专利名称：毛发调理剂和二合一调理洗发剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及毛发调理剂和二合一调理洗发剂。
毛发调理剂是众所周知的，用于使毛发具有所要求的性质。例如，用调理剂处理过的毛发触感特别光滑和柔软。此外，毛发调理剂使毛发更易冲洗，并使毛发更易去缠结和更易梳理、刷洗和时髦。
阳离子表面活性剂和季铵化合物用于个人护理用品以改进经处理后的毛发的外观、触感和健康。阳离子表面活性剂的表面活性在于该分子的带正电荷的阳离子部分。因此，阳离子表面活性剂被吸引到带负电荷的毛发表面上，又由于其相当低的溶解度和高分子量，在热力学上驱于留在洗发剂的含水环境并沉积在毛发上。这些特性使阳离子表面活性剂如季铵化合物特别适于毛发的处理。因此，许多的毛发调理产品都是以季铵化合物为主的。
这些化合物可以具有一、二或三个长链烷基连接在氮首基上。一般地说，长链烷基包括链长约12-24个碳原子。
软化毛发并减少静电荷聚集的能力一般是碳原子链长和连接于氮首基上链数两者的作用。一般说来，碳链越长，链数越多，洗发剂的润滑性越好，静电荷中和越多。但是，毛发“无光泽”和得到油腻和沉重感机会增加。
毛发调理剂常与洗发剂分开。但是，消费者对同一产品中既有清洗也有调理功能的方便的个人护发产品的需求在日益增长，这些产品叫做二合一调理洗发剂。这些产品既有洗涤也有调理表面活性剂。这些调理洗发剂可以清洗脏的毛发，并同时将调理剂留在毛发上。因此，消费者不一定需要在使用洗发剂后随后再使用调理剂。
但是，清洗表面活性剂一般是阴离子型的，即其表面活性在于带负电荷的阴离子。阴离子和阳离子表面活性剂通常是互相不容的，当混合时形成配合物从溶液中沉淀出来。重要的是使用正确的表面活性剂以防止带负电荷的清洗用表面活性剂和带正电荷的阳离子调理用表面活性剂之间的干扰。
实现这一目标的方法使选择阳离子表面活性剂，使得带正电荷的季铵氮得到充分的防护，免受在调理洗发剂混合物中存在的带负电荷的表面活性剂和原料的影响。这可以使用三烷基季铵化合物来实现。这些化合物在该领域使熟知的，但是难于制造并需要大量消耗能源和时间。而且，它们在环境中降解相当慢。
所需要的是在清洗洗发剂中以最低成本提供有效的生物降解调理剂。
这里提供的毛发调理组合物和二合一调理洗发剂包括a)通式如下的毛发调理剂
式中，X-是阴离子，R1、R2和R3可以相同也可以不同，相互独立地是含2-6个碳原子的直链或支链烷基；R4是含约1-6个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链并任选用羟基、环氧基或卤素取代的脂族基团，E1、E2和E3在每种情况下可以是相同或不同的，选自-H、-OH和下面通式(II)的脂族酯基团
式中，R5是含约11-23个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链并任选用羟基、环氧或卤素取代的脂族基团，条件是E1、E2或E3中至少一个是通式(II)的基团，在组合物存在的阳离子表面活性剂数量不超过约4％重量，以及b)阴离子表面活性剂或阴离子/非离子表面活性剂的混合物。
本发明的配方优于调理表面活性剂是三烷基季铵化合物的清洗和调理洗发剂组合物，具有增强的干梳能力以及降低了的静电积聚。而且，本配方的毛发调理剂可以在浓度大大低于迄今被认为是最低的实际量的浓度有效地使用。
本发明的毛发调理剂和二合一调理洗发剂尤其含具有脂族酯基团的阳离子表面活性剂毛发调理剂。本配方为阳离子表面活性剂提供用于毛发调理的高度有效的用途。
一般说来，这里讨论的调理洗发剂配方含一种或多种阴离子表面活性剂、一种或多种阳离子表面活性剂以及任选各种助洗剂和改性成分的水溶液。
