化妆品中的无机粉体初探
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化妆品中的无机粉体初探
李兆年/文
【摘要】化妆品是应人类审美需要产生的事物,古往今来,化妆品的生产和使用都伴随着社会发展进步,在高度工业化的今天,化妆品的生产也跟过去生产力较低时不尽相同。通过查询有关资料,我们对现代化工体系中无机粉体在化妆品的应用进行初步了解。
【关键词】化妆品;无机粉体;着色剂;填充剂
“爱美之心人皆有之”,人类对美化自身的化妆品自古以来就有不断的追求。化妆品是以化妆为目的的产品总称,包括清洁人体用的洗涤用化妆品;调整
皮肤水分和油分,保养和滋润肌肤,以保持皮肤健康的基础化妆品;润饰容颜的美容化妆品;美化和保护毛发、指甲的化妆品和芳香制品等。化妆品种类繁
杂,从其所含成分来看,化妆品是不同原料通过不同的工艺混合而成。
琳琅满目的化妆品背后是庞大的化工体系。利用现代化工技术,人们可以
简便快捷地生产出足量的化妆品满足消费者的需求。在化妆品的生产中,无机
粉体主要用于彩色美容化妆品的着色剂
和填充剂。
1.化妆品中的无机颜料
着色剂在化妆品的应用主要是从美容学和心理两方面进行评价,目前尚未发现其对人体有何好处;相反,如果过量或长期使用还会造成各种累积性的伤害。除一些天然的和惰性的着色剂外,大多数的合成着色剂对人体是有害的。
化妆品用着色剂(或色素)按其来
源可分为合成色素、无机色素和动植物天然色素3大类。按溶解性合成色素可分为染料、色淀和颜料,染料是指能够溶解于水或油及醇类,按溶解媒介不同又分为水溶性和油溶性染料;色淀是不溶于水的染料或颜料,其主要是通过金属盐使水溶性的酸性染料沉淀或使这些
金属盐吸附于抗水性颜料所形成;颜料是一种不溶于水、油等溶媒的着色粉末,与色淀相比具有更好的着色力、遮盖力和抗溶解性,广泛用于唇膏、胭脂等美容化妆品。无机颜料主要有:金属和合金粉末、氧化物和氢氧化物颜料及其他
无机颜料三类。
1.1金属和合金粉末
根据我国现行GB7916-87规定,化妆品分组暂用着色剂中有三种金属和合金粉末:铝粉、铜粉和青铜粉。其中铝粉不得用于口腔及唇部化妆品;铜粉和青铜粉一般化妆品均可使用。这类化妆品的特点主要是有金属光泽,在透明介质中,其光泽和颜色随光线角度和视线变化发生“双色效应”。随着珠光颜料的发展,该类颜料逐渐淡出化妆品的应用。
1.1.1铝粉
铝粉为银灰色粉末,相对密度为2.55,熔点为685℃。颜料用铝粉一般指具有鳞片状粒子结构,表面包裹脂肪酸薄膜的铝粉。化妆品用铝粉的质量指标(FDA.1984):颗粒度,100%通过200目筛,95%通过325目筛;Hg ≤1mg/kg,As ≤3mg/kg,Pb ≤20mg/kg,Al 含量质量分数
≥99%。1.1.2铜粉
铜粉为红色粉末,相对密度8.92,熔点1084.5℃。颜料用铜粉一般指具有鳞片状粒子结构,表面包裹脂肪酸薄膜的铜粉。化妆品用的铜粉的质量指标(FDA,1984):铜含量质量分数(以Ca 计)≥95%,粒径≤45μm 的粒子数≥95%,含脂肪酸或油酸质量分数≤5%,镉≤15mg/kg,铅≤20mg/kg,砷≤3mg/kg,Hg ≤1mg/kg。
1.1.3青铜粉
青铜粉是铜和锌的合金粉末,含有少量铝和锡。颜料用青铜粉一般具有鳞片状粒子结构,表面包覆脂肪酸薄膜的青铜粉末,标准青铜粉末可分三种:紫金粉(90%Cu ~10%Zn),呈金红色;浅紫金粉(85%Cu ~15%Zn),呈金色;浅金粉(70%Cu ~30%Zn),呈绿金色。其质量指标(FDA,1984)(以质
量分数计):含铜量≥70%,≤95%;含锌量≤30%;含铝量≤0.5%;含锡量≤0.5%;镉小于等于15mg/kg;铅≤20mg/kg;砷≤3mgm/kg;Hg ≤1mg/kg;粒径≤45μm 的粒子数≥95%。
1.2氧化物和氢氧化物颜料
