用于替代环五聚二甲基硅氧烷的复配物及其应用的制作方法

1.本发明涉及日化用品技术领域，具体指一种用于替代环五聚二甲基硅氧烷的复配物及其应用。


背景技术：

2.环五聚二甲基硅氧烷(别名十甲基环五硅氧烷，d5)是一种有机化合物，分子式为c
10
h
30
o5si5，广泛应用于化妆品和人体护理产品中，与大部分的醇和其他化妆品溶剂有很好的相容性，其常常作为润肤剂用于日化用品中。
3.如专利申请号为cn202010836782.8(公告号为cn111870550a)的发明专利《一种含有玫瑰发酵液的舒敏防晒霜及其制备方法》将环五聚二甲基硅氧烷作为防晒霜的原料，其与橄榄油不可皂化物、鲸蜡醇乙基己酯、碳酸二辛酯组成润肤剂的组合，使得制备得到的防晒霜肤感清爽不粘腻，且能够在皮肤表面形成一层保护膜，防止皮肤水分散失，同时能够使得防晒剂更好的在皮肤表面均匀铺展，因而对获得更高的防晒指数具有辅助作用。
4.但是环五聚二甲基硅氧烷由于缺乏生物降解性，同时其在皮肤和头发上的累积会对健康造成潜在危害而饱受诟病。欧盟《化学品注册，评估，授权和限制》(reach)法规评估结果显示，环五聚二甲基硅氧烷(d5)属于非常具有生物累积性(vpvb)的物质。2018年1月，欧盟委员会发布了修订版reach法规(ec)no 1907/2006附件xvii限用物质清单，规定自2020年1月31日之后，市场上洗去型化妆品中，环四聚二甲基硅氧烷(d4)/环五聚二甲基硅氧烷(d5)这两个成分中任意一个的浓度应小于0.1％。此外，欧洲委员会已要求欧洲化学品管理局(echa)准备一份关于在驻留型产品中限制d4/d5的新资料。随着各国法规对环五聚二甲基硅氧烷监管和限制的愈加严格，以及消费者对“无硅产品”兴趣的提高，化妆品行业正在积极寻找环五聚二甲基硅氧烷的高性能替代品，以满足性能、安全和环保的要求。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种性能优良、安全和环保的用于替代环五聚二甲基硅氧烷的复配物。
6.本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述用于替代环五聚二甲基硅氧烷的复配物在日化用品中的应用。
7.本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于替代环五聚二甲基硅氧烷的复配物，其特征在于，按质量份数计，包括有以下组分：
8.中长链烷烃
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20～80份
9.小分子酯类
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20～80份。
10.其中，中链烷烃是指碳链为6～12个碳原子的烷烃，长链烷烃是指碳链为13～21个碳原子的烷烃，小分子酯类是指分子量小于500的酯类。
11.优选地，按质量份数计，所述的中长链烷烃包括有以下组分：
12.异构烷烃
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10～20份
13.直链烷烃
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30～65份。
14.进一步，所述的异构烷烃为异十二烷、异十六烷、c13
‑
16异链烷烃中的至少一种；
15.所述的直链烷烃为c13
‑
15烷、十一烷、十三烷、c15
‑
19烷中的至少一种。
