Способ получения водной дисперсии полиуретана, пригодной для использования в продуктах личной гигиены, фиксаторе для волос и лосьоне для загара на основе указанной дисперсии - RU2487900C2

Описание

Обоснование изобретения

Изобретение относится к области водных полимерных дисперсий, более точно, к способу получения водной дисперсии полиуретана, подходящей для использования в предметах личной гигиены, фиксаторе для волос и лосьоне для загара на основе указанной дисперсии.

Дисперсии полиуретана недавно начали использоваться в косметических продуктах, таких как фиксаторы для волос, лосьоны для загара, и т.д., давая несколько преимуществ по сравнению с продуктами обычных технологий, такими как сополимеры акрилатов и акриламида, поливинилпирролидон и сополимеры ПВП/ВА. Такие преимущества включают совместимость с водой, легкость образования спреев органических соединений с низкой летучестью, водостойкость и превосходную способность формировать пленки. В частности, в предметах по уходу за волосами дисперсии полиуретана обеспечивают большой эффект фиксации без клеящего средства, превосходное удержание вследствие памяти эластичного полимера, естественные вид и ощущение. Все эти признаки высоко ценны для потребителя. Коммерческие дисперсии полиуретана, предназначенные в качестве фиксаторов для волос и полимеров для укладки волос, обычно показывают хорошее удерживание высокой влажности в локонах волос, удержание укладки, хорошие вид и блеск. Однако недостаток их адгезии к волосам демонстрируется обширным отшелушиванием после расчесывания волос. Это создает существенные эстетические проблемы для потребителей.

Задача получения фиксирующих полимеров для волос заключается в достижении баланса между часто противоречивыми требованиями: полимер должен быть достаточно гидрофобным, чтобы обеспечивать удержание завивки даже при условиях влажности, и то же время должен оставаться достаточно гидрофильным, чтобы удаляться из волос при мытье водой. Также полимер должен обладать оптимальным сочетанием температуры стеклования, гибкости и молекулярной массы, чтобы обеспечивать прочность связывания, эластичность, адгезию к волосам и ощущение мягкости.

Патент США, номер 5626840 раскрывает фиксаторы для волос на основе дисперсии полиуретана, которые получают, используя 2,2-гидроксиметил-замещенную карбоновую кислоту. Он иллюстрируют, как достичь хорошей устойчивости влажности и характеристик распыления, используя растворимые или диспергируемые в воде полиуретаны. Примеры демонстрируют эффективность этого полимера только в композициях для аэрозольного распыления, содержащих спирт. Они вредны как для окружающей среды, так для и здоровья волос. Наконец, изобретение использует интервал концентраций диметилолпропионовой кислоты (ДМРА) 0,35-2,25 мэкв. СООН на грамм полиуретана в дисперсии полиуретана, которая должна соблюдаться, чтобы дисперсия была эффективной.

Однако это раскрытие не указывает, как избежать общей проблемы отслаивания полимера на волосах путем достижения хорошей адгезии к волосам. Кроме того, оно не указывает, как достигнуть удержания завивки, например, эластичного поведения полимера. Наконец, предпочтительно, должно быть использовано более низкое количество кислоты, чтобы все еще достигать удержания завивки и способности к мытью, поскольку кислота имеет тенденцию ускорять разрушение полимера. Патент США 6613314 раскрывает восстанавливающие форму композиции для волос, которые используют дисперсии полиуретана. В ходе получения полиуретана образуется форполимер с изоцианатными функциональными группами. Этот форполимер включает, по меньшей мере, одно соединение с несколькими активными водородами, которое является растворимым в среде дисперсии. Предпочтительно, используют сульфонированные соединения. Сульфоновая группа встроена в сам форполимер, а не через мочевинный сегмент.

Патент США номер 6106813 раскрывает сложные полиэфирполиуретаны, которые пригодны в косметических применениях. Он раскрывают новое семейство сложных полиэфирполиуретанов, которые обладают не только хорошими пленкообразующими свойствами, но также и придают большую жесткость и превосходную устойчивость к удалению водой и моющими средствами. В отношении применений в качестве средств художественного конструирования укладок/фиксаторов для ухода за волосами, примеры в этом патенте демонстрируют использование изобретения только в лосьонах для конструирования укладок, заявляя хорошее удержание формы. Однако нет ссылки на адгезию к волосам или как достичь превосходной устойчивости влажности с хорошей возможностью удаления водой. Также не указаны важные свойства полимеров в укладках волос/фиксаторах волос, такие как естественное ощущение и блеск на волосах.

