專利名稱：膚色金紅石型納米二氧化鈦的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于化妝品中的膚色金紅石型納米二氧化鈦的制備方法。
背景技術(shù)：
紫外線是太陽(yáng)光中對(duì)人體危害較大的一種光波。過(guò)度照射紫外線，會(huì)使皮膚產(chǎn) 生紅斑、黑斑，使皮膚老化，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)皮膚癌。近年來(lái)，隨著人們對(duì)紫外線認(rèn)識(shí)的 提高及保健意識(shí)的增強(qiáng)，防曬型化妝品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用逐漸成為一個(gè)科研熱點(diǎn)。二氧化鈦由 于具有高折光性和高光活性，一直被作為一種主要的防曬劑。納米二氧化鈦由于粒徑小，活性大，既能反射、散射紫外線，又能吸收紫外 線，從而對(duì)紫外線有更強(qiáng)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(guò)后者煅燒制得，因而晶格結(jié)構(gòu)更完善，在熱力學(xué)上更為穩(wěn) 定。從折光率來(lái)看，金紅石型為2.7，銳鈦礦型為2.3，因此，金紅石型對(duì)紫外線的發(fā) 射、散射能力較強(qiáng)，而吸收力較弱。通過(guò)對(duì)其表面進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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。這可能由于1)金紅石型產(chǎn)生電子-空 穴對(duì)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(shí)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(wěn) 定、增強(qiáng)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(fā)，在化妝品中應(yīng) 盡量采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(jī)顏料，這種含有有機(jī)顏料的膏狀化妝品受熱后，顏料與膏體分離，影響了化妝品的使 用性能。由于二氧化三鐵本身可以作為一種顏料應(yīng)用于化妝品中，且無(wú)毒無(wú)害，人體不 吸收，無(wú)副作用。在一般化妝品中均可使用，主要用于面部、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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了研制一種復(fù)合型化妝品用膚色抗紫外劑，該發(fā)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(jié)合在一起，可避免在化妝品中引入 有機(jī)顏料，并緩解由此引起的人體過(guò)敏反應(yīng)、膏體不穩(wěn)定以及著色不均勻的問(wèn)題。另 外，由于氧化鐵的反光性，可提高金紅石型納米二氧化鈦的抗紫外性能。本發(fā)明的技術(shù)方案為1、金紅石型納米二氧化鈦以前體，采用外加晶種法制備。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(lán)色，此時(shí)體系的溫度約為70 90°C，快速 冷卻至室溫，制得晶種備用；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，并加入一定體積的沸水稀釋體系(將體系稀釋至原來(lái)的1.5 3.0倍)，加熱體系保持微沸狀態(tài)，反應(yīng)一定時(shí)間，即制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(chǎn)品沉降，反復(fù)洗滌至pH為4 7，最后不用傾倒上清液，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(shí)滴加氨水使體系pH 保持在為4 7之間，滴加完畢充分反應(yīng)后，停止加熱。產(chǎn)品沉降反復(fù)洗滌至中性，真 空抽濾，干燥、焙燒即得產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式實(shí)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，搖勻后加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(lán)(天藍(lán)色)時(shí)立即停止加熱，用自來(lái)水快速冷卻錐形瓶至室溫，制得晶種備用。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 制得的晶種，并加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態(tài)，反應(yīng)90min，制得金紅石型 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(shí)滴加氨水使反應(yīng)體系的pH值在4 6之間，反應(yīng)時(shí)間為2h。 產(chǎn)品經(jīng)沉降反復(fù)洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱干燥，250°C焙燒2h即得產(chǎn)品。本實(shí) 施例中Fe203/Ti02的質(zhì)量百分含量為0.75%，得到了微黃色的粉末。實(shí)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，搖勻后加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(lán)(天藍(lán)色)時(shí)立即停止加熱，用自來(lái)水快速冷卻錐形瓶至室溫，制得晶種備用。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 制得的晶種，并加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態(tài)，反應(yīng)90min，制得金紅石型 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(shí)滴加氨水使反應(yīng)體系的pH值在4 6之間，反應(yīng)時(shí)間為2h。 產(chǎn)品經(jīng)沉降反復(fù)洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱干燥，250°C焙燒2h即得產(chǎn)品。本實(shí) 施例中Fe203/Ti02的質(zhì)量百分含量為1.00%，得到了乳黃色的粉末。實(shí)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，搖勻后加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(lán)(天藍(lán)色)時(shí)立即停止加熱，用自來(lái)水快速冷卻錐形瓶至室溫，制得晶種備用。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 制得的晶種，并加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態(tài)，反應(yīng)90min，制得金紅石型 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(shí)滴加氨水使反應(yīng)體系的pH值在4 6之間，反應(yīng)時(shí)間為2h。 