硅氧烷的多种防晒功能.pdf

2008 年第 4 期60 www.cassdi.org中国洗涤用品行业信息网中国洗涤用品工业S u r f a c t a n t S o a p a n d D e t e r g e n tC H I N A1 、 前言随着人们对阳光会伤害皮肤的认识逐年提高， 防晒护理品已成为个人护理品中增长最快的部分 2000 ～ 2005 年世界防晒护理品的零售额增长 43% ， 年增长率为 7.4% 2005 年， 全球防晒护理品零售额达到 54.7 亿美元， 其中西欧 23 亿美元， 北美 12 亿美元 这种增长反映了消费者对皮肤癌和皮肤早衰的担忧， 以及对防晒护理品多样化的兴趣 目前， 市场对防晒护理品及自晒黑和晒后护理化妆品的需求仍在增长， 且增加的需求主要集中在儿童专用和有特殊性能的产品如抗衰老、 含维生素、 某种香味、 速干特性、 驱虫作用以及赋予皮肤健美光泽和使染色头发保持颜色等方面尽管如此， 消费者认为现在的防晒产品仍有许多不足之处，如讨厌的粘性、 油腻感和不便使用等 现已知道， 在防晒产品中加入硅氧烷就能弥补这些不足 一般来说， 硅氧烷能改进防晒产品的外观， 使产品的色泽有轻柔的丝光感， 而且不油腻 ； 硅氧烷还能用来提高防晒产品的防晒因子（ SPF ）、 控制皮脂、 改进其亲和性和抗洗能力。

此外， 各种硅氧烷（包括硅氧烷聚醚、 低粘度聚二甲赵勋国硅氧烷的多种防晒功能基硅氧烷和环状聚二甲基硅氧烷）与防晒成份都有很好的配伍性因此， 人们对开发硅氧烷技术兴趣渐浓， 硅氧烷在防晒护理品中的应用不断增加现在市场上的绝大多数防晒产品都至少含有一种硅氧烷 如美国 2004 年投放市场的 102 种防晒产品中就有 64 种 （占 63% ） 含硅氧烷 ； 法国 2004 年投放市场的防晒产品有 66 种， 其中含硅氧烷的竟多达 61 种 （占 92% ）本文分别论述了硅氧烷丙烯酸酯共聚物、 硅氧烷甲醇液体、 烷基甲基硅氧烷、 苯基三聚二甲基硅氧烷、 超高分子硅氧烷乳状液和硅氧烷弹性体的防晒功能及上述成分在防晒护理品中的实际应用， 冀以此增加业内人士 （特别是防晒护理品配方师） 对硅氧烷技术的了解2 、 硅氧烷丙烯酸酯共聚物硅氧烷丙烯酸酯共聚物 （如聚三甲基甲硅烷氧基甲基丙烯酸酯， 分子结构见图 1 ）摘 要 ： 本文从五个方面阐述了包装容器形状对消费倾向的影响， 对能产生正面影响的容器形状进行了分类， 并解释了该形状包含的实际意义， 希望此项研究对日化产品的液体包装选择有所帮助关键词 ： 包装容器 ； 形状 ； 消费倾向 ； 女性化 ； 正面影响是一种最新的化合物， 这种化合物的丙烯基主链上接枝着半枝状硅氧烷功能团， 其独特的分子结构使丙烯酸部分可以在皮肤上形成薄膜， 而硅氧烷功能团则能增加膜的柔软度、 降低膜的粘性。

硅氧烷丙烯酸酯可与普通化妆品成份配伍， 如有机防晒成份、色料和甘油三酸酯 含硅氧烷丙烯酸酯的膏霜蜜类化妆品都有很好的成膜性， 能增加在皮肤上的存留时间， 防止或减少皮脂， 且容易配制 由丙烯酸酯 / 聚三甲基甲硅烷氧基甲基丙烯酸酯在有机或硅氧烷溶剂里混合成的亲水硅氧烷有机杂化物能形成非吸留性薄膜， 这种薄膜具有抗洗涤的作用硅氧烷丙烯酸酯共聚物在单独使用时， 要加入异十二烷或环状五聚硅氧烷溶剂 这些溶剂能图 1 硅氧烷丙烯酸酯共聚物分子结构示意图新技术新产品CHINA Surfactant Soap and Detergent中国洗涤用品工业 612008.4 新技术新产品迅速挥发 （其挥发速度见图 2 ）， 使高分子量硅氧烷丙烯酸酯聚合物留在皮肤上形成薄膜 对挥发速度要求较慢的配方， 则用一般硅氧烷溶剂较为适合3 、 硅氧烷甲醇液体称为硅氧烷甲醇液体的单氧化烯烃功能硅氧烷， 是一种不易水解的低粘度透明液体 这种化合物含甲醇基团 （即 C-OH 功能团）， 它虽然也有极性和硅氧烷功能性， 但作用却明显不同于现有的硅氧烷聚醚和硅烷醇等极性硅氧烷化合物与许多极性有机化合物相比，硅氧烷甲醇液体没有刺激性， 对产品的气味也没有明显影响。

