化妆品用硅油制剂

等品种 。这些乳液的制法也是多种多样的 , 但基 本上可分为机械乳化法与乳液聚合法两大类 。 1 机械乳化方法配制硅油乳液
通常 , 硅油乳液按相型分为水包油型 ( O/ W) 和油包水型 ( W/ O) 两大类 , 前者以水为 连续相 , 硅油为分散相 ; 后者以硅油为连续相 , 水为分散相 。化妆品用的硅油乳液除少数为 W/ O 型外 , 大部分为 O/ W 型 。
份
项 目
配方 7
配方 8
配方 9
配方 10
基油1)
二甲基硅油 1
100
二甲基硅油 2
100
第2期
黄文润. 化妆品用硅油制剂
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粘度大 , 配制发用化妆品时不好操作 。 例如 , 按表 2 的配方 , 采用下述方法可配制
4 种高粘度硅油乳液 。在 300 mL 的烧瓶中 , 加 入 100 g 硅油 , 加热至 70 ℃; 再 加 入 聚 乙 醇 (55) 单硬脂酸酯及聚氧乙烯月桂醚等乳化剂 , 用金属刮勺手动搅拌约 5 min , 然后加入蒸馏水
物。
用 L S - 100Q 粒径测定仪 ( Colter 公司制)
搅拌器 b 停止 、搅拌器 a 继续转动下 , 加入 测定所制得硅油乳液油相粒子的平均粒径 ; 乳液
增粘剂 、防腐剂及剩余的水 , 在 30～40 ℃下搅 的稳定性用 50 ℃存放是否相分离评价 。
表 1 用脱水山梨糖醇类表面活性剂作乳化剂制成的硅油乳液的配方及性能
313
015 7218 50 万 60 35 1100
313
015 7218 50 万 60 90 1120
313
313
313
015 7218 50 万 80 150 0191
○
015 7128 100 万 60 38 1108
015 7218 100 万 60 48 1105
注 : 1) 二甲基硅油 1 —粘度 50 万 mm2/ s , 二甲基硅油 2 —粘度 200 mm2/ s , 二甲基硅油 3 —粘度 1 300 万 mm2/ s , 二甲基硅油 4 —粘度 100 万 mm2/ s ; 2) 平均粒径/ 最频粒径 ; 3) —50 ℃下贮存 4 周无变化 ; ○—50 ℃ 下贮存 3 周无变化 。
第一讲 化妆品用硅油乳液
为适应各种化妆品的使用要求 , 迄今已开发 出水包油型硅油微乳液 、大粒径的硅油乳液 、粒 径分布窄的硅油乳液 、油相为多层结构的硅油乳 液 、油 相 为 核 壳 结 构 的 硅 油 乳 液 、高 粘 度 (100 000 mm2/ s 以 上 ) 及 超 高 粘 度 ( 1 ×107 mm2/ s 以上) 的硅油乳液及高浓度的硅油乳液
硅油粒径可通过初期转相水和乳化温度来控 制 。一般情况下加水量在初期转相水量以上时 , 粒径增加 ; 乳化温度提高 , 粒径增大 ; 乳化温度 下降 , 粒径减小 。
图 1 不锈钢乳化容器 1 —电动机 , 2 —涡轮旋转轴 , 3 —固定桨叶 ; 4 —刮板 , 5 —旋转桨叶 , 6 —固定子 ; a —低速搅拌器 , b —高速搅拌器
能 、对环境的适应性 (温度 、湿度 、光)
有效性 化妆品中的使用效果
使用性 化妆品配制中的使用性 、配伍性
安全性 体内吸收性 、毒性 、抗菌性
硅油乳液的稳定性是乳液配制与乳液使用中 的最重要要求 。硅油虽可以配制成近乎半永久性 的乳液 , 但从热力学上讲 , 乳液是一种不稳定的 体系 。乳液经长期放置 、受温度变化 、经稀释或
在发用化妆品中 , 硅油粒径小对毛发的吸附 性不好 , 很难体现硅油的光泽 、滑爽等特性 ; 平 均粒径 5～50 μm 的硅油粒子在头发上的吸附性
很好 , 可改善头发化妆品的使用感[4 ] 。为使这 种大粒径的硅油乳液有较好的贮存稳定性 , 乳液 的粒径分布必须窄 , 即平均粒径与最频粒径之比 [ (V) 值 ] 应在 017～113 范围内 。
原 料 油相的种类与温度 、表面活性剂的种类与温度 、添加剂的种类与温度
加料程序 、混合方法 、乳化温度 、加温速度 、冷却速度 、乳化时间 、胶体磨 操作
