1、油包水乳化劑一般的HLB?在38的范圍內，而目前國內以及國外市場上常見的又以 56 為主，在不同的涂抹感觀要求下， HLB 可有相應的調整。目前常見的油包水乳 化劑大概可分為以下幾類：脂肪酸的二價或三價堿土金屬鹽，聚氧乙烷和聚氧丙烷共 聚體，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。如硬脂酸鎂，硬脂酸鋅，硬脂酸鋁，失水山梨醇棕櫚酸 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，聚氧乙烯蜂蠟，聚氧乙烯蓖麻油， 甲基葡萄糖倍半硬脂酸酯，異硬脂酸單甘油酯等等。還有部分的聚硅氧烷

2、結構的硅油 包水乳化劑，在市場上也有很廣的應用。主要成分是以烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙 烷聚氧丙烷的共聚體，以及其在揮發性硅油或二甲基硅油的分散液為主。 ?油包水的乳化劑，主體除了從結構種類上分類，其分子量的大小也是非常關鍵的 選擇參數，一般來講，分子量越大，乳化劑在界面層上形成的界面膜的強度和剛度也 就越大，體系就跟容易穩定，但同時，也會在涂抹感上略有下降。而小分子量的油包 水的乳化劑，在涂膜感上會略有提升，但整體的相對穩定性能則有下降。因此，通常 選用不同分子量油包水的乳化劑進行復配，即會增加體系的穩定性，也會增加體系的 涂摸感。但是，也并非是乳化劑的分子量越大，體系就越穩定，乳化劑的分子

3、量越 小，體系涂抹的膚感就輕盈。乳化劑分子的親油親水分界端的截面積非常關鍵。這將 直接影響到界面層的致密性。如果乳化劑中有多個親水和親油的端面，很形象的就像 “錨一樣，將使得界面層的穩定性，致密性，以及強度都會有極大的提升。如三梨醇 倍半硬脂酸酯，聚氧乙烯 30 聚羥基硬脂酸酯，二聚甘油三異硬脂酸制等等。除了乳 化劑中多個親油親水平衡點可以增加體系的穩定性外，乳化體系 HLB 的選擇也非常有 助于體系的穩定和提升。目前，市場上主流的油包水主乳化劑的HLB選擇范圍控制在56 之間，助乳化劑的范圍可能更廣些，如 HLB 在 28 的范圍內選者。由于 HLB 值是隨著溫度的變化和體系中反活性基團的含

4、量多少而發生變化的。通常升高溫度， 體系的 HLB 值會下降，降低溫度，體系 HLB 值會上升。如經常經過由低溫到常溫的 溫度變化，油包水的體系發生油水分層進而完全轉相的情形，就屬于這樣的范疇。那 么在不影響體系乳化能力的情形下，適當的添加低 HLB 的油包水乳化劑，如 HLB 在 35 之間的失水山梨醇脂肪酸酯，不僅可以降低配方的成本，增強涂抹的輕盈的感 覺，而且將對體系耐寒也有一定的幫助。在油包水乳化劑中，聚氧乙烯 30 聚羥基硬脂酸酯的乳化能力和抗極性油脂非常強， 要遠遠的優異于其他類型的乳化劑。除了本身的較高的分子量，雙 “錨“式界面定型， 其較長的聚氧乙烯鏈式非常關鍵的。由于乳化劑要

5、在體系中穩定，必須具有強烈的雙 親性，對于任何一相，過弱或過強度不利于體系的穩定。由于聚氧乙烯 30 聚羥基硬 脂酸酯因為含有 30 個聚氧乙烯基團，同比于其他的油包水乳化劑，能夠承受的極性 油脂的能力和強度要高的多（見下文油脂的極性對配方體系的影響），但并非是無限 制的增長。雖然烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷丙烷的共聚體也有較高的聚氧乙烯基 團，但是由于反向的親油基團很弱，過而對極性油脂的承受能力也是有限的。正是這 樣的原因，在油脂極性和乳化劑乳化能力的平衡中（極性油脂很容易降低乳化體系的 黏度），聚氧乙烯 30 聚羥基硬脂酸酯可以容易的配制出能夠噴霧的油包水乳化體系。另外，在油包水的體系中，