在本发明配方中作为毛发调理剂使用的阳离子表面活性剂具有下面的通式
式中，X-是阴离子，(例如选自氯化物、溴化物、碘化物、硝酸根、亚硝酸根、硫酸单甲酯、硫酸单乙酯、磷酸单甲酯、醋酸根等)；R1、R2、和R3可以相同或不同，相互独立地是含约2-6个碳原子的直链或支链的亚烷基(例如乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、甲基戊基、己基等)；R4是饱和或不饱和的直链或支链的含约1-6个碳原子并任选用羟基、环氧基、或卤素取代的脂族基团，以及E1、E2和E3在每种情况下可以相同或不同和选自-H、-OH和通式(II)的脂族酯基团
式中，R5是含约11-23个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链并任选用羟基、环氧基和卤素取代的脂族基团，条件是E1、E2或E3中至少一个是通式(II)的基团。
上述阳离子表面活性剂，即季铵化合物是通过三链烷醇胺同脂肪酸或脂肪酸酯反应生成酯胺，然后酯胺同烷基化试剂反应得到季铵化合物。
链烷醇胺一般的选择，应使得连接到氮上的每个烷基有一个羟基。因此，每个链烷醇胺分子含三个羟基官能团。适宜的链烷醇胺包括三乙醇胺(“TEA”)、二乙醇异丙醇胺、乙醇二异丙醇胺、二乙醇丁醇胺、乙醇二丁醇胺、三异丙醇胺、乙醇二正丙醇胺、二乙醇正丙醇胺等。
脂肪酸/酯反应的脂肪链的长度可以含约11-23个碳原子，可以是直链或支链。脂肪链可以是完全饱和的或含某些不饱和键。尽管不饱和键可能导致产品某些性能的改进和配制方便，但是，不饱和的分子也易氧化，从而影响洗发剂组合物的颜色和气味的稳定性。不过，含不饱和成分的组合物的稳定性可以通过谨慎的制造方法和通过在原料，产物，阳离子表面活性剂和/或最终配方中使用稳定剂如抗氧化剂(例如BHT)和螯合剂(例如EDTA)得到改进。虽然所有的三个脂肪链不一定都是相同的，但是由于相同的脂肪链可以更容易使阳离子表面活性剂成分同最后洗发剂/调理剂配方中的其它成分达到相容。制备中间体酯胺的适宜的脂肪酸/酯反应物包括硬脂酸、月桂酸、油酸、肉豆蔻酸、二十二(碳)烷酸、芥酸、棕榈酸、亚油酸和这些脂肪酸的低级烷基酯以及它们的混合物。脂肪酸可以是由牛脂、大豆、棕榈、低芥酸菜籽、菜籽、椰子或其它的天然产物衍生的脂肪酸的混合物。
在酸催化剂如次磷酸存在下链烷醇胺和脂肪酸之间的反应以脂肪酸/酯与链烷醇胺的摩尔比约1.5∶1-3.0∶1，优选为约2.4∶1-3.0∶1，最优选为约2.8∶1-3.0∶1下进行。
R1、R2和R3优选都是-(CH2)2-，R5是C15烷基，X-是硫酸单甲酯。这种优选的阳离子表面活性剂可以由C16脂肪酸和三乙醇胺(“TEA”)在脂肪酸与TEA比值优选为约3∶1下进行反应得到。然后将得到的酯胺同硫酸二甲酯反应生成季铵盐。
上述的反应条件将得到含单酯、二酯和三酯的阳离子表面活性剂成分的混合物的反应产物。特别有效的阳离子表面活性剂组合物含约大于50％重量的三酯化合物，优选大于约60％重量，最优选为大于约75％重量的三酯。二酯含量可以低于约30％重量的反应产物，优选低于约25％重量，最优选为低于20％重量的反应产物。反应产物含约低于7％重量为单酯，反应产物优选含低于约5％的单酯，最优选的单酯占反应产物的约3％重量。
令人吃惊的是，阳离子表面活性剂在调理洗发剂配方中用量不超过4％配方重量是有效的，优选不超过配方3％重量，更优选不超过配方2％重量。
如上所述，本发明的调理洗发剂配方包括阴离子表面活性剂。能提供本发明配方的清洗功能的适宜阴离子表面活性剂包括月桂基硫酸铵、月桂基醚(即乙氧基化的月桂醇)硫酸铵、月桂基硫酸钠以及月桂基醚硫酸钠。月桂基硫酸铵是优选的。还可以认为，在本调理洗发剂配方中使用阴离子和非离子表面活性剂的混合物。适宜的非离子表面活性剂曾在美国专利3,632,396中公开过，此专利的内容在此引为参考。