Таким образом, цель настоящего изобретения состояла в том, чтобы обеспечить полимерную композицию, которая улучшала бы адгезию к волосам, а также демонстрировала превосходную завивку и удержание укладки, естественные ощущение и внешний вид.

Настоящее изобретение обеспечивает композицию, которая демонстрирует превосходную адгезию к волосам. По сравнению с коммерчески доступными фиксаторами волос из дисперсий полиуретанов, композиция настоящего изобретения дает значительно меньшее отслаивание или вообще его отсутствие. Кроме того, она обеспечивает улучшенное удерживание влажности, более высокий блеск и естественное ощущение по сравнению с указанными выше дисперсиями полиуретанов.

Краткое содержание изобретения

Настоящее изобретение относится к способу получения водной дисперсии

полиуретана, содержащему:

1) получение форполимера формулы:

где

R₁ представляет собой двухвалентный радикал поликарбонатполиола,

R₂ представляет собой радикал алифатического или циклоалифатического полиизоцианата,

R₃ представляет собой радикал низкомолекулярного диола, возможно, замещенного ионными группами,

n составляет от 1 до 5 и

m составляет >1;

путем реакции:

1а) по меньшей мере, одного поликарбонатполиола,

1б) одного или нескольких алифатических или циклоалифатических полиизоцианатов, и

1в) по меньшей мере, одного низкомолекулярного диола, возможно, замещенного ионными группами;

2) взаимодействия форполимера с, по меньшей мере, одним полиалкиленоксидом с моногидроксильными функциональными группами со среднечисловой молекулярной массой менее около 3000;

3) удлинения цепи форполимера

3а) по меньшей мере, одним удлинителем цепи формулы: H₂N-R₄-NH₂где R₄ представляет собой радикал алкилена или алкиленоксида, не замещенный ионными или потенциально ионными группами, и

3б) необязательно, по меньшей мере, одним удлинителем цепи формулы:

H₂N-R₅-NH₂

где R₅ представляет собой алкиленовый радикал, замещенный ионными или потенциально ионными группами,

в присутствии органического растворителя, чтобы сформировать полиуретан;

4) диспергирования полиуретана в воде; и

5) удаления органического растворителя, получая водную дисперсию полиуретана;

где содержание радикала полиалкиленоксида с моногидроксильными функциональными группами составляет между около 0,1% по весу и около 5% по весу полиуретана.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения

Как используется здесь и в следующих пунктах формулы изобретения, если не указано иначе, термин "молекулярная масса" должен интерпретироваться как означающий среднечисловую молекулярную массу.