6、因為滑爽和輕盈的獨特膚感，聚甘油酯類油包水乳化劑也 有了一定的潛力和發展，并且在市場上已經占有一定的份額。但因為其乳化能力的不 足，通常較多地被應用為助乳化劑，如三聚甘油雙異硬脂酸酯等。目前較為新意的選 擇也可以是二聚甘油異硬脂酸酯和二聚甘油三異硬脂酸酯，并且這兩個油包水的乳化 劑都屬于同系物的油包水的乳化劑。如分開分別使用，則乳化效能都比較低，但是如 果復配使用，則會有較大的變化。除兩者整體的相容性及配伍性能不錯外，兩者的分 子量也是一高一低的搭配，其 HLB 值也分別是 7 也及 2.5 。另外作為粉體的分散處理 劑，比較合適的 HLB 值一半都是在 79 之間，那么二聚甘油異硬脂酸酯和二

7、聚三甘 油異硬脂酸酯若按 2 比 1 的比例，不僅可以控制整體的 HLB 值在 56 之間，而且還 可以增強粉體的分散性能。用此兩個乳化劑復配使用，不僅可以作出較為清爽的油包 水體系，甚至非常接近水包油的感覺，而同時卻無硅油包水和油包水類復配帶來的果 凍感。因而，可能是高檔眼霜，晚霜，面霜以及大量的抗酸或抗堿，抗離子，抗氧化 還原性，以及需要高油性滲透滋養類配方的很好的選擇方向。助乳化劑的選擇 助乳化劑通常可作為乳化劑的增效劑。對于兩親的乳化劑，以溶解 度較大的相為外相，因此，要增加乳化體系的穩定性，需要增強油包水乳化劑在油相 的溶解度。通常在水相添加 0.52% 的無機鹽，可以很好的降低乳化

8、劑在水相的溶解 度。其原因主要是無機鹽在水合時，是通過離子鍵，其鍵能要遠遠大于油包水乳化劑 親水端水合時形成的氫鍵和共價鍵，因而在類似于 “鹽析 “效應的影響下，乳化劑在油 相得到了更大的溶解值。另外，無機鹽可以使乳化顆粒帶電，形成擴散雙電層。大部分穩定的乳狀體系因電離 或者吸附會產生電荷，這些屬性和膠體有類似的性能。由于乳化劑常帶有極性基團， 故吸附與電離常同時發生。一般介電常數較高的物質常帶正電，介電常數低的物質常 帶負電。故在 OW 型乳狀液中油滴常帶負電荷；在 W O 型乳狀液中，水滴常帶正 電荷。由于液滴帶電而形成雙電層，它們之間的相互吸引和排斥，提高了分散體的穩 定性，尤其對于黏度

9、較低的油包水乳化體系更顯得重要。作為常見的山梨醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯以及聚氧乙烯脂肪酸酯等油包水乳 化劑，可針對性地在水相添加山梨醇，甘油，聚乙二醇等對應的親水性多元醇。由于 相應的多元醇在一定的溫度下在水相都有一定的溶積值，在水相添加適量的多元醇也 可以增加對應的乳化劑在油相的溶解值，而通常在水相添加無機鹽和多元醇，這樣的 方式往往是同時進行的。同時，由于無機鹽和多元醇的加入，油包水乳化體體的抗寒 性能有了極大的提升，使得產品在低溫到室溫儲藏溫度的變化中，體系出水或轉相的 可能性大大降低，這主要歸功于無機鹽以及多元醇通過水合作用可以顯著降低水的凝 固點，故而避免水相凝固造成內相體積過度膨

10、脹而導致破乳。固體粉末的助乳化作用，許多小粒徑固體粉末，請注意是小粒徑，當它們處在 內外兩相界面上時，也能起到良好的乳化作用。細小改性的固體顆粒，由于本身與界 面接觸角的原因，會很好的吸附在分散相界面，并對內相有一定的包裹作用，故而是 性能不錯的助乳化劑，對提高體系的穩定性幫助很大。如常見的硬脂酸鎂，鋅，鋁等 二價堿土或三價堿金屬鹽，氣相二氧化硅等。而一些常見的固體顆粒，需經過特定的 表面處理及改性后，才具有助乳化作用。因此，適當的選擇乳化劑和助乳化劑，進行 合理的配對，對油包水體系的穩定性有著至關重要的作用，也是配方成敗的關鍵。對 于通常的乳化體系，乳化劑的用量一般在 34% 左右，在含極性

11、油或高粉量的乳化體 系時，乳化劑用量一般在 45% 左右，在這里需要指出的一點是，在乳化體系里，尤 其是油包水的乳化體系里，并非是乳化劑用量越高越穩定，當乳化劑的用量高于一定 的范圍，其體系的穩定性常常是下降的。其可能的原因一方面是由于乳化界面的空間 位阻效應，由于乳化劑相互的作用，當乳化劑的用量超出一定的范圍時，其界面層的 致密性會有所下降，另一方面，由于油包水的乳化劑的 hlb 值一般在 37 之間，沒有 強烈的親水性，故而在油相形成油性膠團的能力較低。但由于油包水的乳化劑親油和 親水的兩親性，與強極性油脂屬性非常接近，多余的乳化劑在界面層非常活躍，但對 界面層的襲擊和穿透影響更多，使得界

