高端定制包膜纳米二氧化钛在防晒化妆品中的应用

由太阳辐射出来的光线中,存在有大约5%的波长≤400 nm 的紫外线 。太阳光中的紫外线 , 按其波长可以分为:波长为320 nm～400 nm 的长波紫外线,称为A型紫外线 (UVA);波长为 290 nm～320 nm 的中波紫外线, 称为B型紫外线 (UVB)以及波长为200 nm～290 nm 的短波紫外线, 称为C型紫外线。由于紫外线波长很短, 能量颇高,它的破坏力很大, 长时间照射到身体上会损害人的皮肤, 造成炎症或晒伤, 严重的会产生皮肤癌 。中波紫外线UVB 是引起皮肤发生炎症和晒伤的主要因素。

1.纳米TiO2屏bi紫外线的原理

TiO2是一种N型半导体 ，用于防shai化妆品中的纳米TiO2晶型一般为金红石型，它的禁带宽度为3.0 eV，当波长小于400nm 的紫外线照射 TiO2 时，价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上，同时产生电子 -空穴对，因此 TiO2 具有吸收紫外线的功能。由于纳米 TiO2 粒径小，粒小数众多，这样阻挡或截获紫外线的几率就大大增加。

2.防shai化妆品中纳米TiO2的特点

2.1紫外线屏bi效率高

防晒化妆品的紫外线屏bi能力用日光防护系数(SPF 值)来表示，该值越大,防shai效果越好。涂有防晒产品的皮肤 (PS)产生zui低可测红斑所需的能量与未使用防shai产品的皮肤产生相同程度红斑所需能量之比。

由于纳米 TiO2既吸收紫外线又散射紫外线， 因此国内外均把其作为理想的物理防shai剂，通常情况下纳米TiO2屏bi UVB 的能力为普通TiO2的3倍～4 倍。

2.2适宜的粒径范围

纳米TiO2 屏bi紫外线是由其吸收能力和散射能力共同决定的，纳米TiO2的原始粒径越小吸收紫外线能力越强。根据 Rayleigh光散射定律，纳米TiO2对不同波长紫外线的zui大散射能力则存在一zui佳原始粒径。实验也表明，紫外线的波长越长，纳米 TiO 2 对它的屏bi性越取决于对它的散射能力；波长越短，对它的屏bi性越取决于对它的吸收能力。

2.3优异分散性和透明性

纳米TiO2原始粒径在50 nm 以下，远小于可见光的波长，理论上纳米TiO2在完全分散的情况下可以透过可见光，因此是透明的。由于纳米TiO2的透明性， 其加入防shai化妆品中不会对皮肤产生遮盖作用。因此，可以显现自然的肌肤美，透明性是防shai化妆品中纳米TiO2的重要指标之一。事实上，纳米TiO2在防shai化妆品中是呈透明性但并非完全透明，这是因为纳米 TiO 2 的粒子小、比表面积大、表面能高，很容易形成团聚体，从而影响产品的分散性和透明性 。晶瑞新材料的晶和牌VK-T02S和VK-T02H系列产品通过用铝、硅、硅油和硬脂酸等进行表面包膜处理后，蓝相好，对可见光具有很好的透明性，对UVA和UVB具有优异的阻隔作用，高an全性，高光稳定性和高分散性，在化妆品的使用领域，已经可以取代国外品牌。

2.4良好的耐候性

防shai化妆品用的纳米TiO2要求具有一定的耐候性(特别是耐光性)，因为纳米TiO2的粒子小、活性大， 吸收了紫外线后会产生电子-空穴对，部分电子-空穴对会迁移到表面导致纳米 TiO 2 表面吸附的水产生原子氧和氢氧自由基， 氢氧自由基具有很强的氧化能力，会使产品变色和因香料分解而发生异味 。因此, 在纳米TiO2 表面包一层或多层透明的氧化硅、 氧化铝和氧化锆等隔离层以抑制其光化学活xing。

3.纳米TiO2的种类和发展趋势

3.1纳米TiO2粉体

纳米TiO2产品以固体粉末的形式出售，根据纳米TiO2的表面性质可分为亲水性粉体（VK-T02H）和亲油性粉体（VK-T02S）。亲水性粉体用于水性化妆品中，亲油性粉体用于油性化妆品中。亲水性粉体一般通过无机表面处理得dao。晶瑞新材料晶和品牌系列的纳米TiO2粉体大都根据其应用领域而经过专门的表面处理。

3.2肤色纳米TiO2

由于纳米TiO2粒子细 、易散射可见光中波长较短的蓝色光，当加入防shai化妆品中会使皮肤呈蓝色调，看上去不健康。为了配成皮肤色，早期往往要向化妆品配方中加入氧化铁一类红色颜料。由于纳米TiO2与氧化铁在密度上和与基料之间的润湿性上的差异，往往会发生浮色，因此晶和品牌系列的专门表面处理的纳米TiO2能较好的解决这个问题，生产出来的产品更接近于肤色。