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納米二氧化鈦在化妝品行業的新應用
2014年12月22日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:4322
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       1 背景

       隨著地球大氣層的破壞加重,越來越多的UVA和UVB到達地面,人們開始對皮膚炎癥、皮膚曬傷和皮膚癌的高發病率日益關注,納米二氧化鈦屏蔽紫外線輻射在化妝品方面的應用是近年來頗受關注的領域,許多國內外的高檔防曬霜、防曬液、BB霜中,都不同程度地添加了納米二氧化鈦。


      目前在這一領域比較知名的公司所生產的產品在屏蔽紫外線UVA和UVB時仍有不足,單一性突出。而且目前市售粉體在屏蔽自身光催化性上的效果并不是很好。最主要的是,大部分公司的產品是以純金紅石晶型為主。另一方面,目前市面上的納米粉末,具有形狀不規則,在皮膚上的鋪展性、舒適性和觸感較差的缺點。另外,這些粉體制漿后透明度不高,會使化妝品涂敷后具有強遮蓋性,顯得蒼白而不自然,從而影響整體的色度和妝容。對納米二氧化鈦進行有效的表面改性處理,制備出一種純銳鈦納米二氧化鈦復合材料,從而緩解目前市售納米二氧化鈦以純金紅石型為主的局面,填補了純銳鈦礦型的品種稀缺。該材料能達到分子級的分散水平,所以能賦予它優異的納米性能。


      2 實驗與討論


     (1)分散穩定性和貯存穩定性評估


      用激光粒度分布測試儀對原料VK-T02的硅酮分散液進行粒度分析。添加適量超分散劑的條件下,將粉體進行分散,得到一定固含的丙二醇分散液。將產品VK-T40SK和德國默克公司的純銳鈦產品EusolexT,均采用相同方法分散為相同固含的丙二醇分散液后。實驗測得VK-T40SK的平均粒徑與原料相比,大為減小,同時遠小于EusolexT的平均粒徑。對比1-20天的分散液的沉降效果。發現VK-T40SK可以長期不分層無沉淀,而原料和EusolexT均在不同程度上出現了濃度梯度和沉淀。因此,VK-T40SK在丙二醇中的分散穩定性和貯存穩定性都很好。


    (2)包覆效果評估


      對五種粉體(T805、ParsolTX、EusolexT、原料和VK-T40SK)的白度、光催化屏蔽性、光穩定性等進行測量,來間接考察包覆效果。原料包膜前后的白度大為提升,白度與國際一流產品白度相當,同時屏蔽了自身90%的光催化性。由于純金紅石粉體(ParsolTX)的光催化自身就很小,沒有可比性。但與混晶型的T805和同為純銳鈦型的Eusolex T相比,VK-T40SK優于后兩者。可以看出,現有的改性工藝能使納米氧化鈦的白度和整體光穩定性得到較大程度的提升。而且,在紫外燈下曬以上幾種粉體的化妝品涂片,從曬前曬后的情況對比,可以直觀地看出,VK-T40SK具有優異的光穩定性和良好的化妝品配伍穩定性。


     (3)透射電鏡表征


      用透射電鏡對改性前后的納米粉體VK-T40SK、VK-T02H進行表征,可以看到原料VK-T A18為球形,空心,球形直徑為40nm。而包覆后的粉體VK-T40SK球形顆粒,直徑在40~50nm之間。TiO2顆粒中心的空心全部消失了,粒徑和形貌也發生了變化,說明TiO2表面的確已經均勻包覆了一層物質。


    (4)XRD測試


     經測試包膜前后的粉體的晶型均為純銳鈦礦。


    (5)屏蔽UVA和UVB的效果測定


     通過配制VK-T40SK和EusolexT的丙二醇分散液, 稀釋到相同濃度,測定透過率T,得到透光率-波長曲線圖,從VK-T40SK和EusolexT的透明度(400-700nm)和屏蔽紫外線(280-400nm)對比圖可以看出,VK-T40SK呈現較明顯的“S”型,在UVB和UVA波段的屏蔽性遠遠勝于EusolexT,且透明度也很高。


    (6)其他性能測定


      采用ICP-OES測定粉體中的鉛砷汞含量,通過測試包覆前后粉體的光催化活性,間接表征出粉體具有極好的包覆完整性。此外,光穩定性、與化妝品的配伍穩定性以及與化學性紫外屏蔽劑的配伍性都是通過一系列實驗,評定均為優秀。其中針對目前使用最廣泛、最有效的UVA有機吸收劑,將VK-T40SK、EusolexT分別與之混合,靜置24h,觀察是否出現制劑不穩定現象。結果發現EusolexT變得微黃,VK-TA40S并未出現黃變和結晶現象。


      3 結語


      為了制備出有良好的穩定性、透明度和高效屏蔽紫外線的銳鈦型納米二氧化鈦,將它應用于防曬化妝品,緩解目前市面上以金紅石型為主的局面,在不改變晶型的情況下,經過較為完整的無機改性,明顯改善了粉體的白度,有力地降低了粉體自身的光催化活性。再經過有效的有機改性,制備出的粉體具有良好的疏水性、分散性,在光穩定性、配伍穩定性等諸多方面都優于默克公司的EusolexT,其中在透明度和屏蔽紫外線方面已經達到世界先進水平。 


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