WO1994001079A1 - Haarbehandlungsmittel, die als filmbildner copolymerisate enthalten - Google Patents
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- WO1994001079A1 WO1994001079A1 PCT/EP1993/001719 EP9301719W WO9401079A1 WO 1994001079 A1 WO1994001079 A1 WO 1994001079A1 EP 9301719 W EP9301719 W EP 9301719W WO 9401079 A1 WO9401079 A1 WO 9401079A1
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- A61K8/8182—Copolymers of vinyl-pyrrolidones. Compositions of derivatives of such polymers
Definitions
- the invention relates to hair treatment compositions which contain copolymers of (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylic acid and vinyl lactams as film formers and the use of these copolymers in hair treatment compositions.
- Neutralized terpolymers are known from US Pat. No. 3,405,084 which contain 25 to 75% by weight of N-vinylpyrrolidone, 20 to 70% by weight of a C 1 -C 8 -alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid and 3 to 25% by weight. -% acrylic acid or methacrylic acid copolymerized.
- the neutralized copolymers are used in hair spray formulations.
- the terpolymers are prepared by the solution polymerization process. According to the information in the examples, anhydrous alcohol is used as the solvent.
- Terpolymers are known from EP-B-0 257 444, which by radical polymerization of 20 to 50 wt .-% vinyl pyrrolidone, 40 to 70 wt .-% tert-butyl acrylate or tert-butyl methacrylate and 2 to 15 wt .-% % Acrylic acid or methacrylic acid are available.
- the terpolymers have scores of 10 to 60 (determined in a 2% strength by weight solution of the terpolymers in the acid form in ethanol at 25 ° C.). According to the information in the patent, the terpolymers are prepared by the solution polymerization process. They are used as film formers in hair treatment products.
- terpolymers which, by radical polymerization of 10 to 24% by weight of N-vinylpyrrolidone, 46 to 74% by weight of tert-butyl acrylate or tert-butyl methacrylate and 16 to 30% by weight of acrylic acid or methacrylic acid are available.
- the terpolymers In the acid form, the terpolymers have K values (determined according to Fikentscher in 1% by weight solution in ethanol at 25 ° C.) from 25 to 65. According to the information in the examples, the terpolymers are prepared by the solution polymerization process in ethanol .
- the carboxyl groups of the terpolymers can optionally be partially or completely neutralized with organic amines, ammonia and / or alkali metal bases.
- the terpolymers are used as film formers in hair fixatives.
- Water-soluble terpolymers are known from US Pat. No. 4,595,737 which:
- the terpolymers can be prepared either by the solution polymerization method or by the precipitation polymerization method.
- the terpolymers are used as adhesive raw materials or in the form of aqueous solutions as an adhesive.
- WO-A-91/00302 describes a process for the preparation of terpolymers
- the polymerization is preferably carried out in alcohols, in particular in ethanol.
- Acid-catalyzed addition of the alcohol to the double bond of N-vinylpyrrolidone leads to losses in yield during the copolymerization, change in the composition and thus the product properties of the copolymers.
- the copolymers prepared in this way contain intolerably high proportions of low molecular weight impurities which can only be removed with great effort.
- the object of the invention is to provide copolymers for use in hair treatment compositions which do not have the above-mentioned defects.
- hair treatment compositions which contain copolymers as film formers which are obtained by copolymerizing
- Methacrylic esters which, when copolymerized, give copolymers with a glass transition temperature of more than 20 ° C.
- the K values in the form of the free carboxylic acid groups (determined according to H. Fikentscher in 2% strength by weight solution in ethanol at 25 ° C.) have from 10 to 80, if the copolymers prepared by the precipitation polymerization process.
- Suitable monomers of group (a) are those acrylic acid esters or methacrylic acid esters which each have a glass transition temperature of more than 20 ° C. as a homopolymer or mixtures of acrylic acid esters and methacrylic acid esters which, when these monomers are only copolymerized, give copolymers with one Glass transition temperature of more than 20 ° C result.
- the glass transition temperature Tg is determined by differential thermal analysis (DTA), cf. B. Vollmert, floor plan of the makromol. Chemie, E. Vollmert Verlag, Düsseldorf, 1979, volume 4, p. 150.
- Preferred monomers of group (a) are tert-butyl acrylate, isobutyl methacrylate, n-butyl methacrylate, ethyl methacrylate and / or t-butyl methacrylate, if appropriate in a mixture with ethyl acrylate, n-butyl acrylate, stearyl acrylate, methyl methacrylate, stearyl methacrylate and lauryl methacrylate.
- the monomers of group (a) are contained in the monomer mixture which is subjected to the copolymerization in an amount of 30 to 80, preferably 50 to 80% by weight.
- Acrylic acid, methacrylic acid or mixtures of acrylic acid and methacrylic acid are used as monomers of group (b).
