-t
-
-
-
-
-
-
Каждый А может быть независимо выбран из группы, состоящей из Cl, Br, I, метилсульфата, толуолсульфоната, карбоксилата, фосфата, гидроксида, ацетата, формиата, карбоната, нитрата и их комбинаций; или из группы, состоящей из Cl, Br, I, метилсульфата, толуолсульфоната, карбоксилата, фосфата и их комбинаций.
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
Каждый Е может представлять собой одинаковый или отличающийся от других радикал. В некоторых вариантах осуществления изобретения каждый Е представляет собой отличающийся от других радикал. Каждый Е может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, C-C или С-С арилена, C-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино и С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом. В других вариантах осуществления изобретения каждый Е может представлять собой двухвалентный радикал, независимо выбранный из группы, состоящей из С-С алкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-С замещенного арилена, С-С арилалкилена и С-С замещенного арилалкилена.
В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один из Е или Е' независимо выбран из группы, состоящей из:
где:
6
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
1
32
1
32
1
32
1
32
R включает двухвалентный радикал, выбранный из группы, состоящей из С-Салкилена, С-С замещенного алкилена, С-С или С-С арилена, С-С или С-Сзамещенного арилена, С-С арилалкилена, С-С замещенного арилалкилена, С-С алкокси, С-С замещенного алкокси, С-С алкиленамино, С-С замещенного алкиленамино, эпоксидной группы с раскрытым кольцом и глицидильной группы с раскрытым кольцом при условии, что если Re не содержит повторяющиеся алкиленоксидные звенья, Re может дополнительно содержать гетероатом, выбранный из группы, состоящей из Р, N, и О; и
u представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел от 3 до 32;
9
1
32
1
32
5
32
6
32
5
32
6
32
6
32
6
32
R включает одинаковые или отличающиеся друг от друга одновалентные радикалы, выбранные из группы, состоящей из Н, С-С алкила, С-С замещенного алкила, С-С или С-С арила, C-C или С-С замещенного арила, С-С алкиларила и С-С замещенного алкиларила; и представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел от 3 до 32.
4
4
b
2
3
2
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения по меньшей мере один из радикалов Е или Е' представляет собой этиленовый радикал. В других вариантах осуществления изобретения по меньшей мере один из Е или Е' содержит 3 или более атомов углерода. В некоторых вариантах осуществления изобретения каждый из R представляет собой отличающиеся друг от друга радикалы и/или по меньшей мере один R представляет собой метильный радикал. По меньшей мере для одного из G G или Gр представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел от 1 до 25 или от 1 до 13, или от 1 до 5. По меньшей мере для одного из Gi, G или G3 k представляет собой целое число, независимо выбранное из чисел от 0 до 201 или от 0 до 50.
В одном из вариантов осуществления изобретения Е представляет собой первичную алкильную цепь, содержащую 3 или более атомов углерода или 4 или более атомов углерода, или 5 или более атомов углерода, или от 4 до 32 атомов углерода. Не желая быть связанными теорией, полагают, что в тех вариантах осуществления изобретения, в которых Е представляет собой первичную алкильную цепь, содержащую именно 2 атома углерода, фрагмент G может быть нестабильным в связи с возможностью осуществления реакции отщепления. Дело в том, что нежелательная реакция отщепления вероятнее всего происходит благодаря неподеленной паре электронов, взаимодействующих с образованием алкена. Таким образом, материалы, содержащие менее 3 атомов углерода, как фрагмент Е, могут быть нестабильными и поэтому непредпочтительны.
В другом варианте осуществления изобретения фрагмент Е может быть независимо выбран из различных групп разной длины для регулирования промежутков между зарядами и их плотности вдоль всей линии цепи. В определенных областях применения необходимо, чтобы эти заряды были расположены близко друг к другу, а в других областях применения желательно, чтобы эти заряды были расположены дальше друг от друга. Заряженный фрагмент G может быть отделен от силоксановой части полиорганосилоксана, говоря точнее, он может быть расположен на концах силоксанового фрагмента. Не желая быть связанными теорией, полагают, что поддерживание зарядов в виде «блока» на концах силоксанового фрагмента, позволяет силоксановому фрагменту в дальнейшем выталкиваться на поверхность обрабатываемой подложки, что в результате приводит к получению более гладкой и мягкой на ощупь подложки.