Подходящие поликарбонатполиолы для получения двухвалентного радикала R₁ представляют собой поликарбонатполиолы, имеющие, по меньшей мере, две гидроксильные группы и имеющие среднечисловые молекулярные массы от около 700 до около 16000, и предпочтительно, от около 750 до около 5000. Поликарбонаты, содержащие гидроксильные группы, включают те, которые известны, по существу, такие как продукты, полученные из реакции диолов, таких как пропандиол-1,3, бутандиол-1,4 и/или гександиол-1,6, диэтиленгликоль, бисфенол-А, триэтиленгликоль или тетраэтиленгликоль, с диарилкарбонатами, например, дифенилкарбонатом, диметилкарбонатом, диэтиленгликолькарбонатом или фосгеном. Подходящие полиизоцианаты для получения углеводородного радикала R₂ включают органические диизоцианаты, имеющие молекулярную массу от около 312 до 1000, и предпочтительно, от около 140 до 400. Предпочтительные диизоцианаты представляют собой такие, которые представлены общей формулой R₂(NCO)₂ указанные выше, в которых R₂ представляет собой двухвалентную алифатическую углеводородную группу, имеющую от 4 до 18 атомов углерода, двухвалентную циклоалифатическую углеводородную группу, имеющую от 5 до 15 атомов углерода, двухвалентную аралифатическую углеводородную группу, имеющую от 7 до 15 атомов углерода, или двухвалентную ароматическую углеводородную группу, имеющую 6-15 атомов углерода. Примеры органических диизоцианатов, которые являются подходящими, включают тетраметилендиизоцианат, 1,6-циклогександиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, циклогексан-1,3- и -1,4-диизоцианат, 1-изоцианато-3-изоцианатометил-3,5,5-триметилциклогексан (изофорондиизоцианат или ИФДИ), бис-(4-изоцианатоциклогексил)-метан, 1,3- и 1,4-бис(изоцианатометил)-циклогексан, бис-(4-изоцианато-3-метилциклогексил)-метан, изомеры толуолдиизоцианата (ТДИ), такие как 2,4-диизоцианатотолуол, 2,6-диизоцианатотолуол, смеси этих изомеров, гидрированные ТДИ, 4,4'-диизоцианатодифенилметан и его изомерные смеси с 2,4'- и, возможно, 2,2'-диизоцианатодифенилметаном, и 1,5-диизоцианатонафталин. Конечно, могут быть использованы смеси диизоцианатов. Предпочтительные диизоцианаты представляют собой алифатические и циклоалифатические диизоцианаты. Особенно предпочтительными являются 1,6-гексаметилендиизоцианат и изофорондиизоцианат. Низкомолекулярные диолы обычно приводят к тому, что, когда их используют, полимерная цепь становится более жесткой. Под "низкомолекулярными диолами" понимают диолы, имеющие молекулярную массу от около 62 до 700, предпочтительно, от 62 до 200. По меньшей мере, один из низкомолекулярных диолов содержит ионные или потенциально ионные группы. Подходящие более низкомолекулярные диолы, содержащие ионные или потенциально ионные группы, представляют собой те, которые раскрыты в патенте США номер 3412054. Предпочтительные соединения включают диметилолбутановую кислоту (ДМБК), диметилолпропионовую кислоту (ДМПК) и содержащий карбоксильные группы сложный капролактонполиэфирдиол. Диолы с более низкой молекулярной массой, содержащие ионные или потенциально ионные группы, используют в таком количестве, чтобы присутствовало <0,30 мэкв. СООН на грамм полиуретана в дисперсии полиуретана.

Другие низкомолекулярные диолы, не содержащие ионных или потенциально ионных групп, возможно, могут быть использованы. Они могут содержать алифатические, алициклические или ароматические группы. Предпочтительные соединения содержат только алифатические группы. Диолы с низкой молекулярной массой, имеющие до около 20 атомов углерода в молекуле, включают этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропан-1,2-диол, пропан-1,3-диол, бутан-1,4-диол, бутилен-1,3-гликоль, неопентилгликоль, бутил-этил-пропандиол, циклогександиол, 1,4-циклогександиметанол, гексан-1,6-диол, бисфенол А (2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан), гидрированный бисфенол А (2,2-бис(4-гидроксициклогексил)пропан) и их смеси.

Полиалкиленоксидные соединения с моногидроксильными функциональными группами, пригодные для использования в настоящем изобретении, включают любые простые полиэфиры с монофункциональными гидроксильными группами со среднечисловой молекулярной массой менее около 3000, предпочтительно, от 300 до 3000 на основе этиленоксида или пропиленоксида, либо обоих. Подходящие соединения включают Desmophen® LB-25, моноол этиленоксида/полиэтиленоксида, доступный от Bayer Material Science, Питтсбург, Пенсильвания, серию CARBOWAX SENTRY метоксипропиленгликолей, доступную от Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган, а также жидкости UCON LB и жидкости UCON 50-НВ, также доступные от Dow Chemical Company. Соединения с моногидроксильными функциональными группами используют в таких количествах, чтобы полиалкиленоксидные радикалы, включенные в форполимер через уретановый сегмент, составляли между около 0,1% по весу и около 5,0% по весу полиуретана.

