本发明属于个人护理领域，具体涉及一种含硅油的洗发水及其制备方法。
背景技术：
硅油是一类具有不同聚合度的链状结构的，具有硅氧烷结构的油状物，又称硅酮。在上世纪70年代，人们对于硅油及其衍生物的研究取得了长足的进步，并逐步将其应用于个人洗护产品中，最常见的是洗发水产品。一个公认的常识是，硅油可以轻易地吸附在头发上，在头发上毛鳞片上形成一层保护膜，从而保护头发上毛鳞片及其受损的位置，并且头发的顺滑性也随之提升，达到了保护头发的功效；而且硅油能同时改善头发的梳理性、光泽性以及韧性；最后，硅油还能修复由于烫发等所造成的头发损伤，使得凹凸不平的毛鳞片趋于平整。因此，含硅油的洗发水一直是洗发水中的主流配方，常年来收到商家和消费者的青睐。
洗发水中的硅油以二甲基硅油为主流。由于二甲基硅油本身是一类疏水性的油性化合物，因此在水相配方中会出现与水相相容性较差的情况，特别是储存时间越来越长的情况下，原本被表面活性剂分散的二甲基硅油，容易聚集成团，从而与液相洗发水出现相分离的情况。这势必造成消费者在使用洗发水时，每次所用的硅油的量是不均匀的，从而造成护发效果的不稳定性：硅油量过少时，起不到护发的效果，而硅油量过多时，会导致沉积在头皮的硅油量过大，对头发的健康造成危害。目前还没有找到在洗发水配方中能长期稳定存在，并且对于头发具有良好的护理效果的硅油成分。
因此，亟需找到一种含硅油的洗发水配方，能解决洗发水在长时间使用的过程中，对头发的护理作用较为稳定和优异，从而显著增加消费者体验。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种含二甲基硅油衍生物的洗发水，通过如下技术手段得以实现。
一种含二甲基硅油衍生物的洗发水，所述含硅油的洗发水包括以下质量份数的成分：
其中，所述含二甲基硅油衍生物的化学通式如下所示：
x和y为端基，独立地选自氢原子、羟基或氨基；
m的取值范围为150-500；
n的取值范围为50-100。
进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚中，乙氧基重复单元个数为7-16个，烷基选自c6-c12的直链烷基。
进一步地，所述两性表面活性剂选自甜菜碱型表面活性剂或氨基酸型表面活性剂。
进一步地，所述增稠剂选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或聚丙烯酰胺。
本发明的另一个目的在于提供上述含二甲基硅油衍生物的洗发水的制备方法，包括如下步骤：
(1)将含氢硅油溶于有机溶剂，加入karstedt催化剂，在70-90℃下，向其中滴入丙烯酸，滴完后搅拌3-10h，减压蒸馏除去甲苯和丙烯酸，形成二甲基硅油衍生物的粗产物，
其中，含氢硅油与丙烯酸的摩尔比为1:50-1:100；
(2)将二甲基硅油衍生物的粗产物倒入水中，用二氯甲烷萃取，得到二甲基硅油衍生物的精产物；
(3)将二甲基硅油衍生物的精产物、两性表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、阳离子表面活性剂、增稠剂、防腐剂、ph调节剂和水在常温下混合并搅拌，得到含硅油的洗发水。
进一步地，所述含氢硅油的化学通式如下所示：
其中，
m的取值范围为150-500；
n的取值范围为50-100；
x和y为端基，独立地选自氢原子、羟基或氨基。
进一步地，所述karstedt催化剂的加入量是含氢硅油的0.1-1wt％。。
本发明具有以下有益效果：
本发明以含氢硅油为原料，在karstedt催化剂的作用下，高温下与丙烯酸发生反应，形成部分羧基接枝的二甲基硅油衍生物结构。通过严格控制二甲基硅油衍生物中m和n的比例，能保证二甲基硅油衍生物在配方中能形成均相，同时在洗发过程中，能成功地在头发上成膜，起到护发的效果。这是因为：