- the monomers of group (b) are 5 to 25, preferably 10 to Contain 20 wt .-% in the mixture to be polymerized. They can also be used in the copolymerization in partially or completely neutralized form with alkali metal bases, ammonia or ammonium bases, provided that the neutralized monomer is still soluble in the solvent used for the precipitation polymerization.
- Suitable monomers of group (c) are N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam or mixtures of N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam in any mixing ratio.
- the monomers of group (c) are present in the mixture to be polymerized in an amount of 10 to 45, preferably 15 to 30,% by weight.
- the monomer mixtures are copolymerized in the presence of free radical polymerization initiators.
- All initiators that are also used in the known solution polymerization can be used for this, e.g. Azo or peroxo compounds.
- Suitable initiators are, for example, diacyl peroxides such as dilauroyl peroxide, didecanoyl peroxide and dictanoyl peroxide or peresters such as tert-butyl perpivalate, tert-amyl perpivalate or tert-butyl perneodecanoate and azo compounds such as dimethyl-2,2'-azobis (isobutyrate) '-Azo-bis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2-methyl-butyronitrile) or 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile).
- the initiators are used in conventional amounts, e.g. 0.1 to 5 wt .-%
- copolymers are used in hair treatment compositions which can be obtained by copolymerizing the abovementioned monomers from groups (a) to (c) by the precipitation polymerization process.
- the monomers are largely soluble, and the polymer is insoluble or only slightly soluble in the solvent system used.
- the copolymers formed during the polymerization are obtained in the form of fine powders in the course of the polymerization.
- the precipitation polymerization can be carried out in aromatic hydrocarbons, saturated aliphatic hydrocarbons having 5 to 12 carbon atoms in the molecule, halogenated saturated aliphatic hydrocarbons, ethers, C - to C ⁇ -alkyl esters of formic acid or acetic acid or in mixtures of the solvents mentioned perform medium.
- aromatic hydrocarbons are, for example, toluene or xylene.
- Suitable halogenated saturated aliphatic hydrocarbons are, for example, 1,1,1-trichloroethane or methylene chloride.
- Suitable ethers are, for example, tert-butyl methyl ether or isobutyl methyl ether.
- the alkyl esters of formic acid or acetic acid are derived from saturated alcohols with 2 to 6 carbon atoms, for example ethyl formate, methyl acetate or ethyl acetate.
- Aliphatic hydrocarbons having 5 to 12 carbon atoms in the molecule are preferably used as solvents or diluents in the precipitation polymerization. Particularly preferred are hydrocarbons with 5 to 8 carbon atoms in the molecule, which can be straight-chain or branched, cyclic or dicyclic.
- Cyclohexane is particularly preferably used as the solvent.
- the amount of solvent is chosen so that the reaction mixture remains stirrable during the polymerization.
- the solids content of the mixture after the polymerization is preferably in the range from 10 to 40% by weight.
- the polymerization mixture may contain water, alcohols, ketones, protective colloids, emulsifiers or larger amounts of a base, e.g. Potassium carbonate can be added.
- a base e.g. Potassium carbonate
- the molecular weight of the copolymers can be reduced by adding regulators to the polymerization mixture. Suitable regulators are, for example, mercapto compounds such as dodecyl mercaptan, thioethanol or thioglycolic acid. If regulators are also used, the amount used is 0.1 to 5% by weight.
- Protective colloids are, for example, polyalkyl vinyl ethers having 1 to 12 carbon atoms in the alkyl radical.
- the K values of the polyalkyl vinyl ethers are 10 to 200, preferably 20 to 100 (measured in 1% strength by weight solution in cyclohexanone at 25 ° C.).
- Suitable polyvinyl alkyl ethers are, for example, polymethyl vinyl ether, polyethyl vinyl ether, polypropyl vinyl ether, polyisopropyl vinyl ether, poly-n-butyl vinyl ether and polyisobutyl vinyl ether.
- Other suitable protective colloids are homo- and copolymers of N-vinylpyrrolidone, e.g.
- the protective colloids are used in amounts of 0.05 to 4, preferably 0.1 to 2% by weight, based on the monomers to be polymerized.
- the polymerization is usually carried out under an inert gas atmosphere.
- the copolymerization can be controlled in different ways. For example, all components can be initially introduced at the start of the reaction. However, some or all of the components can also be metered in partially or completely in the course of the implementation under different circumstances under different circumstances.
- the temperature of the reaction mixture during the polymerization is generally 40 to 160, preferably 50 to 120 ° C. The temperature can be controlled differently during the reaction according to a program.
- the Pressure in the reaction vessel is usually set to values from 0.8 to 5 bar.
- the polymerization process is preferably controlled so that the polymer is obtained in the form of a finely divided powder.
- the powder obtained in the copolymerization is separated from the other constituents of the reaction mixture, for example filtered off or centrifuged off.