Этот форполимер может быть подвергнут удлинению цепи с использованием, по меньшей мере, одного, возможно, двух классов удлинителей цепи. Сначала используют соединения, имеющие формулу:

H₂N-R₄-NH₂

где R₄ представляет собой радикал алкилена или алкиленоксида, не замещенный ионными или потенциально ионными группами. Алкилендиамины включают гидразин, этилендиамин, пропил ендиамин, 1,4-бутилендиамин и пиперазин, 2-метил-1,5-пентандиамин (Dytek А от DuPont), гександиамин, изофорондиамин и 4,4-метиленди(циклогексиламин). Алкиленоксиддиамины включают дипропиламиндиэтиленгликоль (Ancamine® 1922А, доступный от Air Products, Аллентаун, Пенсильвания) и серии простых эфираминов ANCAMINE, доступных от Air Products, включая дипропиламинпропиленгликоль, дипропиламиндипропиленгликоль, дипропиламинтрипропиленгликоль, дипропиламинполи(пропиленгликоль), дипропиламинэтиленгликоль, дипропиламин(полиэтиленгликоль), дипропиламин-1,3-пропандиол, дипропиламин-2-метил-1,3-пропандиол, дипропиламин-1,4-бутандиол, дипропиламин-1,3-бутандиол, дипропиламин-1,6-гександиол и дипропиламин-циклогексан-1,4-диметанол. Также могут быть использованы смеси перечисленных диаминов. Первый класс удлинителей цепи может иметь молекулярную массу от около от 100 до 1500, предпочтительно, от около 170 до 1000. Возможный второй класс удлинителей цепи представляют собой соединения, имеющие формулу:

H₂N-R₅-NH₂

где R₅ представляет собой радикал алкилена, замещенный ионными или потенциально ионными группами. Такие соединения имеют ионную или потенциально ионную группу и две группы, которые являются реакционноспособными по отношению к изоцианатным группам. Такие соединения содержат две группы, реакционноспособные по отношению к изоцианату, и ионную группу или группу, способную к формированию ионной группы. Ионная группа или потенциально ионная группа может быть выбрана из группы, состоящей из третичных или кватернизованных аммонийных групп, групп, конвертируемых в такую группу, карбоксильной группы, карбоксилатной группы, группы сульфокислоты и сульфонатной группы. По меньшей мере, частичная конверсия групп, конвертируемых в солевые группы упомянутого типа, может происходить перед или в ходе смешивания с водой. Специфические соединения включают диаминосульфонаты, такие как, например, натриевая соль N-(2-аминоэтил)-2-аминоэтансульфокислоты или натриевая соль N-(2-аминоэтил)-2-аминопропионовой кислоты. Второй класс удлинителей цепи может иметь молекулярную массу от около 32 до 600, предпочтительно, от около 32 до 200.

Полиуретан по изобретению также может включать соединения, которые расположены в каждом случае на концах цепи и обрывают указанные цепи (агенты, обрывающие цепи). Эти агенты, обрывающие цепи, могут быть получены из соединений, имеющих формулу:

где R₆ представляет собой атом Н или радикал алкилена, возможно, имеющий гидроксильный конец, a R₇представляет собой радикал алкилена, возможно, имеющий гидроксильный конец. Подходящие соединения включают такие соединения, как моноамины, особенно вторичные моноамины, или моноспирты. Примеры включают: метиламин, этиламин, пропиламин, бутиламин, октиламин, лауриламин, стеариламин, изононилокси-пропиламин, диметиламин, диэтиламин, дипропиламин, дибутиламин, N-метиламино-пропиламин, диэтил(метил)аминопропиламин, морфолин, пиперидин, диэтаноламин и подходящие замещенные их производные, амиды аминов из двупервичных аминов и одноосновных карбоновых кислот, монокетимины двупервичных аминов, первичные/третичные амины, такие как N,N-диметиламино-пропиламин и тому подобные. Также подходящими агентами, обрывающими цепи, являются спирты, такие как, спирты C₁-С₁₀или высшие, включая, метанол, бутанол, гексанол, 2-этилгексиловый спирт, изодециловый спирт и тому подобные и даже их смеси, а также аминоспирты, такие как аминометилпропанол (АМП). Агенты, обрывающие цепи, могут иметь молекулярную массу от около 31 до 600, предпочтительно, от около 31 до 200.

