¿Qué factores influyen en el agente formador de película de silicona?

El mercado de los formadores de película de silicona orgánica en la industria cosmética muestra una tendencia de crecimiento estable. En la industria cosmética, los formadores de película de silicona orgánica se utilizan ampliamente en productos como base de maquillaje, protector solar y cosméticos. Sus propiedades únicas, como resistencia al agua, transpirabilidad, flexibilidad y mejora de la sensación en la piel, los convierten en un componente clave para mejorar el rendimiento de los cosméticos. ¿Qué factores influyen en los agentes formadores de película de silicona?

Los agentes formadores de película de silicona tienen un impacto significativo en la industria cosmética. Pueden mejorar sustancialmente el rendimiento del producto, como aumentar la durabilidad, la impermeabilidad y la resistencia al sudor, mejorar la sensación en la piel y optimizar los efectos de color, satisfaciendo la demanda de los consumidores de cosméticos de alta calidad. En términos de innovación en formulación, su excelente compatibilidad con diversos ingredientes optimiza el rendimiento de las películas cosméticas, al tiempo que reduce el uso de otros componentes y minimiza costos. Además, impulsan el crecimiento del mercado cosmético, especialmente en protectores solares y maquillaje， y productos para el cuidado de la piel, productos para el cuidado del cabello.

Existen cinco aspectos para introducir los agentes de película de silicona:

• ¿Cómo se clasifican los agentes formadores de película?
• ¿Cómo comparar los efectos de formación de película de diferentes agentes formadores?
• ¿Cómo afecta el peso molecular al rendimiento de formación de película MQ?
• ¿Cómo afecta la combinación de “soft” y “duro” componentes al rendimiento de formación de película?
• ¿Cómo mejorar los agentes de formación de película de silicona?

1. ¿Cómo se clasifican los agentes formadores de película?

(1) Clasificación por solubilidad

Agentes filmógenos liposolubles: Estos pueden disolverse en solventes de base oleosa y se utilizan en sistemas base aceite o formulaciones que requieren buena compatibilidad con aceites.

Agentes filmógenos hidrodispersibles: Pueden dispersarse en agua y son adecuados para formulaciones de protección solar base agua o agua en aceite (O/A), siendo el tipo más utilizado actualmente.

(2) Clasificación por estructura química

Derivados de vinilpirrolidona: Poseen excelente rendimiento filmógeno y afinidad cutánea, con buena flexibilidad de la película una vez formada.

Polímeros acrílicos: Forman películas rápidamente, con buena dureza y resistencia a la abrasión, y sus propiedades filmógenas pueden ajustarse modificando la estructura del polímero.

De base organosiloxano: Tienen excelente resistencia al agua, transpirabilidad y textura suave, y tras formar una película, proporcionan a la piel una buena sensación de sequedad y suavidad.

Polyurethane-based: Forms a tough, abrasion-resistant film with good adhesion to the skin, and the film’s flexibility and hardness can be adjusted.

De base poliéster: Posee propiedades filmógenas estables y buena compatibilidad con otros ingredientes, formando una película uniforme y continua sobre la superficie de la piel.

2. ¿Cómo comparar los efectos de formación de película de diferentes agentes formadores?

Se añadieron cinco tipos diferentes de agentes filmógenos—derivados de vinilpirrolidona, polímeros acrílicos, organosiloxanos, poliuretanos y poliésteres—a diferentes concentraciones en una formulación de emulsión solar O/A para preparar muestras de prueba. Una emulsión sin agentes filmógenos añadidos sirvió como grupo de control en blanco. Utilizando un analizador de factor de protección solar y un espectrómetro de absorción UV-visible, se evaluaron los valores SPF de las muestras mediante un método in vitro para estudiar el efecto de los agentes filmógenos en el rendimiento de mejora del SPF y la resistencia al agua.

Los resultados mostraron diferencias significativas entre los diferentes agentes filmógenos al mejorar el rendimiento de los sistemas solares O/A.

