聚氨酯

化妆品用水性聚氨酯发展现状
纳米TiO2无毒、无臭、光催化活性好、紫外线吸收和红外线反射能力强，并具有杀菌、除臭等功能，在涂料、化妆品、抗菌剂、以及造纸和环境保护等领域得到了广泛的应用。

水性聚氨酯以水为介质，无毒、无污染、不燃烧，具有环境友好性，乳液具有耐低温，柔性好，粘接强度大等优点，但是耐高温性能和耐水性差。

有机硅因其独特的化学结构而具有一序列优异的性能，如表面能低，化学稳定性、疏水性、电绝缘性和耐高低温等。

利用有机硅来改性聚氨酯材料，可以弥补聚氨酯材料的不足，提高胶膜的耐水性、耐溶剂性和爽滑性。

由于氟原子半径小、电负性强，在含氟的化合物中，C-F键的键能比较大，氟原子的电子云对C-C键具有很强的屏蔽作用。

因此含氟化合物具有很多优异的性能，如低表面能、耐水耐油性、润滑性、较强的热稳定性、耐化学品性以及良好的生物相容性。

新一代Baycusan 系列产品采用水性聚氨酯分散剂作为多功能成膜剂，聚氨酯微粒作为功能性助感成分。

该水性聚氨酯聚合物产品不含任何溶剂和防腐剂成分，由于其挥发性有机化合物含量低，故可用于皮肤和头发护理产品的配方生产。

Baycusan 系列成膜剂是一种低粘度液体，可采用冷加工技术生产，这给化妆品供应商的生产提供了很大的灵活性。

独特的高分子设计可让生产
出的化妆品具有优异的防水隔离功能、良好的透气性，并且用后易于清洗。

Baycusan 系列聚合物成分形成清晰的弹性薄膜，可直接渗透脸部肌肤，柔软不黏腻。

紫外线可直达真皮内部，从而对真皮部分产生种种危害。

研究发现透明酸被紫外线照射后，随着时间的流逝，其分子会被破坏而发生断裂，对皮肤造成很大影响。

KazuhiroYamaguchi ,Kahori Ishida .SUNSCREEN COSMETIC :US,0156149.[P].2012-06-21.
1)吸收能力强；
2)化学及热稳定性好，不分解；
3)无异昧；
d)溶解性好．与其它原料配伍性能好，且又不影响使用效果；．
5)耐皮肤有固着性，且耐水、耐汗；
6)安全无毒，对皮肤无刺激。

有机硅表面活性剂具有独特的优点
①有优良的降低表面张力的性能;
②有优良的润湿性能;
③具有消泡性和稳泡性;
④毒理性基本上都是生理惰性的;
⑤乳化作用大、配伍性能好,等等。

在化妆品中的应用
有机硅表面活性剂在日化行业中为一种用量很大的表面活性剂,可用于各种化妆品,作为乳化剂。

在香精、洗发香波中使用具有乳化、起泡、分散、增溶的作用,能使香波泡沫丰富,细微稳定,并有抗静电效果。

有机硅表面活性剂对人体无副作用,能在皮肤表面形成脂肪层的保护膜,防止皮肤干燥,是优良的皮肤润滑剂和保湿剂,特别适用配制面部、眼部化妆品作为乳化剂和乳化稳定剂。

王学川,高富堂.有机硅表面活性剂的研究动态及其应用[J].皮革化工,2005,22(4):7-10.
APG除了自身对人体皮肤和眼睛无刺激性外, 还可降低与其复配阴离子表面活性剂的刺激性。

在低刺激性香波和儿童香波的配制中, APG是必不可少的主要原料。

发用香波产品应用时, 头发的干、湿梳理性显得特别重要。

头发分别用APG/ AES 和AES 处理后, 测量梳理性的结果表明: APG有改善梳理性的功能。

但
它的湿梳理性的影响呈中性(即不改善也不损害) 。

此外, APG对受伤的头发具有保护作用。

用它和AES的水溶液分别处理被烫过的头发, 测定被处理过头发的抗张强度, 发现用APG处理过头发的抗张强度损失明显小于用AES 处理过的头发, 而且它和AES的混合物更有利于头发的保护。