В одном варианте выполнения изобретения, диэтиленгликоль включается в дисперсию полиуретана либо в качестве низкомолекулярного диола, либо как часть неионного удлинителя цепи через использование дипропиламин-диэтиленгликоля ("ДПА-ДЭГ"). Если диэтиленгликоль используют в качестве низкомолекулярного диола, то, предпочтительно, ДПА-ДЭГ не используют в качестве не ионного удлинителя цепи. Аналогично, если ДПА-ДЭГ используется в качестве не ионного удлинителя цепи, то диэтиленгликоль, предпочтительно, не используют в качестве низкомолекулярного диола. Использование диэтиленгликоля или ДПА-ДЭГ особенно желательно, когда дисперсию полиуретана включают в фиксатор для волос, поскольку диэтиленгликоль существенно увеличивает адгезию к волосам. Настоящее изобретение также относится к способу производства дисперсии полиуретана, пригодной для использования в предметах личной гигиены, содержащему а) взаимодействие на первой стадии, по меньшей мере, поликарбонатполиола и диизоцианата с формированием форполимера А), затем б) растворения на второй стадии этого форполимера в органическом растворителе, в) взаимодействия на третьей стадии раствора изоцианат-содержащего форполимера с двумя классами удлинителей цепи и, возможно, агентом, обрывающим цепи, г) формирования на четвертой стадии дисперсии добавлением воды, и д) удаления на пятой стадии органического растворителя.

Свободные группы сульфокислоты и включенные группы карбоновой кислоты нейтрализуют между второй и третьей стадиями или между третьей и четвертой стадиями. Подходящие включенные агенты нейтрализации представляют собой первичные, вторичные или третичные амины. Из них предпочтительны триалкил-замещенные третичные амины. Примеры этих аминов представляют собой триметиламин, триэтиламин, триизопропиламин, трибутиламин, N,N-диметил-циклогексиламин, N,N-диметилстеариламин, N,N-диметиланилин, N-метилморфолин, N-этилморфолин, N-метилпиперазин, N-метилпирролидин, N-метилпиперидин, N,N-диметилэтаноламин, N,N-диэтилэтаноламин, триэтаноламин, N-метилдиэтаноламин, диметиламинопропанол, 2-метоксиэтилдиметиламин, N-гидроксиэтилпиперазин, 2-(2-диметиламиноэтокси)-этанол и 5-диэтиламино-2-пентанон. Наиболее предпочтительные третичные амины являются теми, которые не содержат активный(-е) водород(-ы), как определено испытанием Церевитинова, так как они способны к реакции с изоцианатными группами форполимеров, которые могут вызывать гелирование, формирование нерастворимых частиц или обрыв цепи.

Дисперсии полиуретана по изобретению могут быть произведены так называемым ацетоновым процессом. В ацетоновом процессе синтез водных препаратов полиуретана, на которых основаны дисперсии по изобретению, проводят многостадийным процессом.

На первой стадии форполимер, содержащий изоцианатные группы, синтезируют из поликарбонатполиола, диизоцианата и низкомолекулярного диола. Количества индивидуальных компонентов рассчитывают таким способом, чтобы содержание изоцианата в форполимере было между 1,4 и 5,0% по весу, предпочтительно, между 2,0 и 4,5% по весу, и особенно предпочтительно, между 2,6 и 4,0% по весу. Низкомолекулярный диол присутствует в количестве от 0 до 80 экв. %, относительно количества эквивалентов NCO, предпочтительно, от 0 до 10 экв. %. Получаемый форполимер имеет структуру:

где

R₁ представляет собой двухвалентный радикал поликарбонатполиола,

R₂ представляет собой углеводородный радикал алифатического или

циклоалифатического полиизоцианата,

R₃ представляет собой радикал низкомолекулярного диола, возможно, замещенный ионными группами,

n составляет <5, и

m составляет >1.

Предпочтительно, n составляет от 1 до 3, a m составляет от 1 до 5.

Этот форполимер затем реагирует с полиалкиленоксидом с моногидроксильными функциональными группами со среднечисловой молекулярной массой менее около 3000.