Заряженные полиорганосилоксаны также сложно использовать при составлении рецептур, в особенности, рецептур продуктов на водной основе, там, где, как правило, необходимо их преобразование в эмульсию. Использование более длинных промежуточных (спейсерных) соединений между зарядами позволяет обеспечить менее концентрированную и более рассеянную плотность заряда в водной среде композиций на водной основе, включающих полиорганосилоксаны. Это может привести к улучшению диспергирования полиорганосилоксанов при составлении рецептур. Более длинные промежуточные соединения между зарядами позволяют заряду лучше рассеиваться по всей молекуле.
2
10
Кроме того, в одном из вариантов осуществления изобретения полиорганосилоксан настоящего изобретения включает многочисленные фрагменты Е, которые могут иметь чередующуюся конфигурацию. На примере приведенной ниже формулы показаны чередующиеся фрагменты Е и Е', где Е и Е' отличаются друг от друга (например, Е=С и Е'=С).
He желая быть связанными теорией, полагают, что изменение и/или чередование различных фрагментов Е позволяет дополнительно контролировать плотность заряда вдоль всего четвертичного фрагмента. Это способствует достижению необходимой степени осаждения полиорганосилоксана. Таким образом, благодаря использованию меняющихся и чередующихся промежуточных соединений настоящее изобретение может быть адаптировано к требованиям заказчика с целью получения материалов, предназначенных для конкретных областей применения и конкретных подложек.
Важно отметить, что в соответствии с раскрытым в настоящем документе способом получения полиорганосилоксанов использование многочисленных различающихся и/или чередующихся фрагментов Е может в результате привести к образованию определенной желаемой модели многочисленных и/или чередующихся фрагментов Е. Например, один из возможных методов синтеза привел бы к чередованию фрагментов Е. Такой пример предусматривал бы включение первого указанного фрагмента Е в бис-галоидное соединение, а второго фрагмента Е (т.е., Е') - в бис-амин.
В одном из вариантов осуществления изобретения X представляет собой углеводородный фрагмент, не содержащий гетероатомов (например, в основном не содержащий гетероатомов). Не желая быть связанными теорией, полагают, что присутствие реакционноспособных концевых групп приводит к образованию нестабильных продуктов, которые не стойки при хранении, благодаря их тенденции к разложению, взаимодействию с другими материалами в композиции с течением времени или неблагоприятному воздействию дестабилизирующих факторов в условиях применения.
В одном из вариантов осуществления изобретения концевыми фрагментами полиорганосилоксанов являются углеводородные группы, не содержащие гетероатомов (например, в основном не содержащие гетероатомов). Не желая быть связанными теорией, полагают, что алкильные концевые группы полиорганосилоксанов настоящего изобретения не обладают достаточно высокой способностью к разложению или реакционной способностью, что позволяет получать более стабильные композиции с более длительным сроком хранения.
III. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНА
Способы осуществления настоящего изобретения могут быть следующие. В чистый сосуд в инертной атмосфере добавляют некоторое количество аминосилоксана. Необязательно добавляют растворитель, такой как изопропанол или тетрагидрофуран. Реакцию проводят при необязательном перемешивании и, одновременно или последовательно, добавляют количества диамина и бифункциональных органических соединений, способных взаимодействовать с функциональными аминогруппами аминосоединений. Например, для получения необходимого полиорганосилоксана первым может быть добавлен диамин, а вторым - бифункциональное органическое соединение, способное взаимодействовать с функциональной аминогруппой. В альтернативном варианте осуществления изобретения эти реагенты могут быть добавлены в обратном порядке.
Реакция протекает при подходящей для реагентов температуре. Например, когда бифункциональное органическое соединение, способное взаимодействовать с функциональными аминогруппами, представляет собой дихлорид, реакция может происходить при относительно высоких температурах (обычно выше 60°С и часто выше 80°С). В альтернативном варианте, когда бифункциональное органическое соединение, способное взаимодействовать с функциональными аминогруппами, представляет собой дибромид, реакция может происходить при относительно низких температурах, включая комнатную температуру (например, 21°С). В другом варианте, когда бифункциональное органическое соединение, способное взаимодействовать с функциональными аминогруппами, представляет собой активированный дихлорид, реакция может происходить при относительно низких температурах, включая комнатную температуру (например, 21°С). Специалистам в данной области техники понятны условия протекания реакции, подходящие для конкретного бифункционального органического соединения, способного взаимодействовать с функциональными аминогруппами.
