Mezclas de espesantes de copolímeros acrílicos.

Una mezcla de polímeros acrílicos que comprende de 20% a 95% en peso de al menos un polímero acrílico entrecruzado y de 80% a 5% en peso de al menos un polímero no entrecruzado,

lineal acrílico, basado en el peso total de sólidos poliméricos activos de la mezcla, en donde

I) dicho polímero lineal es polimerizado a partir de un monómero seleccionado entre:

a) de 10% a 90% en peso de al menos un monómero de ácido carboxílico que comprende ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconítico, o ácido maleico, o combinaciones de los mismos;

b) de 90% a 20% en peso de al menos un éster alquílico C1 a C5 y/o al menos un éster hidroxialquílico C1 a C5 de ácido acrílico o ácido metacrílico; y opcionalmente

c) de 1% a 35% en peso de al menos un monómero α,β-etilénicamente insaturado seleccionado entre un monómero representado por las fórmulas:

i) CH2≥C(R)C(O)OR1,

en donde R se selecciona entre hidrógeno o metilo; y R1 se selecciona entre alquilo C6-C10, hidroxialquilo C6 a C10, -(CH2)2OCH2CH3, y -(CH2)2C(O)OH y sales de los mismos;

ii) CH2≥C(R)X,

en donde R es hidrógeno o metilo; y X se selecciona entre -C6H5, -CN, -C(O)NH2, -NC4H6O, -C(O)NHC(CH3)3, -C(O)N(CH3)2, - C(O)NHC(CH3)2(CH2)4CH3, y -C(O)NHC(CH3)2CH2S(O)(O)OH y las sales de los mismos;

iii) CH2≥CHOC(O)R1,

en donde R1 es alquilo C1-C18 lineal o ramificado; y

iv) CH2≥C(R)C(O)OAOR2,

en donde A es un radical divalente seleccionado entre -CH2CH(OH)CH2- y -CH2CH(CH2OH)-, R se selecciona entre hidrógeno o metilo, y R2 es un residuo acilo de un ácido graso C10 a C22 saturado o insaturado, lineal o ramificado; y en donde

II) dicho polímero entrecruzado es polimerizado a partir de un monómero seleccionado entre:

a1) de 20% a 80% en peso de al menos un monómero de ácido carboxílico que comprende ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconítico, o ácido maleico, o combinaciones de los mismos;

b1) de 80% a 15% en peso de al menos un éster alquílico C1 a C5 y/o al menos un éster hidroxialquílico C1 a C5 de ácido acrílico o ácido metacrílico;

c1) de 0,01% a 5% en peso de al menos un monómero de entrecruzamiento; y opcionalmente d1) de 1% a 35% en peso de al menos un monómero α,ß-etilénicamente insaturado seleccionado entre las fórmulas i) a iv) anteriores.

Mezclas de espesantes de copolímeros acrílicos Campo técnico

En un aspecto, la presente invención se refiere a mezclas de copolímeros con una base acrílica que comprenden al menos un copolímero acrílico entrecruzado y al menos un copolfmero acrílico lineal. En otro aspecto, la invención se refiere al uso de tales mezclas como un espesante adecuado para su uso en sistemas acuosos. Un aspecto adicional de la invención se refiere a la formación de composiciones acuosas, estables que contienen mezclas de al menos un copolímero con una base acrílica entrecruzado y al menos un copolímero con una base acrílica lineal, un tensioactivo, y opcionalmente diversos componentes que son materiales sustancialmente insolubles que requieren suspensión o estabilización. Adicionalmente, un aspecto adicional de la invención se refiere a la formación de composiciones de tensioactivo claras, Teológicamente y de fase estables formulados a bajos intervalos de pH.