На второй стадии форполимер, произведенный на стадии 1, растворяют в органическом растворителе, по меньшей мере, частично смешивающемся с водой, не содержащем реакционноспособных по отношению к изоцианату групп. Предпочтительным растворителем является ацетон. Однако другие растворители, такие как, например, 2-бутанон, тетрагидрофуран или диоксан или смеси этих растворителей также могут быть использованы. Количества растворителя, которые нужно использовать, должны быть рассчитаны таким способом, что получали содержание сухих веществ от 25 до 60% по весу, предпочтительно, от 30 до 50% по весу, особенно предпочтительно, от 35 до 45% по весу.

На третьей стадии раствор содержащего изоцианат форполимера вступает в реакцию со смесями удлинителей цепи с аминными функциональными группами и, возможно, агентом, обрывающим цепи, чтобы сформировать полиуретан с высокой молекулярной массой. Используют достаточные количества удлинителей цепи и агента, обрывающего цепи, такие, чтобы рассчитанная среднечисловая молекулярная масса (Mn) получаемого полиуретана составляла между 10000 и 100000, предпочтительно, между 10000 и 50000. Ионные и не ионные удлинители цепи в сумме присутствуют в количестве от 15 до 98 экв. %, предпочтительно, всего от 35 до 80 экв. % относительно количества эквивалентов остаточных NCO-групп, присутствующих в форполимере. Агент, обрывающий цепи, присутствует в количестве от 0 до 35 экв. %, предпочтительно, от 10 до 20 экв. % относительно эквивалентов остаточного количества NCO-групп, присутствующих в форполимере. На четвертой стадии высокомолекулярный полиуретан диспергируют в форме дисперсии с мелкими частицами добавлением воды к раствору или раствора к воде. На пятой стадии органический растворитель частично или полностью удаляют дистилляцией, возможно, при пониженном давлении. Количество воды в стадии четыре рассчитывают таким образом, чтобы водные дисперсии полиуретана по изобретению имели содержание твердых веществ от 20 до 60% по весу, предпочтительно, от 28 до 42% по весу.

Дисперсии полиуретана по настоящему изобретению пригодны для использования в предметах личной гигиены. Предпочтительно, их используют в не аэрозольных фиксаторах волос. Такие фиксаторы волос легко получают добавлением воды или этанола к дисперсии. Аналогично, эти дисперсии могут быть использованы в получении других предметов личной гигиены, таких как лосьоны для загара, предметы ухода за кожей, помады, туши и дезодоранты, путем добавления компонентов, хорошо известных специалистам.

Примеры

Продукты, используемые в примерах:

Desmophen® С-2200 (поликарбонат на основе гександиола, мол. масса 2000, гидроксильное число 56; Bayer MaterialScience LLC, Питсбург, Пенсильвания). Desmodur® W (Дициклогексилметан-4,4′-диизоцианат, содержание NCO 31,8%, Bayer MaterialScience LLC, Питсбург, Пенсильвания).

Desmodur® I (Изофорондиизоцианат, содержание NCO 37,5%, Bayer MaterialScience LLC, Питсбург, Пенсильвания).

Desmophen® LB-25 (Моноол из этиленоксила/полиэтиленоксида, мол. масса 2220, Bayer MaterialScience LLC, Питсбург, Пенсильвания).

Acclaim® 4200 (Простой полиэфирдиол на основе пропиленоксида, мол. масса 2000, Bayer MaterialScience LLC, Питсбург, Пенсильвания).

PPG 425 (простой полиэфирдиол на основе пропиленоксида, мол. масса 425, Bayer MaterialScience LLC, Питсбург, Пенсильвания).

Ancamine® 1922А (дипропиламин-диэтиленгликоль, Air Products, Аллентаун, Пенсильвания).

Kathon® LX (биоцид, Rohm & Haas, Филадельфия, Пенсильвания).

Microcare® MTG (биоцид, Thor Specialties (Великобритания) Ltd., Чешир, Великобритания).

