油包水乳化剂一般的HLB

1、油包水乳化剂一般的HLB公司内部编号：（GOODTMMTMMUTUUPTYUU畑 油包水乳化剂一般的HLB在3飞的范围内，而目前国内以及国外市场上常见的又 以56为主，在不同的涂抹感观要求下，HLB可有相应的调整。目前常见的油包 水乳化剂大概可分为以下儿类：脂肪酸的二价或三价碱土金属盐，聚氧乙烷和聚 氧丙烷共聚体，失山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪醇醍，聚氧乙 烯聚脂肪醇醸，聚甘油脂肪酸酯等等。如硬脂酸镁，硬脂酸锌，硬脂酸铝，失水 山梨醇棕搁酸酯，失水山梨醇硬脂酸酯，失水山梨醇油酸酯，失水山梨醇倍半油 酸酯，失水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯硬脂醇瞇，聚氧乙烯油醇瞇，聚氧乙烯蜂 蜡，聚氧乙

2、烯砲麻油，甲基葡萄糖倍半硬脂酸酯，异硬脂酸单甘油酯等等。还有 部分的聚硅氧烷结构的硅油包水乳化剂，在市场上也有很广的应用。主要成分是 以烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷聚氧丙烷的共聚体，以及其在挥发性硅油或二 甲基硅油的分散液为主。？油包水的乳化剂，主体除了从结构种类上分类，其分子量的大小也是非常关键的 选择参数，一般来讲，分子量越大，乳化剂在界面层上形成的界面膜的强度和刚 度也就越大，体系就跟容易稳定，但同时，也会在涂抹感上略有下降。而小分子 量的油包水的乳化剂，在涂膜感上会略有提升，但整体的相对稳定性能则有下 降。因此，通常选用不同分子量油包水的乳化剂进行复配，即会增加体系的稳定 性，也会增加

3、体系的涂摸感。但是，也并非是乳化剂的分子量越大，体系就越稳 定，乳化剂的分子量越小，体系涂抹的肤感就轻盈。乳化剂分子的亲油亲水分界 端的截面积非常关键。这将直接影响到界面层的致密性。如果乳化剂中有多个亲 水和亲油的端面，很形象的就像“锚'一样，将使得界面层的稳定性，致密性， 以及强度都会有极大的提升。如三梨醇倍半硬脂酸酯，聚氧乙烯30聚疑基硬脂 酸酯，二聚甘油三异硬脂酸制等等。除了乳化剂中多个亲油亲水平衡点可以增加 体系的稳定性外，乳化体系HLB的选择也非常有助于体系的稳定和提升。目前， 市场上主流的油包水主乳化剂的HLB选择范围控制在5、6之间，助乳化剂的范围 可能更广些，如HLB在

4、2'8的范围内选者。由于HLB值是随着温度的变化和体系 中反活性基团的含量多少而发生变化的。通常升高温度，体系的HLB值会下降， 降低温度，体系HLB值会上升。如经常经过由低温到常温的温度变化，油包水的 体系发生油水分层进而完全转相的情形，就属于这样的范畴。那么在不影响体系 乳化能力的情形下，适当的添加低HLB的油包水乳化剂，如HLB在3、5之间的失 水山梨醇脂肪酸酯，不仅可以降低配方的成本，增强涂抹的轻盈的感觉，而且将 对体系耐寒也有一定的帮助。在油包水乳化剂中，聚氧乙烯30聚疑基硬脂酸酯的乳化能力和抗极性油脂非常 强，要远远的优异于其他类型的乳化剂。除了本身的较高的分子量，双

5、9;锚“式 界面定型，其较长的聚氧乙烯链式非常关键的。由于乳化剂要在体系中稳定，必 须具有强烈的双亲性，对于任何一相，过弱或过强度不利于体系的稳定。由于聚 氧乙烯30聚疑基硬脂酸酯因为含有30个聚氧乙烯基团，同比于其他的油包水乳 化剂，能够承受的极性油脂的能力和强度要高的多（见下文油脂的极性对配方体 系的影响），但并非是无限制的增长。虽然烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷丙烷 的共聚体也有较高的聚氧乙烯基团，但是由于反向的亲油基团很弱，过而对极性 油脂的承受能力也是有限的。正是这样的原因，在油脂极性和乳化剂乳化能力的 平衡中（极性油脂很容易降低乳化体系的黏度），聚氧乙烯30聚疑基硬脂酸酯 可以容易的