產(chǎn)品經(jīng)沉降反復(fù)洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱干燥，250°C焙燒2h即得產(chǎn)品。本實(shí)施例中Fe203/Ti02的質(zhì)量百分含量為1.25%，得到了淺黃色的粉末。實(shí)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，搖勻后加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(lán)(天藍(lán)色)時(shí)立即停止加熱，用自來(lái)水快速冷卻錐形瓶至室溫，制得晶種備用。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 制得的晶種，并加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態(tài)，反應(yīng)90min，制得金紅石型 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(shí)滴加氨水使反應(yīng)體系的pH值在4 6之間，反應(yīng)時(shí)間為2h。 產(chǎn)品經(jīng)沉降反復(fù)洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱干燥，250°C焙燒2h即得產(chǎn)品。本實(shí) 施例中Fe203/Ti02的質(zhì)量百分含量為1.50%，得到了黃粉色的粉末。實(shí)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，搖勻后加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(lán)(天藍(lán)色)時(shí)立即停止加熱，用自來(lái)水快速冷卻錐形瓶至室溫，制得晶種備用。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 制得的晶種，并加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態(tài)，反應(yīng)90min，制得金紅石型 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(shí)滴加氨水使反應(yīng)體系的pH值在4 6之間，反應(yīng)時(shí)間為2h。 產(chǎn)品經(jīng)沉降反復(fù)洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱干燥，250°C焙燒2h即得產(chǎn)品。本實(shí) 施例中Fe203/Ti02的質(zhì)量百分含量為2.00%，得到了淺粉色的粉末。實(shí)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，搖勻后加入上述錐形瓶；水浴中磁力攪拌下升溫到90°C，待溶 液泛藍(lán)(天藍(lán)色)時(shí)立即停止加熱，用自來(lái)水快速冷卻錐形瓶至室溫，制得晶種備用。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 制得的晶種，并加入lOOmL沸水，加熱體系保持微沸狀態(tài)，反應(yīng)90min，制得金紅石型 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(shí)滴加氨水使反應(yīng)體系的pH值在4 6之間，反應(yīng)時(shí)間為2h。 產(chǎn)品經(jīng)沉降反復(fù)洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱干燥，250°C焙燒2h即得產(chǎn)品。本實(shí) 施例中Fe203/Ti02的質(zhì)量百分含量為3.00%，得到了淺棕色的粉末。實(shí)例7步驟1制得的漿料經(jīng)沉降、反復(fù)洗滌至中性，真空抽濾，60°C烘箱干燥，250°C 焙燒2h得到樣品，對(duì)該樣品進(jìn)行X-射線衍射的測(cè)試(XRD)，測(cè)試譜圖見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖
。 結(jié)果表明制得的二氧化鈦為金紅石晶型，平均粒徑為15nm左右。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種化妝品用膚色金紅石型納米二氧化鈦的制備方法。該方法分兩步 進(jìn)行，首先采用鈦的無(wú)機(jī)鹽外加晶種稀釋水解法制得金紅石型納米二氧化鈦漿料，再在 該漿料中進(jìn)行FeCl3W水解，經(jīng)過(guò)洗滌、抽濾、干燥和低溫焙燒制得目標(biāo)產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于所用鈦的無(wú)機(jī)鹽可以是TiCl4、TiCl3、TiOSO4W 任何一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于鈦鹽水解制備金紅石型納米二氧化鈦所采用的方 法是外加晶種稀釋水解法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述，其特征在于晶種所含二氧化鈦占產(chǎn)物二氧化鈦 的質(zhì)量百分比在5% 15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述，其特征在于稀釋所用水的溫度在80°C 100°C 之間，體積為稀釋后體系總體積的40% 60%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于FeCl3的水解條件為pH范圍為4 7，反應(yīng)溫 度為50°C 100°C之間，反應(yīng)時(shí)間為0.5h 3h之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于洗滌后定容的二氧化鈦的漿料直接用于摻雜氧化 鐵著色的步驟中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于制備目標(biāo)產(chǎn)品的焙燒溫度范圍是200°C 500 "C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于最終產(chǎn)物中Fe2O3占TiO2的質(zhì)量百分含量為 0.2% 5%之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化妝品用抗紫外劑與顏料的復(fù)合體的制備方法。該方法分兩步進(jìn)行，首先采用TiCl4外加晶種稀釋水解法制得金紅石型納米二氧化鈦漿料，再在該漿料中進(jìn)行FeCl3的水解，經(jīng)過(guò)洗滌、抽濾、干燥和250℃焙燒制得目標(biāo)產(chǎn)品。通過(guò)改變Fe2O3/TiO2的質(zhì)量百分含量分別為0.75％、1.00％、1.25％、1.50％、2.00％和3.00％制得了一系列不同顏色深度的膚色復(fù)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(fā)明所涉及的制備方法原料價(jià)格低廉，工藝步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和顏色可調(diào)范圍廣，具有一定的實(shí)際應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A61K8/29GK102018630SQ20091007046
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者張海麗, 董志勇 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)