(1) En cuanto a los efectos de mejora del SPF

Los agentes filmógenos basados en PVP y polímeros acrílicos mostraron una mejora significativa. A un nivel de adición del 2%, A2 logró una tasa de mejora del SPF del 47%, mientras que los agentes basados en polímeros acrílicos superaron el 30% de mejora a niveles de adición del 2–3%. Esto se atribuye a su capacidad para fortalecer la resistencia de la interface de la emulsión y promover una distribución uniforme de los filtros solares. Los agentes basados en silicona mostraron efectos de mejora más débiles, con C3 fluorado mostrando un rendimiento ligeramente mejor que C1 y C2, ya que C1 y C2 exhiben baja compatibilidad en la formulación; los tipos poliéster y poliuretano tienen efectos mínimos y similares sobre los valores SPF.

(2) En cuanto a su impacto en las curvas de absorción

Los agentes basados en PVP y polímeros acrílicos mejoran significativamente la absorción en las bandas UVA y UVB. Los agentes basados en silicona solo muestran un desplazamiento notable en la curva de absorción para C3, mientras que los agentes basados en poliuretano y poliéster solo mejoran la absorción en la banda UVB. Esto está relacionado con cómo cada tipo de agente filmógeno mejora la resistencia al agua, las propiedades reológicas y sus propias características.

(3) En cuanto a la resistencia al agua

Los agentes filmógenos basados en PVP, ciertos basados en polímeros acrílicos y basados en poliuretano exhiben un buen rendimiento, mientras que C1 y los agentes filmógenos basados en poliéster tienen una resistencia al agua E ligeramente inferior, y C3 tiene buena resistencia al agua. Esto se atribuye a la estructura química de los agentes filmógenos, como los grupos alquilo de cadena larga en los agentes basados en PVP que mejoran la resistencia al agua, la naturaleza dura y quebradiza de los agentes filmógenos C1 y E que los hace propensos a agrietarse, y los grupos modificados fluorados en C3 que mejoran la resistencia al agua.

3. ¿Cómo afecta el peso molecular al rendimiento de formación de película MQ?

Se tamizaron veintiuna resinas de silicona MQ, y los agentes filmógenos sólidos se formularon en soluciones al 15% y 40% de ciclopentasiloxano. Los agentes filmógenos líquidos se diluyeron a la misma concentración basándose en el contenido sólido. Mediante varias pruebas de rendimiento, se estudiaron el peso molecular de cada agente filmógeno y su estado de distribución, propiedades filmógenas, tiempo de formación de película, hidrofobicidad, resistencia al sudor, resistencia a los aceites, transpirabilidad y otras características de rendimiento. Los resultados mostraron:

(1) Peso molecular: 

La mayoría de las resinas de silicona MQ tienen pesos moleculares que oscilan entre 4.000 y 9.000 Da, con un PDI de 1 a 3, cercano a 2, y una distribución relativamente amplia.

(2) Fragilidad de la película formada: 

Cuando el peso molecular está entre 4.000 y 8.200 Da, la fragilidad del formador de película exhibe una relación lineal con el peso molecular; a medida que el peso molecular disminuye, la fragilidad también disminuye.

(3) Tiempo de formación de película: 

Los formadores de película con pesos moleculares de 7.000–8.200 Da exhiben alta fragilidad en la formación de película y tiempos de formación cortos; aquellos con pesos moleculares de 4.000–7.000 Da exhiben fragilidad reducida en la formación de película y tiempos de formación extendidos. Además, cuando las muestras tienen propiedades similares y pesos moleculares comparables, aquellas con valores de PDI más altos exhiben tiempos de formación de película más largos.

(4) Tasa de permeabilidad: 

Las muestras con altas tasas de permeabilidad tienen pesos moleculares más bajos, menor fragilidad de la película y tiempos de formación más largos; las muestras con bajas tasas de permeabilidad tienen pesos moleculares más altos y mayor fragilidad de la película.

(5) Hidrofobicidad, repelencia al sudor y repelencia a aceites:

La mayoría de las muestras no pueden exhibir simultáneamente hidrofobicidad y repelencia al aceite, pero las muestras Q, H, I, S y T exhiben un rendimiento relativamente equilibrado. Entre 4000 y 8000 Da, la hidrofobicidad y la repelencia al aceite aumentan con el aumento del peso molecular; por encima de 8000 Da, la tendencia cambia.