APG除了上述主要的应用范围外, 在其他日化产品中也有广泛的应用。

如: 把APG加入肥皂、香皂中, 可提高其抗干裂性、湿裂性、起泡性、皮肤的温和性和洗后的皮肤感觉。

用于牙膏后, 可改善牙膏的起泡性、口腔刺激性和流变储存稳定性等。

吴建军,马喜平,邱海燕.烷基多苷的应用[J].日用化学工业,2004,34(3):181-183.
含硅表面活性剂在日化行业中为一种用量很大的表面活性剂，尤其是有机硅表面活性剂由于具有无毒、无皮肤刺激性、抗氧化作用、紫外线防护作用、生物相容性好、防水透气性能优异等许多突出的优点，因而在化妆品、洗发护发类制品、膏霜类制品与产品中有一定程度的应用。

它可作为乳化剂用于各种化妆品。

张博,吴桐,等.含硅表面活性剂的应用及其绿色化发展[J].化工科技市场,2010,33（5）：29-32.
化妆品是以涂抹、喷洒或其他类似方法，施于人体表面某些部位（皮肤、毛发、指甲、口唇、口腔黏膜等），以达到清洁、消除不良气味、护肤、美容和修饰目的的日用化学工业产品。

按剂型
可将其分为透明液体、乳液、透明凝胶、乳膏、粉末、气溶胶、泡沫等。

由于化妆品多是利用原料混合、物态（液、固、气）变化等，很少有化学反应发生，所以化妆品在生产、存放和使用过程中，必须保证其有效的稳定性。

化妆品的稳定性除与其原料（油、脂、蜡、表面活性剂等）有关外，少量作为胶黏剂、增稠剂、悬浮剂和助乳化剂的高分子化合物更有助于化妆品的稳定性，有时甚至起关键作用。

化妆品中常用的高分子化合物多为水溶性高分子，水溶性高分子能在水中溶解或溶胀形成溶液或分散液。

水溶性高分子化合物含有的亲水基团，常见的包括羧基、羟基、酰氨基、氨基等。

这些基团不仅使高分子具有亲水性，而且赋予它们许多不同的性能，如粘接性、成膜性、增稠性、成胶性、分散性、絮凝性、润滑性、螯合性、减磨性、流变性、增溶、增泡稳泡、浊点升高、保湿等。

在化妆品中，对所应用的水溶性高分子化合物与其他化妆品原料一样有较严格的要求，它必须具备以下的条件：无毒安全；无臭、无味、质量稳定；溶解性和配伍性好。

水溶性高分子在化妆品中被用做增稠剂、胶黏剂、分散剂、成
膜剂、保湿剂、悬浮剂、助乳化剂、营养剂等。

聚氨酯由于其多孔性、柔软且富有弹性，及其良好的
透湿和透气性能而得到广泛的应用；橄榄油是护肤
化妆品的重要原料，具有润滑皮肤、保湿、增加皮肤
营养和弹性的功能。

水性聚氨酯胶粘剂是以水代替有机溶剂的一种聚氨酯胶粘剂, 它是一种环保型的胶粘剂, 在复合包装生产过程中无有害溶剂挥发, 没有异味, 从根本上消除了残留溶剂。

水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。

在实际应用中水溶液型很少, 主要是聚氨酯水性分散体或乳液, 是以水为介质的二元胶态体系, 聚氨酯粒子分散于连续的水相中。

纳米材料处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。

在物理、化学、材料、生物、医药等方面具有重大的应用价值。

近年来，在化工领域也得到了一定的应用，如用作催化剂、高分子材料的改性剂和增强剂、抗菌剂，用于涂料、化妆品、化工污水处理及医药行业。

纳米TiO2、纳米ZnO等具有很强的紫外吸收能力，被广泛用于化妆品中。

目前，美国已开发出6种商品化的无机防晒剂。

日本、法国、德国也都有相应的无机防晒剂用于防晒化妆品中。

平均粒径为10 nm 的TiO2分散在水中，几乎是无色透明的，不会影响化妆品的外观。

当其用量为5％～20％时，防晒系数可达15～30。

采用二甲基硅氧烷对纳米TiO2进行改性，可使纳米TiO2在化妆品中分散性良好，具有很强的吸收紫外线效果，且TiO2的光活性和光催化性能低下，长期使用稳定性高。

阎淑萍,张士莹,等.纳米材料在化工领域中的应用[J].河北化工,2001,3:1-6.
防晒化妆品近年来纳米TiO2等一批无机防晒剂大受欢迎，因为纳米TiO2具有很强的散射和吸收紫外线的能力，尤其是对人体有害的中长波紫外线的吸收能力很强，并且可透过可见光，无毒无味，无刺激性，加之可以随意着色，价格便宜，故可广泛用于化妆品中。