的间隙 、均浆机的压力及通过次数 、搅拌速度
经济性
产
品 要
点
稳定性
均一性 (平均粒径与粒径分布) 、分散性 、分离速度 、流变性 、界面电性
乳化剂可选用脱水山梨糖醇类表面活性剂 , 如脱水山梨糖醇脂肪酸酯 、聚氧乙烯脱水山梨糖 醇脂肪酸酯 。乳液配方为 100 份二甲基硅油 、3 ～30 份乳化剂和 30～75 份水 , 并可用聚氧乙烯 烷基醚 、聚氧乙烯脂肪酸酯作为分散剂及增粘 剂 。水量 少 于 30 份 时 , 配 制 乳 液 过 程 中 , 由 W/ O 向 O/ W 转相较困难 。
两相的密度差小 、两种液相间的表面张力 小 、分散相的粒径小或粒径分布窄 , 都可以抑制 上述附聚及排液过程的发生 。 111 O/ W 硅油乳液的配制 11111 用聚氧乙烯烷基酚醚磷酸酯作乳化剂配 制高浓度二甲基硅油乳液[2 ]
聚氧乙烯烷基酚醚磷酸酯分子结构为 :
R
O (C2 H4O) n ·PO (OH) 2
表 1 的结果表明 , 6 种硅油乳液的平均粒径 为 30～150 μm , 不含微细的粒子 ; ( V) 值在 0191～1120 间 , 分布窄 , 所以在 50 ℃下的稳定 性贮存很好 。
乳液 3 的加水量大于初期转相水量 , 其平均 粒径增大 ; 乳液 4 的乳化温度为 80 ℃, 其平均 粒径也增大 。这表明可以用初期转相水的加入量 及乳化温度来控制乳液的平均粒径 。 11113 用聚氧乙烯脂肪酸酯作乳化剂配制高粘 度硅油乳液
例如 , 在图 1 所示的不锈钢制容器中 , 按表 1 的配方 , 采用下述方法可配成 6 种硅油乳液 。
首先 , 将二甲基硅油及乳化剂加入容器中 、
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有 机 硅 材 料
第 15 卷
在 60 ℃下 , 低速搅拌器 a 转速为 40 r/ min 时搅 拌 2～4 h , 配成二甲基硅油质量分数为 50 %的
用聚氧乙烯脂肪酸酯与聚氧乙烯月桂醚组合 的乳化剂配制高粘度硅油乳液 , 可以不加增粘 剂 , 配成的乳液稳定性好 。用这种硅油乳液配制 的发用化妆品 , 由于不含增粘剂 , 可使硅油的光 泽 、滑爽特性得到充分的发挥[5 ] 。100 份硅油用 3～30 份聚氧乙烯脂肪酸酯 。聚氧乙烯月桂醚与 聚氧乙烯脂肪酸酯的比例 , 对硅油乳液的稳定性 及发用化妆品的性能都有影响 , 聚氧乙烯脂肪酸 酯与聚氧乙烯月桂醚的质量比为 012～20 较合 适 。小于 012 , 乳液的稳定性差 ; 大于 20 , 乳液
技术讲座
有机硅材料 , 2001 , 15 (2) : 28～35 SIL ICON E MA TERIAL
化妆品用硅油制剂
黄文润
(晨光化工研究院 , 成都 610041)
化妆品中使用的有机硅材料 , 除各种硅油 、 环硅氧烷 、硅橡胶生胶 、硅树脂外 , 大部分是以 乳液 、分散液 、溶液 、凝胶化剂 、保护膜形成剂 等剂型使用 。
拌 2 h ; 然后 , 在搅拌器 a 继续转动下开动高速 O/ W 型乳液 1 、2 、4 、5 及 6 。将初期转相水改
搅拌器 b , 1 000 r/ min 转速下加入初期转相水 为 30 份 , 在搅拌器 a 、b 搅拌下 , 得浅白色脂状
15 份 , 在 60 ℃下搅拌 1～3 h , 形成透明脂状 物 ; 后续制备工艺同上 , 得硅油乳液 3 。
份
配方/ 份
配方 1 配方 2 配方 3 配方 4 配方 5 配方 6
基油1)
二甲基硅油 1 二甲基硅油 2 二甲基硅油 3 二甲基硅油 4 乳化剂
100
60
60
60
50
40
40
40
50
100
聚氧乙烯 (20) 脱水山梨糖醇硬脂酸酯 聚氧乙烯 (4) 月桂醚 聚氧乙烯 (23) 月桂醚 增粘剂
1617
1617 313 313
1617 313 313
1617 313 313
1617 313 313
1617 313 313
聚氧乙烯 (55) 乙二醇单硬脂酸酯 聚丙烯酸钠 防腐剂 水 基油粘度/ mm2·s - 1 乳化温度/ ℃ 平均粒径/μm (V) 值2) 贮存稳定性3)