Antecedentes de la invención

Los modificadores de la Teología, también conocidos como espesantes o viscosificantes, son ubicuos en formulaciones de limpieza para el cuidado personal que contienen tensioactivo. Las propiedades Teológicas (p. ej., viscosidad y características flujo, formación de espuma, extensibilidad, y similares), las propiedades estéticas (p. ej., claridad, efectos sensoriales, y similares), la suavidad (mitigación de la irritación dérmica y ocular), y la capacidad de suspender y estabilizar componentes solubles e insolubles en una formulación con una base de tensioactivo a menudo son modificadas por la adición de un espesante.

A menudo, los espesantes se introducen en las formulaciones de agentes tensioactivos en forma sólida y se mezclan bajo condiciones eficaces para disolver el espesante en la composición tensioactiva líquida con el fin de efectuar un aumento de la viscosidad. Con frecuencia, la mezcla debe llevarse a cabo a temperaturas elevadas (procesamiento en caliente) con el fin de promover la disolución del espesante sólido y obtener el aumento de viscosidad deseado. Adicionalmente, los espesantes sólidos (p. ej., polvos de carbómero) son conocidos por resistir la "absorción de agua" al entrar en contacto con la superficie de un sistema con una base acuosa. En consecuencia, los carbómeros se suministran en forma de polvos finamente divididos y/o deben ser tamizados para reducir el tamaño de partícula que ayuda a la disolución por el aumento de la superficie relativa de la partícula. Durante el procesamiento los polvos de Carbómero pueden cargarse electrostáticamente a medida que se transfieren dentro y fuera de los contenedores y tienden a adherirse a las superficies de carga opuesta incluyendo polvo del aire, lo que requiere equipo de extracción de polvo especializado. Esto significa que la preparación de dispersiones acuosas es complicada y lleva mucho tiempo a menos que se empleen precauciones especiales y equipo costoso. Los formuladores de composiciones que contienen componentes de tensioactivo espesados desean la capacidad de formular sus productos a temperatura ambiente (procesamiento en frío). Por lo tanto, los formuladores desean espesantes, que puedan introducirse en las composiciones tensioactivas en forma líquida en lugar de como un sólido. Esto proporciona al formulador la introducción del espesante con un mayor grado de precisión en la composición tensioactiva líquida, permite la capacidad de formular productos a temperatura ambiente (en frío), y facilita en mayor medida el procesamiento automático sin la necesidad de equipo de seguridad y manipulación especial.

Una clase importante de modificador de la Teología líquido empleado comúnmente para espesar formulaciones que contienen tensioactivo con una base acuosa es la emulsión hinchable en álcali soluble en álcali (ASE). Los polímeros ASE son copolímeros lineales o entrecruzados que se sintetizan a partir de ácido (met)acrílico y acrilatos de alquilo. Los polímeros entrecruzados espesan inmediatamente después de la neutralización con una base inorgánica u orgánica. Como emulsiones líquidas, los polímeros ASE son fácilmente procesados y formulados en formulaciones líquidas que contienen tensioactivo por el formulador del producto. Los ejemplos de las formulaciones con una base de tensioactivo espesado de polímero ASE se exponen en la Patente de Estados Unidos Núm. 6.635.72; la Solicitud Internacional publicada Núm. WO 1/19946; y la Patente Europea Núm. 1 69 878 B1, que describen el uso de un espesante polimérico para composiciones acuosas que contiene tensioactivo. Aunque estos espesantes ofrecen buenas propiedades de viscosidad, suspensión y claridad en formulaciones que contienen tensioactivo a valores de pH cercanos a la neutralidad (pH> 6,), estas se vuelven turbias a intervalos de pH ácido, lo que da como resultado una claridad deficiente.