在对日本销售的37种防晒化妆品的分析中，发现其中大多数均含有纳米TiO2。

王宇晖,徐高田.光触媒技术的发展与应用[J].化学工程师,2004,12:38-41.
Detlef Koch, Richard Rassek. W A TER-BASED NAIL POLISH : US,5120529.[P].1992-06-9. (水性指甲油)
相比以前现在的消费者更加关注健康、幸福和容貌，导致化妆品需求量大大提高，
水性聚氨酯是水溶型、水分散型和水乳化型聚氨酯的统称. 水性聚氨酯与溶剂型相比较, 具有生产、运输和使用安全, 不污染环境的优点。

瞿金清,陈焕钦.高固含量水性聚氨酯分散体的合成[J].化工学报,2003,54(6):868-871.
化妆品是指以涂抹、喷、洒或者其他类似方法，施于人体（皮肤、毛发、指趾甲和口唇齿等），以达到清洁、保养、美化、修饰和改变外观，或者修正人体气味，保持良好状态为目的的产品。

目前，化妆品的发展趋势是向疗效性、功能性和天然性方向发展。

化妆品能对人体面部、皮肤表面、毛发和口腔起清洁保护和美化作用。

化妆品的品种多种多样，分类方式也各不相同。

按使用部位可分为：皮肤用化妆品、毛发用化妆品、指甲用化妆品和口腔用化妆品。

制造化妆品所用的原料有很多种，据统计大概有3 000 多种。

根据化妆品原料在化妆品中所含比例的大小，可分为基质原料和配合原料。

基质原料是调配各种化妆品的主体，也成为基础原料。

膏霜类的油脂，香粉类的滑
石粉等均属基质原料；配合原料是用来改善化妆品的某些性质和赋予色、香等的辅助原料，如膏霜中的乳化剂、抗氧化剂和防腐剂等均属配合原料。

配合原料在化妆品中的比例虽小，但对化妆品的质量影响却很大。

化妆品配方的组成是多样的和复杂的，除油、水原料外，还有各种功能表面活性剂、防腐剂、香精和色素等，属多相分散体系。

在化妆品中起柔软、抗静电、乳化、分散和杀菌的作用。

使非水溶性物质在水中形成微粒且呈均匀分散状态的现象称为分散作用。

化妆品的分散系统包括粉体、溶剂及分散剂3 部分。

粉体可分为无机颜料（如滑石、云母、二氧化钛和碳黑等）和有机颜料（如酞青蓝等）两类，主要是使化妆品具有好的色调，能遮盖底色，有良好的使用感和防晒功效；溶剂则分为水系和非水系两类；作为媒介的分散剂又有亲水性（适用于水系）和亲油性（适用于非水系）两类。

因此系统有多种组合方式。

柔软和抗静电作用
护发素、润发一类的头发调理产品中，阳离子表面活性剂是主要的调理剂，它有很好的柔软和抗静电能力，在毛发柔顺调理剂中起着独特的作用。

最普遍应用的阳离子表面活性剂是单烷基及双烷基季铵盐类，即C16～18单烷基铵盐、双C 16～18 烷基季铵盐及烷基苄基季铵盐。

不对称的牛油基、辛基二甲基季铵盐以及3- 鲸蜡基甲基铵盐，这类季铵盐对头发干梳、湿梳和
去黏性效果很好。

最近引人注目的是从羊毛脂肪酸中衍生出来的季铵盐类，它的刺激性小，兼具了羊毛脂的保水性能、润湿性能及阳离子型表面活性剂的特点，能赋予头发湿润和柔软等独特的触感。

21 世纪化妆品工业将通过融合近代多学科的高新科技成果，提高化妆品的安全性、功效性和环保性，开发新的化妆品原料，采用绿色环保型的表面活性剂，这些都是化妆品研究的热点。

张建民.表面活性剂在化妆品中的应用[J].日用化学品科学,2008,31(10):43-48.
对于化妆品，人们总是关注其保湿、美白、抗衰老等功效，而其透皮传输的效果，还未能引起足够重视。