Вышеуказанный процесс в общих чертах также описан ученым Lange (US 7563856). Специалистам в данной области техники понятно, каким образом процесс, в общих чертах раскрытый Lange, может быть вновь использован в настоящей разработке с целью получения полиорганосилоксанов настоящего изобретения.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения реакция протекает без добавления растворителя, представляя собой процесс, в котором для получения полиорганосилоксана настоящего изобретения растворитель в основном не используется.
В другом варианте осуществления изобретения реакция протекает при последовательном добавлении избытка амина. Не желая быть связанными теорией, полагают, что избыток амина будет поглощать реакционноспособные группы любых остаточных бифункциональных органических соединений, способных взаимодействовать с функциональными аминогруппами.
В другом варианте осуществления изобретения реакционная смесь далее взаимодействует с молекулой, содержащей амин. Неограничивающие примеры таких аминов включают аммиак, метиламин, диметиламин, триметиламин, триэтиламин, этаноламин или диэтаноламин. Не желая быть связанными теорией, полагают, что эта последующая реакция блокирует непрореагировавшую алкилгалогенидную функциональную группу.
В другом варианте осуществления изобретения реакционная смесь далее взаимодействует с монофункциональными органическими соединениями, способными взаимодействовать с функциональной аминогруппой полиорганосилоксана.
Неограничивающие примеры таких монофункциональных органических соединений включают: метилбромид, метилиодид и этилбромид. Не желая быть связанными теорией, полагают, что эта реакция помогает кватернизовать любые остаточные нейтральные аминогруппы полиорганосилоксана, включая концевые функциональные аминогруппы.
IV. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Полиорганосилоксаны настоящего изобретения могут использоваться в составе композиций многочисленных потребительских продуктов, которые можно наносить на подложки для придания им необходимых потребительских свойств, таких как кондиционирующие свойства. Такие подложки могут включать ткань, нетканые материалы, бумагу, материалы с твердой поверхностью и биологические материалы (например, кератин-содержащие материалы, такие как волосы или кожа).
Композиции потребительских продуктов, содержащие полиорганосилоксановые полимеры настоящего изобретения, можно получить любым подходящим способом, а именно способами, известными специалистам в данной области техники. Например, для получения конечных продуктов полиорганосилоксановые полимеры можно непосредственно включать в другие ингредиенты композиции без предварительного эмульгирования и/или предварительного смешивания. В альтернативном варианте осуществления изобретения полиорганосилоксаны можно смешивать с ПАВ, растворителями, подходящими добавками и/или другими подходящими ингредиентами для получения эмульсий перед составлением композиции конечного продукта.
Композиция потребительского продукта может включать одно или более ПАВ. ПАВ могут представлять собой катионные, анионные, неионные, цвиттерионные и/или амфотерные поверхностно-активные вещества. В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одно ПАВ является анионным. Композиция потребительского продукта может быть представлена в водной и неводной формах; в одном из вариантов осуществления изобретения водная композиция имеет рН более 3 или более 5.
Композиция также может содержать по меньшей мере один полезный агент. Полезные агенты могут быть гидрофобными или гидрофильными. Пригодные гидрофобные полезные агенты включают силоксаны, виниловые полимеры, простые полиэфиры, материалы, содержащие углеводородный воск, углеводородные жидкости, жидкие сложные полиэфиры Сахаров, жидкие простые полиэфиры Сахаров и их смеси. В одном из вариантов осуществления изобретения силоксаны, используемые в качестве полезных агентов, представляют собой органосил океаны. В другом варианте осуществления изобретения силоксановый полезный агент выбирается из группы, состоящей из полидиметилсилоксана, аминосилоксана, катионного силоксана, простого силоксанового полиэфира, циклического силоксана, силоксановой смолы, фторированного силоксана и их смесей. В одном из вариантов осуществления изобретения полезный агент представляет собой жидкость при комнатной температуре. В другом варианте осуществления изобретения полезный агент представляет собой твердое или полутвердое вещество при комнатной температуре. Еще в одном варианте осуществления изобретения полезный агент представляет собой ароматизирующее вещество или силоксан. Кроме того, полезный агент может быть заключен в капсулу. В одном из вариантов осуществления изобретения полезный агент представляет собой инкапсулированное ароматизирующее вещество.