- the powder obtained in this way can optionally be subjected to further suitable separation, washing, drying or grinding processes. If necessary, the powder can also be processed into granules.
- the copolymers obtained by precipitation polymerization are preferably used in a form partially or completely neutralized by organic amines, ammonia and / or by alkali metal bases as film formers in hair treatment compositions.
- the carboxyl groups are 5 to 100, preferably 70 to
- alkanolamines from the series of the mono-, di- or trialkanolamines having 2 to 5 carbon atoms in the alkanol radical are preferably used panolamine or 2-amino-2-methylpropanol or alkanediolamines having 2 to 4 carbon atoms in the alkanediol radical, such as 2-amino-2-methyl-l, 3-propanediol or 2-amino-2-ethyl-l, 3- propanediol, which, like 2-amino-2-methylpropanol and triisopropanolamine, is preferably used for neutralization.
- the neutralization of the carboxyl groups of the copolymers described above can also be carried out with the aid of ammonia or basic alkali metal compounds such as alkali metal hydroxides, for example lithium hydroxide or in particular sodium and potassium hydroxide, alkali metal carbonates, for example sodium or potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate or alkali metal alcoholates, Sodium methylate or sodium ethylate.
- alkali metal hydroxides for example lithium hydroxide or in particular sodium and potassium hydroxide
- alkali metal carbonates for example sodium or potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate or alkali metal alcoholates, Sodium methylate or sodium ethylate.
- Mixtures of organic amines, ammonia and basic alkali metal compounds can also be used.
- the at least partially neutralized copolymers are used as film formers in hair treatment agents.
- Hair treatment agents are, for example, hair setting solutions, hair foams, hair gels or hair styling agents such as spray preparations.
- the hair setting agents can contain the copolymers obtainable by precipitation polymerization in amounts of 1 to 15, preferably 2 to 10% by weight.
- Further constituents of hair fixatives are solvents from the group of water, acetone, ethanol, n-propanol, n-butanol, isopropanol and 1-methoxypropanol or mixtures of the solvents mentioned.
- the use of water, ethanol and isopropanol is particularly cheap.
- the solvents are usually present in amounts of 10 to 99% by weight in hair agents included.
- the hair treatment compositions can contain a blowing agent from the group consisting of propane, n-butane, isobutane, 2,2-dimethylpropane, isopentane and dimethyl ether and mixtures of the compounds mentioned.
- the amounts of blowing agent contained in the hair treatment composition can be up to 90% by weight.
- the hair treatment compositions can also contain other customary additives, such as perfume, preservatives, etc., in the amounts customary for this.
- the copolymers which can be used according to the invention by the precipitation polymerization process and are to be used in hair treatment compositions have a higher purity than the copolymers which can be obtained by the solution polymerization process.
- the yield was approximately 95%.
- the polymer obtained was a fine, light, odorless powder with a K value of 60 and a residual monomer content of less than 100 ppm. It is used as a film former in hair sprays.
- the terpolymers were prepared by the process described in Example 1 with 1.1% tert-butyl perpivalate as the initiator and 0.7% mercaptoethanol as the regulator. From the table below the composition of the monomer mixture, the K value of the terpolymers and the yield can be seen.
- VP N-vinylpyrrolidone t-BA: tert-butyl acrylate
- MAS methacrylic acid
- n-BMA n-butyl methacrylate
- VCap N-vinyl caprolactam
- Samples 1-6 had a propane / butane tolerance of at least 70%.
- the value for the hydrocarbon compatibility with a propane / n-butane mixture in a weight ratio of 40:60 indicates how many% by weight of this propellant gas mixture is a spray preparation which, in addition to ethanol as solvent, has 3% by weight of the neutralized copolymer, may contain a maximum without becoming cloudy at 0 ° C.
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Abstract
Haarbehandlungsmittel, die als Filmbildner Copolymerisate enthalten, die durch Copolymerisieren von: a) 30 bis 80 Gew.-% eines Acryl- oder Methacrylsäureesters, der jeweils als Homopolymerisat eine Glasübergangstemperatur von mehr als 20 °C aufweist oder von Gemischen aus Acryl- und Methacrylestern, die bei der Copolymerisation Copolymerisate mit einer Glasübergangstemperatur von mehr als 20 °C ergeben; b) 5 bis 25 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder deren Mischungen und c) 10 bis 45 Gew.-% N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam oder deren Mischungen, in Gegenwart von Radikale bildenden Polymerisationsinitiatoren nach dem Verfahren der Fällungspolymerisation erhältlich sind und die Verwendung der so erhältlichen Copolymerisate als Filmbildner in Haarbehandlungsmitteln.
Description
Haarbehandlungsmittel, die als Filmbildner Copolymerisate enthal¬ ten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Haarbehandlungsmittel, die als Filmbildner Copolymerisate aus (Meth)acrylsäureestern, (Meth)acrylsäure und Vinyllactamen enthalten und die Verwendung dieser Copolymerisate in Haarbehandlungsmitteln.
