纳米氧化锌用于化妆品的防晒效果如何?为什么?什么原则?
阳光中的紫外线按其波长可分为UVA (320 mm ~ 400 mm)、UVB (290 mm ~ 320 mm)和UVC (200 mm ~ 290 mm)。UVB是烧伤、间接色素沉着和皮肤癌的主要原因。烧伤主要表现为皮肤出现红斑,严重者可伴有水肿、水疱、脱皮、发热、恶心。目前防晒化妆品中的防晒指数(SPF)就是对UVB的防护。虽然UVC大部分被平流层的臭氧层吸收,但由于其波长短、能量高、臭氧层破坏越来越大,对人类的危害不容忽视。随着全球紫外线辐射强度的不断增加和皮肤病学的发展,UVA对人体的危害逐渐引起人们的重视。UVA的穿透能力很强,具有累积性。长期作用于皮肤会引起皮肤弹性下降、皮肤粗糙、皱纹增多等光老化现象,UVA还会加重UVB造成的伤害。纳米氧化锌(VK-JH01)能有效屏蔽UVA,近年来被广泛应用于防晒化妆品中。
纳米ZnO(VK-JH01)添加到防晒化妆品中可能具有以下特点:①能对所有波段的UVA和UVB提供有效防护;②优异的分散性和透明性;③安全无刺激;④良好的光稳定性。然而,为了满足上述要求,需要严格控制纳米ZnOV的原始粒径和分布,还需要对纳米ZnO进行特殊的表面处理。
1产品
纳米氧化锌(VK-JH01)就有这样的特殊功效,所以国内外很多厂家都开发了纳米氧化锌(VK-JH01)。国外生产化妆品用纳米氧化锌的厂家有德国巴斯夫、日本酒井化学和帝国化学、日本昭和电气和日本住友水泥。国内有杭州万晶新材料有限公司。
虽然纳米氧化锌(VK-JH01)的生产厂家很多,但是在化妆品中使用的厂家很少。德国巴斯夫公司就推出了这样一款产品——纳米晶防晒霜(Nucelle Sunsense SPF 30防晒霜),其主要成分是Z-COTE,由巴斯夫公司利用纳米技术研发而成。其基础是纳米分散的氧化锌。很多防晒油都是粘稠的,而新型纳米防晒油是清澈透亮的。比传统防晒霜能保护更广光谱的阳光(UVA和UVB),而且不过敏。
日本昭和电机株式会社(SDK)还开发了Maxlight FTS和ZS两种超细紫外线屏蔽材料,可作为防晒产品的基础材料。该公司通过合并后的分公司(现昭和钛株式会社)生产颗粒,其中ZX系列为直径20nm的ZnO颗粒。该公司还在纳米粒子上覆盖了一层均匀的二氧化硅薄层,以降低表面活性,增加透明度,并改善其紫外线屏蔽功能。Maxlight ZS能提供优异的UVA(波长320 ~ 400 nm)屏蔽功能和高透明性。由于锌离子的洗脱,SDK取消了使用锌培养化妆品的限制。根据化妆品的特殊要求,中国杭州万晶新材料有限公司还开发了化妆品用纳米氧化锌(型号:VK-JH01)。产品纯度高,能对所有波段的UVA和UVB提供有效防护,重金属含量符合化妆品要求。
此外,这些新产品可以生产油/水乳霜防晒化妆品(即水中可以含有乳化油)。如果FTS和ZS一起使用,配置的化妆品可以屏蔽到达地球表面的各种波长的紫外线。
2项专利
在申请了纳米氧化锌的制备专利后,国外公司将其用于化妆品中,并进一步申请了专利。资生堂有限公司于2004年6月授权的美国专利第6,749,838号中介绍了一种防晒化妆品的制造方法。其将氧化锌颗粒分散在化妆品中。该氧化锌颗粒的直径为65438±000nm或更小,涂有硅化合物,并在高温下通过搅拌分散在油或水中。
先进粉末技术有限公司于2002年2月20日申请的美国专利US 20030161795也涉及一种防晒化妆品的配方工艺。这种透明清澈的防晒成分包括纳米级抗紫外线颗粒,如氧化锌。在其最佳配方中,可加入10%二氧化钛或物理防紫外线剂,效果更佳。
国内专利都是关于纳米氧化锌的制备方法(VK-JH01),但也明确表示制备的颗粒可用于化妆品。例如,中国科学院过程工程研究所于2005年6月65438+10月19日公布的中国专利CN 1565977涉及一种制备纳米氧化锌的方法(VK-JH01),将醋酸锌的生成与醋酸和乙醇的酯化反应耦合起来,制备纳米氧化锌粉末。该方法得到的纳米氧化锌(VK-JH01)粉体具有双重分散性,同时具有水分散性和油分散性,颜色洁白,易成膜的特点,解决了纳米氧化锌粉体的团聚问题;整个反应过程不需要调节pH值,操作过程和后处理简单;而且反应液可以循环使用,有望实现纳米氧化锌(VK-JH01)生产的零排放绿色工艺。制备的纳米氧化锌(VK-JH01)可用于电子陶瓷、化妆品等领域,具有广阔的应用前景。
大连三科科技发展有限公司于2003年8月6日公布的中国发明专利CN 1433966主要基于气固反应法。以硝酸锌Zn(NO3)2和氢氧化钠NaOH为主要原料,在室温下研磨混合,热分解得到混合溶液。将混合溶液用去离子水洗涤,用乙醇洗涤,过滤,将滤饼干燥,煅烧,得到纳米氧化锌粉末。本发明具有能耗低、设备简单、无团聚现象、无溶剂、产率高、反应条件可控的优点。所制备的纳米氧化锌材料可应用于纤维、玻璃、陶瓷、化妆品等领域的产品。,可以大大改变原有产品的光、电、磁特性,扩大原有产品的应用范围。
3标准
对于纳米氧化锌(VK-JH01),我国率先制定了国家标准,并于2004年开始实施。其标准编号为GB/T19589-2004。该标准将产品分为三类:
1类:主要用于医药、化妆品、电工材料;
第二类:主要用于橡胶、塑料、涂料、陶瓷、化纤和催化剂;
3类:主要用于橡胶。
指标体现在两个方面:
1表征纳米氧化锌(VK-JH01)颗粒的性质:粒径、比表面积、团聚指数;
2纳米氧化锌(VK-JH01)化学成分的表征:氧化锌含母、铅、锰、铜、镉、汞、砷,105℃时挥发分(%),水溶性物质,盐酸中不溶物,灼烧失重。
实验方法用透射电镜和XRD线宽法表征,比表面积用BET氮吸附法测定。激光散射法测得的平均粒径与XRD线宽法测得的平均粒径的比值为名义团聚指数,化学指标用常规和一般方法分析。包装、储存和运输也是针对纳米材料的特性。
(4)市场
2000年,纳米氧化锌(VK-JH01)的全球市场约为400万美元,但预计2007年将达到9000万美元,年增长率为56%,并将继续增长,预计2020年将达到3.5亿美元。作为纳米氧化锌的生产商之一,SDK预计其生产的纳米系列化妆品四年后销售额将达到6543.8+0亿。