Potassium Cetyl Phosphate: proprietà, usi, pro, contro, sicurezza

Il Potassium Cetyl Phosphate è un tensioattivo anionico e agente emulsionante costituito da sali potassici di esteri fosforici dell'alcol cetilico. La Commissione europea lo identifica come 1-hexadecanol, phosphate, potassium salt e gli attribuisce le funzioni cosmetiche SURFACTANT – CLEANSING e SURFACTANT – EMULSIFYING.

La lunga catena cetilica C₁₆ costituisce la parte lipofila della molecola, mentre il gruppo fosfato neutralizzato con potassio costituisce la parte polare e ionica. Questa struttura anfifilica permette all'ingrediente di localizzarsi all'interfaccia fra acqua e olio e di contribuire alla formazione e stabilizzazione di emulsioni olio-in-acqua (O/W).

Descrizione

Potassium Cetyl Phosphate appartiene alla famiglia degli alkyl phosphates, cioè esteri organici dell'acido ortofosforico con alcoli grassi.

Il CIR lo definisce come il sale potassico di una miscela complessa di esteri dell'acido fosforico e alcol cetilico. Il materiale INCI non deve quindi essere interpretato necessariamente come una singola specie molecolare perfettamente pura: in funzione del processo e del grado commerciale possono essere presenti differenti forme di esterificazione e neutralizzazione.

La combinazione fra:

• catena alchilica lunga e lipofila;

• gruppo fosfato polare;

• controione potassio;

conferisce proprietà tensioattive marcate.

Nei sistemi cosmetici può:

• ridurre la tensione interfacciale fra acqua e olio;

• favorire la formazione dell'emulsione;

• migliorare la dispersione della fase oleosa;

• contribuire alla stabilità nel tempo;

• partecipare alla detergenza;

• facilitare la dispersione di pigmenti e altri componenti lipofili.

È particolarmente noto come emulsionante anionico O/W e viene utilizzato anche in formulazioni complesse contenenti elevate quantità di oli, pigmenti, filtri solari, elettroliti o alcol. Specifici gradi commerciali sono progettati proprio per queste applicazioni.

Processo di produzione

Gli alkyl phosphates possono essere preparati mediante reazione di un alcol grasso con acido polifosforico, formando i corrispondenti esteri fosforici. Per Potassium Cetyl Phosphate, l'alcol grasso di partenza è principalmente alcol cetilico (1-esadecanolo).

Il processo può comprendere:

• preparazione e purificazione dell'alcol cetilico;

• reazione con acido fosforico o acido polifosforico;

• formazione degli esteri fosforici;

• neutralizzazione controllata con una base potassica, tipicamente idrossido di potassio;

• regolazione del rapporto fra specie monoesterificate e altre specie fosfatiche;

• rimozione delle componenti volatili o non reagite;

• purificazione;

• essiccazione;

• trasformazione in polvere o altra forma commerciale;

• controllo del pH e dell'acidità.

La neutralizzazione converte il cetyl phosphate acido nella corrispondente forma potassica, responsabile del comportamento anionico dell'ingrediente.

La qualità del prodotto dipende in particolare dal controllo di:

• grado di esterificazione;

• neutralizzazione;

• alcol cetilico residuo;

• fosfati inorganici o acido fosforico residuo;

• umidità;

• colore;

• pH;

• purezza del grado commerciale.

Principali composti presenti

Il componente caratterizzante è costituito dai sali potassici degli esteri fosforici dell'alcol cetilico.

A seconda del grado commerciale possono essere presenti:

• potassium monocetyl phosphate;

• specie di cetyl phosphate con differente grado di neutralizzazione;

• altri esteri fosforici correlati;

• piccole quantità di alcol cetilico non reagito;

• fosfati o acido fosforico residuo;

• acqua;

• residui derivanti dal processo di neutralizzazione.

Il CIR sottolinea che Potassium Cetyl Phosphate deve essere considerato una miscela di specie alkyl phosphate, con una distribuzione centrata soprattutto sulle catene C₁₆.

