纳米粉体二氧化钛在化妆品上的应用
纳米TiO领域中的应用 在化妆品2
化妆品用纳米二氧化钛具有安全无毒、能屏蔽紫外线、消色力(或着色力)高、遮盖力强或透明度高、色相好、色谱广等许多优异性能，已越来越受到国内外化妆品配方设计师的青睐，成为高档化妆品中最重要和用量最大的无机添加剂。但由于纳米二氧化钛具有光学活性，而且其本身为强极性物质，在有机介质中不易分散，都极大地限制了其在化妆品中的应用。为解决上述问题，许多国家均在研究对其进行
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面改性的工艺，增强其耐候性并改善其分散性，并因而形成了彩色纳米二氧化钛等适合化妆品用的系列产品。由于需求量大、附加值高，化妆品用纳米二氧化钛已成为世界许多颜料生产厂商竞相开发和生产的热点。下面将介绍纳米二氧化钛在化妆品中的应用。
一(防晒
1.机理:
二氧化钛由于具有高折光性和高光活性,一直被作为一种主要的防晒剂。
紫外线对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线。
二氧化钛的抗紫外线能力与其粒径有关:
当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒,防晒能力较弱。
当粒径较小时对中波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线,主要吸收中波区紫外线。
由此可见,二氧化钛对不同波长紫外线的防晒机理不一样,对长波区紫外线的阻隔以散射
纳米二氧化钛由于粒径小,活性大,既能反射、散为主,对中波区紫外线的阻隔以吸收为主。
射紫外线,又能吸收紫外线,从而对紫外线有更强的阻隔能力。
2.优点:
纳米二氧化钛为无机成分,具有优异的化学稳定性、热稳定性及非迁移性和较强的消色力、遮盖力,较低的腐蚀性,良好的易分散性,并且无毒、无味、无刺激性,使用安全,还兼有杀菌除臭的作用。
更为重要的是,如前所述,纳米二氧化钛既能吸收紫外线,又能发射、散射紫外线,因此抗紫外线的能力强,与同样剂量的有机抗紫外剂相比,它在紫外区的吸收峰更高;
而且纳米二氧化钛对中波区和长波区紫外线均有阻隔作用,不象有机抗紫外剂只是单一对中波区或长波区紫外线有屏蔽作用。
3.例子:
透明型二氧化钛。
理论上，当晶体粒径小于100纳米时，二氧化钛就失去对可见光的散射力，变成透明型二氧化钛。为保证足够的透明度，商品透明型二氧化钛原级粒径一般控制在10-50纳米。
这种透明型二氧化钛因无毒，具有能显露皮肤真面目的透明度，而且具有更强的紫外线屏蔽(吸收K反射)作用，可取代被怀疑有一定毒性的有机紫外线吸收剂，从而被化妆品配方设计师们所看好。而且，这种二氧化钛对阳光中的长波(380-320)紫外线UV-A中波(320-290)紫外线UV-B和短波(290-200)紫外线UV-C都有很强的屏蔽作用，
而合成的有机紫外线吸收剂只能屏蔽一种紫外线UV-A或UV-B。为了提高这种二氧化钛的分散性，需对其进行处理。一种
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是用羧酸或硅氧烷一类物质对二氧化钛进行表面改性处理;另一种方法是制备预分散体。
为使防晒化妆品能更接近皮肤的颜色，并防止因部分反射短波长的蓝色光而使皮肤产生不健康的蓝色相外观，国外开发了肤色透明型二氧化钛。其制法有两种:一种是用含铁化合物对这种二氧化钛进行表面包膜处理;另一种是以铁为掺杂剂对这种二氧化钛进行掺杂处理。
二(呈现自然肤色的美白
二氧化钛着色力极低，将其制成肤色粉末,生产中不需另加颜料，避免了大量色素加入对人体造成危害,同时也避免了化妆品久放后,色素析出。
纳米二氧化钛微粒的大小与其抗紫外能力密切相关。当其粒径等于或小于光波波长的一半时,对光的反射、散射量最大,屏蔽效果最好。紫外线的波长在190~400nm之间,因此纳米二氧化钛的粒径不能大于200nm,最好不大于100nm。但是,也不是颗粒越小越好,粒度太小容易团聚,不利于分散,还易于堵塞皮肤的毛孔,不利于透气和汗液的排除。一般说来,当其粒径在30~100nm之间时,对紫外线的屏蔽效果最好。
由于其颗粒较细,制成品透明度高,能透过可见光,加入化妆品使用时皮肤白度自然,克服了有的有机物或颜料级二氧化钛不透明,使皮肤呈现不自然的苍白色的缺点。
三(自然变妆— 光致变色二氧化钛
光致变色是指由于光线照射使物质颜色改变,照射一终止,物质又恢复到原来的颜色。
锐钛型水合二氧化钛中加入微量氧化铁,在750?,885?范围内于大气中煅烧,即可制得光致变色的二氧化钛。将这种二氧化钛用于粉底霜中,这种化妆品涂在皮肤上,在室外太阳光照射下是一种颜色,回到室内又变成另一种颜色,使在室内外均得到自然的化妆效果。
四(黑色颜料—钛黑
现在黑色化妆品中所用的碳黑,具有黑度高,着色力强等优点。但它是疏水性的物质,在水中难以分散。另据报道其含有3,42苯丙芘等致癌物质。日本已开始采用一种新的黑色粉末颜料,即用二氧化钛经还原制成低价氧化钛黑色颜料。低价氧化钛和氮氧化钛统称为钛黑。
用高纯度二氧化钛为原料,在氨气中还原可得到氮氧化钛黑色颜料。由于生产过程中未带入对人体有害的杂质,因此,该法制备的钛黑安全无毒,适用于化妆品中的黑色颜料,如生产眉笔、睫毛膏等。钛黑的主要性能:粒径015Λm,019Λm,色调L值8,10,耐热温度500?。
五(云母钛珠光颜料
云母钛珠光颜料由于能赋予人们以珍珠般的外观、似金属的闪烁感以及富于变幻的随角异色(双色)效应，再加上无毒，被化妆品配方设计师所珍爱。
传统的云母钛珠光颜料有银白色类、虹彩色类和金色类，目前开发了银灰色和蓝灰色云母钛珠光颜料，国外一般采用三种途径(1)在云母片上:沉积一层二氧化钛之后，再沉积一层钛酸铁;(2)在沉积一层二氧化钛后，再沉积一层含有0.1%到1%炭黑的沉积层;(3)将云母上的第一层二氧化钛还原成黑色调的低价氧化钛，再沉积一层二氧化钛。
六(包核型含钛颜料
为了防止化妆品中各固相物因密度和粒度的差异而发生色差、偏析和色斑等，近年来为化妆品开发了多种包核型颜料，其中包括含二氧化钛的包核型颜料。
例如，以多孔性尼龙为母核，以二氧化钛和氧化铁颜料颗粒为子粒，按一定比例，用机械冲击力，牢固地将两种粒子锚着在母核上，便形成一种化妆品用的肤色包核型颜料。用它与其它成分制成的粉底霜，不产生色差、偏析和色斑现象。
参考文献:
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