高端定制包膜納米二氧化鈦在防曬化妝品中的應(yīng)用
<東方化妝科技視線>2018年10月第2期 徐工
隨著人們生活水平的提高和國際競爭的加劇，an全、gao效防shai型化妝品的研究、開發(fā)力度將逐步加大?，F(xiàn)今各個(gè)國家的防shai型化妝品市場已顯現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。
由太陽輻射出來的光線中,存在有大約5%的波長≤400 nm 的紫外線 。太陽光中的紫外線 , 按其波長可以分為:波長為320 nm～400 nm 的長波紫外線,稱為A型紫外線 (UVA);波長為 290 nm～320 nm 的中波紫外線, 稱為B型紫外線 (UVB)以及波長為200 nm～290 nm 的短波紫外線, 稱為C型紫外線。由于紫外線波長很短, 能量頗高,它的破壞力很大, 長時(shí)間照射到身體上會(huì)損害人的皮膚, 造成炎癥或曬傷, 嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生皮膚癌 。中波紫外線UVB 是引起皮膚發(fā)生炎癥和曬傷的主要因素。
1.納米TiO2屏bi紫外線的原理
TiO2是一種N型半導(dǎo)體 ，用于防shai化妝品中的納米TiO2晶型一般為金紅石型，它的禁帶寬度為3.0 eV，當(dāng)波長小于400nm 的紫外線照射 TiO2 時(shí)，價(jià)帶上的電子可吸收紫外線而被激發(fā)到導(dǎo)帶上，同時(shí)產(chǎn)生電子 -空穴對(duì)，因此 TiO2 具有吸收紫外線的功能。由于納米 TiO2 粒徑小，粒小數(shù)眾多，這樣阻擋或截獲紫外線的幾率就大大增加。
2.防shai化妝品中納米TiO2的特點(diǎn)
2.1紫外線屏bi效率高
防曬化妝品的紫外線屏bi能力用日光防護(hù)系數(shù)(SPF 值)來表示，該值越大,防shai效果越好。涂有防曬產(chǎn)品的皮膚 (PS)產(chǎn)生zui低可測紅斑所需的能量與未使用防shai產(chǎn)品的皮膚產(chǎn)生相同程度紅斑所需能量之比。
由于納米 TiO2既吸收紫外線又散射紫外線， 因此國內(nèi)外均把其作為理想的物理防shai劑，通常情況下納米TiO2屏bi UVB 的能力為普通TiO2的3倍～4 倍。
2.2適宜的粒徑范圍
納米TiO2 屏bi紫外線是由其吸收能力和散射能力共同決定的，納米TiO2的原始粒徑越小吸收紫外線能力越強(qiáng)。根據(jù) Rayleigh光散射定律，納米TiO2對(duì)不同波長紫外線的zui大散射能力則存在一zui佳原始粒徑。實(shí)驗(yàn)也表明，紫外線的波長越長，納米 TiO 2 對(duì)它的屏bi性越取決于對(duì)它的散射能力；波長越短，對(duì)它的屏bi性越取決于對(duì)它的吸收能力。
2.3優(yōu)異分散性和透明性
納米TiO2原始粒徑在50 nm 以下，遠(yuǎn)小于可見光的波長，理論上納米TiO2在完全分散的情況下可以透過可見光，因此是透明的。由于納米TiO2的透明性， 其加入防shai化妝品中不會(huì)對(duì)皮膚產(chǎn)生遮蓋作用。因此，可以顯現(xiàn)自然的肌膚美，透明性是防shai化妝品中納米TiO2的重要指標(biāo)之一。事實(shí)上，納米TiO2在防shai化妝品中是呈透明性但并非完全透明，這是因?yàn)榧{米 TiO 2 的粒子小、比表面積大、表面能極高，很容易形成團(tuán)聚體，從而影響產(chǎn)品的分散性和透明性 。晶瑞新材料的晶和牌VK-T02S和VK-T02H系列產(chǎn)品通過用鋁、硅、硅油和硬脂酸等進(jìn)行表面包膜處理后，藍(lán)相好，對(duì)可見光具有很好的透明性，對(duì)UVA和UVB具有優(yōu)異的阻隔作用，高an全性，高光穩(wěn)定性和高分散性，在化妝品的使用領(lǐng)域，已經(jīng)可以取代國外品牌。
2.4良好的耐候性
防shai化妝品用的納米TiO2要求具有一定的耐候性(特別是耐光性)，因?yàn)榧{米TiO2的粒子小、活性大， 吸收了紫外線后會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，部分電子-空穴對(duì)會(huì)遷移到表面導(dǎo)致納米 TiO 2 表面吸附的水產(chǎn)生原子氧和氫氧自由基， 氫氧自由基具有很強(qiáng)的氧化能力，會(huì)使產(chǎn)品變色和因香料分解而發(fā)生異味 。因此, 在納米TiO2 表面包一層或多層透明的氧化硅、 氧化鋁和氧化鋯等隔離層以抑制其光化學(xué)活xing。
3.納米TiO2的種類和發(fā)展趨勢
3.1納米TiO2粉體
納米TiO2產(chǎn)品以固體粉末的形式出售，根據(jù)納米TiO2的表面性質(zhì)可分為親水性粉體（VK-T02H）和親油性粉體（VK-T02S）。親水性粉體用于水性化妝品中，親油性粉體用于油性化妝品中。親水性粉體一般通過無機(jī)表面處理得dao。晶瑞新材料晶和品牌系列的納米TiO2粉體大都根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域而經(jīng)過專門的表面處理。
3.2膚色納米TiO2
由于納米TiO2粒子細(xì) 、易散射可見光中波長較短的藍(lán)色光，當(dāng)加入防shai化妝品中會(huì)使皮膚呈藍(lán)色調(diào)，看上去不健康。為了配成皮膚色，早期往往要向化妝品配方中加入氧化鐵一類紅色顏料。由于納米TiO2與氧化鐵在密度上和與基料之間的潤濕性上的差異，往往會(huì)發(fā)生浮色，因此晶和品牌系列的專門表面處理的納米TiO2能較好的解決這個(gè)問題，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更接近于膚色。