Пример 1: Композиция по изобретению

25,74 г Desmophen® С-2200, 0,18 г неопентилгликоля и 0,62 г ДМБК смешивали в колбе при 75°С, чтобы получить гомогенную смесь. 4,31 г Desmodur® W и 3,65 г Desmodur® I добавляли в колбу при 70°С. Реакцию проводили при 95°С до тех пор, пока фактическое содержание NCO не становилось ниже или равным теоретическому содержанию NCO. Затем добавляли 0,7 г Desmophen® LB-25 и проводили реакцию, пока фактическое содержание NCO не становилось постоянным. Форполимер охлаждали до 60°С и загружали в реакционную колбу 60 г ацетона. Прозрачный раствор форполимера смешивали в течение 15 минуты при охлаждении до 40°С. 0,43 г триэтиламина добавляли в раствор форполимера при 40°С и перемешивали в течение 10 мин. Стадия удлинения цепи происходила затем при 40°С при добавлении 2,65 г Ancamine® 1922А в 15 г дистиллированной воды. Через 15 минут добавляли 61,34 г дистиллированной воды при комнатной температуре в форполимер при перемешивании со скоростью 600 об./мин. Избыток воды добавляли, когда дисперсия становилась слишком вязкой. Отгонка ацетона следовала за стадией диспергирования. После завершения отгонки добавляли 0,38 г Microcare MTG. Примеры 2-5 получали с использованием той же процедуры, как в примере 1. Неаэрозольные фиксирующие композиции для волос получали с использованием деионизованной воды и дисперсий полиуретана по изобретению. Эти композиции представляли собой 4 части дисперсии полиуретана из активных твердых частиц смолы, полученные смешиванием 10 частей дисперсии полиуретана и 90 частей воды. Неаэрозольные распыляемые композиции (20 мл), содержащие 3% активных твердых частиц смолы, получали следующим образом: ((3/% твердых частиц дисперсии полиуретана)×20 мл)/100=X г дисперсии полиуретана, растворенной в (20-Х) г воды. Испытание удержания завивки проводили по методам испытания, описанным в патенте США номер 5626840. Применялись распылительные колбы с тонким туманом. В качестве образца волос использовали каштановые волосы Yaki, 8 дюймов, цвет 4.

Испытание удержания завивки проводили следующим образом. Волосы разрезали на экземпляры ~2 г каждый и связывали вместе на одном конце. Каждый экземпляр промывали в 10%-ном растворе очищающего шампуня в течение 30 секунд и ополаскивали в теплой водопроводной воде. Волосы в каждом экземпляре отрезали на длине 6 дюймов с защищенного конца. Затем волосы смачивали снова и расчесывали, и избыточную воду отжимали. Экземпляры волос накручивали и закрепляли на роликах диаметра 1/2 дюйма и сушили при 49°С в течение, приблизительно, одного часа. Высушенные волосы удаляли с ролика, и готовый локон подвешивали на связанном конце. Высоту локона измеряли для каждого экземпляра. Каждый локон обрызгивали равномерно 4 распылениями на сторону. Локон помещали в алюминиевом поддоне и помещали в сушильный шкаф при 49°С в течение около 30 минут для высушивания. Высушенный локон затем подвешивали заново, длину локона измеряли моментально и устанавливали его в прибор Thermotron при температуре 22°С и относительной влажности 95%. Высоту локона измеряли через 24 часа.

Удержание завивки рассчитывали следующим образом:

% удержания завивки

где L представляет собой длину полностью распрямленных волос, 6 дюймов.

L° представляет собой длину локона перед распылением и выдерживанием и

L′ представляет собой длину локона после распыления и выдерживания.

Удержание укладки оценивали следующим образом: после выдерживания 24 часа в условиях высокой влажности, завивку расчесывали 10 раз. Удержание укладки оценивали на основе способности завивки сохранять свою начальную форму и длину. В большинстве случаев завивка оставалась незатронутой при расчесывании.

Свойство на ощупь оценивали следующим образом: необработанные волосы и волосы, обработанные дисперсией полиуретана, оценивались группой судей из 10 человек. Судей просили ранжировать свойство на ощупь по пятибалльной системе, причем 1 означала наиболее естественное мягкое ощущение без обнаружения присутствия полимера.

Адгезию к волосам оценивали ходом расчески через обработанные волосы, и визуально наблюдали расческу и волосы на предмет отшелушивания и остатка.

Как можно увидеть, пример 1, по изобретению, давал исключительно хорошие результаты в отношении адгезии к волосам и ощущения, в то же время все еще обеспечивая превосходные результаты в отношении удержания завивки и укладки.

