有机硅蜡改善性能增强效果

有机硅蜡改善性能增强效果在许多化妆产品和配方中，烷基改性有机硅都是一种有用的添加剂。通过有机硅和有机化合物结合生成的烷基改性有机硅，具有和液体石蜡相似的保湿性能，同时去除了液体石蜡的油腻感。选择不同的烃链和硅链的结合，可以调节烷基改性物的极性。通过该方法可以定制不同化学性能的烷基改性硅蜡，将硅蜡的应用扩大到多种化妆产品和配方中。不仅是护肤品和皮肤防护产品，就连防晒产品和彩妆等都能从中受益。对于烷基改性有机硅的进一步研究发现，由于熔点和分子结构有关，所以该类物质具有不同的熔点。由此可以将硅蜡相应地分成两大类，低熔点类和高熔点类，每一类都有相应不同的应用。对含有低熔点（25-45℃）硅蜡的护肤品进行的测试表明，硅蜡使油性化妆品在皮肤表面更易于铺展，并改善肤感。在这类硅蜡的结构中，疏水性分子（烃链）连接在强疏水性的分子（硅链）上，形成的分子具有类表面活性剂的特性，从而降低了化妆品油相内界面张力，改善了油相的铺展性，使化妆品更加清爽，易于涂布。在唇膏配方中加入高熔点硅蜡（50-80℃），能赋予唇膏适宜的柔韧度，确保与其他化妆品同时使用时具有均匀的硬度，并有效改善肤感。这一点对不脱色唇膏的配方尤为重要。瓦克有机硅提供多种专用于化妆品的高品质硅蜡，熔点在25-80℃之间，上市品牌为Wacker-Belsil。这些定制的有机硅化合物经过不同结构配置或功能基团改性而成。定制不同特性硅蜡的原理参阅的图一的结构式。用C6-C30-45烃链、氟、烷氧链、全氟化或部分氟化的烃链等替代结构图中的R，可以提高硅蜡的疏水性。相反，在侧链接入PEG或者PEG/PPG基团则产生不同的亲水性能。当然，也可进行氨基、芳香基化等反应。通过铂催化的氢化硅烷化反应，烯烃和硅链在a位发生链接，就形成梳齿状结构的硅蜡。硅蜡的熔融性和溶解性随着硅链骨架的长度、烷基碳链的密度或烷基碳链的长度的调整而发生变化。提高铺展性能表一：白明胶法测定铺展性能结果油是化妆品配方中一种极其重要的成分。它的铺展能力的强弱决定了产品在皮肤上的涂布性。油类及其类似物的铺展性能是评测其在皮肤上涂布性能优劣的方法之一。一般而言，油的铺展性能越好，配制成的乳液涂布性能越好。铺展性能优异的油容易被皮肤快速吸收。反之，铺展性能差的油几乎不能透过皮肤。所以，油类的铺展性是影响肤感的主要因素。生产商只有平衡各种油类的使用才能使产品具有满意的触感。若使用硅蜡则可以避免以上问题，还能增加配方适用范围、简化配方工艺。公式一：计算铺展性能系数铺展性能提高系数=蜡/油混合物铺展面积/纯油铺展面积铺展性能测试白明胶检测法1，2是测定油类化妆品铺展性能的常用体外检测方法。将玻璃板在特定的条件下（23℃/湿度60%）放置24小时，在玻璃板上均匀铺展一层白明胶，将玻璃板放在方格纸上，然后吸取0.1毫升油类化妆品滴在白明胶层上，10分钟后读出油滴的直径。建议将铺展性分为如下五类：I.铺展性能差II.铺展性能中等III.铺展性能好IV.铺展性能非常好V.铺展性能优异通过本测试方法可以确定，硅蜡在不同条件下对化妆品油相铺展性能的影响：表二：用于评测的水包油体系1.具有不同烃链长度和不同烃链密度的烷基功能性硅化合物；2.铺展性能差和铺展性能中等（铺展性能I类和II类）的油类化妆品及紫外线滤液；3.不同极性的油类；4.含0.5%硅蜡的测试产品5.蜂蜡作为参照物。测试结果用铺展性能提高系数表示，揭示了两个铺展性能数值间的关系。表一总结了白明胶法测定铺展性能的结果。检测清楚地表明，添加极少量硅蜡（0.5%）就会明显改善铺展性能，特别是低链密度长烃链硅蜡。按照不同的疏水程度把烃链和硅链骨架连接形成的分子能将油相铺展能力提高120%。相对于蜂蜡而言，C26-28烷基二甲基硅蜡能显著改善铺展性能较差和铺展性能中等的油类的铺展性能。硅蜡能使高粘度极性油类（比如：乙基己基甲基肉桂酸酯）的铺展性增加70%，对于低粘度极性油类则更加有效。随之而来的问题是硅蜡对于油类混合物是否能起到同样的改善效果，为此，我们将研究扩展到铺展性能较差的不同混合物。测试表明，不同成分不同极性的五个油相的铺展性能都得到了显著的改善（60至140%）。用不同硅蜡进行的附加测试更加肯定了硅蜡的效果，在附加测试中使用的油类混合物的铺展速率提高了80%。考虑到配方师更关心硅蜡在成品中的改善效果，而不是单纯的油类混合物，所以我们也进行了评估小组的测试。测试表明，即使添加极少量的硅蜡，成品的性能也能得到显著的改善。