成膜剂对水包油防晒乳液SPF增效及防水性能的影响研究
本文通过测试丙烯酸酯类、乙烯基吡咯烷酮类、有机硅氧烷类、聚酯类、蛋白类5种成膜剂在不同添加量（1%、2%、3%）下对水包油防晒乳液的SPF增效性及防水性能的影响，系统评估其对防晒性能、抗水性及紫外损伤防护效果的作用，为高稳定性、高性能防晒产品的配方开发提供理论支撑。
研究亮点速览
- 防晒性能显著提升：乙烯基吡咯烷酮类（如三十烷基PVP）和丙烯酸(酯)类成膜剂在添加量≥2%时，SPF值增效比分别可达70%以上和60%以上；
- 抗水性能明显增强：添加2%成膜剂后，浸水40分钟SPF留存率普遍≥50%，部分样品达70%以上；过量添加（＞2%）可能因成膜不完整导致抗水性下降；
- 紫外损伤防护效果突出：乙烯基吡咯烷酮类与丙烯酸酯类可显著减轻红斑与紫外损伤；蛋白类及有机硅氧烷类具轻微防护效果；聚酯类无明显作用；
- 添加量存在性能拐点：多数成膜剂在2%添加量时综合性能最优，兼顾SPF增效与抗水稳定性。
实验部分
主要试剂
成膜剂：
- 丙烯酸(酯)类共聚物（诺力昂）；
- 丙烯酸(酯)类/C12–22烷醇甲基丙烯酸酯共聚物（陶氏）；
- 聚乙烯吡咯烷酮（亚什兰）；
- 三十烷基PVP（亚什兰）；
- 三甲基硅烷氧基硅酸酯（瓦克）；
- 丙烯酸(酯)类/聚二甲基硅氧烷共聚物（信越）；
- 聚酯-5（朝洋生物）；
- 水解小麦蛋白/PVP交联聚合物（禾大）。
其他试剂：甘油硬脂酸酯/PEG-100硬脂酸酯、鲸蜡硬脂醇、胡莫柳酯、乙基己基三嗪酮、对甲氧基肉桂酸异戊酯、双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪、二乙氨羟苯甲酰基苯甲酸己酯、癸二酸二异丙酯、异壬酸异壬酯、甘油、苯氧乙醇/乙基己基甘油、丙烯酸(酯)类/C10–30烷醇丙烯酸酯交联聚合物、氢氧化钠等。
样品制备
以已筛选的5类成膜剂，分别按1%、2%、3%添加量加入基础水包油防晒乳霜（配方见表1），制备系列测试样品；设未添加成膜剂的样品为空白对照组。
实验结果与讨论
防晒值测试
结果表明：
- 乙烯基吡咯烷酮类（尤其三十烷基PVP）在添加量≥2%时，SPF增效比超70%；
- 丙烯酸(酯)类成膜剂在2%–3%添加量下，SPF提升幅度达60%以上；
- 有机硅氧烷类虽改善肤感与成膜性，但SPF增效弱于前两类；
- 蛋白类成膜剂在高添加量下具有一定增效性，优于聚酯类；聚酯类整体增效有限。
抗水性测试
成膜剂可有效抑制入水后SPF衰减：2%添加量下，SPF浸水40分钟留存率普遍≥50%，含B1（三十烷基PVP）样品可达70%以上。长链烷基结构利于提升油水界面膜接触角，增强抗水性；而部分成膜剂（如E1）因分子结构与交联形态缺陷，抗水表现较弱。添加量＞2%易致成膜开裂，反降低防水性能。
成膜剂对紫外损伤减轻效果影响
乙烯基吡咯烷酮类与丙烯酸酯类能快速形成致密薄膜，兼具物理阻隔与SPF协同增效作用：PVP网状结构可反射/散射紫外线；丙烯酸酯类则通过酯基调控膜柔韧性与致密性，增强紫外线阻挡能力。蛋白类及有机硅氧烷类有轻微红斑缓解效果；聚酯类在此体系中未显现显著防护作用。
结论
- SPF增效性：在固定防晒剂体系下，增加成膜剂用量（1%→3%）可提升SPF值；乙烯基吡咯烷酮类（如三十烷基PVP）与丙烯酸共聚物效果最显著——2%添加量下SPF增效分别达70%与60%以上；聚酯类增效微弱。
- 紫外损伤防护：乙烯基吡咯烷酮类与丙烯酸共聚物可明显减轻红斑反应与皮肤光损伤，具备双重防护价值。
- 抗水性能：成膜剂可显著提升防水能力，相较空白组，SPF浸水留存率提高40%–77%，其中三十烷基PVP综合表现最优。
来源：《日用化学品科学》2025年11月第48卷第11期 P41–P44
