膚色金紅石型納米二氧化鈦的製備的製作方法
2023-09-14 20:42:50 3
專利名稱：膚色金紅石型納米二氧化鈦的製備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可應用於化妝品中的膚色金紅石型納米二氧化鈦的製備方法。
背景技術：
紫外線是太陽光中對人體危害較大的一種光波。過度照射紫外線，會使皮膚產 生紅斑、黑斑，使皮膚老化，嚴重的會引發皮膚癌。近年來，隨著人們對紫外線認識的 提高及保健意識的增強，防曬型化妝品的開發應用逐漸成為一個科研熱點。二氧化鈦由 於具有高折光性和高光活性，一直被作為一種主要的防曬劑。納米二氧化鈦由於粒徑小，活性大，既能反射、散射紫外線，又能吸收紫外 線，從而對紫外線有更強的阻隔能力。常用二氧化鈦屬正方晶體，其晶型有金紅石型 及銳鈦礦型兩種，前者可通過後者煅燒製得，因而晶格結構更完善，在熱力學上更為穩 定。從折光率來看，金紅石型為2.7，銳鈦礦型為2.3，因此，金紅石型對紫外線的發 射、散射能力較強，而吸收力較弱。通過對其表面進行研究，結果發現，在有氧氣存在 的情況下，金紅石型的光活性比銳鈦礦型的弱。這可能由於1)金紅石型產生電子-空 穴對速率較快，更容易以熱量或其它形式釋放光能；2)金紅石型在熱處理時逐漸失水， 減少了表面羥基；3)金紅石型的氧氣交換能力較弱，較不易吸收氧氣。因此，從保持穩 定、增強屏蔽作用、減少二氧化鈦光活性、降低其光危害性的角度出發，在化妝品中應 儘量採用金紅石型二氧化鈦。但是，二氧化鈦本身的著色力很低，為了不使皮膚顯得蒼白，就要加入大量有 機顏料，這種含有有機顏料的膏狀化妝品受熱後，顏料與膏體分離，影響了化妝品的使 用性能。由於二氧化三鐵本身可以作為一種顏料應用於化妝品中，且無毒無害，人體不 吸收，無副作用。在一般化妝品中均可使用，主要用於面部、眼部化妝品中，如粉底 霜、粉餅、眼影等，唇膏、指甲油中也可使用。
發明內容
本發明的目的是為了研製一種複合型化妝品用膚色抗紫外劑，該發明將化妝品 中的抗紫外劑金紅石型納米二氧化鈦和顏料氧化鐵結合在一起，可避免在化妝品中引入 有機顏料，並緩解由此引起的人體過敏反應、膏體不穩定以及著色不均勻的問題。另 外，由於氧化鐵的反光性，可提高金紅石型納米二氧化鈦的抗紫外性能。本發明的技術方案為1、金紅石型納米二氧化鈦以前體，採用外加晶種法製備。取一定體積的力04水溶液，該溶液的濃度為0.3 l.Omol/L。在其中加入幾 滴分散劑搖勻，攪拌下加熱至體系逆光顯淺藍色，此時體系的溫度約為70 90°C，快速 冷卻至室溫，製得晶種備用；在另一容器中放入一定體積的TiClpK溶液，攪拌下緩慢升 溫至90°C，如入上述晶種，並加入一定體積的沸水稀釋體系(將體系稀釋至原來的1.5 3.0倍)，加熱體系保持微沸狀態，反應一定時間，即製得金紅石型納米二氧化鈦漿料。
2、摻雜氧化鐵著色。將步驟1中的產品沉降，反覆洗滌至pH為4 7，最後不用傾倒上清液，將體 系加熱至80 90°C保溫，攪拌下緩慢滴入一定量的FeCl3溶液，同時滴加氨水使體系pH 保持在為4 7之間，滴加完畢充分反應後，停止加熱。產品沉降反覆洗滌至中性，真 空抽濾，乾燥、焙燒即得產品。
具體實施例方式實例1取10mlTiCl4溶液(濃度為1.8mol/L)加入錐形瓶中，用量筒取40mL去離子水， 在其中滴入3滴分散劑，搖勻後加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(天藍色)時立即停止加熱，用自來水快速冷卻錐形瓶至室溫，製得晶種備用。在圓底三口瓶中加入100mLTiCl4溶液，攪拌下緩慢升溫至80°C，加入步驟1中 製得的晶種，並加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態，反應90min，製得金紅石型 納米二氧化鈦漿料。將上述漿料洗滌至pH為4-5，混合漿料的體積為200mL，加熱至85°C，緩慢地 滴入定量的FeCl3溶液，同時滴加氨水使反應體系的pH值在4 6之間，反應時間為2h。 產品經沉降反覆洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱乾燥，250°C焙燒2h即得產品。