评估人员对水包油体系（O/W）和油包水体系（W/O）都进行了测定。评估人员用以测试的水包油体系参阅表二。水包油体系1（SunOW01至SunOW05）中含有的油类混合物和铺展性能测试样品中含有的油类混合物完全一样。硅蜡对产品性能的提高在评估小组的测试中得到了验证，和在纯油测试中得出的结果表现出正相关性。（图一）。优异的铺展速率使产品具有更好的涂布性和愉悦清爽的肤感。硅蜡对已有配方性能的改善不仅体现在护肤液中，也体现在诸如水包油体系2等膏霜中（表三）。图一：水包油体系涂布性、肤感和体外铺展速率感观评估测试从表四和图三中可以看出，硅蜡对产品的改善作用不仅仅局限于水包油体系。在油包水体系中，有机硅和烃链化合物也可以提供相似的改善效果。为证明这一点，将含有油类混合物的油包水体系给同一个评估小组进行测定。结果显示，硅蜡所产生的改善效果和体系无关。总体而言，体外测试和人体测试具有关联性。在白明胶检测法中，硅蜡对铺展性能的改善作用得到了评估人员的肯定。评估人员反映，这些乳液产品涂布更方便，肤感更清爽。烃链越长烃链密度越低，对铺展性能的改善越明显，涂布性能越佳，肤感越清爽，乳液使用越方便。从防晒品到唇膏烷基改性硅蜡不但可以改善护肤产品的性能，也可以提高防晒产品和彩妆产品的效果。防止紫外线伤害一直是一个令人关注的话题，最近的科学发现再次强调了不使用抗紫外防晒品直接进行日光浴的危害。浅肤色的凯尔特人和北欧人（根据Fitzpatrick六级分类，分别属于第I和II型皮肤）由于皮肤上黑色素浓度相对较低，特别容易受到紫外线的伤害。美国科学家最近的研究证明了皮肤癌的发生率和Fitzpatrick分类间的关系。研究还发现，第I和II型皮肤的人比深肤色（第VI型）即黑色素较多的人，得皮肤癌的可能性高出100倍。因此，需要仔细研究硅蜡层对防晒品效用的实际影响。选择油包水体系进行SPF和防水性能的测试。用体外和人体两种方法测定的SPF值表明高熔点硅蜡能增加SPF。含硅蜡配方的防水性稍逊于含蜂蜡的参考配方。当然，若将触感性考虑在内，硅蜡的性能占有绝对优势。表三：用于评测的水包油体系硅蜡也能添加在膏体配方中提高成品的性能。唇膏产品必须达到一系列要求。一方面，应具有较高的熔点（55-65℃），以避免温度升高和涂抹时产生的压力的影响。另一方面，应易于涂抹，在嘴唇上涂敷顺滑自然，产生均一迷人的蜡/油着色层。当然，着色层不可过于厚重油腻，也不可渗入唇缘的细纹。彩妆中的一个重要的宣称就是不脱色的唇膏。通过抗迁移性能试验研究硅蜡在抗迁移方面的作用。测试表明，含有硅蜡的配方比含有蜂蜡的参考配方具有更好的抗迁移性，能配制出硬度适宜、粘性充足的唇膏。特别是使用低熔点硅蜡，无论是短烃链硅蜡或低烃链密度硅蜡效果都十分明显。考虑到测试膏体样品硬度较低，建议将高、低熔点硅蜡混合使用。总之，测试充分证明了硅蜡能产生令人信服的持久效果。参考文献：1.Th.Dietz;Basicpropertiesofcosmeticoilsandtheirrelevancetoemulsionpreparation;SOFW,Vol.125,No.7/992.DavidT.Floyd,BrianJ.Sarnecki,BarbaraA.Macpherson;Gettingthemostfromyourscreens;SPCMarch19963.Th.Dietz;SolvatochromievonNilrot(SolvatochromismofNilered);ParfumerieundKosmetik,Vol.80,No.4/994.ArndtSchlosser,BryanFry;Resins:theotherkindofsilicones;Cosmetics&Toiletries,Vol.118,No.8;August2003图二：油包水体系涂布性、肤感清爽性和改善体外铺展性能的感观评估测试5.ArndtSchlosser,BryanFry;Whateverlastscanlastlonger;Happi39(10),October20026.Dr.ClaudiusSchwarzwalder,PetraScheppler,VerenaEstermaier;Alkylmodi-fizierteSiliconwachsealsAdditivefurKosmetika(Alkyl-modifiedsiliconewaxesasadditivesforcosmetics);SOFW,Vol.130,No.11/2004（完）