大约在(zai)1940年,日本首次将六方氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硼粉(fen)体(h-BN)应用(yong)到(dao)化(hua)(hua)妆品中,在(zai)很长一段时间都被当成(cheng)奢侈品。随着(zhe)合(he)成(cheng)技术的(de)(de)发展与普及,氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硼应用(yong)成(cheng)本降低使(shi)得(de)其在(zai)化(hua)(hua)妆品中得(de)以大量(liang)的(de)(de)应用(yong),几(ji)乎所有的(de)(de)导化(hua)(hua)妆品行业的(de)(de)产(chan)品:粉(fen)饼、散(san)粉(fen)、粉(fen)底、眼(yan)线液、眼(yan)影、腮红、口红及大量(liang)的(de)(de)护(hu)肤品中,都在(zai)使(shi)用(yong)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硼作为(wei)原料。
六方氮(dan)化硼具(ju)有层状(zhuang)的(de)石墨型晶体结构,莫氏(shi)硬度(du)2Gpa和(he)低至(zhi)0.16摩擦系数,较高的(de)吸(xi)油量和(he)水分保持及防(fang)止(zhi)皮(pi)肤(fu)(fu)干裂(lie)能力,丝(si)柔般的(de)润(run)滑(hua)性、绝佳的(de)延展性、令人愉(yu)悦的(de)触感以及持久定(ding)妆能力,折光(guang)指数1.74接近人体皮(pi)肤(fu)(fu),具(ju)有微妙的(de)发(fa)光(guang)效果--可以起到提亮的(de)功效,柔和(he)的(de)光(guang)散(san)射,使完妆后立显裸状(zhuang)效果,是传统化妆品(pin)粉(fen)(fen)(fen)(fen)体用(yong)原料滑(hua)石粉(fen)(fen)(fen)(fen)、钛白粉(fen)(fen)(fen)(fen)、云母粉(fen)(fen)(fen)(fen)、尼龙粉(fen)(fen)(fen)(fen)、硅粉(fen)(fen)(fen)(fen)、玻璃粉(fen)(fen)(fen)(fen)、聚乙(yi)烯粉(fen)(fen)(fen)(fen)等(deng)材料所(suo)无法比拟的(de)。
六(liu)方(fang)氮化(hua)硼(peng)(peng)粉体(ti)(ti)的(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)制(zhi)造方(fang)法有(you)很多(duo),通常情况下(xia),h-BN粉体(ti)(ti)通常在(zai)(zai)高温下(xia)合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng),因此,最终(zhong)产品(pin)(pin)的(de)(de)(de)表面不(bu)存在(zai)(zai)亲水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)官(guan)能(neng)团(tuan),因而(er)具有(you)防水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing),氮化(hua)硼(peng)(peng)表现的(de)(de)(de)较强(qiang)疏水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)能(neng),质轻(qing)较容(rong)易(yi)(yi)漂浮(fu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)面上(shang)(shang),加上(shang)(shang)片层结构(gou)易(yi)(yi)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)面铺展(zhan)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜等(deng)特性(xing),增(zeng)加了六(liu)方(fang)氮化(hua)硼(peng)(peng)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)分散难度,使得(de)h-BN在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)基化(hua)妆品(pin)(pin)体(ti)(ti)系中(zhong)的(de)(de)(de)应用受限(xian)。