其实，透皮传输效果的好与坏，对于化妆品而言是至关重要的。

皮肤表面化妆品营养成分过剩，是造成“皮肤氧化”的重要原因之一。

同样，如果化妆品的营养成分不能被皮肤完全吸收，那么它就会成为寄生细菌生长繁殖的温床，而大量的细菌还会导致皮肤感染。

纳米技术：研究表明，分子量在100～800 之间，溶点低于85℃的物质，都有较大的透皮速率。

所以纳米微粒凭借其粒径小，比表面积大，表现出独特的性能。

采用纳米技术（如纳米微球，纳米钛白粉，纳米乳液，固体脂质纳米粒等）对化妆品进行处理，
可使活性物质功效得到充分发挥，大大提高化妆品的性能。

目前，部分纳米技术在化妆品行业中已得到了广泛应用。

微胶囊：微胶囊技术是20 世纪60 年代开发使用的。

是用天然或合成的高分子材料将固体或液体的成分包裹在直径为1～5000μm 的小胶囊。

最初的微胶囊技术是在制药工业中作为一种新剂型来使用的，目前，世界著名化妆品产品中，许多化妆品的添加剂用微胶囊包覆，使产品性能更加优越。

如Avon 的唇膏、眼影和香水，Chates of Ritz 的保湿霜，Estee Lander 的摩擦去垢清洁膏等。

林婕,何聪芬,等.化妆品中的透皮传输[J].中国美容医学,2009,18(8):1197-1200.
纳米化妆品对人体有害，很多爱美女性希望通过各种护肤品让自己保持青春靓丽，愿意尝试各种新产品。

但英国专家提醒消费者要慎用含有纳米粒子的化妆品，称这类产品如没有经过适当的安全测试，可能对人体有害。

纳米粒子体积微小，可以轻易通过防御组织进入人体内部，比如侵入脑部或进入子宫影响胎儿生长。

这些纳米粒子还有可能与其他细胞相互作用下产生毒性。

现代生活节奏的加快和竞争压力的加剧使得消费者对护肤润肤化妆品提出了新的要求。

如今，无论是女性还是男性，对美丽肌肤的追求变得越来越挑剔，留住青春的肌肤，是每个人的梦想。

我国卫生部颁布的《化妆品卫生规范》将化妆品定义为：是以涂抹、喷洒或其他类似方法，施与人体表面如何部位（皮肤、毛发、指甲、口唇粘膜等），以达到清洁，消除不良气味，护肤，美容和修饰目的的产品。

化妆品按产品种类可分为护肤类、发用类、美容类、口腔类、气雾类、芳香类，以及特殊用途化妆品；按功效又可分为清洁类、护理类、营养类、芳香类等等，并且化妆品还有针对人体的皮肤和使用不同的部位，有乳液、霜、膏等不同剂型。

所以，化妆品使用的范围不仅广泛，而且与我们每个人的日常生活密不可分。

聚氨酯分子结构中含有一定数量的氨基甲酸酯（－NHCOO－）链节的聚合物，聚氨酯含有强的极性基团－NCO、－OH 以及脲基等，此外分子间能形成氢键及范德华力，有较高的内聚力，具有很好的粘接力。

水性聚氨酯涂料以水作介质，不需要额外添加乳化剂或分散剂，因为它的分子结构和大小可以根据性能进行灵活调节。

具有良好的低温成膜特性，不需要额外添加成膜助剂或增塑剂。

水性聚氨酯涂料对几乎所有常用的塑料基材都有良好的附着性，并具有杰出的耐久性和耐冲击性。

王凌,李斌,等.我国水性涂料的研究现状[J].杭州化工,2011,1:13-16.
新型聚氨酯敷料能够保持创面的湿润，控制水蒸气透过速率，并抵御细菌的侵入：其海绵状多孔层状结构有利于创面分泌物的排出，促进创面组织的愈合；使用起来感觉舒适；具有优良的生物相容性。

无致畸变作用，无过敏反应：毒性试验符合医用要求；具有优良的韧性和弹性，加工性能好，加工方式多样等诸多优点。

因此用于药妆领域。

聚氨酯膜(polyurethane film，PU膜) 用作敷料的PU膜是一种透明而具有弹性的半通透性膜．水蒸气通透率比正常皮肤要高，但低于创面的液体渗出率。

PU膜既可以用于保持创面湿润，又可允许气体通过，促进创面愈合，用于烧伤及供皮区创面受到普遍重视[31。

其缺点是易产生膜下积液、诱发感染。

聚醚型聚氨酯膜(polyethemrethanefllm，PEU膜)是发展的主流。

PEU 膜透水性强，创面渗出液的水分能透过析出，而蛋白质等成分则在敷料下转变成凝胶，可缓解疼痛。

水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。

在实际应用中水溶液型很少, 主要是聚氨酯水性分散体或乳液, 是以水为介质的二元胶态体系, 聚氨酯粒子分散于连续的水相中。

郭俊杰,张宏元.环氧改性水性聚氨酯胶粘剂在复合薄膜中的应用[J].塑料工业,2005,33(11):53-55.
单纯的WPU乳液在一些性能上还不能满足人们的需求，如胶膜
力学性能不佳，耐化学性和耐水、耐溶剂性不好，硬度较低。