Aus der US-A-3 405 084 sind neutralisierte Terpolymerisate be¬ kannt, die 25 bis 75 Gew.- N-Vinylpyrrolidon, 20 bis 70 Gew.-% eines Cι-Cιo-Alkylesters der Acrylsäure oder Methacrylsäure und 3 bis 25 Gew.-% Acrylsäure oder Methacrylsäure einpolymerisiert enthalten. Die neutralisierten Copolymerisate werden in Haar¬ sprayformulierungen verwendet. Die Terpolymerisate werden nach dem Verfahren der Lösungspolymerisation hergestellt. Gemäß den Angaben in den Beispielen wird als Lösungsmittel wasserfreier Al- kohol verwendet.
Aus der EP-B-0 257 444 sind Terpolymerisate bekannt, die durch radikalische Polymerisation von 20 bis 50 Gew.-% Vinylpyrrolidon, 40 bis 70 Gew.-% tert.-Butylacrylat oder tert.-Butylmethacrylat und 2 bis 15 Gew.-% Acrylsäure oder Methacrylsäure erhältlich sind. Die Terpolymerisate haben K- erte von 10 bis 60 (bestimmt in 2 gew.-%iger Lösung der Terpolymerisate in der Säureform in Ethanol bei 25°C) . Gemäß den Angaben in der Patentschrift werden die Terpolymerisate nach dem Verfahren der Lösungspolymerisation hergestellt. Sie werden als Filmbildner in Haarbehandlungsmitteln verwendet.
Aus der DE-A-4 031 912 sind Terpolymerisate bekannt, die durch radikalische Polymerisation von 10 bis 24 Gew.-% N-Vinylpyrroli- don, 46 bis 74 Gew.-% tert.-Butylacrylat oder tert.-Butylmetha¬ crylat und 16 bis 30 Gew.-% Acrylsäure oder Methacrylsäure er¬ hältlich sind. Die Terpolymerisate haben in der Säureform K-Werte (bestimmt nach Fikentscher in 1 gew.-%iger Lösung in Ethanol bei 25°C) von 25 bis 65. Gemäß den Angaben in den Beispielen werden die Terpolymerisate nach dem Verfahren der Lösungspolymerisation in Ethanol hergestellt. Die Carboxylgruppen der Terpolymerisate können gegebenenfalls teilweise oder vollständig mit organischen A inen, Ammoniak und/oder Alkalimetallbasen neutralisiert sein. Die Terpolymerisate werden als Filmbildner in Haarfestigungs- mittein verwendet.
Aus der US-A-4 595 737 sind wasserlösliche Terpolymerisate be¬ kannt, die
a) 10 bis 35 Gew.-% eines N-Vinyllactams oder eines N-Vinylcar- bonsäureamids,
b) 5 bis 20 Gew.-% Acrylsäure oder eines Salzes der Acrylsäure und
c) 80 bis 50 Gew.-% eines Cι-C -Alkylvinylethers
einpolymerisiert enthalten. Die Terpolymerisate können sowohl nach dem Verfahren der Lösungspolymerisation als auch nach dem Verfahren der Fällungspolymerisation hergestellt werden. Die Terpolymerisate werden als Klebstoff-Rohstoffe oder in Form von wäßrigen Lösungen als Klebstoff verwendet.
Aus der WO-A-91/00302 ist ein Verfahren zur Herstellung von Terpolymerisaten aus
a) 20 bis 90 Gew.-% eines vinyllactams,
b) 1 bis 55 Gew.-% einer polymerisierbaren Carbonsäure und
c) 1 bis 25 Gew.-% eines hydrophoben Monomeren
nach dem Verfahren der Fällungspolymerisation in aliphatischen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Polymerisationsinitiatoren bekannt. Die so erhältlichen Terpolymerisate sind gemäß den Anga- ben in der Patentanmeldung für eine Reihe unterschiedlichster An¬ wendungen einsetzbar. Aufgrund der Zusammensetzung kommen sie nicht für das Gebiet der Haarpflegeanwendungen in Betracht.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Copolymerisaten für den Einsatz in Haarbehandlungsmitteln erfolgt die Polymerisa¬ tion vorzugsweise in Alkoholen, insbesondere in Ethanol. Dabei kommt es durch sauer katalysierte Addition des Alkohols an die Doppelbindung des N-Vinylpyrrolidons (vgl. Encyclopedia for Chem. Technology, Band 23, S. 963, 1981) zu Ausbeuteverlusten bei der Copolymerisation, Veränderung der Zusammensetzung und damit der Produkteigenschaften der Copolymerisate. Außerdem enthalten die so hergestellten Copolymerisate untragbar hohe Anteile an nieder¬ molekularen Verunreinigungen, die nur mit hohem Aufwand entfernt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, für den Einsatz in Haarbehandlungs¬ mitteln Copolymerisate zur Verfügung zu stellen, die die oben an¬ gegebenen Mängel nicht aufweisen.