La contaminación microbiana por bacterias, levaduras y/u hongos en los cosméticos, artículos de tocador y productos para el cuidado personal es muy común y ha tenido gran interés para la industria durante muchos años. Los productos que contienen tensioactivo en la actualidad se formulan típicamente con un conservante para proteger el producto de la descomposición, la decoloración o el deterioro y para asegurar que el producto es seguro para la aplicación tópica a la piel, el cuero cabelludo y el cabello en seres humanos y animales. Tres clases de compuestos conservantes que se utilizan comúnmente en productos que contiene tensioactivo son los donadores de formaldehído tales como diazolinilurea, imidazolinilurea, y DMDM hidantoína; los compuestos halogenados,

incluyendo alcohol 2,4-dicloro-bencílico-, Cloroxilenol (4-cloro-3,5-dimetil-fenol), Bronopol (2-bromo-2-nitropropano- 1,3-diol), y carbamato de yodopropinilbutilo; y los compuestos de parabeno incluyendo metilparabeno, etilparabeno, propilparabeno, butilparabeno, isopropilparabeno, y bencilparabeno.

Si bien estos conservantes se han utilizado con éxito en productos para el cuidado personal durante muchos años, hay preocupaciones recientes para la comunidad científica y el público de que algunos de estos compuestos puedan constituir riesgos para la salud. En consecuencia, existe un interés en la sustitución de los compuestos anteriormente mencionados en los productos que contienen tensioactivo que se aplican por vía tópica o entran en contacto con la piel humana, el cuero cabelludo o el cabello a la vez que se mantiene buena eficacia antimicrobiana, suavidad, y no plantean problemas de seguridad.

Los ácidos orgánicos (p. ej., sórbico, cítrico y benzoico), tales como los utilizados como conservantes en la industria alimentaria, han sido contemplado cada vez más como el reemplazo ideal para prescindir de sistemas conservantes en las formulaciones que contiene tensioactivo. La actividad antimicrobiana de los ácidos orgánicos está conectada a las especies asociadas o protonadas de la molécula de ácido. A medida aumenta el pH de una formulación que contiene ácido orgánico, se produce la disociación del protón formando sales de ácidos. La forma disociada de los ácidos orgánicos (sales de ácido) no tienen actividad antimicrobiana cuando se utiliza sola, lo que limita efectivamente el uso de ácidos con una base orgánica a valores de pH por debajo de 6 (Weber, K. 25. New alternatives to paraben-based preservative blends. Cosmetics &Toiletries 12(1): 57-62).

La bibliografía ha sugerido también que la formulación de productos en el intervalo de pH natural (entre aproximadamente 3-5) 1) reduce la cantidad de conservante requerido en un producto mediante la mejora de la eficacia conservante, 2) estabiliza y aumenta la eficacia de muchos ingredientes activos de cosmético, 3) es beneficiosa para la reparación y el mantenimiento del tejido barrera de la piel, y 4) mantiene la flora natural de la piel por la exclusión de un exceso de la colonización por microorganismos nocivos (Wiechers, J. W. 28. Formulating at pH 4-5: How lower pH benefits the skin and formulations. Cosmetics & Toiletries 123(12): 61-7).

Puesto que la industria desea nuevos productos espesados con una base de tensioactivo que se formulan en el intervalo de pH ácido, existe una necesidad de desarrollo de un modificador de la reología que, cuando se utilice combinado con un tensioactivo, proporcione una formulación de alta claridad en condiciones de pH ácido a la vez que mantenga un buen perfil de viscosidad/reología, suspensión (valor de rendimiento), y una estética mejorada.

Compendio de la invención

En un aspecto, las realizaciones de la presente Invención se refieren a composiciones de mezclas de polímeros con una base acrílica que comprenden al menos un polímero entrecruzado y al menos un polímero... [Seguir leyendo]

1. Una mezcla de polímeros acrílicos que comprende de 2% a 95% en peso de al menos un polímero acrílico entrecruzado y de 8% a 5% en peso de al menos un polímero no entrecruzado, lineal acrílico, basado en el peso total de sólidos poliméricos activos de la mezcla, en donde

