一种快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂及其制备方法和化妆品与流程

本技术涉及化妆品领域，尤其涉及一种快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂及其制备方法和化妆品。

背景技术：

1、成膜剂是一类能够在基材表面通过物理或化学方式形成连续、均匀且稳定薄膜的功能材料，能够改变界面特性并为基材赋予特定功能或提供保护，是涂层、胶黏剂及复合材料等领域的关键组分。在日化产品中，成膜剂同样得到广泛应用，涉及口红、睫毛膏、粉底液、防晒霜、发胶、指甲油等产品类别。然而，日化领域对成膜剂的性能要求与其他领域存在显著差异，除关注成膜后的物理化学性能（如柔韧性、耐水/耐汗性、透气性等）之外，还需兼顾使用体验与感官属性，包括肤感（如丝滑、不黏腻）、触感、气味、易去除性（如温水可卸）及安全性（无刺激）等。成膜剂能够为日化产品赋予保湿、防晒、抗汗防水、定型、防晕染及增加光泽等多种功效。在配方设计中，成膜剂与保湿剂、防晒剂、色粉等其他组分的协同效果日益受到重视，以实现轻薄透气与长效持妆的统一。尽管成膜剂在配方中的添加量较小，但其在很大程度上决定了产品的最终使用感和功效表现，是连接“成分”与“体验”的关键桥梁。

2、有机硅树脂成膜剂因其优异的成膜能力及耐水、耐汗、耐皮脂性能，被广泛用作彩妆化妆品、紫外防护化妆品及护发化妆品中的功能性成分。目前，市场上已开发出具有高苯基含量的苯基有机硅树脂，以及经长链烷基、聚醚链或聚甘油链改性的有机聚硅氧烷聚合物，以进一步改善产品的耐水性、耐汗性、持久性能和光泽度。mq硅树脂成膜剂具有良好的成膜性能，是目前应用最广泛的日化成膜剂之一，常用于定妆喷雾、防晒霜等产品中，提供防水、透气及定妆等效果。然而，mq成膜剂形成的膜层脆性较大、膜层厚度不均匀，且其附着力易受油脂成分影响，导致产品的延展性、贴肤性和持久性不足。此外，具有高苯基含量或长链烷基改性的有机硅树脂与有机硅或烷烃类油性成分的相容性较差。

3、在配方实践中，成膜剂与配方中其他组分的相容性至关重要，尤其是与硅油类成分的配合。有机硅类成膜剂（如有机硅树脂）与硅油的相容性良好，能够形成均匀、透明的膜层，但与烷烃类油脂的相容性较差。市售的聚氨酯改性有机硅及丙烯酸酯改性有机硅成膜剂，虽然结合了有机硅的优异肤感与聚氨酯或丙烯酸酯的成膜强度，且与烷烃类油脂的相容性较好，但其与硅油的相容性并不理想，特别是与挥发性低粘度硅油（如环五聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷等）复配时，容易出现析出、浑浊、分层或成膜不均匀等问题。挥发性低粘度硅油在日化产品中广泛用作溶剂或肤感调节剂，可带来清爽、快速挥发的使用体验，但成膜剂与其相容性差会导致产品稳定性下降、涂抹出现白点或膜层不均，进而影响最终妆效和感官品质。

4、综上所述，现有技术中高苯基含量或长链烷基改性的有机硅树脂，以及聚氨酯、丙烯酸酯改性有机硅成膜剂，虽能提升成膜强度、耐水耐汗性及持久妆效，但其与挥发性低粘度硅油的相容性普遍较差。在实际配方中，这类成膜剂与常用清爽肤感调节剂复配时，易出现析出、浑浊、分层或成膜不均匀等稳定性问题。目前市售改性有机硅成膜剂难以兼顾与低粘度硅油的良好相容性、清爽使用体验及持久成膜性能，已成为制约日化产品配方优化的重要技术瓶颈。

5、因此，亟需开发一种与挥发性低粘度硅油具有良好相容性且兼具优异成膜性能的新型改性成膜剂。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂及其制备方法和化妆品，以解决现有聚氨酯有机硅成膜剂在复配时易出现析出、浑浊、分层及成膜不均匀的问题。

2、为实现以上目的，本技术第一方面提供一种快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂，其原料包括含羟基聚硅氧烷、多异氰酸酯、交联剂、封端剂、挥发性油类物质；