水性聚氨酯胶粘剂可对多种塑料片材或薄膜进行粘合，如：PVC、ABS、RE、PP、PET 等，也可以对多种材料进行贴塑。

水性聚氨酯由于具有成膜性能好粘结强度高涂膜柔韧性耐磨性耐高低温性能优异等特点以及无毒无味符合日益严格的环保法规要求近年来发展十分迅速，可将其应用到化妆品领域。

带着新推出的聚氨酯化妆品成分Baycusan 系列，拜耳材料科技有限公司逐步挺进北美个人护理行业。

新一代Baycusan 系列产品采用水性聚氨酯分散剂作为多功能成膜剂，聚氨酯微粒作为功能性助感成分。

该水性聚氨酯聚合物产品不含任何溶剂和防腐剂成分，于2008 年在欧洲市场首次上市。

由于其挥发性有机化合物含量低，故可用于皮肤和头发护理产品的配方生产。

Baycusan 系列成膜剂是一种低粘度液体，可采用冷加工技术生产，这给化妆品供应商的生产提供了很大的灵活性。

独特的高分子设计可让生产出的化妆品具有优异的防水隔离功能、良好的透气性，并且用后易于清洗。

Baycusan 系列聚合物成分形成清晰的弹性薄膜，可直接渗透脸部肌肤，柔软不黏腻。

在用作头发护理产品成分时，Baycusan 系列聚合物拥有的卓越特性让发质更加轻盈柔顺，并具有高度保湿功能，使头发易于梳理。

新一代成膜剂还用作水洗面膜和其它面部护理产品的配方生产。

而作于彩妆成分时，新型的聚氨酯成分又可使睫毛膏和眼线膏产品防脱防水。

将其添加于扑粉内，又可让肌肤拥有丝般轻软光滑触感，同时吸收多余油脂，使得脸部妆容更加精致。

化妆品学这门学科很可能会与其他许多学科(材料学、医学、生物工程与农业、环境与农业、航空航天以及微电子、光电子与计算机等)一起奔向纳米时代。

纳米技术在化妆品科学研究中的应用始于90年代，随着技术的不断改进，摸索出许多方法来提高和增加化妆品活性添加物的功效，保持其稳定和鲜活，并使其顺利渗透到皮肤内层，滋养深层细胞，从而事半功倍地发挥护肤、疗肤功效。

我公司生产水性环保型成膜剂（PUA系列聚氨酯改性环保成膜剂，主要用于生产指甲油、睫毛膏、眼线液等化妆品，产品无毒环保，气味小，极佳的防水效果，成膜性好，光泽度高，不会出现泛白现象，质量和同类进口产品接近。

PUA系列是一种聚氨酯改性共聚物，根据不同的产品研发的成膜剂（指甲油和睫毛膏专用，眼线液专用），具有粒子细小，粘度适中的特点，胶膜坚韧，成膜性好，光泽高，耐水性、耐擦洗和耐碱性好。

应用于化妆品指甲油，睫毛膏，眼线液中，对颜填料有较高的承载力，具有较好的耐候性，优良的附着力，防水性强.
用于美容及个人护理产品的聚氨酯原材料
拜耳材料科技已成功研发出了一系列适合化妆品行业多种应用的水性聚氨酯分散体，其中包括脸部和身体护理产品、彩妆、防晒和美发产品。

产品配方具有良好的适应性，满足化妆品行业的各项应用规范要求。

Baycusan系列采用高纯度原料制成，不含共溶剂和防腐剂。

在与2011欧洲涂料展同时举办的意大利米兰欧洲化妆品原料展“In-Cosmetics上，拜耳的展品中有一款新型的美发用分散体。

该分散体可用于生产美发喷雾，具有良好、稳固和持久的定型效果，且不会令头发产生僵硬和粘腻感。