[发明专利]一种二氧化锆在化妆品中的应用及制备含二氧化锆化妆品的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，特别是一种二氧化锆在化妆品中的应用及制备含二氧化锆化妆品的方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高和国际竞争的加剧，安全、高效防晒型化妆品的研究、开发力度将逐步加大。目前，发达国家的防晒型化妆品市场已显现出强大的生命力。从防晒化妆品的发展趋势来看，一是无机防晒剂代替有机防晒剂，二是仿生防晒。后者成本较大，目前难以推广，前者价格适中，且防晒性能优越，因而被普遍看好。纳米TiO₂、ZnO等具有很强的紫外吸收能力, 可应用于化妆品中。在美国召开的第四届防晒剂会议上, 与会专家重点讨论了纳米氧化钛及氧化锌防紫外线辐射的效率问题。目前, 美国已开发出6 种商品化的无机防晒剂。日本、法国、德国也都有相应的无机防晒剂(其中不乏经表面处理过的超细粉体) 用于防晒化妆品中。从防晒新技术、新原料的发展来看, 多项极具前途的研究正在世界范围内展开, 它们是超细无机微粒散射及吸收紫外线的效率及其应用的研究。

锆属过渡族金属元素（IVB），氧化锆具有很好的散射和吸收紫外光的能力。ZrO₂的电子结构, 由充满电子的价带和没有电子的空轨道形成的导带构成, 存在禁带间隙，约为7.8 eV , 相当于约220 nm 波长的光能。当ZrO₂ 受光照射时, 比禁带间隙能量大的光子被吸收, 价电子带的电子激发至导带。ZrO₂具有高的折射率，宽的禁带宽度（约7.8ev），对波长范围300nm-1100nm的光子吸收率很低。

按照波长的不同，紫外线分为短波区190～280nm、中波区280～320nm、长波区320～400nm。短波区紫外线能量最高；在经过离臭氧层时能被阻挡, 对人体伤害的一般是中波区和长波区紫外线，但随着近年来大气污染日益严重，臭氧层不断减少，因此短波紫外线对人体的伤害也在不断增加。二氧化锆的强抗紫外线能力是由于其具有高折光性和高光活性。其抗紫外线能力及其机理与其粒径有关：当粒径较大时，对紫外线的阻隔是以反射、散射为主, 由于折射率越高的物质, 对紫外线的散射能力越强, 所以二氧化锆对紫外线的散射能力很强。且对中波区和长波区紫外线均有效。防晒机理是简单的遮盖,属一般的物理防晒，防晒能力较弱；随着粒径的减小，光线能透过二氧化钛的粒子面，对长波区和中波区紫外线的反射、散射性不明显，而对短波区紫外线的吸收性明显增强。其防晒机理是吸收紫外线，主要吸收短波区紫外线。

二氧化锆为无机成分，具有优异的化学稳定性、热稳定性及非迁移性和较强的消色力、遮盖力，较低的腐蚀性，良好的易分散性，并且无毒、无味、无刺激性，使用安全，还兼有杀菌除臭的作用，被广泛应用于环境保护、太阳能转化、化妆品、纺织、涂料、橡胶等领域。更为重要的是，二氧化锆既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，因此抗紫外线的能力强，与同样剂量的有机抗紫外剂相比，它在紫外区的吸收峰更高；而且纳米二氧化锆对中波区和长波区紫外线均有阻隔作用，不像有机抗紫外剂只是单一对中波区或长波区紫外线有屏蔽作用。特别是由于其颗粒较细，制成品透明度高，能透过可见光，加入化妆品使用时皮肤白度自然，克服了有的有机物或颜料级二氧化锆不透明，使皮肤呈现不自然的苍白色的缺点。

ZrO₂由于有着较高的折光性和光活性，因而有可能成为一种性能优越的新型防晒剂和消毒剂，在防晒化妆品应用中具有较好的发展前景。但由于二氧化锆相对于目前广泛使用的二氧化钛防晒添加剂来说，其禁带宽度较宽，需要更高的能量将其载流子激发出来，也就是说只能吸收能量较高的短波紫外线，对中长波紫外线的阻隔以反射和散射为主，这就是其防晒性能不如二氧化钛等主流防晒添加剂的原因。在一些领域ZrO₂大规模的生产应用受到ZrO₂ 量子效率低、禁带宽度宽对太阳能利用率低的缺陷的限制。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种二氧化锆在化妆品中的应用及制备含二氧化锆化妆品的方法。制成的化妆品能高效吸收中、长波紫外线。

实现本发明目的的技术解决方案为二氧化锆在化妆品中作为防晒剂的应用。一种制备含二氧化锆化妆品的方法，包括以下步骤：