透明低粘度树脂溶液的均相聚合方法、由其制得的头发定型剂浓缩物及其应用技术

本发明专利技术公开一种含有乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺和３－（Ｎ－二甲氨丙基）甲基丙烯酰胺的均相三元共聚物的低ＶＯＣ喷发胶树脂组合物。所述喷发胶组合物用三元共聚物的透明低粘度溶液制成。本发明专利技术还提供一种粒度较小的喷雾剂。本发明专利技术的喷发胶组合物具有有效的高湿度卷曲保持性。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含有乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺和3-(N-二甲氨丙基)甲基丙烯酰胺的均相三元共聚物的低VOC喷发胶树脂组合物                   专利技术的背景1.专利技术的领域本专利技术涉及低VOC的喷发胶(hair spray)树脂组合物，更具体地说，本专利技术涉及用作本专利技术中头发定型剂(hair fixative)的乙烯基吡咯烷酮(VP)、乙烯基己内酰胺(VCL)和3-(N-二甲氨丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)的基本上均相三元共聚物。2.现有技术的描述美国专利5,158,762揭示含有由单釜法聚合的乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)制得的三元共聚物(如International Specialty Products供应的GAFFIXVC-713)的喷发胶组合物。单体3-(N-二甲氨丙基)甲基丙烯酰胺被认为是适用于取代该三元共聚物中甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的铵衍生物，但没有进一步的说明。因此，本专利技术的目的是提供一种具有确定组成的VP、VCL和DMAPMA单体的基本上均相三元共聚物的溶液。它是一种透明而低粘度的溶液，可制成粒度较小的喷雾剂，对于制备具有有效卷曲保持性的55％VOC喷发胶组合物来说它是一种有效的头发定型剂树脂。本专利技术的另一个目的是提供一种具有预定组成的VP、VCL和DMAPMA的基本上均相三元共聚物的透明低粘度溶液。所述的三元共聚物是用均相聚合方法制得的。定义(1)本专利技术的活性头发定型剂树脂是一种含1-20％重量，较好的为5-15％重量的乙烯基吡咯烷酮(VP)、60-95％重量，较好的为80-90％重量的乙烯基己内酰胺(VCL)和1-10％重量，较好的为2.5-7.5％重量的3-(N-二甲氨丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)的基本上均相三元共聚物，它是用均相聚合方法制得的。-->(2)本专利技术的均相聚合方法包括在反应器中预加入VCL、选择地和预定的少量VP和/或DMAPMA(宜少于15％)，然后按预定的加料进度表向反应器中逐渐加入VP和DMAPMA，使聚合过程中VP和DMAPMA的消失速度基本上与VCL的消失速度相匹配。(3)本专利技术的喷发胶浓缩物是水、水-醇和醇溶剂中的均相三元共聚物树脂，三元共聚物的浓度约为10-70％重量，较好的为35-55％重量。(4)本专利技术的55％VOC(挥发性有机化合物)泵喷组合物是均相三元共聚物在55％或更少的醇(较好是乙醇)、其余为水和辅助剂(最好包括腐蚀抑制剂)中的溶液或悬浮液，其中的固体含量为1-10％，较好为3-5％，。(5)55％VOC气溶胶喷发胶组合物含有1-10％，较好的为2-4％的均相三元共聚物固体组分、20％重量或更少的醇(较好是乙醇)、以及35％重量或更少的推进剂(较好是二甲醚(DME))和中和剂及其它辅助剂(最好包括腐蚀抑制剂)。                    专利技术的概述本专利技术提供：A.一种改进的头发定型剂树脂，它是一种含有1-20％重量，较好的为5-15％重量的VP、60-95％重量，较好的为80-90％重量的VCL和1-10％重量，较好的为2.5-7.5％重量的DMAPMA的基本上均相三元共聚物。B.一种制备本专利技术均相三元共聚物的均相聚合方法。在这种方法中，预加入三元共聚物中反应最慢的单体(VCL)、选择性地和少量VP和DMAPMA，然后按预定的加料进度表向反应器中逐渐加入反应较快的单体(VP和DMAPMA)，使聚合过程中VP和DMAPMA的消失速度基本上等于VCL的消失速度。C.本专利技术基本上均相三元共聚物的溶液，它是水晶般透明的(Hach值低于10NTU，较好低于1NTU)，而且具有低的粘度(小于300000厘泊，较好地小于100000厘泊)。D.一种含2-10％重量均相三元共聚物的55％VOC喷发胶树脂组合物，所述的组合物具有有效的喷流型式(spray pattern)、85微米的粒度和所需的高湿度卷曲保持性。                    附图简介图1是用于说明制备如下实施例1中反应混合物的非均相(单釜)聚合方法的图。在该图中，将未反应的乙烯基己内酰胺(VCL)、乙烯基吡咯烷酮(VP)和-->二甲氨丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)的百分数对时间作图。图2是用于说明如下实施例2中本专利技术均相方法的与图1相似的图。                    专利技术的详述确定VP和DMAPMA的加料进度表，以与VCL形成均相三元共聚物A.首先按如下步骤进行VCL、VP和DMAPMA的单釜共聚。                    实施例1在2升水套树脂烧瓶(resin flask)中加入乙烯基己内酰胺(591.43克)、乙烯基吡咯烷酮(55.57克)、二甲氨丙基甲基丙烯酸酰胺(DMAPMA)(42.56克)和乙醇(842.8克)。所述的反应瓶装有冷凝器、温度计、翻口橡皮塞(septum)(用于加入催化剂)、锚式金属搅拌器和氮气吹扫管。然后让氮气流鼓泡通过该溶液，同时用循环通过水套反应瓶的热水加热树脂烧瓶。在溶液的温度升高到68℃后，和向烧瓶中注射入第一批Lupersol 11(0.25毫升)之前，再留半小时的间隔；加入第一批后，再在10、40、70、100、140和180分钟时加入Lupersol 11。将反应温度升高至74℃。在240和330分钟时注入两批的Lupersol 554M75(0.25毫升)。让反应物在74℃再反应5小时。然后冷却至35-40℃。用12.25克浓硫酸4中和后，取出产物。定期从反应混合物中取样后，用气相色谱法测量单釜反应过程中剩余单体的相对百分含量。然后将所得的数据作成图1所示的图。如图1所示，VP和DMAPMA单体比VCL反应迅速得多。因此，例如100分钟后，所有的VP和DMAPMA单体被消耗掉，而剩余的VCL单体仍可进行均聚。结果，所得三元共聚物的组成不同于两种单体的预加入量所选定的所需单体比。在这些实验条件下，所得聚合产物是乙烯基己内酰胺均聚物、各种共聚物和组成不确定的VCL、VP和DMAPMA共聚物的复杂混合物。B.为了形成均相三元共聚物，VP和DMAPMA的反应速率对时间的曲线必须与VCL的反应速率曲线相重合或匹配。为了做到这一点，预先加入VCL，然后按图1中数据分析确定的加料进度表将几乎所有的VP和DMAPMA外加到预加入物中。按如下不对称双S形曲线分布公式At确定聚合时间t时所需加入的％VP和DMAPMA单体，该公式具有四个可调节的参数，a1、a2、a3、a4：-->Aj(t)11+exp[a1-a22-ta3][1-11+exp[a1+a22-ta4]]]]>式中t＝共聚时间，以分计；a1是决定分布中心的参数；a2是影响分布宽度的参数；a3是决定分布上行部分的参数；a4是决定分布下行部分的参数。式中N＝完成聚合时的时间。为了使图1中的VP和DMAPMA曲线与VP曲线相匹配，需对每个单体的a1、a2、a3和a4的值进行“初步估计”。将这些值填入公式At中，计算时间t时所需加入的％VP和DMAPMA。聚合反应过程中所得％未反应的VP和DMAPMA可能不与相同时间t时的％未反应的VP相匹配。如果t时％未反应的VP和DMAPMA太大，则增加公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在聚合温度和自由基引发剂存在下用于制备头发定型剂树脂在醇或水或其混合物中的透明低粘度溶液的均相聚合方法，所述的头发定型剂树脂是乙烯基吡咯烷酮（ＶＰ）、乙烯基己内酰胺（ＶＣＬ）和３－（Ｎ－二甲氨丙基）甲基丙烯酰胺（ＤＭＡＰＭＡ）单体的基本上均相三元共聚物，所述共聚物的预定组成范围为６０－９５％重量的ＶＣＬ、１－２０％重量的ＶＰ和１－１０％重量的ＤＭＡＰＭＡ，所述溶液的固体含量为１０－７０％，透明度低于１０ＮＴＵ，布洛克菲尔德粘度小于３０００００厘泊，其特征在于所述的方法包括如下步骤： （ａ）向反应器中加入由选定三元共聚物的均相组成所确定量的ＶＣＬ、任选地加入预定量的ＶＰ和／或ＤＭＡＰＭＡ， （ｂ）按选定的加料进度表向反应器中逐渐加入预定量的ＶＰ和ＤＭＡＰＭＡ，使聚合过程中ＶＣＬ、ＶＰ和ＤＭＡＰＭＡ的消失速度基本上匹配。