Die Aufgabe wird gelöst mit Haarbehandlungsmitteln, die als Film¬ bildner Copolymerisate enthalten, die durch Copolymerisieren von
(a) 30 bis 80 Gew.-% eines Acryl- oder Methacrylsäureesters, der jeweils als Homopolymerisat eine Glasübergangstemperatur von mehr als 20°C aufweist oder von Gemischen aus Acryl- und
Methacrylestern, die bei der Copolymerisation Copolymerisate mit einer Glasübergangstemperatur von mehr als 20°C ergeben,
(b) 5 bis 25 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder deren Mischungen und
(c) 10 bis 45 Gew.-% N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam oder deren Mischungen
in Gegenwart von Radikale bildenden Polymerisationsinitiatoren erhältlich sind, und die in Form der freien Carbonsäuregruppen K-Werte (bestimmt nach H. Fikentscher in 2 gew.-%iger Lösung in Ethanol bei 25°C) von 10 bis 80 haben, wenn man die Copolymerisate nach dem Verfahren der Fällungspolymerisation herstellt.
Als Monomere der Gruppe (a) kommen solche Acrylsäureester oder Methacrylsäureester in Betracht, die jeweils als Homopolymerisat eine Glasübergangstemperatur von mehr als 20°C aufweisen oder Ge¬ mische aus Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern, die bei al- leiniger Copolymerisation dieser Monomeren Copolymerisate mit ei¬ ner Glasübergangstemperatur von mehr als 20°C ergeben. Die Glas¬ übergangstemperatur Tg wird durch Differentialthermoanalyse (DTA) bestimmt, vgl. B. Vollmert, Grundriß der makromol. Chemie, E. Vollmert Verlag, Karlsruhe, 1979, Band 4, S. 150. Als Monomere der Gruppe (a) eignen sich vorzugsweise tert.-Butylacrylat, Iso- butylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Ethylmethacrylat und/oder t-Butylmethacrylat, gegebenenfalls im Gemisch mit Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Stearylacrylat, Methylmethacrylat, Stearylmetha- crylat und Laurylmethacrylat.
Die Monomeren der Gruppe (a) sind in der Monomermischung, die der Copolymerisation unterworfen wird, zu 30 bis 80, vorzugsweise 50 bis 80 Gew.-% enthalten.
Als Monomere der Gruppe (b) werden Acrylsäure, Methacrylsäure oder Mischungen aus Acrylsäure und Methacrylsäure eingesetzt. Die Monomeren der Gruppe (b) sind zu 5 bis 25, vorzugsweise 10 bis
20 Gew.-% in der zu polymerisierenden Mischung enthalten. Sie können auch in teilweise oder vollständig mit Alkalimetallbasen, Ammoniak oder Ammoniumbasen neutralisierter Form bei der Copoly¬ merisation eingesetzt werden, sofern das neutralisierte Monomer noch in dem zur Fällungspolymerisation eingesetzten Lösungsmittel löslich ist.
Als Monomere der Gruppe (c) kommen N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylca- prolactam oder Mischungen aus N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylcapro- lactam in beliebigen Mischungsverhältnissen in Betracht. Die Mo¬ nomeren der Gruppe (c) sind zu 10 bis 45, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-% in der zu polymerisierenden Mischung enthalten.
Die Monomermischungen werden in Gegenwart von Radikale bildenden Polymerisationsinitiatoren copolymerisiert. Hierfür können alle diejenigen Initiatoren eingesetzt werden, die auch bei der be¬ kannten Lösungspolymerisation verwendet werden, z.B. Azo- oder Peroxoverbindungen. Geeignete Initiatoren sind beispielsweise Diacylperoxide wie Dilauroylperoxid, Didecanoylperoxid und Dioc- tanoylperoxid oder Perester wie tert.-Butylperpivalat, tert.- Amylperpivalat oder tert.-Butylperneodecanoat sowie Azo- verbindungen wie Dimethyl-2,2'-azobis(isobutyrat) , 2,2'-Azo- bis (isobutyronitril) , 2, 2'-Azobis(2-methyl-butyronitril) oder 2,2'-Azobis(2, 4-di-methylvaleronitril) . Die Initiatoren werden in üblichen Mengen eingesetzt, z.B. 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisierenden Monomeren.