Rendimiento integral: A altos pesos moleculares, la fragilidad del formador de película es fuerte, el tiempo de formación de la película es rápido y la respirabilidad es baja; cuando el peso molecular es bajo, ocurre lo contrario. Entre 4000 y 8000 Da, la hidrofobicidad y la oleofobicidad aumentan con el incremento del peso molecular. Cuando el peso molecular es alrededor de 8000 Da, la hidrofobicidad de la resina MQ es relativamente baja, pero aumenta con incrementos adicionales en el peso molecular, mientras que la oleofobicidad disminuye con el aumento del peso molecular.

4. ¿Cómo afecta la combinación de “soft” y “duro” componentes al rendimiento de formación de película?

Las tecnologías actuales de maquillaje de larga duración dependen principalmente de “agentes formadores de película,” pero carecen de pautas universales de formulación. La “soft” + “duro” estrategia de formulación se centra en las interacciones entre los componentes no volátiles. Comprender las propiedades intrínsecas de los materiales de ‘soft’ y “duro” las mezclas no volátiles puede ayudar a predecir y optimizar la durabilidad de las películas de maquillaje.

El estudio seleccionó “soft” componentes (emulsionantes de silicona-polietérico, SPE) y “duro” componentes (copolímeros de silicona-acrilato) para su investigación, preparando mezclas en diferentes proporciones y realizando pruebas.

Métodos y resultados de las pruebas: Mediante evaluación visual y observación con microscopía electrónica de transmisión, se encontró que los silicona-acrilatos son compatibles con ciertos emulsionantes de silicona-polietérico (SPE) pero incompatibles con otros; se analizó la viscoelasticidad, propiedades de la película (dureza y viscosidad), flexibilidad y resistencia al agrietamiento de las mezclas compatibles, y se encontró que la proporción de “soft” to “duro” componentes afecta estas propiedades; se realizaron pruebas de desgaste por sebo/aceite y de transferencia por contacto, y los resultados indicaron que si el sebo es miscible con los componentes no volátiles, reduce la ‘duro’ to “soft” Relación, debilitando la fuerza de unión entre pigmentos y piel; la selección de componentes con baja miscibilidad con el sebo puede reducir los efectos negativos del sebo.

El emulsionante D tiene buena compatibilidad con acrilatos de silicona y el mayor grado de inmisibilidad con aceite sebáceo sintético, proporcionando así a la formulación una resistencia óptima al sebo. Esto sugiere que al seleccionar componentes suaves para agentes formadores de película, optar por componentes con buena compatibilidad con el agente formador de película pero mala compatibilidad con el sebo puede resultar en una aplicación de maquillaje más duradera.

Resina de Silicona Metil MQ XJY-8203/8205

XJY8203/8205 es un polvo de silicona sólida, esta silicona puede formar una capa continua. La sensación suave que crea proporciona una excelente resistencia al agua y puede utilizarse en una variedad de formulaciones para el cuidado de la piel. También protege contra los rayos UV y puede emplearse en productos de protección solar. También existen diferentes disolventes orgánicos compatibles.

5. ¿Cómo mejorar los agentes de formación de película de silicona?

A diferencia de la apariencia natural, los agentes formadores de película de silicona ofrecen numerosas propiedades químicas y mecánicas significativas. En primer lugar, exhiben una excelente resistencia a la intemperie, manteniendo la estabilidad en condiciones adversas como exposición a rayos UV, altas temperaturas, humedad y propiedades de unión al agua, sin envejecer, agrietarse o decolorarse debido a grupos funcionales. En segundo lugar, su baja tensión superficial proporciona excelentes propiedades de humectación y dispersión sobre superficies, permitiendo una cobertura uniforme y la formación de una película continua de recubrimiento. El formador de película de silicona puede utilizarse en la industria farmacéutica (en principios activos, liberación de fármacos, administración de medicamentos, granulación húmeda, producción de comprimidos). ¿Cómo puede mejorarse el rendimiento de los agentes formadores de película de silicona?

Xinjiayi Silicone es uno de los principales fabricantes chinos de resinas MQ de silicona y siliconas VMQ, con más de 30 años de experiencia en I+D y fabricación en la industria de la silicona, poseyendo más de 15 patentes relacionadas y soporte técnico. Nuestros productos de materias primas de silicona pueden satisfacer las necesidades de la industria cosmética y proporcionar diversas soluciones personalizadas para usuarios industriales calificados.