由于这种化合物分子的两端有羟基乙氧基丙基功能团， 因而增加了其极性， 进而改进了其配伍性， 使它易于与配方中防晒成份配伍 硅氧烷甲醇液体用于个人护理品配方，能提高产品的亲水和润湿性能 在含防晒成份的配方里， 这种化合物还能提高产品的 SPF 用硅氧烷甲醇液体取代聚二甲基硅氧烷 （配方见表 1 ）， SPF 值可提高 35% 由于硅氧烷甲醇液体有许多优越性能， 因此已在腋下用品、 美容品、 皮肤护理品、 头发护理品和图 2 三种溶剂在 25 ℃时的蒸发速度曲线图防晒产品中得到了广泛应用4 、 烷基甲基硅氧烷用于个人护理品中的烷基甲基硅氧烷 （ AMS ） 族成份是一种硅氧烷有机杂化物， 它具有最好的硅氧烷和有机物性能 这些杂化物的分子以硅氧烷为主链， 不同链长的烷基则接枝在硅氧烷主链上 这些杂化物可与各种有机化合物配伍， 且性能温和、 无硅氧烷的油腻感 ； 在防晒产品中能提高防晒成份的功效， 增加产品的抗洗能力 ； 此外， 还能使产品产生粘性和提高粘度， 并通过其吸留性减少皮肤的水份损失， 使皮肤保持润湿AMS 还有最佳的流变性， 使用时易涂抹在皮肤上， 让防晒成份能均匀分布， 继而 “重建” 粘性，使均匀的防晒成份薄膜得以保持。

所以， AMS 有助于提高防晒产品的 SPF 在这些改性有机物里， 甲基基团的一部分可被长链烷基基A 十六烷基聚二甲基硅氧烷 3.00双羟乙氧基丙基聚二甲基硅氧烷 7.00B 月桂基聚乙二醇 (18) 聚丙二醇 (18) 聚二甲基硅氧烷 6.00环状五聚硅氧烷 6.00甲氧基肉桂酸乙基己酯 7.50氯化钠 2.00甘油 3.00C 丙二醇 ( 和 )N-( 羟甲基 )-N-(1,3- 双羟甲基 -2,5- 二氧 -4- 咪唑烷基 )-N'- 0.40( 羟甲基 ) 脲 ( 和 ) 对羟基苯甲酸甲酯 ( 和 ) 对羟苯甲酸丙酯的混合物水 其余配方方法 ： 1. 将 A 加热到温热 ； 2. 在另一容器里， 将 C 混合好 ； 3. 依次将 B 投入 A 中混合好 ； 4. 将搅拌速度调到 800 ～ 1300 转 / 分， 缓慢地将 C 加入 AB 中，混合均匀， 即得成品表 1 防晒露配方成份名称 用量 （ %/wt ）团取代， 改变硅氧烷主链和烷基基团的链长及替代度， 就可以得到三种不同挥发性或熔点范围（ 25 ～ 27 ℃） 的烷基甲基硅氧烷 ：挥发性液体、 非挥发性液体和蜡十六烷基聚二甲基硅氧烷是一种不挥发的半透明白色液体，它性能温和， 无胶粘感， 对皮肤有亲和性、 吸留性、 润滑性和保湿作用。

此外， 实验证明， 这种液体还有一个重要性能， 即能够提高防晒剂 （特别是物理防晒剂） 的功效 这种液体能提高物理防晒剂的功效的原因， 可能是因为它能改进产品里 TiO 2 微粒的分散度，减少了集聚现象 十六烷基聚二甲基硅氧烷可与各种化妆品成份配伍， 易与配方中的油相混合 在大多数配方中， 它能全部或部分取代矿物油或矿脂 在含物理防晒剂的 O/W 防晒霜里加入十六烷基聚二甲基硅氧烷 （配方见表 2 ），SPF 值可从 9.1 提高到 22.4 硬脂基聚二甲基硅氧烷是一种软 AMS 蜡， 它一接触皮肤即熔化， 并铺展成为薄膜， 对皮肤起保湿作用 与十六烷基聚二甲基硅氧烷一样， 这种蜡对皮肤也有亲和性， 形成的膜有利于延续对皮肤的保护 十六烷基聚二甲基硅氧烷能使物理防晒剂的 SPF 值达到最大， 而硬脂基聚二甲基硅氧烷则能通过改进配方的触变性来提高有机防晒剂的体外 SPF 值， 使防晒产品有最好的防晒效果对甲氧基肉桂酸乙基己酯和叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷这样2008 年第 4 期62 www.cassdi.org中国洗涤用品行业信息网中国洗涤用品工业S u r f a c t a n t S o a p a n d D e t e r g e n tC H I N A新技术新产品的有机防晒剂来说， 尤宜加入硬脂基聚二甲基硅氧烷。