洗发剂和调理剂配方还可任选包括无机助洗剂如磷酸钠和磷酸二钠；粘度控制剂如氯化钠；水溶助长剂如二甲苯或异丙苯磺酸的钠、铵、或钾盐，以增加不易溶解成分的溶解度；螯合剂如乙二胺四醋酸(“EDTA”)的钠盐，特别是EDTA二钠；泡沫助促进剂如古柯酰胺MEA(MEA＝单乙醇酰胺的混合物)，古柯酰胺DEA(DEA＝二乙醇酰胺的混合物)，大豆酰胺DEA，月桂酰胺DEA，油酰胺MIPA(MIPA＝异丙醇酰胺的混合物)，硬脂酰胺MEA，肉豆蔻酰胺MEA，月桂酰胺MEA，癸酰胺DEA，蓖麻酰胺DEA，肉豆蔻酰胺DEA，硬脂酰胺DEA，油酰酰胺DEA，牛脂酰胺DEA，月桂酰胺MIPA，牛脂酰胺MEA，异硬脂酰胺DEA，异硬脂酰胺MEA和它们的混合物；防腐剂如5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(作为混合物，以商名KATHON购得)；脂肪醇成分如鲸蜡醇和硬脂酰醇；硅氧烷调理剂如二甲基聚硅氧烷以及香料。
此外，只要对组合物的基本性质不产生不利的影响，也可以在调理洗发剂组合物中加入其它任选的成分，这些任选成分可以包括非离子表面活性剂如多元醇和糖的醚、脂肪酸链烷醇酰胺、聚乙二醇、乙氧基化的或丙氧基化的烷基酚、乙氧基化的或丙氧基化的脂肪醇和环氧乙烷同长链酰胺的缩合产物，两性表面活性剂如椰酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、椰/油酰胺丙基甜菜碱、椰子甜菜碱、油酰甜菜碱、椰酰胺丙基羟基磺基甜碱、牛脂酰胺丙基羟基磺基甜菜碱和二羟乙基牛脂甘氨酸酯，染料以及毛发着色剂，遮光剂、珍珠色彩剂如在美国专利5,384,114中公开并讨论的，药剂包括去头垢剂如水杨酸、元素硫、硫化硒、羟基吡啶硫酮锌、1-羟基吡啶酮、十一碳烯酸，酸，碱，缓冲剂，水软化剂，增稠剂等。
实施例1用在本发明的调理洗发剂的阳离子表面活性剂制备如下在第一步，在连接到架空搅拌器、三球斯奈德拄、添加漏斗、蒸馏设备、喷氮管和温度控制器的反应容器中，装入428克(1.67摩尔)熔融棕榈酸、0.42克的BHT和0.42克的BHA以及0.75克的次氯酸的50％溶液。将此混合物在氮气下保持在约70℃，并加入90.6克(0.61摩尔)的三乙醇胺(TEA)。TEA加入后，将反应混合物的温度以每分钟约1.7℃的速度逐渐升温，当温度达到105℃时，将系统减压到26英寸汞柱。继续加热直到温度升至约195℃。将混合物保持在这一温度和压力，直到得到所需要量的二酯胺和三酯胺。
在第二步，将反应容器装上温度控制器、搅拌器、冷凝器、氮气吹扫器和添加漏斗。在反应容器中加入425克(0.52摩尔)由第一步得到的酯胺和48.5克异丙醇。在氮气下将混合物加热到约55℃。逐滴加入61.7克(0.49摩尔)的硫酸二甲酯，加入速度应使得温度不超过85℃。反应持续2小时。然后加入0.34克40％的EDTA溶液和18.5克的异丙醇。用这种方法得到三烷基甲基季胺化合物。
实施例II用实施例1的阳离子表面活性剂配制调理洗发剂组合物将45份水、38份30％的月桂基硫酸铵和2份二甲苯磺酸铵混合，并将混合物加热到约70℃一定时间以确保适当混合，得到第一种混合成分。
将2份椰酰胺MEA、2份鲸蜡基醇、1份硬脂酰醇、2份二甲基聚硅氧烷和1.8份上述优选的阳离子表面活性剂混合分别制得第二种混合成分。将混合物加热温度足以使各成分液化，然后将第二种混合成分在适度的搅拌下加入到第一种混合成分中。