6、配制出能够喷雾的油包水乳化体系。 另外，在油包水的体系中，因为滑爽和轻盈的独特肤感，聚甘油酯类油包水乳化 剂也有了一定的潜力和发展，并且在市场上已经占有一定的份额。但因为其乳化 能力的不足，通常较多地被应用为助乳化剂，如三聚甘油双异硬脂酸酯等。目前 较为新意的选择也可以是二聚甘油异硬脂酸酯和二聚甘油三异硬脂酸酯，并且这 两个油包水的乳化剂都属于同系物的油包水的乳化剂。如分开分别使用，则乳化 效能都比较低，但是如果复配使用，则会有较大的变化。除两者整体的相容性及 配伍性能不错外，两者的分子量也是一高一低的搭配，其HLB值也分别是7也 及。另外作为粉体的分散处理剂，比较合适的HLB值一半都是在厂9

7、之间，那么 二聚甘油异硬脂酸酯和二聚三甘油异硬脂酸酯若按2比1的比例，不仅可以控制 整体的HLB值在5、6之间，而且还可以增强粉体的分散性能。用此两个乳化剂复 配使用，不仅可以作出较为清爽的油包水体系，其至非常接近水包油的感觉，而 同时却无硅油包水和油包水类复配带来的果冻感。因而，可能是高档眼霜，晚 霜，面霜以及大量的抗酸或抗碱，抗离子，抗氧化还原性，以及需要高油性渗透 滋养类配方的很好的选择方向。助乳化剂的选择助乳化剂通常可作为乳化剂的增效剂。对于两亲的乳化剂，以溶 解度较大的相为外相，因此，要增加乳化体系的稳定性，需要增强油包水乳化剂 在油相的溶解度。通常在水相添加、2%的无机盐，可以很好

8、的降低乳化剂在水相 的溶解度。其原因主要是无机盐在水合时，是通过离子键，其键能要远远大于油 包水乳化剂亲水端水合时形成的氢键和共价键，因而在类似于“盐析“效应的影 响下，乳化剂在油相得到了更大的溶解值。另外，无机盐可以使乳化颗粒带电，形成扩散双电层。大部分稳定的乳状体系因 电离或者吸附会产生电荷，这些属性和胶体有类似的性能。由于乳化剂常带有极 性基团，故吸附与电离常同时发生。一般介电常数较高的物质常带正电，介电常 数低的物质常带负电。故在0/W型乳状液中油滴常带负电荷；在W/0型乳状液 中，水滴常带正电荷。由于液滴带电而形成双电层，它们之间的相互吸引和排 斥，提高了分散体的稳定性，尤其对于黏度

9、较低的油包水乳化体系更显得重要。作为常见的山梨醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯以及聚氧乙烯脂肪酸酯等油包 水乳化剂，可针对性地在水相添加山梨醇，甘油，聚乙二醇等对应的亲水性多元 醇。由于相应的多元醇在一定的温度下在水相都有一定的溶积值，在水相添加适 量的多元醇也可以增加对应的乳化剂在油相的溶解值，而通常在水相添加无机盐 和多元醇，这样的方式往往是同时进行的。同时，由于无机盐和多元醇的加入， 油包水乳化体体的抗寒性能有了极大的提升，使得产品在低温到室温储藏温度的 变化中，体系出水或转相的可能性大大降低，这主要归功于无机盐以及多元醇通 过水合作用可以显着降低水的凝固点，故而避免水相凝固造成内相体积过度膨

10、胀 而导致破乳。固体粉末的助乳化作用，许多小粒径固体粉末，请注意是小粒径，当它们处 在内外两相界面上时，也能起到良好的乳化作用。细小改性的固体颗粒，由于本 身与界面接触角的原因，会很好的吸附在分散相界面，并对内相有一定的包裹作 用，故而是性能不错的助乳化剂，对提高体系的稳定性帮助很大。如常见的硬脂 酸镁，锌，铝等二价碱土或三价碱金属盐，气相二氧化硅等。而一些常见的固体 颗粒，需经过特定的表面处理及改性后，才具有助乳化作用。因此，适当的选择 乳化剂和助乳化剂，进行合理的配对，对油包水体系的稳定性有着至关重要的作 用，也是配方成败的关键。对于通常的乳化体系，乳化剂的用量一般在3、4%左 右，在含极