Пример 6: Лосьон для загара

Лосьон для загара составляли с использованием дисперсии полиуретана из примера 1, и он имел рейтинг солнцезащитного фактора 30+:

Солнцезащитный крем имел совершенное водоотталкивающее свойство, равномерно наносился и давал хорошее ощущение Далее, солнцезащитный крем не показывал никакого комкования.

Хотя это изобретение было ранее описано подробно для цели иллюстрации, следует понимать, что такие подробности служат исключительно для этой цели, и что могут быть сделаны вариации специалистами без отхода от сущности и объема изобретения за исключением того, что может быть ограничено пунктами формулы изобретения.

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу получения водной дисперсии полиуретана, пригодной для использования в предметах личной гигиены, фиксаторе для волос и лосьоне для загара. Способ содержит: (1) получение форполимера формулы:где Rпредставляет собой двухвалентный радикал поликарбонатполиола, Rпредставляет собой радикал алифатического или циклоалифатического полиизоцианата, Rпредставляет собой радикал низкомолекулярного диола, возможно, замещенного ионными группами, n составляет от 1 до 5, и m составляет от 1 до 5; путем взаимодействия: (1а) по меньшей мере, одного поликарбонатполиола, (1б) одного или нескольких алифатических или циклоалифатических полиизоцианатов, и (1в) по меньшей мере, одного низкомолекулярного диола, возможно, замещенного ионными группами; (2) реакцию этого форполимера с, по меньшей мере, одним полиалкиленоксидом с моногидроксильными функциональными группами со среднечисловой молекулярной массой, равной или менее около 3000; (3) удлинение цепи этого форполимера реакцией с (3а), по меньшей мере, одним удлинителем цепи формулы: HN-R-NH, где Rпредставляет собой радикал алкилена или алкиленоксида, не замещенный ионными или потенциально ионными группами, и в присутствии органического растворителя, чтобы сформировать полиуретан; (4) диспергирование полиуретана в воде; и (5) удаление органического растворителя, получая водную дисперсию полиуретана; где радикал полиалкиленоксида с моногидроксильными функциональными группами составляет между около 0,1% по весу и около 5% по весу полиуретана. Также описан лосьон для загара, содержащий такую дисперсию. Технический результат - возможность получения фиксир�

Формула

1. Способ получения водной дисперсии полиуретана, пригодной для использования в предметах личной гигиены, содержащий
1) получение форполимера по формуле

где
R₁ представляет собой двухвалентный радикал поликарбонатполиола,
R₂ представляет собой радикал алифатического или циклоалифатического полиизоцианата,
R₃ представляет собой радикал низкомолекулярного диола, возможно, замещенного ионными группами,
n составляет от 1 до 5, и
m составляет от 1 до 5;
путем взаимодействия:
1а) по меньшей мере, одного поликарбонатполиола,
1б) одного или нескольких алифатических или циклоалифатических полиизоцианатов, и
1в) по меньшей мере, одного низкомолекулярного диола, возможно, замещенного ионными группами;
2) реакцию этого форполимера с, по меньшей мере, одним полиалкиленоксидом с моногидроксильными функциональными группами со среднечисловой молекулярной массой, равной или менее около 3000;
3) удлинение цепи этого форполимера реакцией с
3а) по меньшей мере, одним удлинителем цепи формулы
H₂N-R₄-NH₂,
где R₄ представляет собой радикал алкилена или алкиленоксида, не замещенный ионными или потенциально ионными группами, и
в присутствии органического растворителя, чтобы сформировать полиуретан;
4) диспергирование полиуретана в воде; и
5) удаление органического растворителя, получая водную дисперсию полиуретана;
где радикал полиалкиленоксида с моногидроксильными функциональными группами составляет между около 0,1% по весу и около 5% по весу полиуретана.

2. Способ по п.1, где этот способ далее содержит обрыв цепи форполимера, по меньшей мере, одним соединением формулы

где R₆ представляет собой атом Н или радикал алкилена, необязательно, имеющий гидроксильный конец, a R₇ представляет собой радикал алкилена, необязательно, имеющий гидроксильный конец.