Dati di identificazione e specifiche

ECHA registra sia 1-Hexadecanol, phosphate, potassium salt sia Potassium hexadecyl hydrogen phosphate con identificativi distinti, coerentemente con le differenti rappresentazioni chimiche del materiale.

Proprietà chimico-fisiche indicative

Il CIR descrive Potassium Cetyl Phosphate come una polvere da bianca a bianco-crema, facilmente solubile in acqua tiepida e solubile nella fase oleosa riscaldata.

Cosmetica

Potassium Cetyl Phosphate viene utilizzato soprattutto come emulsionante anionico olio-in-acqua.

Può essere presente in:

• creme viso;

• creme corpo;

• emulsioni leggere;

• prodotti solari;

• fondotinta;

• BB e CC cream;

• mascara;

• prodotti make-up;

• lozioni;

• prodotti spray emulsionati;

• mousse;

• detergenti;

• prodotti contenenti pigmenti o polveri minerali.

Nei prodotti solari può risultare particolarmente utile perché permette di stabilizzare formulazioni contenenti quantità elevate di:

• filtri UV organici;

• filtri minerali;

• oli;

• pigmenti;

• elettroliti.

Specifici gradi commerciali di Potassium Cetyl Phosphate sono inoltre utilizzati come co-emulsionanti a basse concentrazioni per aumentare la robustezza di emulsioni difficili. DSM-firmenich indica per AMPHISOL® K concentrazioni indicative di circa 1–3% come emulsionante principale e 0,5–1% come co-emulsionante; questi valori sono raccomandazioni formulative del produttore e non limiti normativi.

L'ingrediente può inoltre contribuire alla detergenza grazie alla sua attività tensioattiva, funzione espressamente riconosciuta da CosIng.

Pro

• È un efficace emulsionante anionico O/W.

• Favorisce la formazione di emulsioni stabili.

• Può essere utilizzato sia come emulsionante principale sia come co-emulsionante.

• È efficace anche in formulazioni tecnicamente complesse.

• È compatibile con elevate quantità di fase oleosa in sistemi opportunamente progettati.

• Può aiutare nella dispersione di pigmenti e filtri solari.

• Può essere impiegato in skin care, sun care e make-up.

• Presenta anche funzione detergente.

• Specifici gradi commerciali sono PEG-free.

• Il CIR ha concluso che Potassium Cetyl Phosphate è sicuro nelle pratiche e concentrazioni cosmetiche valutate quando formulato in modo da non risultare irritante.

Contro

• Essendo un tensioattivo anionico, può risultare irritante se utilizzato in condizioni o concentrazioni non appropriate.

• Il principale elemento di cautela riguarda irritazione cutanea e soprattutto oculare.

• La sua presenza in prodotti applicati vicino agli occhi richiede particolare attenzione alla formulazione finita.

• Il comportamento può cambiare in presenza di quantità elevate di elettroliti o ingredienti ionicamente incompatibili.

• Le prestazioni dipendono dal pH e dalla struttura complessiva dell'emulsione.

• Il nome INCI può rappresentare una miscela di specie fosfatiche e non una singola molecola perfettamente uniforme.

• I dati di sicurezza del materiale concentrato non devono essere trasferiti automaticamente al prodotto cosmetico finito.

Sicurezza, normativa e ambiente

L'Expert Panel for Cosmetic Ingredient Safety ha valutato Potassium Cetyl Phosphate insieme ad altri 27 alkyl phosphates.

La conclusione è che questi ingredienti sono sicuri nelle pratiche e concentrazioni d'uso cosmetico valutate quando formulati in modo da non risultare irritanti.

Irritazione oculare e cutanea

Questo è il principale punto di cautela.

Il CIR ha rilevato un potenziale di irritazione cutanea e oculare per alcuni alkyl phosphates e ha quindi inserito espressamente la condizione “when formulated to be non-irritating” nella propria conclusione.

