관능화된 양이온성 중합체 및 그의 제제의 제조 및 퍼스널케어에서 그의 용도 document_id A220623107869

양이온성 중합체는 퍼스널 케어, 물 처리, 제지, 무기질 가공, 석유 회수, 직물 및 약제에서 광범위하게 사용되어 왔다. 이들 중에서 가장 중요하고 광범위하게 사용되는 양이온성 중합체는 디알릴디알킬 암모늄 화합물의 4급 암모늄 중합체이다. 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드(DADMAC)의 중합체는 가정 및 퍼스널 케어 산업에서 쿼터늄 6으로 공지되어 있고 또 피부 및 모발 케어 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 모발 케어 분야에서 디알릴디메틸 암모늄 염의 동종중합체 및 공중합체의 사용은 몇 개의 미국특허 문헌에 개시되어 있다. 대부분의 현재 이용가능한 양이온성 중합체는 기본적 모발 콘디쇼닝 특성을 제공하지만, 이들은 일부 바람직하지 않은 특질도 수반한다. 이들 바람직하지 않은 특질의 하나는 점착성이다. 이것은 또한 모발 상에서 상기 중합체의 끈적이는 느낌으로도 알려져 있다. 이러한 바람직하지 않은 특징은 모발이 엉기게 하여서 모발 부피의 감소를 초래한다. 이것은 또한 모발 중량을 감소시켜 평탄화 효과를 얻는다. 본 발명은 탁월한 콘디쇼닝 특성 및 향상된 점착성을 제공하는 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드(DADMAC) 및 디알릴아민(DAA)의 신규한 수용성 및 양이온성 공중합체에 관한 것이다. 이들 공중합체는 디알릴디알킬 암모늄 화합물의 전형적인 4급 암모늄 중합체(polyDADMAC)의 점착 효과를 극복한다. 이들은 덜 정적인 나풀거리는 탁월한 느낌을 제공한다. 이들은 피부 케어 제품에 유용한 특성을 제공한다. 미국특허 명세서 번호 3,700,623호 및 3,833,531호는 산 안정화된 폴리(디알릴아민)-에피할로히드린 수지의 제조를 개시한다. 제1 단계로서 디알릴아민(DAA)의 중합체를 라디칼 개시제를 사용한 라디칼 중합반응을 통하여 제조하였다. 디알릴아민의 중합체를 약 30 내지 80℃ 온도 및 7 내지 9.5의 pH에서 수용액 중에서 에피할로히드린, 통상 에피클로로히드린(ECH)과 반응시켰다. 20% 내지 30% 고용액 상에서 측정한 점도가 소망하는 점도 범위에 도달하면(가드너-홀트 규모로 A 내지 E), 생성물을 물로 15% 고체 아래로 희석하였다. 수득한 수지는 방치하면 겔로 되는 경향이 있다. 이 수지 용액은 충분한 수용성 산, 예컨대 HCl을 부가하여 pH를 약 2로 조정하는 것에 의해 겔로부터 안정화된다. 산 안정화된 폴리(디알릴아민)-에피클로로히드린 수지는 염기, 예컨대 NaOH를 부가하여 pH를 7 이상으로 조정하는 것에 의해 사용하기 전에 재활성화된다. 알칼리성 경화 수지의 반-반응된 에피할로히드린 성분은 사용하기 전에 알칼리성 염기를 부가하는 것에 의해 재활성화된 후에 가교반응을 위한 에폭시 관능을 부여한다. 이들 중합체는 가교 후 불용성이다. 미국특허 명세서 4,354,006호, 4,419,498호 및 4,419,500호는 디알릴아민(DAA) 중합체를 먼저 알릴 할라이드와 반응시킨 다음 하이포할로우스산과 반응시켜 알릴 치환기를 할로히드린 잔기로 전환하는 것에 의해 폴리(DAA-ECH) 중합체를 제조하는 방법을 개시한다. 일본 공개 특허 출원 6,108,382호는 폴리(디알릴아민)-에피할로히드린 중합체를 제조하는 다른 방법을 개시한다. 디알릴아민-에피할로히드린 할로 염 단량체는 디알릴아민을 에피할로히드린(전형적으로 에피클로로히드린)과 반응시킨 다음 할로 산, 전형적으로 HCl과 중화시키는 것에 의해 제조한다. DAA-ECH 삼급 아민 염 단량체는 라디칼 개시제를 사용하여 중합된다. 