Erfindungsgemäß werden in Haarbehandlungsmitteln nur solche Copolymerisate verwendet, die durch Copolymerisieren der oben ge- nannten Monomeren der Gruppen (a) bis (c) nach dem Verfahren der Fällungspolymerisation erhältlich sind. Bei dem Verfahren der Fällungspolymerisation sind die Monomeren weitgehend, das Poly¬ mere nicht oder nur geringfügig im eingesetzten Lösemittelsystem löslich. Die bei der Polymerisation entstehenden Copolymerisate fallen im Verlauf der Polymerisation in Form feiner Pulver an. Man kann die Fällungspolymerisation in aromatischen Kohlenwasser¬ stoffen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 5 bis 12 C-Atomen im Molekül, halogenierten gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Ethern, C - bis Cε-Alkylestern der Ameisen- säure oder der Essigsäure oder in Mischungen der genannten Löse¬ mittel durchführen. Geeignete aromatische Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Toluol oder Xylol. Als halogenierte gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe kommen beispielsweise 1,1,1-Tri- chlorethan oder Methylenchlorid in Betracht. Geeignete Ether sind beispielsweise tert.-Butylmethylether oder Isobutylmethylether. Die Alkylester der Ameisensäure oder der Essigsäure leiten sich
von gesättigten Alkoholen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ab, z.B. Ameisensäureethylester, Essigsäuremethylester oder Essigsäure- ethylester. Bevorzugt werden als Lösemittel bzw. Verdünnungsmit¬ tel bei der Fällungspolymerisation aliphatische Kohlenwasser- Stoffe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Molekül eingesetzt. Be¬ sonders bevorzugt sind Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 8 C-Atomen im Molekül, die geradkettig oder verzweigt, cyclisch oder dicyclisch sein können. Besonders bevorzugt wird Cyclohexan als Lösemittel eingesetzt. Die Menge an Lösemittel wird so gewählt, daß die Re- aktionsmischung während der Polymerisation rührbar bleibt. Der Feststoffgehalt der Mischung liegt nach der Polymerisation vor¬ zugsweise im Bereich von 10 bis 40 Gew.-%.
Der Polymerisationsmischung können in geringer Menge Wasser, Al- kohole, Ketone, Schutzkolloide, Emulgatoren oder größere Mengen einer Base, z.B. Kaliumcarbonat, zugesetzt werden. Das Molekular¬ gewicht der Copolymerisate kann gewünschtenfalls durch Zugabe von Reglern zur Polymerisationsmischung erniedrigt werden. Geeignete Regler sind beispielsweise Mercaptoverbindungen wie Dodecyl- mercaptan, Thioethanol oder Thioglykolsäure. Falls Regler mit¬ verwendet werden, beträgt die Einsatzmenge 0,1 bis 5 Gew.-%.
Als Schutzkolloide kommen beispielsweise Polyalkylvinylether mit 1 bis 12 C-Atomen im Alkylrest in Betracht. Die K-Werte der Poly- alkylvinylether betragen 10 bis 200, vorzugsweise 20 bis 100 (ge¬ messen in 1 gew.-%iger Lösung in Cyclohexanon bei 25°C) . Geeignete Polyvinylalkylether sind beispielsweise Polymethylvinylether, Po- lyethylvinylether, Polypropylvinylether, Polyisopropylvinylether, Poly-n-butylvinylether und Polyisobutylvinylether. Weitere geeig- nete Schutzkolloide sind Homo- und Copolymere des N-Vinylpyrroli- dons, z.B. mit Vinylacetat, Styrol oder 1-Alkenen mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen im Molekül, Acrylsäure-Ethylen-Copolymere oder Siliconöle. Die Schutzkolloide werden, falls sie bei der Copolymerisation angewendet werden, in Mengen von 0,05 bis 4, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die zu polymerisieren¬ den Monomeren eingesetzt.
Die Polymerisation wird üblicherweise unter einer Inertgas¬ atmosphäre durchgeführt. Die Copolymerisation kann auf verschie- dene Weisen gesteuert werden. So können beispielsweise alle Kom¬ ponenten zu Beginn der Reaktion vorgelegt werden. Einzelne oder alle Komponenten können aber auch im Verlauf der Umsetzung in un¬ ter Umständen unterschiedlichen Zeiträumen partiell oder voll¬ ständig zudosiert werden. Die Temperatur der Reaktionsmischung beträgt während der Polymerisation im allgemeinen 40 bis 160, vorzugsweise 50 bis 120°C. Die Temperatur kann während der Reak¬ tion nach einem Programm unterschiedlich gesteuert werden. Der
Druck im Reaktionsgefäß wird üblicherweise auf Werte von 0,8 bis 5 bar eingestellt. Der Polymerisationsprozeß wird bevorzugt so gesteuert, daß das Polymer in Form eines feinteiligen Pulvers an¬ fällt. Das bei der Copolymerisation erhaltene Pulver wird von den übrigen Bestandteilen der Reaktionsmischung abgetrennt, z.B. abfiltriert oder abzentrifugiert. Das so erhaltene Pulver kann gegebenenfalls weiteren geeigneten Trenn-, Wasch-, Trocknungs¬ oder Mahlverfahren unterworfen werden. Bei Bedarf kann man das Pulver auch zu Granulaten weiterverarbeiten.