Полиорганосилоксан можно предварительно эмульгировать перед включением в композицию потребительского продукта. В одном из вариантов осуществления изобретения полезный агент вводят в полиорганосилоксан в первичной эмульсии. В другом варианте смесь полезного агента и полиорганосилоксана может образовывать частицы в первичной эмульсии.
Материалы, которые могут оказать помощь в образовании таких эмульсий, включают Tergitol 15-S-5, Terigtol 15-S-12 и TMN-10. Суспензии можно получить путем смешивания компонентов с помощью различных перемешивающих устройств. Примеры подходящих вертикальных мешалок включают мешалки компаний IKA Labortechnik и Janke & Kunkel IKA WERK с перемешивающим элементом R1342 компании Divtech Equipment. В некоторых случаях для получения суспензий с узким распределением частиц по размерам требуется использование технологии больших сдвиговых усилий. Примером подходящего технологического оборудования с большими сдвиговыми усилиями может служить гомогенизатор (микрофлюидайзер) М-110Р компании Microfluidics.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры описывают и демонстрируют иллюстративные варианты осуществления изобретения в пределах объема этого изобретения. Примеры даны исключительно для иллюстрации и не должны рассматриваться как ограничения настоящего изобретения, так как возможно внесение многочисленных изменений без отступления от сущности и объема изобретения. Ингредиенты определяют по химическому названию или иным образом, установленным ниже.
ПРИМЕРЫ 1-47 (Полиорганосилоксаны)
Полиорганосилоксаны настоящего изобретения получают, используя следующие бифункциональные органические соединения, способные взаимодействовать с функциональными аминогруппами.
Двубромистые соединения (Примеры 1-15, 28-30 и 33-34)
В чистый сосуд добавляют количество силоксана (предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания), указанное в Таблице 1, и указанное количество диамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин), а также количество изопропанола (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин), равное количеству силоксана. Образец перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение одного часа, после чего добавляют количество дибромида (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение двух часов при 25°С. После этого образец нагревают при 50°С в течение 16 часов.
Двухлористые соединения (Примеры 16-17)
В чистый сосуд добавляют количество силоксана (предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания), указанное в Таблице 1, и указанное количество диамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Образец перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение одного часа, после чего добавляют количество дихлорида (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение двух часов при 25°С.После этого образец нагревают при 85°С в течение 72 часов.
Активированные двухлористые соединения (Примеры 18-27 и 31-32)
В чистый сосуд добавляют количество силоксана (предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания), указанное в Таблице 1, и указанное количество диамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин), а также количество изопропанола (предоставленного компанией Sigma- Aldrich, Милуоки, штат Висконсин), равное количеству силоксана. Образец перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение одного часа, после чего добавляют количество активированного дихлорида (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение двух часов при 25°С. После этого образец нагревают при 50°С в течение 16 часов.
Двубромистые соединения (Примеры 35-36) (Без растворителя)
В чистый сосуд добавляют количество силоксана (предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания), указанное в Таблице 1, и указанное количество диамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Образец перемешивают со скоростью 20 об/мин в течение одного часа, после чего добавляют количество дибромида (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение двух часов при 25°С. После этого образец нагревают при 50°С в течение 16 часов.
Активированные двухлористые соединения (Примеры 37-38) (Без растворителя)
В чистый сосуд добавляют количество силоксана (предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания), указанное в Таблице 1, и указанное количество диамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Образец перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение одного часа, после чего добавляют количество активированного дихлорида (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение двух часов при 25°С.После этого образец нагревают при 50°С в течение 16 часов.
Активированные двухлористые соединения (Примеры 39-40) (Блокирование амином)
В чистый сосуд добавляют количество силоксана (предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания), указанное в Таблице 1, и указанное количество диамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин), а также количество изопропанола (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин), равное количеству силоксана. Образец перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение одного часа, после чего добавляют количество активированного дихлорида (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение двух часов при 25°С. После этого образец нагревают при 50°С в течение 16 часов. Спустя 16 часов добавляют 2 грамма триэтиламина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение 6 часов при 50°С.Спустя 6 часов реакционную смесь перегоняют в вакууме в течение 4 часов.
Образцы, указанные в таблице 1, получают в соответствии с вышеприведенными инструкциями, используя указанные количества.
