油包水乳化体系之配方设计及生产工艺初步研究

[原创]油包水乳化体系之配方设计及生产工艺初步研究

油包水乳化体系之配方设计及生产工艺初步研究

两年前，一直答应朋友要写个关于油包水的帖子，可以没能够抽出时间和精力，好好完成这件事，今天，终于完成了初稿，写出来和大家分享。本文版权归本人所有，请尊重本人劳作，如被引用，请事先与本人联系，并标明出处，否则保留相关权利。

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油包水乳化体系的定义

通常将连续相为油相的乳化体系定义为油分散体系，根据油相的不同，可分为油脂分散体系，硅油分散体系，以及油脂硅油复合分散体系。根据内相的种类，如全水相，全固体相或者混合内相，以及多分散体系等。

油包水乳化体系的概况

油包水乳化体系的保湿性比传统的水包油体系有很大的提升，同时在滋润度和膏体的光亮度上较水包油的也是有明显的改观，但同时缺点也是非常明显的，一是配方的稳定性和生产工艺的调控，较水包油的要求有所提升；二是乳化体涂抹的肤感通常较水包油的较粘腻，厚重。但目前随着新型的乳化剂的出现，如聚甘油酯以及聚硅氧烷醇共聚体，油包水乳化体系的涂抹感观已经有了极大的提升，甚至也有部分可以和传统的水包油乳化体系的涂抹感观不相上下。通常来说，市场上油包水产品主要有以下四大类：粉底液，粉底霜，保湿霜，乳蜜。另外，油包水的基质因为对离子，酸碱，以及抗氧化行原性，可应用在更多疗效型美容用品和中高端保养产品中。

本文将重点讨论以影响油包水乳化体系的稳定性因素；油包水的生产工艺；以及油包水的配方设计原则为主要内容展开论述。一来希望通过学习和交流来共同提高，二来也希望能抛砖引玉，引起大家更多的探讨和推动油包水体系的市场应用。

影响油包水乳化体系的稳定性因素

影响油包水乳化体系的稳定的因素较多，通常可以分为以下几点。

1、油包水乳化剂的选择，

2、乳化体系油脂的选择，

3、油包水含固体颗粒粉末的选择，

4、乳化体系黏度的控制，

5、油包水生产工艺的选择等主要方面

乳化剂的选择

通常乳化剂分子聚集在油水相界面上，亲水基伸入水中，亲油基伸入油中，使水－油界面的界面张力下降而使乳化系统得以稳定。因而乳化剂对乳状体系的稳定性非常关键，我们将通过考察乳化剂及乳化助剂在界面层的空间排布和相互作用，来分析乳化剂的选择对体系稳定性的影响。

界面层的致密性性由于乳化剂分子在液滴表面上可形成紧密的吸附层，并在界面层成定向楔的界面，故而乳化剂分子的结构以及空间排布对稳定性的影响比较关键。乳化剂分子的空间构型主

要指分子中极性基团截面积的相对大小，若两种基团的截面积不同，在乳化剂分子就像两头大小不一的楔子，在油水界面上形成紧密排列的吸附层。截面积小的一头总指向分散相，截面积大的一头总指向分散介质，形成定向楔的界面。因此选择油包水乳化剂时尽可能选择亲油端较大的乳化剂作为主乳化剂，这样乳化体系相对较难发生转相，但同时要考虑到空间位阻，可适当的选配不同分子量的油包水乳化剂作为复合乳化剂，来填充不同分子量乳化剂之间的空隙。

界面膜的强度乳化过程也可看作乳化剂在分散相液滴表面形成一保护膜的过程。界面膜的厚度尤其是其强度和韧性对乳状体系的稳定性起着举足轻重的作用。通常混合乳化剂形成的复合膜具有相当高的强度，因而界面膜不易破裂，其形成的乳化体系更趋于稳定。在选择乳化剂组成混合乳化剂时，要注意各组份的分子之间的相互作用力要强，且能在界面相中紧密排列。如果能选择分子结构相近且不同分子量的乳化对作为乳化剂，乳化效能和稳定性会有更大的提升。

油包水乳化剂一般的HLB 在3~8的范围内，而目前国内以及国外市场上常见的又以5~6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几类：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，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚脂肪醇醚，聚甘油脂肪酸酯等等。如硬脂酸镁，硬脂酸锌，硬脂酸铝，失水山梨醇棕榈酸酯，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，聚氧乙烯硬脂醇醚，聚氧乙烯油醇醚，聚氧乙烯蜂蜡，聚氧乙烯蓖麻油，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聚羟基硬脂酸酯，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聚羟基硬脂酸酯的乳化能力和抗极性油脂非常强，要远远的优