Die durch Fällungspolymerisation erhaltenen Copolymerisate werden vorzugsweise in durch organische Amine, Ammoniak und/oder durch Alkalimetallbasen teilweise oder vollständig neutralisierter Form als Filmbildner in Haarbehandlungsmitteln eingesetzt. Die Carboxylgruppen sind dabei zu 5 bis 100, vorzugsweise 70 bis
100 % neutralisiert. Bei der Neutralisation mit Hilfe organischer Amine verwendet man vorzugsweise Alkanolamine aus der Reihe der Mono-, Di- oder Trialkanolamine mit 2 bis 5 C-Atomen im Alkanol- rest, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin, Mono-, Di- oder Tripro- panolamin oder 2-Amino-2-methylpropanol oder Alkandiolamine mit 2 bis 4 C-Atomen im Alkandiolrest wie 2-Amino-2-methyl-l,3-propan- diol oder 2-Amino-2-ethyl-l,3-propandiol, das, ebenso wie 2-Amino-2-methylpropanol und Triisopropanolamin bevorzugt zur Neutralisation eingesetzt wird.
Die Neutralisation der Carboxylgruppen der oben beschriebenen Copolymerisate kann auch mit Hilfe von Ammoniak oder basischen Alkalimetallverbindungen wie Alkalimetallhydroxiden, beispiels¬ weise Lithiumhydroxid oder insbesondere Natrium- und Kaliumhydro- xid, Alkalimetallcarbonaten, beispielsweise Natrium- oder Kalium- carbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat oder Alkalimetallalkoholaten, z.B. Natriummethylat oder Natriumethylat erfolgen. Man kann auch Mischungen aus organischen Aminen, Ammo¬ niak und basischen Alkalimetallverbindungen einsetzen.
Die zumindest partiell neutralisierten Copolymerisate werden als Filmbildner in Haarbehandlungsmitteln verwendet. Haarbehandlungs¬ mittel sind beispielsweise Haarfestigerlösungen, Haarschäume, Haargele oder Frisurenfestiger wie Sprayzubereitungen. Die Haar- festigungsmittel können die durch Fällungspolymerisation erhält¬ lichen Copolymerisate in Mengen von 1 bis 15, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-% enthalten. Weitere Bestandteile von Haarfestigungs¬ mitteln sind Lösemittel aus der Gruppe Wasser, Aceton, Ethanol, n-Propanol, n-Butanol, Isopropanol und 1-Methoxypropanol oder Mischungen der genannten Lösemittel. Die Verwendung von Wasser, Ethanol und Isopropanol ist besonders günstig. Die Lösemittel sind üblicherweise in Mengen von 10 bis 99 Gew.-% in Haarbehand-
lungsmitteln enthalten. Außerdem können die Haarbehandlungsmittel ein Treibmittel aus der Gruppe Propan, n-Butan, Isobutan, 2,2-Di- methylpropan, Isopentan und Dimethylether und Gemische der ge¬ nannten Verbindungen enthalten. Die im Haarbehandlungsmittel ent- haltenen Treibmittelmengen können bis zu 90 Gew.-% betragen. Die Haarbehandlungsmittel können daneben weitere übliche Zusätze, wie Parfüm, Konservierungsstoffe usw. in den hierfür üblichen Mengen enthalten. Die erfindungsgemäß nach dem Verfahren der Fällungspo¬ lymerisation erhältlichen, in Haarbehandlungsmitteln einzusetzen- den Copolymerisate haben gegenüber den nach dem Verfahren der Lösungspolymerisation erhältlichen Copolymerisaten eine höhere Reinheit.
Die K-Werte wurden nach H. Fikentscher, Cellulose-Chemie, Band 13, Seiten 58 bis 64 und 71 bis 74 (1932) in 1 gew.-%iger
Lösung in Ethanol bei 25°C an der Säureform der Copolymerisate be¬ stimmt. Die Prozentangaben in den Beispielen bedeuten Gewichts¬ prozent, die Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel 1
In einem Rührkolben mit Rückflußkühler und 2 Tropftrichtern wur¬ den 500 Teile Cyclohexan, 20 % einer Mischung aus 20 Teilen Vinylpyrrolidon, 70 Teilen tert.-Butylacrylat und 10 Teilen Meth- acrylsäure und 20 % einer Starterlösung aus 0,5 Teilen tert.-Bu- tylperpivalat und 35 Teilen Cyclohexan vorgelegt und auf ca. 65°C aufgeheizt.
Nach dem Anpoly erisieren, erkennbar an einer leichten Temperatu- rerhöhung, wurde die restliche Monomerlösung innerhalb von ca.