I) dicho polímero lineal es polimerizado a partir de un monómero seleccionado entre:

a) de 1% a 9% en peso de al menos un monómero de ácido carboxílico que comprende ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconítico, o ácido maleico, o combinaciones de los mismos;

b) de 9% a 2% en peso de al menos un áster alquílico Ci a C5 y/o al menos un áster hidroxialquílico C1 a C5 de ácido acrílico o ácido metacrílico; y opcionalmente

c) de 1% a 35% en peso de al menos un monómero a,(3-etilénicamente insaturado seleccionado entre un monómero representado por las fórmulas:

i) CH2=C(R)C()R1,

en donde R se selecciona entre hidrógeno o metilo; y R1 se selecciona entre alquilo C6-C1, hidroxialquilo C6 a C1, -(CH2)2CH2CH3, y -(CH2)2C()H y sales de los mismos;

ii) CH2=C(R)X,

en donde R es hidrógeno o metilo; y X se selecciona entre -C6H5, -CN, -C()NH2, -NC4H6O, -C()NHC(CH3)3, -C()N(CH3)2i - C()NHC(CH3)2(CH2)4CH3, y -C()NHC(CH3)2CH2S()()H y las sales de los mismos;

iii) CH2=CHC()R1,

en donde R1 es alquilo C1-C18 lineal o ramificado; y

iv) CH2=C(R)C()AR2,

en donde A es un radical divalente seleccionado entre -CH2CH(OH)CH2- y -ChhCHÍChhOH)-, R se selecciona entre hidrógeno o metilo, y R2 es un residuo acilo de un ácido graso C1 a C22 saturado o insaturado, lineal o ramificado; y en donde

II) dicho polímero entrecruzado es polimerizado a partir de un monómero seleccionado entre:

a1) de 2% a 8% en peso de al menos un monómero de ácido carboxílico que comprende ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconítico, o ácido maleico, o combinaciones de los mismos;

b1) de 8% a 15% en peso de al menos un áster alquílico C1 a C5 y/o al menos un áster hidroxialquílico C1 a C5 de ácido acrílico o ácido metacrílico;

c1) de ,1% a 5% en peso de al menos un monómero de entrecruzamiento; y opcionalmente

d1) de 1% a 35% en peso de al menos un monómero a,p-etilénicamente insaturado seleccionado entre las

fórmulas i) a iv) anteriores.

2. La mezcla de polímeros acrílicos de la reivindicación 1, en donde el componente monomérico b) se selecciona

entre (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-propilo, (met)acrilato de iso-propilo,

(met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de tere-butilo, (met)acrilato de n-amilo, (met)acrilato de iso-amilo, (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de hidroxibutilo

(mono(met)acrilato de butanodiol), y mezclas de los mismos.

3. La mezcla de polímeros acrílicos de la reivindicación 1, en donde el componente monomérico b1) se selecciona

entre (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-propilo, (met)acrilato de iso-propilo,

(met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de tere-butilo, (met)acrilato de n-amilo, (met)acrilato de iso-amilo, hidroxi(met)acrilato de etilo, (met)acrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de hidroxibutilo

(mono(met)acrilato de butanodiol), y mezclas de los mismos.

4. La mezcla de polímeros acrílicos de la reivindicación 1, en donde el componente monomérico c1) se selecciona

entre di(met)acrilato de etilenglicol, di(met)acrilato de polietilenglicol, di(met)acrilato de trietilenglicol, di(met)acrilato de 1,3-butilenglicol, di(met)acrilato de 1,6-butilenglicol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilato de

neopentilglicol, di(met)acrilato de 1,9-nonanodiol, 2,2'-bis(4-(acriloxi-propiloxifenil)propano, 2,2'-bis(4- (acriloxidietoxifenil)propano, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tri(met)acrilato de trimetiloletano, tri(met)acrilato de tetrametilolmetano, dialileter de pentaeritritol, trialileter de pentaeritritol, tetraalileter de pentaeritritol, dialileter de trimetilolpropano y trialileter de trimetilolpropano.