合成氧化铁颜料是重要的化妆品颜料,包括氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑和氧化铁棕。它们都是铁的氧化物,但其组成和结构所属矿物类型不同。不同制备方法制得的氧化铁颜料的色调和物理性质有较大差别。部分化妆品颜料的调配中会选用氧化铬绿和氢氧化铬绿,其化妆品用标准参考(FDA,1984)。
1.2.1二氧化钛
二氧化钛既能吸收紫外线,又能反射、散射紫外线,还能透过可见光,是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型
2.无机粉体填充剂
的紫外线防护剂。化妆品用二氧化钛通过选择不同的包覆方法,可以调整、控制包覆后纳米二氧化钛粒子的性质和效果。
1.2.2氧化锌
氧化锌与二氧化钛是两种重要且广泛使用的物理防晒剂,它们都可以吸收和散射紫外线。同时氧化锌具有抗菌性,其抗菌机理源于两个方面:Zn 2+与Ag +、Cu 2+同属重金属离子,可与病菌和病毒体内蛋白质上的巯基结合,从而抑制它们的活性;氧化锌在紫外线的照射下,会产生空穴电子对,活泼空穴和电子迁移至粒子表面,把表面吸附的水或羟基转变成氢氧自由基,从而把大多数细菌和病毒杀死。化妆品用氧化锌要
求具有全波段紫外线防护、优异分散性和透明性、安全且无刺激性及良好的光稳定性。
1.3其他无机颜料1.3.1群青蓝(Na 6Al 6Si 6O 24S 4)
群青蓝是硫代硅铝酸钠的复合物,多为色泽鲜艳的蓝色粉末,不溶于水,结构与沸石相似。其所含铝和硫元素的变化对色调有一定影响。群青颜料的粒度大小对其性质也有影响。盐基型群青和其混合物有亲水性的表面特性,具有很好的耐光性、耐热性、耐溶剂性和耐碱性,但其耐酸性较差。化妆品中的群青颜料常用于眼黛、眉笔和香皂等产品中。
1.3.2锰紫锰紫是一种紫色粉末的化学物质,着色力和遮盖力不高,主要用于化妆品制备眼黛、眼线等,可为化妆品提供所需的红相紫色,也可在其他需要红相紫色的领域中应用。此外,锰紫可在塑料和涂料中作调色剂,以减少白色塑料和白色涂料的泛黄现象。少量锰紫也用作绘画颜料。
如今,化妆品安全已引起各国政府的关注,各国政府设立专门的机构,通过现代化的检测手段和科学的毒理学评价,制定和修改有关法规。我国、美国和欧盟对化妆品中一些着色剂的用量有限制;日本对化妆品中允许使用的着色剂的用量没有规定,但有一般市场接收
的用量水平。
化妆品中常使用的无机粉体填充剂为:二氧化硅、硅藻土、层型硅酸盐粉
体填充剂、沉淀碳酸钙、磷酸盐、氢氧化铝等,其中层型硅酸盐粉体填充剂多
为高岭土、膨润土、滑石粉、云母粉。
2.1二氧化硅
二氧化硅种类很多,化妆品工业主要应用的是沉淀二氧化硅。该型二氧化硅无色透明发亮的结晶和无定形粉末。化学惰性,不溶于水和酸(氢氟酸除外),溶于浓碱液。在化妆品使用的pH 范围内很稳定。沉淀二氧化硅按其结构级位分为五级:超高结构VHS、高结构HS、中等结构MS、低结构LS、超低结构VLS,根据其粒径、粒度分布和孔体积的不同可用于不同的化妆品中。
二氧化硅主要应用于香粉、粉饼类化妆品的香料吸附剂(载体)、氟化物牙膏和透明牙膏的摩擦剂、磨砂膏和磨砂洗面奶的摩擦剂。
2.2硅藻土
硅藻土的化学组成是水合二氧化硅SiO 2·nH 2O。
硅藻土具有多孔性的结构,吸油量很高,堆密度低,附着力高。硅藻土作为廉价的粉体填充剂,主要应用于各类粉剂和粉饼,也应用于面膜。
2.3层状硅酸盐粉体填充剂
层状硅酸盐粉体填充剂是一类重要的粉体填充剂,它们在含粉类化妆品种广泛应用。在这类层型硅酸盐中,存在着硅氧层。常见的层状硅酸盐粉体填充剂多为高岭土、膨润土、滑石粉和云母。主要应用于制造香粉、粉饼、胭脂、湿粉、面膜和作为化妆品的增稠剂等添加剂。
2.4沉淀碳酸钙
沉淀碳酸钙又名轻质碳酸钙,是白色极细轻质粉末,能溶于酸。根据生产方法不同,沉淀碳酸钙的结构可以分为