因为实验已证明， 硬脂基聚二甲基硅氧烷与这两种有机防晒剂的均匀混合物也能在皮肤上形成牢固的均质薄膜， 有利于提高有机防晒剂的功效 在表 3 所示的 O/W 防晒霜里加入了硬脂基聚二甲基硅氧烷，使该产品的体内 SPF 高达 49.7 ， 这个 SPF 值是用 11% 的有机 UVB 吸收剂达到的 （即 SPF 值与有机 UVB吸收剂的百分比为 4.5 ）， 这就表明了有机 UVB 吸收剂的高功效 将同样配方的两个不同批次的样品分别涂抹在作用物上， 用 SPF 检测仪在作用物上检测两个样品的体外 SPF 值， 测得的结果分别是 43和 49 当用十六烷基聚二甲基硅氧烷取代配方中的硬脂基聚二甲基硅氧烷时， 该配方的体内 SPF 值降低到了 29.4 ， 而用同样的体外SPF 检测法测得的体外 SPF 值则降到了 28 这说明， 在防晒产品的体内 SPF 和体外 SPF 间， 存在一种可接受的互换关系用表 3 所示的配方， 可以研究硬脂基聚二甲基硅氧烷对这种防晒霜的体外 SPF 的影响 研究结果（见图 3 ） 表明， 如果表 3 中的配方不加入硬脂基聚二甲基硅氧烷，则该配方的体外 SPF 值只有 33 ； 在加用硬脂基聚二甲基硅氧烷的情况下， 如果该配方的体外 SPF 值只要求达到 33 即可， 则有机 UVB 吸收剂的用量就可以从 11% 减少到6% 。

此外， 实验还证明 （见图 4 ），十六烷基聚二甲基硅氧烷和硬脂基聚二甲基硅氧烷 （图 4 中的试样2502 和 2503 ） 比其他硅氧烷化合物具有更好的抗洗涤性能另一种烷基甲基硅氧烷——C 30-45 烷基聚二甲基硅氧烷 （和）C 30-45 烯烃的混合物， 它是一种高熔点蜡 （ 21 ～ 70 ℃） 用其组成的十六烷基聚二甲基硅氧烷 2.00环状五聚硅氧烷 5.00石蜡油 6.00十四醇乳酸酯 2.00A 十六醇 2.00自乳化型硬脂酸甘油酯 1.20十六 / 十八醇聚氧乙烯 (20) 醚 0.40硬脂酸 1.00对羟基苯甲酸丙酯 0.05甘油 1.00三乙醇胺 1.00B 芦荟凝胶 0.50对羟基苯甲酸甲酯 0.15二氧化钛 18.75水 其余C 香料 适量D 咪唑烷基脲 0.30配制方法 ： 1. 将 A 混合并加热到 70 ～ 75 ℃ ； 2. 在另一容器里混合 B ， 也加热到 70 ～ 75 ℃ ； 3. 先缓慢搅拌并将 A 加入 B ， 再提高搅拌速度， 将 A 、 B 混合均匀 ； 4. 继续搅拌直至冷却到 50 ℃， 将 C 加入 AB 中 ； 5. 继续搅拌冷却到35 ℃， 将 D 加入， 混合均匀， 即得成品。

表 2 O/W 防晒霜配方 （体外 SPF 为 22.4 ）成份名称 用量 （ %/wt ）A 丙烯酸与季戊四醇烯丙在醚或蔗糖烯丙基醚的交联均聚物 （ 1% ） 10.00丙二醇 2.50B 氢氧化钾 （ 1% ） 适量乙二胺四乙酸二钠 0.10甲氧基肉桂酸乙基己酯 6.00叔丁基甲氧基二苯甲酰甲烷 3.004- 甲基亚苄基樟脑 3.00苯基三聚二甲基硅氧烷 3.00C 硬脂基聚二甲基硅氧烷 2.00硬脂酸甘油酯 3.00C 12-15 烷基苯甲酸酯 4.00十六醇 0.25防腐剂 适量水 其余D 十六烷基磷酸钾 2.00E 环状五聚硅氧烷 4.00乙酸生育酚酯 0.50苯基苯并咪唑磺酸 2.00F 水 20.00氢氧化钾 （ 10% ） 适量G 双聚乙二醇 （ 18 ） 甲基醚二甲基硅烷 2.00配制方法 ： 1. 将 A 混合好， 用 B 调节 pH 到 7 ， 并加热到 75 ℃ ； 2. 将 C 混合好，加热到 85 ℃， 在缓慢的搅拌中将 D 加入 C ； 3. 在快速搅拌中将 AB 。