将5份水加热到50℃并向其中加入0.2份磷酸二钠、0.3份磷酸钠、0.01份EDTA二钠和0.2份氯化钠，制成第三种混合成分。在搅拌下将第三种混合成分混合直到溶解。然后，将第三种混合成分加到第一和第二种混合成分中。在继续搅拌下将合并的混合成分冷却到40℃，生成调理洗发剂。如果需要，可任选加入防腐剂和香料。
在此公开的阳离子表面活性剂与现有的烷基季铵表面活性剂如三鲸蜡基甲基氯化铵(来自纽约州Dobbs的Akxo Nobel Inc.，商名Arquad316)比较，即使在浓度低于2％下也有卓越的毛发调理结果。例如，在相同的百分比下，与含Arquad316的调理剂相比，具有优选的阳离子表面活性剂的上面提到的优选的洗发剂组合物具有卓越的干梳能力，静电荷积聚的电压可以降低约10％-15％。
尽管上面的叙述包含许多细节，但是这些细节不应看作对本发明的范围的限制，而只是其优选实施例的实例。那些熟悉本领域的专业人员将会料想，其它的可能的变化可以属于所附的专利要求所定义的本发明的范围和精神实质内。
权利要求
1.一种毛发调理组合物，包括含至少一种的下面通式化合物的毛发调理剂
式中，X-是阴离子，R1、R2、R3可以相同也可以不同，相互独立地是含约2-6个碳原子的直链或支链烷基；R4是含约1-6个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链并任选用羟基、环氧基或卤素取代的脂族基团，E1、E2和E3在每种情况下可以是相同或不同的，选自-H、-OH和下面通式(II)的脂族酯基团
式中，R5是含约11-23个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链并任选用羟基、环氧基或卤素取代的脂族基团，毛发调理剂包括至少约50％重量的通式(I)的化合物，式中E1、E2和E3是通式(II)的基团，阳离子表面活性剂以不超过约4％重量在组合物存在，以及b)阴离子表面活性剂。
2.权利要求1的组合物，其中所说的阴离子选自氯离子、溴离子、碘离子、亚硝酸根、硝酸根、硫酸单甲酯、硫酸单乙酯、磷酸单甲酯和醋酸根。
3.权利要求1的组合物，其中毛发调理剂包括至少约75％重量的通式(I)的化合物，其中E1、E2和E3的都是分别地选自通式(II)的基团，不高于约25％重量的通式(I)的化合物，式中E1、E2和E3中的两个各个选自通式(II)基团，以及不多于约2％重量的通式(I)的化合物，式中，E1、E2或E3中只有一个是通式(II)的基团。
4.权利要求1的组合物，其中阴离子表面活性剂选自月桂基硫酸铵、月桂基醚硫酸铵、月桂基硫酸钠和月桂基醚硫酸钠。
5.权利要求1的组合物，其中还包括非离子表面活性剂。
6.制造毛发调理剂的方法，包括下列步骤a)使脂肪化合物同链烷醇胺反应生成反应产物，脂肪化合物具有约11-23个碳原子的脂族基团，选自脂肪酸和脂肪酸酯，其中脂肪化合物与链烷醇胺的摩尔比为约1.5∶1-3.0∶1以及b)使a)步的反应产物同烷基化试剂反应生成含单-、二-和三-酯胺的反应产物，反应产物总重量的至少约50％重量是三酯胺。
7.权利要求7的方法，其中链烷醇胺同脂肪化合物的反应是在将链烷醇胺和脂肪化合物在次磷酸存在下加热进行的。
8.一种二合一调理洗发剂，包括权利要求1-5中任何一项的毛发调理组合物。
全文摘要
二合一的调理洗发剂,包括阴离子表面活性剂和阳离子毛发调理剂。阳离子毛发调理剂是具有酯键的脂肪族季铵化合物。可以通过链烷醇胺同具有约11—23个碳原子的脂族基团的脂肪酸或脂肪酸酯反应,然后将得到的酯胺用烷基化试剂进行季铵化得到阳离子毛发调理剂。
文档编号A61Q5/12GK1271274SQ98809389
公开日2000年10月25日 申请日期1998年7月31日 优先权日1997年8月13日
发明者R·富兰克林, P·艾阿科布希, D·斯坦辰, P－N·特里恩茨 申请人:阿克佐诺贝尔公司