【技术特征摘要】
US 1994-12-28 08/365,2591.一种在聚合温度和自由基引发剂存在下用于制备头发定型剂树脂在醇或水或其混合物中的透明低粘度溶液的均相聚合方法，所述的头发定型剂树脂是乙烯基吡咯烷酮(VP)、乙烯基己内酰胺(VCL)和3-(N-二甲氨丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)单体的基本上均相三元共聚物，所述共聚物的预定组成范围为60-95％重量的VCL、1-20％重量的VP和1-10％重量的DMAPMA，所述溶液的固体含量为10-70％，透明度低于10NTU，布洛克菲尔德粘度小于300000厘泊，其特征在于所述的方法包括如下步骤：(a)向反应器中加入由选定三元共聚物的均相组成所确定量的VCL、任选地加入预定量的VP和/或DMAPMA，(b)按选定的加料进度表向反应器中逐渐加入预定量的VP和DMAPMA，使聚合过程中VCL、VP和DMAPMA的消失速度基本上匹配。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述均相三元共聚物含有80-90％的VCL、5-15％的VP和2.5-7.5％的DMAPMA。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的固体含量为35-55％。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的透明度小于1 NTU。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于预加入最高达50％的所述三元共聚物中的VP总量和最高达10％的所述三元共聚物中的DMAPMA总量。...

【专利技术属性】
技术研发人员：KC刘，CM罗卡福特，LR安德森，Y罗文，
申请(专利权)人：ISP投资股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]