16.优选地，所述的小分子酯类为新戊二醇二庚酸酯、琥珀酸二异辛酯、琥珀酸二庚酯、异壬酸异壬酯、十一烯酸庚酯、三庚精、棕榈酸乙基己酯、棕榈酸异丙酯、碳酸二辛酯中的至少一种。
17.本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为一种权利要求上述用于替代环五聚二甲基硅氧烷的复配物在日化用品中的应用。
18.优选地，所述的日化用品为头发护理产品、皮肤护理产品、彩妆产品或防晒产品。
19.进一步，所述的头发护理产品为护发素。
20.进一步，所述的皮肤护理产品为护肤膏霜或卸妆油。
21.进一步，所述的彩妆产品为眼影。
22.进一步，所述的防晒产品为无机防晒剂分散浆或有机防晒剂溶液。
23.与现有技术相比，本发明的优点在于：
24.(1)本发明提供了一种用于替代环五聚二甲基硅氧烷的复配物，通过中长链烷烃和小分子酯类的复配，一方面，中长链烷烃具有一定的挥发性，能够带来快干/易吸收的肤感；另一方面，清爽的小分子酯类的添加就能够带来润泽感，丝滑和柔软的肤感，因此，复配物的肤感与环五聚二甲基硅氧烷肤感较为接近；
25.另外，复配物具有较好的稳定性、安全性、兼容性和颜料分散性，且满足环保要求，能够用来替代环五聚二甲基硅氧烷；
26.(2)分子量相同的情况下：异构烷烃的挥发性和清爽感要好于直链烷烃，但是闪点较低，像异十二烷就属于易燃液体，添加过多容易导致整个复配物闪点较低，成为易燃液体；而直链烷烃挥发性没有异构烷烃好，但是也有一点挥发性，闪点也比较高；两种烷烃加到复配体系里面可以增加清爽度同时可以避免为了追求清爽度而使用高浓度的异构烷烃，从而避免复配物闪点过低，进一步提升复配物的肤感和安全性。
附图说明
27.图1为本发明实施例a1～a7、比较例a1～a2的肤感测试结果；
28.图2为本发明实施例a5、比较例a2的颜料分散性能测试结果：分散浆粘度图；
29.图3为本发明实施例b1、比较例b1的调理性能评估结果：湿发评价；
30.图4为本发明实施例b1、比较例b1的调理性能评估结果：干发评价；
31.图5为本发明实施例c1、比较例c1的肤感性能评估结果；
32.图6为本发明实施例d1、比较例d1的卸妆效果和肤感评估结果；
33.图7为本发明实施例e1、比较例e1的上妆性能评估结果。
具体实施方式
34.以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
35.实施例a1～a7、比较例a1～a2：
36.按照表1所示的配方表来配制复配物，对复配物和环五聚二甲基硅氧烷进行肤感
测试、稳定性测试、闭杯闪点测试，并对优选复配物进行油脂兼容性测试和颜料分散性能测试，具体测试步骤如下：
37.(1)肤感测试：将等量受试物油脂滴于皮肤上，用指腹逆时针打圈涂抹，感受油脂的肤感，以打分的方式评估受试物油脂与环五聚二甲基硅氧烷在皮肤上的铺展性，丝滑感，快干/易挥发性，润泽感，粉质感和柔软感的差异，将环五聚二甲基硅氧烷在各项肤感的评分定为0，其他受试物油脂评分范围在
‑
2到2之间，分数高表示在该肤感性能的表现比环五聚二甲基硅氧烷好，反之则比环五聚二甲基硅氧烷差。
38.受试者：共15人，其中男9人，女6人。年龄24
‑
49岁。
39.实施例a1～a7、比较例a1～a2的肤感测试结果如表2和图1所示。
40.从表2和图1可以看出：
41.①
复配物8与环五聚二甲基硅氧烷除了在快干/易吸收性方面比较接近外，其他肤感数据都与环五聚二甲基硅氧烷相差较大，在肤感方面难以替代环五聚二甲基硅氧烷，这是因为：复配物8中添加了异十二烷、c13