(1)m代表的是二甲基硅油衍生物的疏水部分比重，n代表的是含二甲基硅油衍生物亲水部分比重。当疏水部分比重过大，则二甲基硅油衍生物在配方中易出现与水相分离的情况，从而造成二甲基硅油衍生物在配方中分散不均，而导致单次使用洗发水时硅油的量不稳定的情况；当亲水部分比重过大，则在洗发过程中，大部分的二甲基硅油衍生物已被水冲洗干净，留在头发上成膜的部分很少。以上两种情况均不利于头发护理。并且，m与n的和，代表二甲基硅油衍生物的单元数目，与二甲基硅油衍生物分子量有直接关联。若分子量过小，会使得二甲基硅油衍生物在头发上的成膜性较差，无法使得二甲基硅油衍生物全面覆盖头发；若分子量过大，会给消费者洗后头发带来厚重和油腻的感觉，严重时还会带来头发坍塌和干枯等现象。
当m与n的取值在本发明所声称的范围内时，一方面可以使得洗发水中的含二甲基硅油衍生物与洗发水中配方具有良好的相容性和稳定性，又能保证其具有足够的疏水性，使得其涂抹在头发和洗涤的过程中，不会轻易地被水全部冲洗干净，而是留有足够的含二甲基硅油衍生物在头发上成膜；另一方面，含二甲基硅油衍生物的分子量足以使其在头发上形成致密且均匀的膜，且该膜不会由于分子量的原因，给消费者洗后头发带来厚重和油腻的感觉，或者头发坍塌和干枯等现象。
(2)含有羧基的二甲基硅油衍生物，容易与阳离子表面活性剂的铵离子和脂肪醇聚氧乙烯醚形成氢键，从而增加了含有羧基的二甲基硅油衍生物与阳离子表面活性剂的铵离子和脂肪醇聚氧乙烯醚之间的分子间作用力，而表面活性剂是具有优异的水溶性的并且完全溶解在配方中的，因此二甲基硅油衍生物随表面活性剂一起被完全分散。对于每个被分散的二甲基硅油衍生物而言，由于其亲水性要比阳离子表面活性剂的铵离子和脂肪醇聚氧乙烯醚更差，因此易被阳离子表面活性剂的铵离子和脂肪醇聚氧乙烯醚所形成的混合胶束包裹在胶束内核中，而胶束外核是表面活性剂的亲水头基，朝向水相；而胶束内核是表面活性剂疏水性的烷基链成分，朝向二甲基硅油衍生物。因此二甲基硅油衍生物极易被高密度的烷基链增溶，而由于氢键的作用又可以使得增溶后的含有二甲基硅油衍生物的混合胶束形成稳定的笼状三维结构。胶束可以稳定地存在于配方中，减少由于外力施加于配方时，如发生剧烈的摇动、震荡或碰撞时，造成胶束结构不稳定，从而导致二甲基硅油衍生物从混合胶束中逸出的情况；即使有少量的二甲基硅油衍生物从混合胶束中逸出，也会因为氢键的相互作用力使其附着在胶束的周围，然后经上述过程，重新形成相对稳定的含有二甲基硅油衍生物的混合胶束结构，以上机理，使得二甲基硅油衍生物在配方中聚集在一起的概率大大降低。
(3)当在湿润的头发上涂抹洗发水配方，含有羧基的二甲基硅油衍生物与两性表面活性剂、阳离子表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚所形成的混合胶束与头发表面所接触，表面活性剂对头发表面的污垢进行渗透、乳化并且使其脱离头发表面，完成对头发的清洁作用；然后在用水洗涤头发的过程中，易溶于水的表面活性剂类物质优先被水冲走，而含有羧基的二甲基硅油衍生物从胶束中被释放出来，附着在头发上。由于较表面活性剂而言疏水性更强，因此经水冲洗过后，依然会有一部分残留在头发上，硅油的表面张力较低，对于头发附着力又较强，从而在头发上铺开成膜，从而达到护发的效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。本发明实施例所述含氢硅油，外购于alfa-alsar公司，本发明实施例所述其它原料和方法，除非特别说明，采用的原料和方法为本技术领域常规原料和方法。
实施例1
一种含二甲基硅油衍生物的洗发水，所述含硅油的洗发水包括以下质量份数的成分：
其中，所述含二甲基硅油衍生物的化学通式如下所示：
进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚中，乙氧基重复单元个数为7个。