11、性油或高粉量的乳化体系时，乳化剂用量一般在4、5%左右，在这里需 要指出的一点是，在乳化体系里，尤其是油包水的乳化体系里，并非是乳化剂用 量越高越稳定，当乳化剂的用量高于一定的范围，其体系的稳定性常常是下降 的。其可能的原因一方面是由于乳化界面的空间位阻效应，由于乳化剂相互的作 用，当乳化剂的用量超出一定的范围时，其界面层的致密性会有所下降，另一方 面，由于油包水的乳化剂的hlb值一般在3、7之间，没有强烈的亲水性，故而在 油相形成油性胶团的能力较低。但由于油包水的乳化剂亲油和亲水的两亲性，与 强极性油脂属性非常接近，多余的乳化剂在界面层非常活跃，但对界面层的袭击 和穿透影响更多，使得界面层的

12、强度下降和松散性增大，反而可能会让体系破乳 或者形成反胶团进而转相。乳化体系中油脂的选择在油包水的配方中，油脂的选择对体系的黏度，对体系连续相的配伍性，固体颗 粒的分散以及配方的稳定性都有着至关重要的影响。油脂的极性对黏度的变化 油脂的极性对体系的粘度的影响也是非常明显的， 油脂的极性越高，体系的粘度越低，同时体系的稳定性由也会有所降低。所以， 在配方的铺展性和涂抹性作调整时，需要在黏度和稳定性多方面考虑。油脂的极性除对配方黏度有影响，同时对体系连续相的配伍性影响也非常关键。 在油包水的防哂体系，以及油包水和硅油包水体系，油脂极性的选择和用量的高 低会直接对配方体系的稳定性有重要的影响，而在这

13、类配方中，也是最容易因为 油脂的极性而是产品表面产生会果冻感，表面龟裂，有油层析出等现象发生。油 脂的极性对粉体分散性能的影响，油脂的极性对粉体的分散性能影响较为明显， 一般来讲在乳化体系中，在水包油的乳化体系里，极性油更有利于粉体的分散,在油包水的体系里，非极性油更有利于粉体的分散。因此，在油包水的配方设计 时，油脂的极性非常关键。通常如果油相全部为非极性油，那么，在油相中即使 未经处理的普通粉体，如普通钛白粉也有较好的分散度，但是随着外相油脂极性 的提高，体系对粉体的表面处理的要求愈来愈高。如果在有极性油分散体系，一 般极性较强的油脂在整个油相的比例超过四分之一或三分之一左右时（具体视油

14、脂的极性和禽量而定），可以明显增强油相的电极性，使得固体颗粒间的由电极 性引起的相互作用力更容易传导，未经表面处理的固体颗粒更易在油相中向界面 相迁移和聚集。如在粉底里常常出现的花色和粉体的集聚就常常属于这个范畴， 此时粉体的表面是否经过与处理就显得非常关键。如果粉体颗粒经过亲油处理， 其稳定性和分散都会大大增强。如果体系的极性油含量非常高的时候，体系本身 的稳定性也会有很明显的不稳定趋势，果冻感，表面龟裂，析油将不可避免。油 脂的极性对配方的稳定性的影响，如果要在油包水体系追求涂抹的轻盈和滑爽， 在中高端的产品中将不可避免的添加一些中等极性或者中等以上极性的油脂，那 么，此时普通的乳化体系的

15、稳定性能会有很大的下降其可能的原因是极性油脂一般都有一个或多个极化中心，而在离子型导电水溶液中，极化的油脂更容易 会和水以及界面活性剂产生相互作用。如乳化剂，以通常的亲水端的聚氧乙烯链 或者多疑基端来讲，其亲和水的能力的大小和其聚氧乙烯基团以及多疑基基团的 多少有直接的关联。而极性油在某种程度上与乳化剂有类似的竞争机制，如果体 系中，极性油脂的添加量不断的增大，这时乳化剂的效能则会不断的下降。故 而，油脂的极性对配方的稳定性的影响非常关键。油包水含固体颗粒粉末的选择在油包水乳化体系中，可以选择的固体分类很多，常见的粉体颗粒有二氧化钛， 二氧化锌，二氧化硅，高岭土，滑石粉，云母粉，氧化铁黄，氧化