本實 施例中Fe203/Ti02的質量百分含量為0.75%，得到了微黃色的粉末。實例2取10mlTiCl4溶液(濃度為1.8mol/L)加入錐形瓶中，用量筒取40mL去離子水， 在其中滴入3滴分散劑，搖勻後加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(天藍色)時立即停止加熱，用自來水快速冷卻錐形瓶至室溫，製得晶種備用。在圓底三口瓶中加入100mLTiCl4溶液，攪拌下緩慢升溫至80°C，加入步驟1中 製得的晶種，並加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態，反應90min，製得金紅石型 納米二氧化鈦漿料。將上述漿料洗滌至pH為4-5，混合漿料的體積為200mL，加熱至85°C，緩慢地 滴入定量的FeCl3溶液，同時滴加氨水使反應體系的pH值在4 6之間，反應時間為2h。 產品經沉降反覆洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱乾燥，250°C焙燒2h即得產品。本實 施例中Fe203/Ti02的質量百分含量為1.00%，得到了乳黃色的粉末。實例3取10mlTiCl4溶液(濃度為1.8mol/L)加入錐形瓶中，用量筒取40mL去離子水， 在其中滴入3滴分散劑，搖勻後加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(天藍色)時立即停止加熱，用自來水快速冷卻錐形瓶至室溫，製得晶種備用。在圓底三口瓶中加入100mLTiCl4溶液，攪拌下緩慢升溫至80°C，加入步驟1中 製得的晶種，並加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態，反應90min，製得金紅石型 納米二氧化鈦漿料。將上述漿料洗滌至pH為4-5，混合漿料的體積為200mL，加熱至85°C，緩慢地 滴入定量的FeCl3溶液，同時滴加氨水使反應體系的pH值在4 6之間，反應時間為2h。 產品經沉降反覆洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱乾燥，250°C焙燒2h即得產品。本實施例中Fe203/Ti02的質量百分含量為1.25%，得到了淺黃色的粉末。實例 4取10mlTiCl4溶液(濃度為1.8mol/L)加入錐形瓶中，用量筒取40mL去離子水， 在其中滴入3滴分散劑，搖勻後加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(天藍色)時立即停止加熱，用自來水快速冷卻錐形瓶至室溫，製得晶種備用。在圓底三口瓶中加入100mLTiCl4溶液，攪拌下緩慢升溫至80°C，加入步驟1中 製得的晶種，並加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態，反應90min，製得金紅石型 納米二氧化鈦漿料。將上述漿料洗滌至pH為4-5，混合漿料的體積為200mL，加熱至85°C，緩慢地 滴入定量的FeCl3溶液，同時滴加氨水使反應體系的pH值在4 6之間，反應時間為2h。 產品經沉降反覆洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱乾燥，250°C焙燒2h即得產品。本實 施例中Fe203/Ti02的質量百分含量為1.50%，得到了黃粉色的粉末。實例5取10mlTiCl4溶液(濃度為1.8mol/L)加入錐形瓶中，用量筒取40mL去離子水， 在其中滴入3滴分散劑，搖勻後加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(天藍色)時立即停止加熱，用自來水快速冷卻錐形瓶至室溫，製得晶種備用。在圓底三口瓶中加入100mLTiCl4溶液，攪拌下緩慢升溫至80°C，加入步驟1中 製得的晶種，並加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態，反應90min，製得金紅石型 納米二氧化鈦漿料。