上述一种含二甲基硅油衍生物的洗发水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含氢硅油溶于甲苯，加入含氢硅油的0.1wt％的karstedt催化剂，在70℃下，向其中滴入50倍当量的丙烯酸，滴完后搅拌3h，减压蒸馏除去甲苯和丙烯酸，形成二甲基硅油衍生物的粗产物，
其中，含氢硅油的结构式为：
(2)将二甲基硅油衍生物的粗产物倒入水中，用二氯甲烷萃取，得到二甲基硅油衍生物的精产物；
(3)将二甲基硅油衍生物的精产物与上述其他成分按上述质量份数共混，得到含硅油的洗发水。
实施例2
一种含二甲基硅油衍生物的洗发水，所述含硅油的洗发水包括以下质量份数的成分：
其中，所述含二甲基硅油衍生物的化学通式如下所示：
进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚中，乙氧基重复单元个数为16个。
上述一种含二甲基硅油衍生物的洗发水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含氢硅油溶于甲苯，加入含氢硅油的0.6wt％的karstedt催化剂，在90℃下，向其中滴入100倍当量的丙烯酸，滴完后搅拌10h，减压蒸馏除去甲苯和丙烯酸，形成二甲基硅油衍生物的粗产物，
其中，含氢硅油的结构式为：
(2)将二甲基硅油衍生物的粗产物倒入水中，用二氯甲烷萃取，得到二甲基硅油衍生物的精产物；
(3)将二甲基硅油衍生物的精产物与上述其他成分按上述质量份数共混，得到含硅油的洗发水。
实施例3
一种含二甲基硅油衍生物的洗发水，所述含硅油的洗发水包括以下质量份数的成分：
其中，所述含二甲基硅油衍生物的化学通式如下所示：
进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚中，乙氧基重复单元个数为12个。
上述一种含二甲基硅油衍生物的洗发水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含氢硅油溶于甲苯，加入含氢硅油的0.8wt％的karstedt催化剂，在80℃下，向其中滴入80倍当量的丙烯酸，滴完后搅拌8h，减压蒸馏除去甲苯和丙烯酸，形成二甲基硅油衍生物的粗产物，
其中，含氢硅油的结构式为：
(2)将二甲基硅油衍生物的粗产物倒入水中，用二氯甲烷萃取，得到二甲基硅油衍生物的精产物；
(3)将二甲基硅油衍生物的精产物与上述其他成分按上述质量份数共混，得到含硅油的洗发水。
实施例4
一种含二甲基硅油衍生物的洗发水，所述含硅油的洗发水包括以下质量份数的成分：
其中，所述含二甲基硅油衍生物的化学通式如下所示：
进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚中，乙氧基重复单元个数为14个。
上述一种含二甲基硅油衍生物的洗发水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含氢硅油溶于甲苯，加入含氢硅油的1wt％的karstedt催化剂，在75℃下，向其中滴入80倍当量的丙烯酸，滴完后搅拌7h，减压蒸馏除去甲苯和丙烯酸，形成二甲基硅油衍生物的粗产物，
其中，含氢硅油的结构式为：
(2)将二甲基硅油衍生物的粗产物倒入水中，用二氯甲烷萃取，得到二甲基硅油衍生物的精产物；
(3)将二甲基硅油衍生物的精产物与上述其他成分按上述质量份数共混，得到含硅油的洗发水。
对比例1
与实施例1所述的含二甲基硅油衍生物的洗发水成分相同，唯一不同在于对比例1中含二甲基硅油衍生物的洗发水不是实施例1中所述结构，而是未经任何改性的二甲基硅油。
对比例2
与实施例1所述的含二甲基硅油衍生物的洗发水成分相同，唯一不同在于对比例2中含二甲基硅油衍生物的洗发水中不含有氯化双二甲基季铵盐。
对比例3
与实施例1所述的含二甲基硅油衍生物的洗发水成分相同，唯一不同在于对比例3的m取值为15，n取值为3。
对比例4