얻어진 폴리(디알릴아민)-에피할로히드린 중합체는 직접 염료 또는 반응성 염료에 의해 염색된 셀룰로오스 계 섬유에 탁월한 습윤 색 견뢰도를 제공하는 것으로 기재되어 있다. 미국특허 명세서 5,147,411호는 DAA-ECH 단량체(3-할로-2-히드록시프로필)디알릴아민 및 (2,3-에폭시프로필)디알릴아민 및 이들의 4급 암모늄의 제조방법을 개시한다. 4급 암모늄 DAA-ECH 염은 DAA-ECH 삼급 아민을 알킬 설포네이트와 반응시켜 제조한다. DAA-ECH 4급 암모늄 염은 색 수득율(color yield) 및 염색의 습윤 견뢰도를 향상시키기 위해 셀룰로오스 섬유 물질을 처리함에 있어서 직접적으로 사용된다. 미국특허 명세서 4,341,887호는 디알릴아민 및 에피클로로히드린 (3-클로로-2-히드록시프로필)디알릴아민 (DAA-ECH 단량체)의 반응 생성물이 물 존재하에서 가열에 의해 N,N-디알릴-3-히드록시-아제티디늄 클로라이드 (DAA-ECH 아제티디늄 단량체)로 전환될 수 있다. 증류 또는 동결 건조에 의한 용매(물)의 제거는 DAA-ECH 아제티디늄 단량체가 선형, 비-4급화 N-3-클로로-2-히드록시프로필-N,N-디알릴아민으로 전환을 유발한다. 그러나 (3-클로로-2-히드록시프로필)디알릴아민은 안정하지 않고 2,5-비스(디알릴아미노메틸)-p-디옥산으로 이합체화된다. 아제티디늄 고리는 DAA-ECH 아제티디늄 단량체의 자유 라디칼 중합반응에 의해 얻어진 중합체에서 완전하게 유지된다. 1H　NMR and 13C　NMR 분광측정을 이용하여 단량체 및 중합체 중의 아제티디늄 고리를 확인한다. N,N-디알릴-3-히드록시아제티디늄의 동종중합체 및 공중합체는 물 처리에서 구성분리(demulsification), 응집(flocculation) 및 부유에 유용하다. 상기 검토한 특허 문서는 DAA 단량체 또는 DAA 중합체와 반응하기 위한 반응성 화합물로서 에피할로히드린의 사용을 포함한다. 에피할로히드린, 예컨대 에피클로로히드린은 이관능성 반응성 가교제이기 때문에, 고 가교된 불용성 최종 생성물은 등가의 고 DAA-함유, 즉 003e#5%의 중합체와 충분히 반응할 때 얻는다. 용해성 양이온성 중합체를 얻는 경우, 중합체는 반응성 에폭시 기와 절반쯤 반응된 에피클로로히드린을 함유한다. 오직 에피할로히드린이 디알릴아민 중합체에 대한 가교제로서 기재되어 있다. 디알릴아민 중합체를 가교하기 위해 사용될 수 있는 다른 다관능성 화합물은 언급되어 있지 않다. U.S. 특허 명세서 번호 6,323,306호는 수용성 양이온성 중합체 아미노-관능화된 DADMAC 중합체를 이관능성 반응성 가교제와 반응시키는 것에 의해 수용성 양이온성 중합체를 제조하는 방법을 개시한다. 반응성 가교제는 에피할로히드린 및 디알릴아민 중합체를 가교시키기 위해 사용될 수 있는 다른 다관능성 화합물을 포함한다. 상기 특허는 이관능성 반응성 가교제의 사용으로 인하여 과도한 가교결합에 의해 유발될 수 있는 바람직하지 않은 불용성 생성물의 형성을 방지하기 위하여 5% 미만의 DAA 함량으로 제한된다. U.S. 특허 명세서 번호 6,416,627호는 입체장애된 아민 니트록사이드, 히드록실아민 또는 히드록실암모늄 염 기를 함유하는 중합성 광 안정화제를 개시하며, 이들은 광택 손실을 방지하고 또 리그닌을 함유하는 펄프 또는 종이에서 황색화에 대한 내성을 향상시키기 위해 유용하다. 이들 중합체는 현수(pendant) 아미노 또는 히드록실 기, 예컨대 아미노-관능화된 DADMAC 중합체 또는 폴리아민을 적합한 입체장애 아민 부가생성물과 반응시키는 것에 의해 제조할 수 있다.