Potassium Cetyl Phosphate era stato riportato fino all'8,3% nei mascara, cioè in prodotti applicati molto vicino all'occhio. Il Panel ha per questo evidenziato specificamente la necessità di considerare il potenziale di irritazione oculare.

È però importante contestualizzare il dato: una soluzione al 3%, sottoposta a test HET-CAM dopo diluizione al 50%, ha mostrato un potenziale di irritazione oculare praticamente nullo nelle condizioni sperimentali utilizzate.

Il valore dell'8,3% rappresenta una concentrazione d'uso storicamente riportata, non un limite massimo regolatorio.

Restrizioni cosmetiche UE

Non risulta una specifica “Cosmetics Regulation provisions / Restrizione cosmetica” associata a Potassium Cetyl Phosphate negli Allegati II–VI del Regolamento cosmetico europeo.

CosIng riporta le funzioni SURFACTANT – CLEANSING e SURFACTANT – EMULSIFYING, senza una specifica disposizione di allegato collegata.

L'assenza di una restrizione specifica non elimina l'obbligo di formulare un prodotto sicuro e non irritante, in particolare nelle applicazioni perioculari.

Controllo della materia prima

Per una valutazione professionale è opportuno richiedere:

• SDS aggiornata;

• certificato di analisi (COA);

• scheda tecnica;

• purezza/composizione del grado commerciale;

• distribuzione delle specie fosfatiche;

• acid value;

• pH;

• umidità;

• alcol cetilico residuo;

• fosfati o acido fosforico residuo;

• colore e odore;

• stabilità;

• dati di irritazione cutanea e oculare;

• concentrazioni d'impiego raccomandate;

• compatibilità con elettroliti e altri tensioattivi.

La classificazione di pericolo della materia prima concentrata deve essere verificata sulla SDS specifica del fornitore. Le notifiche ECHA disponibili mostrano infatti classificazioni non completamente uniformi fra i diversi notificanti, con particolare attenzione al possibile grave danno oculare per alcune forme o concentrazioni del materiale.

Ambiente

Il comportamento ambientale deve essere valutato sulla sostanza e sul grado commerciale effettivamente utilizzati.

Potassium Cetyl Phosphate contiene una lunga catena alchilica e un gruppo fosfato ionico; il destino ambientale dipende quindi da:

• biodegradabilità;

• adsorbimento a fanghi e solidi;

• degradazione della componente alchilica;

• disponibilità del fosfato;

• concentrazione nei prodotti rinse-off;

• trattamento negli impianti di depurazione.

Specifici gradi commerciali sono dichiarati inherently biodegradable secondo OECD 301C, ma questo dato è riferito al grado testato e non deve essere automaticamente esteso a qualsiasi materia prima commercializzata con lo stesso INCI.

Conclusione

Potassium Cetyl Phosphate è un tensioattivo anionico particolarmente utile come emulsionante olio-in-acqua, oltre a possedere funzione detergente. La sua struttura anfifilica permette di stabilizzare efficacemente l'interfaccia fra fase acquosa e fase lipidica, anche in formulazioni complesse quali prodotti solari e make-up.

La valutazione CIR è complessivamente favorevole: l'ingrediente è considerato sicuro alle pratiche e concentrazioni cosmetiche valutate quando la formulazione è non irritante.

Non risultano specifiche Restrizioni cosmetiche / Cosmetics Regulation provisions associate all'ingrediente.

Il principale elemento di cautela è il potenziale irritativo, soprattutto oculare nelle formulazioni applicate vicino agli occhi. Devono inoltre essere controllati composizione del grado commerciale, purezza, pH, acidità, residui di processo e compatibilità con gli altri componenti della formula.

Potassium Cetyl Phosphate può essere considerato un ingrediente cosmetico tecnicamente valido e generalmente favorevole come emulsionante e tensioattivo, purché il prodotto finito sia progettato e verificato in modo da risultare non irritante, con particolare attenzione alle applicazioni perioculari.