0117 015 8217 50 万 60 30 0198
对用于含有阴离子表面活性剂的洗发香波等发用 化妆品的硅油乳液 , n 为 3～20 ; 对用于含有阳 离子表面活性剂的 Rinse 等头发漂洗化妆品的硅 油乳液 , n 为 30～80 。分子中的 R 基为 C6～22的 烷基 。当二甲基硅油质量分数为 10 %～70 %时 , 乳化剂的质量分数为 1 %～ 10 %。低于这个范 围 , 乳液的稳定性差 ; 高于这个范围则乳液的粘 度增加 。
O/ W 型乳液的特征是油性感少 , 有爽快感 , 能将硅油附着在头发或皮肤上 ; W/ O 型的乳液 特征是洗净效果好 。
欲配制稳定的 、能用于化妆品的硅油乳液 , 在产品设计时应注意如下要点[1 ] :
工
艺 要
点
乳化装置
乳化装置的种类
(一般搅拌
、高速分散搅拌
、胶体磨
、均浆机)
、处理容
量 、装置的材质 、搅拌或分散强度
受高剪切力的作用会发生油与水的两相分离 , 即 破乳 。破乳有两个过程 : 一是分散相液滴在范德 华引力作用下发生附聚 , 先絮凝后聚结 , 使分散 相的液滴互相连结形成新的较大的液滴 , 最终使
第2期
黄文润. 化妆品用硅油制剂
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乳液体系被破坏 ; 二是两相间的互相排斥作用 , 使其逐渐向同一相集合 , 也称作排液过程 。若排 液过程发生在附聚过程之前 , 则产生漂油现象 。
为调节乳液的粒径及改善稳定性 , 可添加适 量的聚氧乙烯 (30～80) 硬化蓖麻油酯 、聚氧乙 烯 (15～50) 硬脂基醚 、聚氧乙烯 (20～80) 壬 基酚醚 、聚氧乙烯 - 聚氧丙烯嵌段共聚物等非离 子型表面活性剂 ; 还可根据需要 , 添加对羟基苯 甲酸甲酯 、对羟基苯甲酸丙酯等作抗菌剂 , 三乙 醇胺 、柠檬酸等作 p H 调节剂 , 二羟基二苯甲酮 等作 紫 外 线 吸 收 剂 。例 如 : 由 平 均 摩 尔 质 量 120 000 g/ mol 的 二 甲 基 硅 油 45 ( 质 量 份 , 下 同) 、聚氧乙烯 (50) 壬基酚醚磷酸酯 5 份 、聚 氧乙烯 (160) 聚氧丙烯 (30) 共聚物 2 份 、对 羟基苯甲酸甲酯 011 份 、蒸馏水 4719 份配制成 硅油乳液 。将其放入 500 mL 玻璃瓶中 , 密封后 置于 45 ℃恒温箱中 , 60 d 后观察乳液无变化 , 表明贮存稳定性很好 ; 将 4 g 乳液样品 , 用 196 g 水稀释并在 50 r/ min 转速下搅拌 3 min 后移入 玻璃瓶中密封 , 在 45 ℃恒温箱中放置 60 d 后 , 仍是均一的乳液 , 表明稀释稳定性很好 。 11112 用脱水山梨糖醇类表面活性剂作乳化剂 配制粒径分布窄及粒径大的硅油乳液[3 ]
在乳液配制过程中 , 首先将二甲基硅油与脱 水山梨糖醇类表面活性剂在 20～80 ℃下 、低速 搅拌 1～4 h , 混合均匀 ; 其次 , 在高剪切力设备 中 , 在 10～70 ℃下按转相乳化方法徐徐加水至 形成透明凝胶状转相物 , 再注入大量的水 , 制成 乳液 , 时间需 1～4 h 。乳化装置可选用胶体磨 、 高速搅拌器 、高速分散盘 、超速搅拌器等高速剪 切分散装置或均浆机等高压剪切分散装置 。高速 剪切分散装置的搅拌速度应维持在 1 000～5 000 r/ min , 制得的乳液稳定性才好 ; 使用均浆机时 , 压力应在 10～50 MPa 。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4 g , 搅拌 5 min ; 冷至 30 ℃后 , 每次加水 4 g , 搅拌 5 min , 共重复 8 次 ; 最后 , 将剩余的水与 防腐剂一起加入 , 搅拌均一 , 配成乳白色的硅油 乳液 。将这 4 种硅油乳液放在 50 ℃恒温箱中 , 发现贮存 4 周无相分离现象 。
表 2 用聚氧乙烯脂肪酸酯作乳化剂配制的硅油乳液的配方及稳定性