ТАБЛИЦА 1
В таблице, представленной ниже, исходным силоксановым материалом в каждом примере является силоксан с концевыми функциональными аминогруппами, имеющий пропенильный фрагмент, расположенный между концевым атомом кремния и аминным азотом. Двухфункциональные органические соединения, способные взаимодействовать с функциональными аминогруппами, выбираются из группы дигалоидов, включающих дихлориды, дибромиды и активированные дихлориды. Диамины были выбраны из группы, состоящей из TMHDA (тетраметилгександиамина) и TMEDA (тетраметилэтандиамина). Диамин в примерах 1-13 и 16-17 представлен TMHDA. Диамин в примерах 14-15 представлен TMEDA.
Пример 41: Получение активированного силоксана с концевыми атомами хлора для использования в Примере 42.
В чистый сосуд добавляют 200 г силоксана с концевыми функциональными аминогруппами (DMS-A32, предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания), 200 г безводного тетрагидрофурана (предоставленного компанией Sigma- Aldrich, Милуоки, штат Висконсин), 3г хлорацетилхлорида (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и 2 г триэтиламина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Образец перемешивают со скоростью 30 об/мин в течение двух часов, а затем реакцию прекращают, добавляя воду, трижды экстрагируют 0,1N раствором соляной кислоты, затем дважды экстрагируют 0,1N раствором гидроокиси натрия, после чего еще раз экстрагируют деионизированной водой. Образец высушивают в вакууме при 50°С в течение 16 часов.
Пример 42: Получение из активированного силоксана с концевыми атомами хлора Примера 41.
100 г активированного силоксана с концевыми атомами хлора, полученного, как описано в примере 41, добавляют в колбу вместе с 12,61 г тетраметилгександиамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и 10,33 г дихлоргексана (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Образец перемешивают и нагревают до 90°С в течение 72 часов.
Пример 43: Получение из силоксана с концевыми атомами хлора.
100 г силоксана с концевыми атомами хлора (DMS-L21, предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания) добавляют в колбу вместе с 24,08 г тетраметилгександиамина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и 15,50 г дихлоргексана (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Образец перемешивают и нагревают до 90°С в течение 72 часов.
Пример 44: Получение из силоксана с концевыми эпоксидными группами.
100 г силоксана с концевыми функциональными эпоксидными группами (5K)(DMS-E21, предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания) взаимодействуют с 20,23 г простого диглицидилового эфира бутандиола (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и 12,04 г пиперазина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Реакцию проводят при перемешивании в течение 4 часов при комнатной температуре и затем осаждают в 100 г воды.
Пример 45: Получение из диэпоксида.
100 г силоксана с концевыми функциональными аминогруппами (30K)(DMS-A32, предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания) взаимодействуют с 13,48 г простого диглицидилового эфира бутандиола (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и 5,73 г пиперазина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Реакцию проводят при перемешивании в течение 4 часов при комнатной температуре и затем осаждают в 100 г воды.
Пример 46: Получение из силоксана с концевыми эпоксидными группами и эпихлоргидрина.
100 г силоксана с концевыми функциональными эпоксидными группами (30K) взаимодействуют с 6,17 г эпихлоргидрина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и 6,31 г пиперазина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Реакцию проводят при перемешивании в течение 4 часов при комнатной температуре и затем осаждают в 100 г воды.
Пример 47: Получение из силоксана с концевыми функциональными аминогруппами и эпихлоргидрина.
100 г силоксана с концевыми функциональными аминогруппами (30K)(DMS-A32) (предоставленного компанией Gelest Co., Моррисвиль, штат Пенсильвания) взаимодействуют с 6,17 г эпихлоргидрина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин) и 5,73 г пиперазина (предоставленного компанией Sigma-Aldrich, Милуоки, штат Висконсин). Реакцию проводят при перемешивании в течение 4 часов при комнатной температуре и затем осаждают в 100 г воды.
Примеры молекул:
В примерах Таблицы 2, представленной ниже:
w = 2
y = z = 0
1
2
R и R = метил
X = пропилен
n=2
Рецептуры для практического использования:
Приводимые в качестве примера полиорганосилоксаны настоящего изобретения, производимые в разнообразных формах, широко используются в рецептурах многочисленных потребительских продуктов. В некоторых вариантах осуществления изобретения полиорганосилоксаны добавляют к смеси ингредиентов в виде эмульсии.
Приготовление эмульсии:
Следующие эмульсии получены для использования в рецептурах потребительских продуктов, предлагаемых здесь в качестве примера.