將上述漿料洗滌至pH為4-5，混合漿料的體積為200mL，加熱至85°C，緩慢地 滴入定量的FeCl3溶液，同時滴加氨水使反應體系的pH值在4 6之間，反應時間為2h。 產品經沉降反覆洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱乾燥，250°C焙燒2h即得產品。本實 施例中Fe203/Ti02的質量百分含量為2.00%，得到了淺粉色的粉末。實例6取10mlTiCl4溶液(濃度為1.8mol/L)加入錐形瓶中，用量筒取40mL去離子水， 在其中滴入3滴分散劑，搖勻後加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(天藍色)時立即停止加熱，用自來水快速冷卻錐形瓶至室溫，製得晶種備用。在圓底三口瓶中加入100mLTiCl4溶液，攪拌下緩慢升溫至80°C，加入步驟1中 製得的晶種，並加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態，反應90min，製得金紅石型 納米二氧化鈦漿料。將上述漿料洗滌至pH為4-5，混合漿料的體積為200mL，加熱至85°C，緩慢地 滴入定量的FeCl3溶液，同時滴加氨水使反應體系的pH值在4 6之間，反應時間為2h。 產品經沉降反覆洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱乾燥，250°C焙燒2h即得產品。本實 施例中Fe203/Ti02的質量百分含量為3.00%，得到了淺棕色的粉末。實例7步驟1製得的漿料經沉降、反覆洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱乾燥，250°C 焙燒2h得到樣品，對該樣品進行X-射線衍射的測試(XRD)，測試譜圖見說明書附圖
。 結果表明製得的二氧化鈦為金紅石晶型，平均粒徑為15nm左右。
權利要求
1.本發明涉及一種化妝品用膚色金紅石型納米二氧化鈦的製備方法。該方法分兩步 進行，首先採用鈦的無機鹽外加晶種稀釋水解法製得金紅石型納米二氧化鈦漿料，再在 該漿料中進行FeCl3W水解，經過洗滌、抽濾、乾燥和低溫焙燒製得目標產品。
2.根據權利要求1所述，其特徵在於所用鈦的無機鹽可以是TiCl4、TiCl3、TiOSO4W 任何一種。
3.根據權利要求1所述，其特徵在於鈦鹽水解製備金紅石型納米二氧化鈦所採用的方 法是外加晶種稀釋水解法。
4.根據權利要求1和權利要求3所述，其特徵在於晶種所含二氧化鈦佔產物二氧化鈦 的質量百分比在5% 15%。
5.根據權利要求1和權利要求3所述，其特徵在於稀釋所用水的溫度在80°C 100°C 之間，體積為稀釋後體系總體積的40% 60%。
6.根據權利要求1所述，其特徵在於FeCl3的水解條件為pH範圍為4 7，反應溫 度為50°C 100°C之間，反應時間為0.5h 3h之間。
7.根據權利要求1所述，其特徵在於洗滌後定容的二氧化鈦的漿料直接用於摻雜氧化 鐵著色的步驟中。
8.根據權利要求1所述，其特徵在於製備目標產品的焙燒溫度範圍是200°C 500 "C。
9.根據權利要求1所述，其特徵在於最終產物中Fe2O3佔TiO2的質量百分含量為 0.2% 5%之間。
全文摘要
本發明涉及一種化妝品用抗紫外劑與顏料的複合體的製備方法。該方法分兩步進行，首先採用TiCl4外加晶種稀釋水解法製得金紅石型納米二氧化鈦漿料，再在該漿料中進行FeCl3的水解，經過洗滌、抽濾、乾燥和250℃焙燒製得目標產品。通過改變Fe2O3/TiO2的質量百分含量分別為0.75％、1.00％、1.25％、1.50％、2.00％和3.00％製得了一系列不同顏色深度的膚色複合抗紫外劑，顏色由微黃色、乳黃色、淺黃色、黃粉色、淺粉色到淺棕色逐漸加深。本發明所涉及的製備方法原料價格低廉，工藝步驟簡單，反應條件溫和顏色可調範圍廣，具有一定的實際應用前景。
文檔編號A61K8/29GK102018630SQ20091007046
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月17日 優先權日2009年9月17日
發明者張海麗, 董志勇 申請人:天津科技大學