12、面層的強度下降和松散性增大，反而可能會讓 體系破乳或者形成反膠團進而轉相。乳化體系中油脂的選擇 在油包水的配方中，油脂的選擇對體系的黏度，對體系連續相的配伍性，固體顆粒 的分散以及配方的穩定性都有著至關重要的影響。油脂的極性對黏度的變化 油脂的極性對體系的粘度的影響也是非常明顯的，油 脂的極性越高，體系的粘度越低，同時體系的穩定性由也會有所降低。所以，在配方 的鋪展性和涂抹性作調整時，需要在黏度和穩定性多方面考慮。油脂的極性除對配方黏度有影響，同時對體系連續相的配伍性影響也非常關鍵。在油 包水的防曬體系，以及油包水和硅油包水體系，油脂極性的選擇和用量的高低會直接 對配方體系的穩定性有重要的影響

13、，而在這類配方中，也是最容易因為油脂的極性而 是產品表面產生會果凍感，表面龜裂，有油層析出等現象發生。油脂的極性對粉體分 散性能的影響，油脂的極性對粉體的分散性能影響較為明顯，一般來講在乳化體系 中，在水包油的乳化體系里，極性油更有利于粉體的分散，在油包水的體系里，非極 性油更有利于粉體的分散。因此，在油包水的配方設計時，油脂的極性非常關鍵。通 常如果油相全部為非極性油，那么，在油相中即使未經處理的普通粉體，如普通鈦白 粉也有較好的分散度，但是隨著外相油脂極性的提高，體系對粉體的表面處理的要求 愈來愈高。如果在有極性油分散體系，一般極性較強的油脂在整個油相的比例超過四 分之一或三分之一左右時（

14、具體視油脂的極性和含量而定），可以明顯增強油相的電 極性，使得固體顆粒間的由電極性引起的相互作用力更容易傳導，未經表面處理的固 體顆粒更易在油相中向界面相遷移和聚集。如在粉底里常常出現的花色和粉體的集聚 就常常屬于這個范疇，此時粉體的表面是否經過與處理就顯得非常關鍵。如果粉體顆 粒經過親油處理，其穩定性和分散都會大大增強。如果體系的極性油含量非常高的時 候，體系本身的穩定性也會有很明顯的不穩定趨勢，果凍感，表面龜裂，析油將不可 避免。油脂的極性對配方的穩定性的影響，如果要在油包水體系追求涂抹的輕盈和滑 爽，在中高端的產品中將不可避免的添加一些中等極性或者中等以上極性的油脂，那 么，此時普通的乳

15、化體系的穩定性能會有很大的下降 其可能的原因是極性油脂一 般都有一個或多個極化中心，而在離子型導電水溶液中，極化的油脂更容易會和水以 及界面活性劑產生相互作用。如乳化劑，以通常的親水端的聚氧乙烯鏈或者多羥基端 來講，其親和水的能力的大小和其聚氧乙烯基團以及多羥基基團的多少有直接的關 聯。而極性油在某種程度上與乳化劑有類似的競爭機制，如果體系中，極性油脂的添 加量不斷的增大，這時乳化劑的效能則會不斷的下降。故而，油脂的極性對配方的穩 定性的影響非常關鍵。油包水含固體顆粒粉末的選擇 在油包水乳化體系中，可以選擇的固體分類很多，常見的粉體顆粒有二氧化鈦，二氧 化鋅，二氧化硅，高嶺土，滑石粉，云母粉，

16、氧化鐵黃，氧化鐵紅，氧化鐵黑，碳黑 等。因為二氧化鈦的使用最為常見和關鍵，本文固體顆粒粉末討論主要圍繞二氧化鈦 展開，討論粉體顆粒大小的選擇與遮蓋能力以及著色影響，固體顆粒的表面處理及固 體顆粒的助乳化作用。二氧化鈦是一種多晶型的化合物，在自然界中有三種結晶形態：金紅石型，簡稱 R型，如R930,銳鈦型，簡稱A型如A100,以及板鈦型。板鈦型不穩定，在 650 C下 會向金紅石型轉化，因而沒有工業價值。銳鈦型在高溫下（700 C）以上能夠轉變成金紅石型，金紅石型與銳鈦型相比，因晶格較小而緊密，所以具有較高的折射率。二 氧化鈦折射率非常高，金紅石型 2.71 ，銳鈦型 2.55 。因此具有很高的