即使将其(qi)(qi)强(qiang)力分散添加到(dao)(dao)乳化(hua)膏(gao)霜配方(fang)中(zhong),粉体(ti)(ti)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)基体(ti)(ti)系中(zhong)也(ye)会(hui)易(yi)(yi)聚集成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)团(tuan)而(er)絮凝泛(fan)粗。为获亲水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)h-BN粉体(ti)(ti)使其(qi)(qi)体(ti)(ti)更(geng)好的(de)(de)(de)适应水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)体(ti)(ti)系的(de)(de)(de)应用,需要通过对其(qi)(qi)表面改性(xing)来增(zeng)加亲水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)官(guan)能(neng)团(tuan)。但(dan)非常值得(de)我们(men)注意(yi)的(de)(de)(de)是(shi),当(dang)氮化(hua)硼(peng)(peng)粉体(ti)(ti)应用于化(hua)妆品(pin)(pin)时,对皮肤(fu)(fu)、肤(fu)(fu)感产生(sheng)伤害的(de)(de)(de)改性(xing)剂成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分是(shi)禁止(zhi)添加到(dao)(dao)化(hua)妆品(pin)(pin)配方(fang)中(zhong)去的(de)(de)(de)。
▲来源:圣戈班
在(zai)参考文(wen)献1-中(zhong)(zhong),江(jiang)西联锴新(xin)材(cai)料(liao)的(de)(de)发(fa)明专利公开了一(yi)种化妆(zhuang)(zhuang)品(pin)用(yong)水(shui)(shui)分(fen)散(san)氮化硼(peng)粉(fen)(fen)(fen)体(ti)及(ji)其制备(bei)方(fang)法(见下图),以合成的(de)(de)六方(fang)氮化硼(peng)粗粉(fen)(fen)(fen)为原(yuan)料(liao),预分(fen)散(san)在(zai)表面活化剂水(shui)(shui)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong),借助(zhu)设备(bei)研磨(研磨设备(bei)为:球磨机(ji)(ji)、胶体(ti)磨、高速分(fen)散(san)机(ji)(ji)中(zhong)(zhong)等(deng)一(yi)种或组合。研磨好的(de)(de)含活化剂的(de)(de)六方(fang)氮化硼(peng)浆料(liao)放在(zai)储罐中(zhong)(zhong)继续活化12-48小时,时间过短则(ze)活化效(xiao)果不好,时间过长则(ze)影响生产(chan)效(xiao)率。通(tong)过研磨粉(fen)(fen)(fen)碎成平均粒(li)径(jing)达到(dao)2-30微(wei)米细颗粒(li)粉(fen)(fen)(fen)末,此粒(li)径(jing)六方(fang)氮化硼(peng)的(de)(de)界面增(zeng)多、氮化硼(peng)的(de)(de)断(duan)裂键(jian)也增(zeng)多。)进(jin)行表面活化并将离心(xin)、冲(chong)洗(xi)(xi),取滤网上(shang)层粉(fen)(fen)(fen)料(liao)加(jia)到(dao)亲水(shui)(shui)表面改(gai)性(xing)剂溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)进(jin)行表面改(gai)性(xing),烘干、粉(fen)(fen)(fen)碎、过筛,制得水(shui)(shui)分(fen)散(san)六方(fang)氮化硼(peng)粉(fen)(fen)(fen)体(ti)。此粉(fen)(fen)(fen)体(ti)在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)分(fen)散(san)性(xing)极佳,可加(jia)入水(shui)(shui)包油膏霜(shuang)(例如水(shui)(shui)包油型粉(fen)(fen)(fen)底液(ye))/乳液(ye)、护肤(fu)凝胶、面贴膜精华、护肤(fu)水(shui)(shui)(喷雾(wu))、防晒喷雾(wu)、发(fa)用(yong)产(chan)品(pin)等(deng)非洗(xi)(xi)去型化妆(zhuang)(zhuang)品(pin)产(chan)品(pin)中(zhong)(zhong),提(ti)高皮肤(fu)丝滑感,提(ti)升细腻、亮白等(deng)妆(zhuang)(zhuang)容效(xiao)果。是一(yi)种优(you)良的(de)(de)化妆(zhuang)(zhuang)品(pin)添加(jia)原(yuan)料(liao)。