‑
15烷，这些中长链烷烃具有一定的挥发性，能够带来快干/易吸收的肤感，同时因为其分子量相对较小所以铺展性相对较好，但是这也使得它们的润泽感，丝滑感和柔软度等都有所欠缺；
42.②
复配物1～7与环五聚二甲基硅氧烷肤感较为接近，其中复配物4～5与环五聚二甲基硅氧烷肤感最为接近，原因在于：一方面，复配物1～7中的中长链烷烃具有一定的挥发性，能够带来快干/易吸收的肤感；另一方面，清爽的小分子酯类的添加能够带来润泽感，丝滑和柔软的肤感，且添加量越高润泽感越明显；分子量相同的情况下：异构烷烃的挥发性和清爽感要好于直链烷烃，但是闪点更低，像异十二烷就属于易燃液体，添加过多容易导致整个复配物闪点较低，成为易燃液体；而直链烷烃挥发性没有异构烷烃好，但是也有一点挥发性，闪点也比较高；两种烷烃加到复配体系里面可以增加清爽度同时可以避免为了追求清爽度而使用高浓度的异构烷烃，从而避免复配物闪点过低，进一步提升复配物的肤感和安全性。
43.(2)稳定性测试：将受试物倒入20ml透明pet瓶中至瓶子的1/2
‑
2/3处，密封，并存放在45℃、
‑
20℃1个月，恢复至室温后观察其外观变化。恢复至室温后，如果样品仍然均一透明，并且与常温样一致，则判定稳定性测试通过；而如果样品外观呈现浑浊，或者分层等其他与常温样不一致的现象，则判定稳定性测试未通过。
44.实施例a1～a7、比较例a1～a2的稳定性测试结果如表3所示。
45.从表3可以看出：复配物1～7与环五聚二甲基硅氧烷一样，都具有较好的稳定性。
46.(3)闭杯闪点测试：按照《gb/t 261
‑
2008闪点的测定宾斯基
‑
马丁闭口杯法》进行检测。
47.实施例a1～a7、比较例a1～a2的闭杯闪点测试结果如表4所示。
48.从表4可以看出：
49.①
依据gb 13690
‑
92《常用危险化学品的分类及标志》和gb 6944
‑
86《危险货物分类和品名编号》两个国家标准将化学品按其危险性分为8大类，其中易燃液体系指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体，但不包括由于其危险性已列入其它类别的液体，其闭杯闪点等于或低于61℃；复配物1～7闪点均高于61℃，均不属于易燃液体；原因在于：虽然复配物1～6添加了闪点低的易燃液体异十二烷，但复配其他闪点较高的油脂可以提高整
个复配物的闭口闪点；而复配物7中添加了c13
‑
15烷和新戊二醇二庚酸酯，它们均不属于易燃液体，复配起来也不会变成易燃液体。
50.②
复配物4、复配物5和复配物7的闪点与环五聚二甲基硅氧烷的闪点最为接近。复配物5的闪点低于复配物4和复配物7，根据闭杯闪点可以预估其挥发性会稍优于复配物4和复配物7，这与上述肤感测试的结果是一致的；
51.③
由于环五聚二甲基硅氧烷表面张力低，残留感低，因此其带来的快干和吸收感较为明显，因此从肤感和挥发性方面考虑，复配物5为替代环五聚二甲基硅氧烷的更优选项。
52.注：供应商提供资料称环五聚二甲基硅氧烷的闭杯闪点数据是77℃，而我们的实测值为84℃，导致差异的原因可能是测试方法的不同。
53.(4)油脂兼容性测试：将受试物与其他油脂/溶剂以一比一比例混合，搅拌均匀。静置24小时后观察混合物溶液状态，如果混合物溶液均匀透明，则表示兼容，如果混合物外观呈现浑浊，或者分层等其他不均匀的状态，则表示不兼容。
54.实施例a5、比较例a2的油脂兼容性测试结果如表5所示。
