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油包水乳化体系配方分析及参考配方

油包水乳化体系配方分析及参考配方

美妆技术科普颜究院,潘广乐

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一、油包水体系是什么。

二、油包水和水包油的辨别方法。

三、现代常用油包水乳化剂介绍。

四、油包水乳化剂稳定性影响因素。

五、油包水体系配方设计。

六、油包水乳化体系工艺简述。


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一、油包水体系是什么

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油包水体系简单来说就是外相为油脂内相为水,用专家的话说就是体系的形态是水以小液滴的形式分散于油中,水相是内相或分散相,油是外相或分散介质,从热力学观点来说,油包水乳化液是不稳定体系,它的稳定性只是相对的、暂时的。

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二、油包水和水包油的辨别方法

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膏霜及乳液有水包油型(O/W)和油包水(W/O)两类,辨别的方法有以下几种。

1,稀释法,利用稀释法只需要用一个烧杯加入水,将样品加入水中搅拌,如果能够搅拌分散均匀证明为水包油型(O/W),如果为一团一团无法溶解则证明为油包水(W/O)型。

2,染色法,将油溶色素滴入料体中搅拌分散能料体整体染色且较深则证明为(W/O),如果色泽较淡只是液珠带色则为(O/W)。

3,电导法,原则上油包水的电导率低,水包油的电导率高。

4,滤纸润湿法,在滤纸上滴一滴料体能快速分散展开并在中心留下小油滴的为(O/W),若料体不展开则为(W/O)。

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三、现代常用油包水乳化剂介绍

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5225C(万露化工),INCI名环五聚二甲基硅氧烷、PEG/PPG-18/18 聚二甲基硅氧烷,硅油乳化剂,可形成稳定的油包水体系,可用于制备透明的(硅油+油) 包水体系,可乳化各种油脂。


ES-5300(万露化工)INCI名月桂基PEG-10 三(三甲基硅氧基)硅乙基聚甲基硅氧烷,硅油乳化剂,非稀释低粘度有机硅表面活性剂,能够形成触感轻盈的稳定的硅油包水和油包水乳液。


ES-5612(万露化工)KF-6017(广州圣凯斯)INCI名PEG-10 聚二甲基硅氧烷,HLB值4.5,专用于配制低粘度硅油包水有机硅乳化剂,涂抹后可留下轻柔而不油腻的肤感。


EL-7040(万露化工)INCI名辛基聚二甲基硅氧烷、PEG-12 二甲基硅氧烷/PPG-20交联聚合物

,提供清新丝滑的慕斯触感,良好的亲水性能,给配方减少黏腻感,良好的粉体感觉,肤感清爽。


Jolee 7887(万露化工)INCI名聚甘油-3 蓖麻醇酸酯、山梨坦异硬脂酸酯,HLB值 = 4,2,提供滋润的肤感,有质感,以及光泽的外观,天然来源。

KF-6038(广州圣凯斯),INCI名月桂基PEG-9 聚二甲基硅氧乙基聚二甲基硅氧烷,因接枝有机硅的侧链,可有效稳定低粘度体系。可制作清爽稳定的W/Si乳液。


EM-90(赢创),INCI名鲸蜡基PEG/PPG-10/1 聚二甲基硅氧烷,亮白色油包水型化妆品膏霜和乳液用乳化剂,具有极佳的耐热和耐冷稳定性,适用于各种化妆品配方,与高含量的植物油和活性成分有很好的兼容性,高含量有机和/或物理紫外线fang晒产品用乳化剂。


P135(禾大)INCI名PEG-30 二聚羟基硬脂酸酯,可乳化各种油类,耐高电解质和乙醇,可制备90%水相的W/O型乳化体,并可加入高含量固体粉。


TGI(巴斯夫) :INCI名聚甘油-3 二硬脂酸酯,乳化能力强,能单独作为乳化剂,较少的油相就能包住较多的水相,肤感油而不腻。


PGPH (巴斯夫):INCI名聚甘油-2 二聚羟基硬脂,稳定性好,可冷配各类油包水体系护肤产品,高效用量,肤感清爽,无需考虑油相的极性问题,可乳化高分子量的植物油。


乳化剂分析

如果体系中有高离子,高乙醇(25%)的选用P135。

要做有粉质感的可用硅弹体乳化剂EL-7040。

如果要求高稳定性的可用EM-90,可用在容易破坏的体系,高防晒剂体系。

如果要做透明度高的可以用5225C。

如果有粉体的体系用TGI有助于粉体和色粉分散。

如果你体系中有高植物油脂的可以用PGPH。

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四、油包水乳化剂稳定性影响因素

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乳化剂的选择

油包水乳化剂需要选择HLB3-8之间,通常乳化剂亲油又亲水,在体系中在油水相界面上,降低水油界面张力,让乳化体系得以稳定,乳化剂对稳定性具有极大的影响,选择油包水乳化剂原则上需要选择亲油性大的作为主乳化剂,这样体系就不易发生转向,可适当复配不同分子量的乳化剂来填充不同分子量之间的空隙。选择分子结构相近而分子量不同的乳化剂组合乳化效能和稳定性会大大的提升,要增强稳定性就要增强油包水乳化剂在油相中的溶解度,通常在水里加入0.5-2的无机盐可以降低油包水乳化剂在水相溶解度,因此稳定性得以提高。