17、遮蓋力和優良 的光學性能。粉體的顆粒大小的選擇，二氧化鈦的最佳粒徑在0.20.3 ym ，在這個粒徑之間，二氧化鈦具有最佳的反射和散射光的能力，以達到最佳的遮蓋力。在 0.2 ym處，各波 長光線散射總和最大，當粒子在 0.250.3 ym 時，藍色光線散射減少，其它光線散 射相對不變，在 0.15ym 處藍色光線散射最大，光譜中紅色和綠色光線散射顯著下 降。理想的二氧化鈦粒徑應為 0.20.5 ym ，由于人們的視覺總認為白色偏藍比純白 色更白，所以0.2 ym粒徑的二氧化鈦顯得更白，并且具有更高的遮蓋力。二氧化鈦 的顆粒大小，顆粒結構和分散程度影響其遮蓋力。通常的鈦白粉類固體顆粒的粒徑大

18、小如下：目數 粒度 ym 目數 粒度 ym 目數 粒度 ym 目數 粒度 ym 目數 粒度ym5 3900 45 350 200 74 800 19 3000 510 2000 50 297 230 61 900 15 3500 4.516 1190 60 250 270 53 1100 13 4000 3.420 840 80 178 325 44 1300 11 5000 2.725 710 100 150 400 38 1600 10 6000 2.530 590 120 124 460 30 1800 8 7000 1.2535 500 140 104 540 26 2000 6.54

19、0 420 170 89 650 21 2500 5.5 在大于可見光半波波長的范圍內，粒徑越細，顆粒結構越光滑，分散性越大，則遮蓋 力越大。但有一定的限度，當平均粒徑為 0.2ym 時，遮蓋力最大，小于可見光波長 一半時，則由于晶體對光的透明性使遮蓋力反而下降。所以說，粒子過大過小都不 好。著色力是二氧化鈦的重要特性指標，是指二氧化鈦與另一種顏料混合后，所得到混合 物顯示它本身顏料的能力。一般習慣用雷諾值( Ranolds )來表示著色力。著色力是 粉體對光的吸收和散射的結果。二氧化鈦是一粉體的表面處理，以二氧化鈦為例，討 論粉體的表面處理。通常分為無機處理和有機處理以及多重處理。無機處理，

20、鈦白粉的晶型決定其基本品種的性質，而表面處理則對鈦白粉的專用品 種和性質起主要作用。目前，市場上幾乎所有的金紅石型鈦白粉的部分特殊用途的銳 鈦型鈦白粉都是經過表面處理后才出售的。Al2O3 包膜，在 TiO2 粒子表面用 Al2O3 包覆，不僅可顯著提高 TiO2 的抗粉化性和 保色性，還能提高其分散性能， Al2O3 包膜是所有包膜工藝中最簡單的。Al2O3/SiO2 包膜，它的應用最為廣泛的，目前市場上流通的金紅石型鈦白粉，絕大 部分都含有 Al2O3/SiO2 ，其中 SiO2 能增加 TiO2 的耐久性，降低 TiO2 的表面活 性。SiO2 包膜，其工藝復雜， SiO2 包膜分為致密

21、膜和多孔膜。致密包膜后 TiO2 的耐 候性特別好。常用于高光澤，高耐久性的分散體中。使用多孔薄膜的 TiO2 ，能賦予 分散體較高的干遮蓋力。有機處理， TiO2 是一種極性很強的物質，為了提高在弱極性介質中的分散性，需要 在鈦白粉的表面提供一種親有機物質的表面，基本原理是加入表面活性劑或其它助 劑，借以降低 TiO2 和介質之間的表面張力，使介質容易取代吸附在 TiO2 表面的空氣 和水，使 TiO2 顆粒實現分離。比較合適的用于粉體表面處理的界面活性劑通常會有 一些嚴格的要求，這將在以后的文章中加以闡述。 含蠟類油脂的油包水配方設計主要是根據選擇蠟的種類以及含量的不同而采用不同的 工藝。例如凡士林，羊毛脂，蜂蠟，地蠟，微晶蠟，石蠟等等。如果配方設計的油相 加熱后冷卻，仍然不透明或非常渾濁甚至于有固態析晶，則一般采用加熱后冷卻，并 在室溫下均質一段時間后在抽入水相。如果油相在加熱溶解后，冷卻至室溫人保持通 明澄清，則在加熱后可以直接抽入水相進行乳化均質并同時冷卻。當然，所有這些配 方度可以選擇熱配，在高溫下均質乳化，在不考慮生產能量消耗和減短生產時間的因 素，熱配法生產，在生產工藝的控制和產品的穩定性方面要優于冷配法。 熱配