55.从表5可以看出：复配物5具有比环五聚二甲基硅氧烷更好的兼容性，其与其他化妆品行业常用油脂/溶剂均能很好的兼容，包括低极性的烷烃/矿油，以及高极性的液体防晒剂等，这得益于复配物中中等极性的新戊二醇二庚酸酯，新戊二醇二庚酸酯属于分子相对较小的酯类，它的存在有利于复配物中的低极性烷烃与其他高极性油脂之间的兼容，使得整个复配物与其他油脂/溶剂具有较好的兼容性，从而使复配物能够应用于包括防晒配方体系在内的多种配方体系中。
56.(5)颜料分散性能测试：将混合色粉与受试物以3:1比例，无机防晒剂与受试物以1:1比例称取入特定的容器中，并用speedmixer以3000r/m的速度混合30秒得到分散浆。再用brookfield rvdv
‑
s数显粘度计测量分散浆的粘度；
57.硅表面处理混合色粉：来自日本miyoshi(三好)，色粉比例为91.2％alt
‑
tsr
‑
10(二氧化钛&三乙氧基辛基硅氧烷&氢氧化铝)，6.4％alt
‑
mty
‑
10(ci 77492&三乙氧基辛基硅氧烷)，1.7％alt
‑
msr
‑
10(ci 77491&三乙氧基辛基硅氧烷)以及0.7％alt
‑
mtb
‑
10(ci 77499&三乙氧基辛基硅氧烷)
58.氨基酸表面处理混合色粉：来自玮弘祺，混合色粉比例为91.2％vhk
‑
cr
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ll(二氧化钛&月桂酰赖氨酸&氢氧化铝)，6.4％vhk
‑
oy
‑
ll(ci77492&月桂酰赖氨酸),1.7％vhk
‑
or
‑
ll(ci77491&月桂酰赖氨酸)以及0.7％vhk
‑
ob
‑
ll(ci77499&月桂酰赖氨酸)
59.无机防晒剂为zno：来自evercare，100％zano 20plus(氧化锌&三乙氧基辛基硅氧烷)。
60.实施例a5、比较例a2的颜料分散性能测试结果如图2所示。
61.从图2可以看出：用复配物5分散的混合色粉/无机防晒剂得到的分散浆的粘度均低于用环五聚二甲基硅氧烷分散得到的，分散浆的粘度越低表示润湿分散的效果越好，即油脂对色粉的润湿分散能力越强，分散所需的能量与时间就越少，生产效能越高，越容易制备低粘的配方；混合色粉/无机防晒剂被润湿分散得越好，越有利于使最终产品在涂抹时更加均匀/防晒效果更好；复配物5对市面上常用的硅表面处理色粉、氨基酸表面处理色粉及无机防晒剂氧化锌的润湿分散性能都优于环五聚二甲基硅氧烷，因此非常适合用在彩妆和
防晒产品中。
62.实施例b1、比较例b1：
63.按照表6所示的配方在护发素中分别添加复配物5和环五聚二甲基硅氧烷，并进行调理性能评估，具体评估步骤如下：
64.盲测，用洗发水清洗完头发后，用干毛巾吸干头发上的水分，然后将头发中分，取等量样品均匀涂抹于头发中部至发梢(左边和右边分别使用不同的产品)，轻轻按摩后等待2分钟，然后冲洗干净。按照使用情况对护发素在湿发以及干发的表现进行打分，范围0
‑
5分，分数越高表示效果越好。
65.受试者：共5人，其中女4人，男1人。头发类型包含中短长发，以及细软，粗硬发质。
66.实施例b1、比较例b1的调理性能评估结果如图3和图4所示。
67.从图3和图4可以看出：复配物5与环五聚二甲基硅氧烷对头发的调理效果相当，而环五聚二甲基硅氧烷已被列入最新版reach法规(ec)no 1907/2006附件xvii限用物质清单中，在洗去型化妆品中使用浓度限量为0.1％，这大大限制了环五聚二甲基硅氧烷在头发护理产品中的应用。而复配物5对头发的调理性能和环五聚二甲基硅氧烷相当，因此可以替代环五聚二甲基硅氧烷应用于头发护理产品中。