Полиорганосилоксаны из вышеуказанных примеров 56, 63, 75, 76, 80 и 82-85 используются для приготовлении эмульсий, применяемых в рецептурах потребительских продуктов, описанных в последующих примерах.
Полиорганосилоксаны из примеров 56, 63, 75, 76, 80 и 82-85 сначала эмульгируют, используя гомогенизатор со скоростью вращения 3500 об/мин, а затем микропсевдоожижают при давлении 20000 фунт/кв.дюйм для получения субмикронной эмульсии (со средним размером частиц 250 нм, измеряемых с помощью известного в данной области техники контрольно-измерительного прибора Horriba).
Композиции для ухода за волосами, содержащие полиорганосилоксаны:
Ниже приводятся неограничивающие примеры моющих и кондиционирующих композиций для ухода за волосами, включающих эмульсии полиорганосилоксановых полимеров с кондиционирующими свойствами в соответствии с настоящим изобретением.
Ингредиенты соединяют и перемешивают с помощью стандартных перемешивающих устройств, известных специалистам в данной области техники.
Ингредиенты соединяют и перемешивают с помощью стандартных перемешивающих устройств, известных специалистам в данной области техники.
Защитные листы и бумага:
2
2
Полиорганосилоксаны настоящего изобретения можно наносить на нетканые и тканые материалы и пленки, включая нетканые и тканые материалы, содержащие целлюлозные и нецеллюлозные компоненты. Специалистам в данной области техники понятно, что для нанесения полиорганосилоксанов на нетканые материалы может использоваться любой из имеющихся способов. Полиорганосилоксаны можно эмульгировать перед нанесением на нетканые материалы, включая эмульгирование в воде или в других преимущественно водных носителях. Полиорганосилоксаны можно растворять в подходящем носителе перед нанесением на нетканые материалы. Носитель может представлять собой летучее вещество, чтобы облегчить удаление носителя после обработки нетканых материалов. В одном из неограничивающих примеров настоящего изобретения полиорганосилоксан Примера 56 эмульгируют, как описано в Таблице 3 и распыляют сжатым воздухом на лист нетканого материала плотностью 24 г/м (грамм на квадратный метр) для получения конечного покрытия плотностью 5 г/м. Верхние листы высушивают на воздухе в течение ночи и выдерживают в помещении с регулируемой относительной влажностью.
Композиции для ухода за тканью:
Ниже приводятся неограничивающие примеры композиций для ухода за тканью, включающих эмульсии полиорганосилоксановых кондиционирующих полимеров настоящего изобретения.
Жидкое моющее средство для стирки белья сильного действия (HDL) имеет следующий состав:
Ингредиенты соединяют и перемешивают с помощью стандартных перемешивающих устройств, известных специалистам в данной области техники.
Композиции для смягчения ткани получают следующим образом:
Ингредиенты соединяют и перемешивают с помощью стандартных перемешивающих устройств, известных специалистам в данной области техники.
Размеры и значения, описанные в данном документе, не должны быть истолкованы как строго ограниченные приведенными точными численными значениями. Вместо этого, если не оговорено иначе, каждый такой размер предназначен для обозначения, как приведенного значения, так и функционально эквивалентного диапазона, в котором он находится. Например, размер, описанный как «40 мм», предназначен для обозначения «приблизительно 40 мм».
Каждый приведенный здесь документ, включая любые сопоставляемые или родственные патенты или заявки или любые заявки или патенты, на приоритет или преимущества которых претендует данная заявка, полностью включен в данный документ посредством ссылки, если только его использование явно не исключено или не ограничено. Цитирование любого документа не следует толковать как признание того, что он является прототипом по отношению к любому изобретению, раскрытому или заявленному в данном документе, или, что он, сам по себе, или в сочетании с любой другой ссылкой или ссылками, осуществляет, предлагает или раскрывает такое изобретение. В тех случаях, когда какое-либо значение или определение термина в этом документе вступает в противоречие с каким-либо значением или определением в документе, включенном посредством ссылки, значение или определение, присвоенное термину в этом документе, будет являться определяющим.
В то время, как были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления предлагаемого изобретения, специалистам в данной области техники понятно, что различные изменения и модификации могут проводиться без отступления от существа и объема предлагаемого изобретения. При этом подразумевается, что все эти изменения и модификации в пределах объема изобретения будут включены в прилагаемую формулу изобретения.