5. Una composición de tensioactivo que comprende:

A) al menos un tensioactivo seleccionado entre tensioactivos aniónicos, zwiteriónicos o anfóteros,

catiónicos, o no iónicos, y combinaciones de los mismos;

B) al menos una mezcla polimérica acrílica como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y

C) agua.

6. Una composición de tensioactivo de la reivindicación 2, en donde el pH de dicha composición varia de ,5 a 14, o de 2 a 7, o de 3 a 6.

7. Una composición de limpieza para el cuidado personal que comprende:

A) al menos un tensioactivo seleccionado entre tensioactivos aniónicos y zwiteriónicos o anfóteros, y combinaciones de los mismos;

B) al menos una mezcla polimérica con una base acrílica como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4;

C) al menos un conservante con una base ácida; y

D) agua.

8. Una composición de limpieza para el cuidado personal de la reivindicación 7, que comprende adicionalmente un agente de ajuste del pH seleccionado entre al menos un agente de ajuste de la alcalinidad, al menos un agente de ajuste de la acidez, y combinaciones de los mismos.

9. Una composición de limpieza de la reivindicación 8, en donde el pH de dicha composición oscila de ,5 a 6, o de 2 a 5,5, o de 3 a 5.

1. Una composición para el cuidado personal que comprende:

A) al menos una mezcla polimérica con una base acrílica como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4;

B) al menos un componente seleccionado entre tensioactivos, agente de acondicionamiento de cabello y piel, emolientes, emulsionantes, modificadores de la reologla auxiliares, agentes espesantes, vitaminas, promotores del crecimiento del cabello, agentes auto-bronceadores, filtros solares, aclaradores de la piel, compuestos anti-envejecimiento, compuestos anti-arrugas, compuestos anti-celulitis, compuestos anti-acné, agentes anti-caspa, compuestos anti-inflamatorios, analgésicos, agentes anti-transpirantes, agentes desodorantes, fijadores del cabello, sólidos particulados, abrasivos, hidratantes, antioxidantes, agentes queratolíticos, agentes anti-estáticos, reforzadores de espuma, hidrotropos, agentes solubilizantes, agentes quelantes, agentes antimicrobianos, agentes antifúngicos, agentes de ajuste del pH, agentes quelantes, agentes tamponadores, productos botánicos, colorantes para el cabello, agentes oxidantes, agentes reductores, componentes insolubles, tintes termocrómicos, agentes de blanqueamiento del cabello y la piel, propelentes, pigmentos, anticaries, agentes anti-sarro, agentes anti-placa, disolventes, conservantes; y combinaciones de los mismos; y

C) agua.

11. Un método para elaborar una mezcla polimérica con una base acrílica, comprendiendo dicho método:

I) polimerizar una composición monomérica en ausencia de un monómero de entrecruzamiento para obtener un polímero no entrecruzado, lineal, comprendiendo dicha composición monomérica:

a) de 1% a 9% en peso de al menos un monómero de ácido carboxllico que comprende ácido acrllico, ácido metacrllico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconltico, o ácido maleico, y las sales de los mismos, y las combinaciones de los mismos;

b) de 9% a 2% en peso de al menos un éster alquílico Ci a C5 y/o al menos un éster hidroxialquílico C1 a C5 de ácido acrllico o ácido metacrllico; y opcionalmente

c) de 1% a 35% en peso de al menos un monómero a,(3-etilénicamente insaturado seleccionado entre un monómero representado por las fórmulas:

i) CH2=C(R)C()R1,

en donde R se selecciona entre hidrógeno o metilo; y R1 se selecciona entre alquilo C6-C1, hidroxialquilo C6 a C1, -(CH2)2OCH2CH3, y -(CH2)2C()H y las sales de los mismos;

ii) CH2=C(R)X,

en donde R es hidrógeno o metilo; y X se selecciona entre -C6H5, -CN, -C()NH2, -NC4HeO,