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油脂选择

在油包水配方中,油脂主要对粘度,粉体的分散和配方稳定性有重大关系,一般来说油脂的极性越大体系粘度越低同时稳定性也会下降,一般极性油脂在油脂比例超过1/3时增强油相的电极性,如果过高会使固体颗粒更容易向界面相迁移和聚集,一般出现钛白粉聚集,花粉,表面龟裂极有可能就和油脂极性有关。

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固体颗粒选择

固体颗粒在油包水中具有助乳化效果,但是有一个重大的因素就是固体颗粒的粒径对助乳化效果具有极影响,一般固体颗粒5~25个纳米或数倍时更加容易对油包水乳化体系的假面稳定有促进作用,但是在总体中来说一般情况下加入固体颗粒是可以增强体系稳定性的,因为他们增加了油脂的粘度和界面的强度。一般固体颗粒在油包水配方中在5%以下时候对稳定影响是比较弱的,10%以上时粉体具有强烈吸附作用,乳化剂消耗非常高容易出现析油和沉淀现象,解决方法有增加乳化剂用量,改用亲油处理的粉体颗粒,增加稳定性同时提高在皮肤上的肤感和涂抹。

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体系粘度控制

影响油包水粘度最大的因素是油脂,如果不考虑油脂极性的话,一般油脂添加比例越大黏度越低,油脂添加比例越小粘度越高。

油脂的极性对体系粘度影响也是非常明显,极性越高粘度越低稳定性也会降低。

油脂的熔点也对粘度有明显影响,一般来说添加低极性固体油脂和高熔点低极性油脂可增加产品粘度和增强高温稳定性。

油脂的分子量影响,高分子油脂可增加体系粘度,较低用量就有明显效果,但是活化温度太高难操作。


工艺影响

油包水体系一般都是水相缓慢加入油相中,加入速度一定要严格控制不易过快,否则会破乳,一般乳化后需要进行10分钟左右的均质,降低至室温后再进行适当均质有助于提高粘度和稳定性。

一般不考虑油脂比例前提下,分散的越细腻均质越均匀稠度越大,因油包水体系粘度会缓慢降低,所以建议做料时将粘度提高一些,均质均匀一些,有助于提高稳定性。

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电解质及冰点影响

在水相中加入0.5-2%的无机盐可以降低乳化剂在水相中的溶解度,增强了界面膜的稳定性,因此可增强体系稳定性。在水相中加入小分子10-20%多元醇(如丙二醇、丁二醇)可以降低水的冰点,增强了耐寒的稳定性。

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五、油包水体系配方设计图片

原料类别

原料名称

添加量%

备注

油脂类

PMX-DC345(环五聚二甲基硅氧烷、环己硅氧烷)、D5(环五聚二甲基硅氧烷)、DC200(聚二甲基硅氧烷)、ININ(异壬酸异壬酯)、IPM(肉豆蔻酸异丙酯)、IPP(棕榈酸异丙酯)、GTCC(辛酸/癸酸甘油三酯)、2EHP(棕榈酸乙基己酯)、氢化聚异丁烯、乳木果油、白矿油、异构十二烷、异构十六烷、碳酸二辛酯、碳酸二乙基己酯(DEC)、C12-15 醇苯甲酸酯、甘油三(乙基己酸)酯、季戊四醇四异硬脂酸酯、丙二醇辛酸癸酸酯、新戊二醇二庚酸酯、硅弹体

1--30%

乳化体系用,越少越稠

水相

水、甘油、丙二醇、丁二醇、山梨醇、PEG400、双丙甘醇

3-15%

保湿,降低冰点

稳定剂

氯化钠、无水硫酸镁(降冰点)、硬脂酸镁、锌、铝、气相二氧化硅(增强界面强度和增稠)

0.3-1.5%

降低冰点,减少乳化剂在水相中溶解度

乳化剂

5225C、ES-5300、ES-5612、EL-7040、Jolee 7887、KF-6038、EM-90、P135、TGI、PGPH

1-4%

乳化剂,油包水乳化剂大多是高分子加越多越粘腻,HLB一般控制在5-6之间

增稠剂

膨润土、锂蒙脱石、高熔点蜡(油相增稠)、透明汉生胶,羟乙基纤维素等(水相增稠)

油相0.5-2%、水相0.05-0.2%

底妆才加,增加稠度和稳定性

悬浮剂

膨润土、硬脂酸镁、气相二氧化硅

底妆才加

0.2-0.5%

防腐剂

苯氧乙醇、乙基己基甘油、戊二醇、1,2-己二醇、对羟基笨乙酮、甲酯、丙酯、氯笨甘醚、辛酰羟肟酸

0.1-1%

防腐剂

香精

香精

嗅觉

看客户

功效成分

按配方设计方向对应添加

功效

看客户

粉体

二氧化钛、氮化硼(钛白粉选用硅处理好添加和稳定、选用纳米的少卡粉、不同的稳定性稍差)