68.实施例c1、比较例c1：
69.按照表7所示的配方在护肤膏霜中分别添加复配物5和环五聚二甲基硅氧烷，进行肤感性能评估，具体评估步骤如下：
70.盲测，取等量样品置于皮肤上，用指腹逆时针打圈涂抹，感受其肤感，以打分的方式评价样品在皮肤上的铺展性，丝滑感，吸收性，润泽感和柔软感等肤感性能，范围0
‑
5分，分数越高表示性能越好。
71.受试者：共5人，其中女4人，男1人。
72.实施例c1、比较例c1的肤感性能评估结果如图5所示。
73.从图5可以看出：复配物5可以提供与环五聚二甲基硅氧烷非常类似的肤感，复配物5肤感清爽同时可以提供比环五聚二甲基硅氧烷相对更佳的润肤效果，因此可以替代环五聚二甲基硅氧烷应用于护肤膏霜产品中。
74.实施例d1、比较例d1：
75.按照表8所示的配方在卸妆油中分别添加复配物5和环五聚二甲基硅氧烷，进行卸妆效果评估，具体评估步骤如下：
76.盲测，将等量粉底液/口红/唇釉样品涂抹于皮肤上，5分钟后，用等量卸妆油滴于涂有样品的区域并用指腹逆时针打圈涂抹15圈，然后用清水冲洗干净，以打分的方式对卸妆油的卸妆效果和肤感进行评价，分数范围为0
‑
5,分数越高代表性能越好。
77.粉底液为克里斯汀迪奥凝脂恒久亮泽粉底液1n号，硅油包水体系。
78.口红为香奈儿炫亮魅力唇膏(182号)，全油体系。
79.唇釉为美宝莲巨持色哑光液体唇膏(118热舞)，全油/硅油体系。
80.受试者：共5人，其中女4人，男1人。
81.实施例d1、比较例d1的卸妆效果和肤感评估结果如图6所示。
82.从图6可以看出：复配物5在卸妆油配方中可以提供比环五聚二甲基硅氧烷更好的卸妆效果，这得益于复配物5与其他油脂有更好的兼容性同时其对色粉的润湿分散效果更
好，因此可以更容易卸除彩妆；此外复配物5配方更易冲水且冲水后肤感更清爽，这可能是因为复配物5更容易被乳化，不容易残留在皮肤上，因此可以替代环五聚二甲基硅氧烷应用于卸妆油等皮肤护理产品当中。
83.实施例e1、比较例e1：
84.按照表9所示的配方在眼影中分别添加复配物5和环五聚二甲基硅氧烷，进行上妆性能评估，具体评估步骤如下：
85.盲测，用同等的力将指腹按压于样品上，感受样品触感，按压5s后提起手指，观察指腹中眼影的粘取量，量越多，粘取性越好。之后以同一方向将眼影涂抹于皮肤上，观察眼影涂抹后的均匀程度。
86.实施例e1、比较例e1的上妆性能评估结果如表10和图7所示。
87.从表10和图7可以看出：复配物5在眼影配方中可以提供和环五聚二甲基硅氧烷样品相当的铺展性，但是具有更好的粘取性，同时触感更柔软，因此可以替代环五聚二甲基硅氧烷应用于彩妆产品当中。
88.表1实施例a1～a7、比较例a1～a2的复配物配方
[0089][0090]
表2实施例a1～a7、比较例a1～a2的肤感测试结果
[0091][0092]
表3实施例a1～a7、比较例a1～a2的稳定性测试结果
[0093][0094]
表4实施例a4～a5、比较例a2的闭杯闪点测试结果
[0095][0096]
表5实施例a5、比较例a2的油脂兼容性测试结果
[0097][0098]
表6实施例b1、比较例b1的护发素配方
[0099][0100]
表7实施例c1、比较例c1的护肤膏霜配方
[0101][0102]
表8实施例d1、比较例d1的卸妆油配方
[0103][0104]
表9实施例e1、比较例e1的眼影配方
[0105][0106]
表10实施例e1、比较例e1的上妆效果评估结果
[0107]
测试项目实施例e1比较例e1触感更柔软偏硬粘取性好，粘取量更多好铺展性均匀均匀