16、铁红，氧化铁 黑，碳黑等。因为二氧化钛的使用最为常见和关键，本文固体颗粒粉末讨论主要 围绕二氧化钛展开，讨论粉体颗粒大小的选择与遮盖能力以及着色影响，固体颗 粒的表面处理及固体颗粒的助乳化作用。二氧化钛是一种多晶型的化合物，在自然界中有三种结晶形态：金红石型，简称 R型，如R930,锐钛型，简称A型如A100,以及板钛型。板钛型不稳定，在650°C 下会向金红石型转化，因而没有工业价值。锐钛型在高温下(700°C)以上能够 转变成金红石型，金红石型与锐钛型相比，因晶格较小而紧密，所以具有较高的 折射率。二氧化钛折射率非常高，金红石型，锐钛型。因此具有很高的遮盖力和 优良的光

17、学性能。粉体的颗粒大小的选择，二氧化钛的最佳粒径在在这个粒径之间，二氧化 钛具有最佳的反射和散射光的能力，以达到最佳的遮盖力。在Um处，各波长光 线散射总和最大，当粒子在时，蓝色光线散射减少，其它光线散射相对不 变，在Um处蓝色光线散射最大，光谱中红色和绿色光线散射显着下降。理想的 二氧化钛粒径应为由于人们的视觉总认为白色偏蓝比纯白色更白，所以 Um粒径的二氧化钛显得更白，并且具有更高的遮盖力。二氧化钛的颗粒大小， 颗粒结构和分散程度影响其遮盖力。通常的钛白粉类固体颗粒的粒径大小如下： 目数粒度Um目数粒度Um目数粒度Um目数粒度Um目数粒度Um?53900453502007480019300

18、051020005029723061900153500?16119060250270531100134000?2084080178325441300115000?25710100150400381600106000?3059012012446030180087000?35500140104540262000?4042017089650212500?在大于可见光半波波长的范围内，粒径越细，颗粒结构越光滑，分散性越大，则 遮盖力越大。但有一定的限度，当平均粒径为Um时，遮盖力最大，小于可见光 波长一半时，则由于晶体对光的透明性使遮盖力反而下降。所以说，粒子过大过 小都不好。着色力是二氧化钛的重要特

19、性指标，是指二氧化钛与另一种颜料混合后，所得到 混合物显示它本身颜料的能力。一般习惯用雷诺值（Ranolds）来表示着色力。 着色力是粉体对光的吸收和散射的结果。二氧化钛是一粉体的表面处理，以二氧 化钛为例，讨论粉体的表面处理。通常分为无机处理和有机处理以及多重处理。 无机处理，钛白粉的晶型决定其基本品种的性质，而表面处理则对钛白粉的专用 品种和性质起主要作用。目前，市场上儿乎所有的金红石型钛白粉的部分特殊用 途的锐钛型钛白粉都是经过表面处理后才出售的。A1203包膜，在Ti02粒子表面用A1203包覆，不仅可显着提高Ti02的抗粉化性 和保色性，还能提高其分散性能，A1203包膜是所有包膜工

20、艺中最简单的。 A1203/S102包膜，它的应用最为广泛的，目前市场上流通的金红石型钛白粉，绝 大部分都含有A1203/S102,其中Si02能增加Ti02的耐久性，降低Ti02的表面 活性。SiO2包膜，其工艺复杂，Si02包膜分为致密膜和多孔膜。致密包膜后TiO2的耐 候性特別好。常用于高光泽，高耐久性的分散体中。使用多孔薄膜的T102,能赋 予分散体较高的干遮盖力。有机处理，Ti02是一种极性很强的物质，为了提高在弱极性介质中的分散性，需 要在钛白粉的表面提供一种亲有机物质的表面，基本原理是加入表面活性剂或其 它助剂，借以降低TiO2和介质之间的表面张力，使介质容易取代吸附在TiO2表

21、 面的空气和水，使TiO2颗粒实现分离。比较合适的用于粉体表面处理的界面活 性剂通常会有一些严格的要求，这将在以后的文章中加以阐述。含蜡类油脂的油包水配方设计主要是根据选择蜡的种类以及含量的不同而采用不 同的工艺。例如凡士林，羊毛脂，蜂蜡，地蜡，微晶蜡，石蜡等等。如果配方设 计的油相加热后冷却，仍然不透明或非常浑浊共至于有固态析晶，则一般采用加 热后冷却，并在室温下均质一段时间后在抽入水相。如果油相在加热溶解后，冷 却至室温人保持通明澄清，则在加热后可以直接抽入水相进行乳化均质并同时冷 却。当然，所有这些配方度可以选择热配，在高温下均质乳化，在不考虑生产能 量消耗和减短生产时间的因素，热配法生产，在生产工艺的控制和产品的稳定性 方面要优于冷配法。热配方生产的油包水乳化体，