3、所述多异氰酸酯中的异氰酸酯基和所述含羟基聚硅氧烷中的羟基的摩尔比为1-4：1；

4、所述多异氰酸酯和所述交联剂的摩尔比为3-8：1；

5、所述多异氰酸酯和所述封端剂的质量比为5-10：1；

6、所述挥发性油类物质的质量占所述原料总质量的65-75%。

7、可选地，所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂满足条件中的至少一个：

8、（1）所述交联剂包括多元醇；所述多元醇包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三（羟甲基）氨基甲烷、季戊四醇、山梨醇、甘露醇中的至少一种；

9、（2）所述封端剂包括小分子醇，所述小分子醇包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇中的至少一种；

10、（3）所述挥发性油类物质包括挥发性硅油和/或挥发性有机油。

11、可选地，所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂满足条件中的至少一个：

12、（1）所述挥发性硅油包括二甲基硅油、十甲基环五硅氧烷、环己硅氧烷、甲基聚三甲基硅氧烷中的至少一种；

13、（2）所述挥发性有机油包括轻质异链烷烃、异十二烷、轻质液体异链烷烃和乙酸丁酯中的至少一种。

14、可选地，所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂满足条件中的至少一个：

15、（1）所述多异氰酸酯包括脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯、芳脂族多异氰酸酯中的一种或多种；

16、所述多异氰酸酯的官能度≥2；

17、（2）所述含羟基聚硅氧烷包括至少一种如下结构式的化合物：

18、、

19、；其中，r1和r2各自独立地选自未取代的亚烷基、醚基、亚芳基、亚烷氧基中的任意一种；r1和r2的碳原子数量各自独立的为1-10；n为1-50的整数；m为1-80的整数；f为6-20的整数。

20、可选地，所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂满足条件中的至少一个：

21、（1）所述多异氰酸酯包括4,4’二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4环己烷二异氰酸酯、三甲基1,6六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或多种；

22、（2）所述含羟基聚硅氧烷包括双端单羟基封端聚硅氧烷和/或聚乙二醇聚二甲基硅氧烷。

23、可选地，所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂满足条件中的至少一个：

24、（1）所述快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂中含羟基聚硅氧烷形成的单体单元的质量占比为70%-90%；

25、（2）所述快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂的粘度为100-2000mm2/s；

26、（3）所述快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂的重均分子量为10kda-50kda。

27、本技术第二方面提供一种所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂的制备方法，包括：

28、在氮气气氛下，将含羟基聚硅氧烷和多异氰酸酯进行混合、第一反应，得到预聚体；

29、将所述预聚体、交联剂、催化剂和部分挥发性油类物质进行混合、第二反应，得到反应物，将所述反应物和封端剂进行混合、封端反应，得到半成品；

30、将所述半成品降至常温，和另一部分挥发性油类物质进行混合、溶胀处理、纯化，得到快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂。

31、可选地，所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂的制备方法满足以下条件中的至少一个：

32、（1）所述第一反应的温度为5070℃，时间为1-5h；

33、（2）所述第二反应的温度为55-65℃，时间为0.5-3h；

34、（3）所述封端反应的温度为4060℃，时间为0.5-1h。

35、可选地，所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂的制备方法满足以下条件中的至少一个：

36、（1）所述催化剂包括有机金属催化剂，所述有机金属催化剂包括辛酸亚锡和/或新癸酸铋；

37、（2）所述催化剂的质量占所述预聚体质量的0.01%-0.05%；

38、（3）在所述第二反应的初始，所述挥发性油类物质和所述预聚体的质量比为0.3-3：1；

39、（4）所述纯化包括减压蒸馏，所述减压蒸馏的温度为55-65℃；

40、（5）所述快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂的制备方法的反应体系中的r值为1.0-1.2。

41、本技术第三方面提供一种化妆品，包括所述的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂。

42、与现有技术相比，本技术的有益效果包括：

43、本技术提供的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂，以聚氨酯为主体结构，并引入聚硅氧烷链段及交联结构；该设计使其兼具优异的附着力与柔韧性，能够形成极薄的软膜，从而赋予产品良好的延展性、持久性和贴肤感；同时，该快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂克服了市售硅酮类树脂常见的紧绷与僵硬缺陷，在使用感、服帖性和成膜性方面表现突出，最终实现了高稳定性、清爽肤感、快速成膜、长效持妆且妆效均匀的有益效果。

44、本技术提供的快干有机硅氧烷-聚氨酯成膜剂的制备方法，工艺简单，制备环节能耗低，不需使用丙酮类有毒试剂进行稀释，经济效益好。

45、本技术提供的化妆品，具有良好的贴肤性和保湿性。