[发明专利]新低聚酯

说明书

本发明涉及由聚甘油与单酸和二酸的混合物反应衍生的新聚甘油低聚酯以及所述新聚甘油低聚酯与已知多元醇单酯、特别是已知聚甘油单酯的组合。本发明还涉及这些酯和它们的组合物特别是在个人护理制剂、健康护理制剂和家庭护理制剂中作为乳化剂、增溶剂和/或增稠剂的用途。

对于在水基系统例如水包油乳液中有效乳化和/或增溶来说，通常需要应用相对亲水和通常为水溶性的乳化剂和/或增溶剂。这种表面活性剂通常具有高的亲水/亲脂平衡(HLB)，典型地大于7和通常为8-18。这种乳化和增溶通常通过应用包含环氧乙烷的化合物例如聚氧乙烯脂肪醚本身以及与聚氧丙烯脂肪醚、乙氧基多元醇单酯、脂肪酸的乙氧基单酯、甘油三酯的乙氧基酯、乙氧基磷酸酯、乙氧基脂肪酸和乙氧基甘油酯的组合来实现。用作增稠剂的典型物料为PEG-150二硬酯酸酯。对于个人护理行业来说，压力是提供衍生自可再生资源的绿色产品。因此存在远离应用通常衍生自石油化工原料的环氧乙烷的压力。在生产某些消费品的过程中，1，4-二烷有可能作为以缩合环氧乙烷为基础的反应的副产品形成，而这种物质被合理预期为人体致癌物。一些环境压力集团正在游说个人护理行业从产品中除去这种组分。

已经开发了水溶性的不含环氧乙烷的表面活性剂来替代这些含EO的物料。存在两种主要的化学类别，即离子型(通常为阴离子)绿色表面活性剂，其水溶性源自于物料上的离子电荷，和非离子型绿色表面活性剂，其水溶性源自于醚、酯和/或羟基官能团的存在。

对于稳定乳液来说，重要的是这些表面活性剂不能水溶性太强，因为如果这样它们将倾向于对水相具有更大的亲和性，和不会在油/水界面处保留足够时间来实现最优的乳液稳定。已经发现离子型即阴离子绿色表面活性剂上电荷的存在使得这些物料水溶性太强，以至于不能实现与它们的含EO的对应产品一样好的乳液稳定性。在一些个人护理用途中，个人护理制剂包含为盐的功能活性物质或者包含大量盐作为副产品的活性物质。已经发现阴离子表面活性剂具有差的电解质耐受性，并因此具有降低的乳液稳定性。

可商购的非离子绿色表面活性剂的两类例子是蔗糖单酯和聚甘油单酯。蔗糖酯化通常产生单、二和三酯的混合物。二和三酯的存在降低其水溶性、HLB值，和使得所述物料容易受乳液中存在的电解质影响。因此需要成本较高的精制方法来脱除二酯和三酯，这使其成为昂贵的乳化剂。通常带有超过3个甘油单元的聚甘油单酯倾向于具有足够高的HLB，以适合作为水包油乳化剂。但我们发现这种产品具有较差的电解质耐受性。

对于个人护理和家庭护理制剂中的增溶来说，有多种可能需要增溶的不溶性物质，例如精油、香水、香料、亲脂活性组分、油性维生素和润肤油等。重要的是增溶产生尽可能完全透明的溶液，因为这种溶液然后加入到透明的个人护理或家庭护理制剂中。因此，关键的是所述增溶剂本身能够在水中产生尽可能完全透明的溶液。

可用于增溶的离子型绿色表面活性剂与可用于乳化的那些在化学上类似。目前作为单一的增溶剂可商购的那些似乎仅有限地用于几种香料，和对于需要增溶的多种不溶性物质来说不能提供通用的溶解性。

可商购的非离子型绿色表面活性剂的两类例子是蔗糖单酯和聚甘油单酯。分析蔗糖单酯并且发现它不能充分溶于水以形成透明溶液，并且发现大多数聚甘油单酯都是这种情况。

现在市场上正提供非离子型和离子型绿色增溶剂的混合物，例如聚甘油单酯、阴离子烷基葡糖苷和烷基谷氨酸酯的混合物。同样，这些物质看起来也只对有限的不溶性物质提供溶解性，通常只对特定的精油提供溶解性。

增稠剂倾向于以通常1-5wt％的浓度加入到水基系统中，和在这种浓度下重要的是任意设计的不含EO的增稠剂都提供合适的增稠特性，同时在这种浓度下在溶液中保持透明。

现在我们已经惊喜地发现了一种新的聚甘油低聚酯，它本身或与已知的聚甘油单酯组合在限定的乳液系统中具有与已知的包含环氧乙烷的商业产品一样好的乳化和增溶特性，并且还克服了以上所讨论的目前的绿色离子型和非离子型乳化剂和增溶剂在限定系统中的一些缺点。我们还发现这种新的聚甘油低聚酯可以提供好的增稠特性，同时在溶液中保持透明。

因此，本发明提供一种聚甘油低聚酯，它可以通过使具有3-20个甘油单元的聚甘油与具有4-22个碳原子的二羧酸或这种二羧酸的环状酸酐和具有4-24个碳原子的单羧酸以摩尔比1.5∶1.0∶0.1至3.0∶1.0∶3.0反应而获得。