底妆才加2-10%

增白

肤色调节

氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、二氧化钛、液态银(氢氧化铋)、氮化硼

铁黄1%内

底妆才加,调节肤色一般二氧化钛>铁黄>铁红>铁黑

肤感调节

滑石粉、云母粉、尼龙粉、硅石、硅粉、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅弹体

0.5-5%

调肤感

成膜剂

HY-M302有机硅成膜剂(软膜)(三甲基硅烷氧基硅酸酯、环五聚二甲基硅氧烷)、FA-4004ID(异十二烷(和)丙烯酸(酯)类/聚三甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯共聚物

2%—5%

 

成膜防脱妆、抗水、耐摩擦

常用成膜剂

2% FA-4004ID

可防水防脱妆

≥5% FA-4004ID

可 长效持妆

成膜剂+硅弹体

可减轻成膜紧绷感

硬膜+软膜

可 提高成膜效果,减轻紧绷感

参考配方

       持妆耐磨粉底液(透气、防水、抗皮脂、耐摩擦、持妆8小时)

原料名称

标准INCI中文名

用 量 (%)

A

DOWSILTM 5300

月桂基PEG-10三(三甲基硅氧基)

硅乙基聚二甲基硅氧烷

2.3

DOWSILTM ES-5612

PEG-10聚二甲基硅氧烷

1.4

固体蜡

蜂蜡

0.5

A1

异十二烷

异十二烷

4

DC345

环五聚二甲基硅氧烷、环己硅氧烷

5

7208k

丙二醇二辛酸酯/二癸酸酯

3

VS-5PV

异十二烷、二硬脂二甲铵锂蒙脱石

2

钛白粉

二氧化钛

6

氯氧化铋

氯氧化铋

1.5

氧化铁黄

CI 77492

0.4

氧化铁红

CI 77491

0.27

氧化铁黑

CI 77499

0.16

B

T100

甘油

甘油

5

丙二醇

丙二醇

5

氯化钠

氯化钠

1

C

DOWSILFA 4004ID

异十二烷、丙烯酸(酯)类/聚三

甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯共聚物

6

K350

 

苯氧乙醇、羟苯甲酯、羟苯乙酯、

乙基己基甘油、丙二醇

0.4

 

D

香精

香精

适量

工艺:1,A1用研磨设备研磨细腻。

2,A加入乳化锅中加温至80℃后加入A1搅拌均质分散细腻。

3,B相在小锅中加热至80℃搅拌溶解,乳化锅开启搅拌,将B慢慢抽入乳化锅中搅拌均匀,切记一定要控制B相加入速度,加入过快会导致破乳,加完后快速搅拌5分钟,均质15分钟。

4,降温至45℃加入C、D相搅拌均匀后均质至所需粘度即可出料。

备注:如考虑生产成本可按冷配法制作工艺,一般热配法稳定性优于冷配法。

配方工艺说明

乳化剂

切记乳化剂请勿过量添加,添加过多越粘腻和导致体系不稳定

油脂

适当添加固态油脂提高粘度对热稳定性有帮助,不要加太多极性油脂

粘度

油脂越多稠度越低

均质时间

如果是产品粘度高基本可随意均质至最高粘度,如果粘度低一定要控制均质否则粘度过高

粉体分散

采用容易分散粉体的油脂,一般非极性油脂分散粉体好

偏稀补救

适当加入蜂蜡,一般为2-4%,加入水醇混合体通过加大水的比例增稠添加后快速搅拌均质

偏稠补救

如果太稠补加2-6%非极性油脂如15#白油,挥发性硅油,角鲨烷,棕榈酸异辛酯,如果要大幅度降低稠度就加入极性油脂调,但要注意稳定性

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六、油包水乳化体系工艺简述

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有冷配法和热配法,一锅法,间隙式,以及连续式。  

冷配效率高,能耗小,连续生产成本低,耗时少,适合黏度不高或中等粘度。

如果油相加热后冷却,不透明或浑浊则加热后冷却,室温下均质一段时间后再抽入水相。

如果油相加热溶解后,冷却至室温仍保持通明澄清,则加热后可以直接抽入水相进行乳化均质并同时冷却。

热配法适合黏度较高,对稳定性要求更为苛刻的体系。

热配法要两次以上的均质。一次高温,强度先低再高。还有一次在常温。 

常见的是将水相分为三次抽入,第一次抽入水相的三分之一,连后再高速搅拌下,混合2~5分钟,而后再次抽入三分之一的水相,连后再高速搅拌下,混合2~5分钟,接着抽入余下物料,在搅拌5~10分钟后,再开中速均质,等物料充分均质和乳化后,在逐步升高均质强度。

油相加热80度,保持真空,均质数分钟,搅拌抽入水相的1/3后,暂停进水,搅拌3~4分钟后再抽入其余的水相。75~80度真空均质6~15分钟,后高速搅拌冷却,40度可加入温敏性原料。保持真空度,再次均质,同样也是先进行中等强度的均质,在充分考虑乳化均质的均一性下,适当提高乳化的强度和乳化时间。

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作者:潘先森 分类:配方设计类 浏览:101 评论:0
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