-C()NHC(CH3)3, -C()N(CH3)2, - C()NHC(CH3)2(CH2)4CH3, y -C()NHC(CH3)2CH2S()()H y las sales de los mismos;

iii) CH2=CHC()R1,

en donde R1 es alquilo C1-C18 lineal o ramificado; y

iv) CH2=C(R)C()AR2,

en donde A es un radical divalente seleccionado entre -CH2CH(OH)CH2- y -CH2CH(CH2OH)-, R se selecciona entre hidrógeno o metilo, y R2 es un residuo acilo de un ácido graso C1 a C22 saturado o insaturado, lineal o ramificado;

II) polimerizar una composición monomérica en presencia de un monómero de entrecruzamiento para obtener un polímero entrecruzado, comprendiendo dicha composición monomérica:

a1) de 2% a 8% en peso de al menos un monómero de ácido carboxllico que comprende ácido acrllico, ácido metacrllico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconltico, o ácido maleico, y las sales de los mismos, y combinaciones de los mismos;

b1) de 8% a 15% en peso de al menos un áster alquílico Ci a C5 y/o al menos un áster hidroxialquílico Ci a C5 de ácido acrlllco o ácido metacrlllco;

c1) de ,1% a 5% en peso de al menos un monómero de entrecruzamiento; y opcionalmente

d1) de 1% a 35% en peso de al menos un monómero a,p-et¡lén¡camente insaturado seleccionado entre las

fórmulas i) a iv) anteriores; y

III) mezclar dichos polímeros acrílicos preparados en las etapas I) y II) a una razón de mezcla que varía de 2% a 95% en peso de al menos un copolímero acrílico entrecruzado y de 8% a 5% en peso de al menos un polímero lineal acrílico, basándose en el peso total de los sólidos poliméricos activos de la mezcla.

12. Un método de la reivindicación 8, en donde dicha composición monomérica de la etapa I) comprende un emulsionante auxiliar seleccionado entre un alcohol graso C1 a C22 etoxilado, o en donde dicha composición monomérica de la etapa II) comprende un emulsionante auxiliar seleccionado entre un alcohol graso C1 a C22 etoxilado.

13. Un método para espesar una composición acuosa que comprende la mezcla polimérica acrílica definida en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, comprendiendo dicho método añadir a dicha composición acuosa un agente de ajuste del pH seleccionado entre un material ácido, un material alcalino, y mezclas de los mismos.

14. Un método de la reivindicación 13, en donde dicha composición acuosa incluye un tensioactivo.

15. Un método de la reivindicación 14, en donde dicho tensioactivo se selecciona entre un tensioactivo aniónico, un tensioactivo anfótero, no iónico, catiónico, y mezclas de los mismos, o en donde dicho tensioactivo se selecciona entre al menos un tensioactivo aniónico, al menos un tensioactivo anfótero, y mezclas de los mismos.

16. Un método de la reivindicación 14 o 15, en donde se añade un agente de ajuste del pH alcalino a dicha composición, o en donde se añade un agente de ajuste del pH ácido a dicha composición.

17. Un método de la reivindicación 14 o 15, en donde se añaden un agente de ajuste del pH alcalino y uno ácido a dicha composición.

18. Un método de la reivindicación 17, en donde dicho agente de ajuste del pH alcalino se añade a dicha composición antes de añadir dicho agente de ajuste del pH ácido.

19. Un método de la reivindicación 18, en donde el pH de dicha composición se ajusta con dicho agente de ajuste del pH alcalino de ,5 a 2 unidades de pH por encima del pH inicial de la composición y a continuación se reduce el pH ajustado con álcali de la composición añadiendo dicho agente de ajuste del pH ácido en una cantidad suficiente para obtener un valor de pH final que varía de 3,5 a 5,5.