3 Stunden und gleichzeitig die restliche Starterlösung innerhalb von ca. 6 Stunden zugegeben, wobei die Innentemperatur auf ca.
65°C gehalten wurde. Nach dem Ende der Zugabe wurde noch ca.
1 Stunde bei dieser Temperatur nachpolymerisiert, das ausgefal- lene Polymere nach Abkühlen des Reaktionsansatzes abfiltriert und im Vakuumt ockenschrank bei 50°C getrocknet.
Die Ausbeute betrug ca. 95 %. Das erhaltene Polymere war ein fei¬ nes, leichtes, geruchloses Pulver mit einem K-Wert 60 und einem Restmonomergehalt kleiner als 100 ppm. Es wird als Filmbildner in Haarsprays verwendet.
Beispiele 2 - 6
Die Terpolymerisate wurden nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren mit 1,1 % tert.-Butylperpivalat als Initiator und 0,7 % Mercaptoethanol als Regler hergestellt. Aus der folgenden Tabelle
ist die Zusammensetzung der Monomermischung, der K-Wert der Ter- poly eren und die Ausbeute ersichtlich.
Tabelle
Die in der Tabelle verwendeten Abkürzungen haben folgende Bedeu¬ tung:
VP: N-Vinylpyrrolidon t-BA: tert.-Butylacrylat
MAS: Methacrylsäure n-BMA: n-Butylmethacrylat
EMA: Ethylmethacrylat
VCap: N-Vinylcaprolactam
Der Restmonomergehalt (gesamt) betrug in allen Pulverproben < 0,1 %. Cyclohexan und das Addukt aus Vinylpyrrolidon und Etha¬ nol (Ethoxy-ethylpyrrolidon) lagen in allen Proben unter der Nachweisgrenze (< 50 ppm) . Die Elementaranalyse (Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff) entsprach der theoreti¬ schen Zusammensetzung.
Die Proben 1 - 6 wiesen eine Propan/Butanverträglichkeit von min¬ destens 70 % auf. Der Wert für die Kohlenwasserstoffverträglich- keit mit einer Propan/n-Butan-Mischung im Gewichtsverhältnis von 40:60 gibt an, wieviel Gew.-% dieses Treibgasgemisches eine Sprayzubereitung, die neben Ethanol als Lösungsmittel 3 Gew.-% des neutralisierten Copolymeren aufweist, maximal enthalten darf, ohne daß bei 0°C eine Trübung auftritt.
Claims
1. Haarbehandlungsmittel, die als Filmbildner Copolymerisate enthalten, die durch Copolymerisieren von
(a) 30 bis 80 Gew.-% eines Acryl- oder Methacrylsäureesters, der jeweils als Homopolymerisat eine Glasübergangstempe¬ ratur von mehr als 20°C aufweist oder von Gemischen aus Acryl- und Methacrylestern, die bei der Copolymerisation Copolymerisate mit einer Glasübergangstemperatur von mehr als 20°C ergeben,
(b) 5 bis 25 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder deren Mischungen und
(c) 10 bis 45 Gew.-% N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam oder deren Mischungen
in Gegenwart von Radikale bildenden Polymerisationsinitiato¬ ren erhältlich sind, und die in Form der freien Carbonsäure¬ gruppen K-Werte (bestimmt nach H. Fikentscher in 1 gew.-%iger Lösung in Ethanol bei 25°C) von 10 bis 80 haben, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß man die Copolymerisate nach dem Verfahren der Fällungspolymerisation herstellt.
2. Haarbehandlungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß man bei der Copolymerisation als Monomere der Gruppe (a) tert .-Butylacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Butyl- methacrylat und/oder Ethylmethacrylat einsetzt.
3. Haarbehandlungsmittel nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man die Fällungspolymerisation in aromatischen Kohlenwasserstoffen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasser- Stoffen mit 5 bis 12 C-Atomen im Molekül, halogenierten ge¬ sättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Ethern, C2- bis Cδ-Alkylestern der Ameisensäure oder der Essigsäure oder in Mischungen der genannten Lösemittel durchführt.
4. Verwendung von Copolymerisaten, die erhältlich sind durch Co¬ polymerisieren von
(a) 30 bis 80 Gew.-% eines Acryl- oder Methacrylsäureesters, der jeweils als Homopolymerisat eine Glasübergangstempe¬ ratur von mehr als 20°C aufweist oder von Gemischen aus Acryl- und Methacrylestern, die bei der Copolymerisation Copolymerisate mit einer Glasübergangstemperatur von mehr als 20°C ergeben,
(b) 5 bis 25 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder deren Mischungen und
(c) 10 bis 45 Gew.-% N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam oder deren Mischungen
in Gegenwart von Radikale bildenden Polymerisationsinitiato¬ ren nach dem Verfahren der Fällungspolymerisation, als Film¬ bildner in Haarbehandlungsmitteln.
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