与实施例1所述的含二甲基硅油衍生物的洗发水成分相同，唯一不同在于对比例4的m取值为15，n取值为12。
对比例5
与实施例1所述的含二甲基硅油衍生物的洗发水成分相同，唯一不同在于对比例5的m取值为12，n取值为4。
对比例6
与实施例1所述的含二甲基硅油衍生物的洗发水成分相同，唯一不同在于对比例6的m取值为52，n取值为12。
实施例5
测试实施例1-4和对比例1-6中所述含二甲基硅油衍生物的洗发水的去污性能、对受试者头发的护理性、受试者的洗后感受以及配方稳定性。测试方法如下：
(1)头发梳理性测试方法：准备重量为40g、同一厂家同一型号的若干条市售假发发束，将发束上分别均匀涂抹新制备的实施例1-4和对比例1-6的洗发水，各取样品4g，静置5分钟，然后用自来水漂洗干净，并自然晾干。
然后用感官评价法，对上述发束的梳理性进行评分，具体为：受试者对上述发束进行手动梳理，并且感受发束的顺滑度，以及是否具有头发缠结、毛燥以及干涩的现象，并且对每束发束进行评分，具体评分细则如下：
1分：梳理时头发缠结、毛燥以及干涩现象严重，难以轻易地一梳到底；
2分：梳理时存在头发毛燥、干涩现象，基本没有头发缠结现象，但难以轻易地一梳到底；
3分：梳理时偶尔存在头发毛燥、干涩现象，没有头发缠结现象，偶尔可以一梳到底；
4分：梳理时无头发缠结、毛燥、干涩现象，并且可以感到头发顺滑轻盈，基本可以一梳到底；
5分：梳理时无头发缠结、毛燥、干涩现象，并且可以明显感到头发顺滑轻盈，可以一梳到底。
然后收集200名受试者对上述发束梳理性的评分，并取平均值，作为头发梳理性测试方法的最终结果。
(2)将上述样品放置在样品室保存，由于低温会促进油水相的分离，从而为了促使其分相趋势的出现，将样品室的温度调至15℃。分别保存6个月和12个月以后，将上述样品再次进行头发梳理性的测试，并对其进行评分。
上述头发梳理性测试的效果统计，如表1所示。
表1实施例1-4、对比例1-6的相关效果统计
从实施例1-4、对比例1-6中的数据可以看出，实施例1-4的三个阶段的评分较为稳定，受试者测试打分均在4.2分以上，尤其是样品在放置12个月后，依然能保持这一数值。说明实施例1-4的样品配方具有优异的稳定性，在长期放置的过程中不会出现油水相分层的情况，所以硅油用量在受试者每次使用时极为均匀，从而使得头发的护理效果较好，消费者体验较佳；而对比例1中所采用的硅油是未改性的二甲基硅油，在新配置时，所具有的消费者体验优异，其评分甚至略高于实施例1-4，然而，分别放置6个月后12个月后，洗发水配方的消费者体验显著下降，这说明由于油水两相的分离导致硅油每次的使用量不均衡，造成了消费者负面体验增加；对比例2中不含有阳离子，因此二甲基硅油衍生物在配方中无法与阳离子形成相互作用，从而无法得到稳定的分散效果，因此随着时间延长，易出现分相；并且在洗发的过程中，由于没有阳离子表面活性剂，一方面，二甲基硅油衍生物无法通过阳离子表面活性剂吸附在头发上，影响了二甲基硅油衍生物在头发上成膜效果；另一方面，阳离子本身的缺失也使得护发效果减弱；对比例3-6中，由于m代表的是二甲基硅油衍生物的疏水部分比重，n代表的是含二甲基硅油衍生物亲水部分比重。当疏水部分比重过大，则二甲基硅油衍生物在配方中易出现与水相分离的情况，从而造成二甲基硅油衍生物在配方中分散不均，而导致单次使用洗发水时硅油的量不稳定的情况；当亲水部分比重过大，则在洗发过程中，大部分的二甲基硅油衍生物已被水冲洗干净，留在头发上成膜的部分很少。以上两种情况均不利于头发护理。并且，m与n的和，代表二甲基硅油衍生物的单元数目，与二甲基硅油衍生物分子量有直接关联。若分子量过小，会使得二甲基硅油衍生物在头发上的成膜性较差，无法使得二甲基硅油衍生物全面覆盖头发；若分子量过大，会给消费者洗后头发带来厚重和油腻的感觉，严重时还会带来头发坍塌和干枯等现象。因此均对于消费者体验造成明显的负面影响。
以上实施例充分地说明了实施例1-4相比于对比例1-6，具有显著的优势。