▲化妆品用水分散氮化硼粉体(ti)制备的工(gong)艺流程图
来源:江西联锴新材料
根据文献(xian)1的(de)描述,如(ru)上工艺中所选用的(de)亲水(shui)(shui)表(biao)面改(gai)性剂(ji)为PEG-8聚二(er)甲基(ji)硅(gui)氧烷(wan),PEG-12聚二(er)甲基(ji)硅(gui)氧烷(wan)、氨端聚二(er)甲基(ji)硅(gui)氧烷(wan)、聚乙(yi)二(er)醇-400的(de)一(yi)种或(huo)组合(he)。亲水(shui)(shui)表(biao)面改(gai)性剂(ji)∶粉(fen)(fen)体(ti)∶水(shui)(shui)=0.3-1∶10-20∶20-30,在实(shi)际应用中所选亲水(shui)(shui)表(biao)面改(gai)性剂(ji)与粉(fen)(fen)体(ti)与水(shui)(shui)的(de)比例,是根据水(shui)(shui)分散(san)氮化(hua)硼(peng)粉(fen)(fen)末(mo)后期的(de)分散(san)性与应用稳(wen)定性来确(que)定的(de)用量,处(chu)(chu)理剂(ji)过(guo)少则(ze)达不到良好的(de)分散(san)及稳(wen)定效果,处(chu)(chu)理剂(ji)过(guo)多,则(ze)粉(fen)(fen)体(ti)粘(zhan)腻容易成(cheng)团(tuan),在化(hua)妆(zhuang)品配方(fang)中使用会(hui)过(guo)多产生(sheng)处(chu)(chu)理剂(ji)的(de)物化(hua)特性,给使用带(dai)来影响。
此外,我们在发(fa)明专利中JP2019-43792(P2019-43792A)(参(can)考文(wen)献3)中了解到六方氮(dan)化硼(peng)用(yong)于化妆(zhuang)(zhuang)品(pin)粉(fen)体(ti)原(yuan)料时(shi)一般选用(yong)平(ping)均粒(li)径(jing)(jing)为(wei)3μm至20μm的(de)(de)粉(fen)体(ti)(洗(xi)涤后的(de)(de)分(fen)散(san)液(ye)通过粒(li)度(du)激光(guang)粒(li)度(du)仪(yi)测(ce)(ce)定的(de)(de)值(zhi)),优选为(wei)4μm至18μm,更(geng)优选为(wei)5μm至15μm。如果小于3μm,则滑(hua)动度(du)不足,例如,超过20μm则肤感粗糙,外观眩光(guang)强烈。参(can)考文(wen)献3中粒(li)径(jing)(jing)为(wei)激光(guang)衍射散(san)射法测(ce)(ce)量粒(li)径(jing)(jing)分(fen)布时(shi)基于体(ti)积的(de)(de)累(lei)积流量分(fen)布累(lei)积值(zhi)的(de)(de)50%的(de)(de)粒(li)径(jing)(jing)。一般来说,平(ping)均粒(li)径(jing)(jing)可能因测(ce)(ce)量条件的(de)(de)不同而改变。此外,编辑在圣(sheng)戈班官(guan)(guan)网产(chan)品(pin)参(can)数描述中了解30μm的(de)(de)氮(dan)化硼(peng)具有闪(shan)光(guang)发(fa)亮特效(珠光(guang)效果),可赋(fu)予(yu)化妆(zhuang)(zhuang)品(pin)珠光(guang)特性(xing)(来源参(can)考资料2:圣(sheng)戈班氮(dan)化硼(peng)-圣(sheng)戈班陶瓷(ci)公司(si)官(guan)(guan)网)。
化(hua)妆品(pin)中不(bu)同尺(chi)寸的六(liu)方氮化(hua)硼应用特点
▲来源:圣戈(ge)班(ban)
珠(zhu)光(guang)效果氮化(hua)硼粉体
▲来源:山东晶亿
在参(can)考文献3中提到,化(hua)(hua)妆(zhuang)品(pin)所需的(de)(de)压力(li)(li)范围内(nei)六(liu)方氮化(hua)(hua)硼应当具有优异的(de)(de)滑(hua)(hua)度(du),化(hua)(hua)妆(zhuang)品(pin)常(chang)见的(de)(de)使用(yong)压力(li)(li)范围是1.5kPa以上3.0kPa,膏状化(hua)(hua)妆(zhuang)品(pin)为2.0kPa,粉底为2.5kPa。可(ke)以说,施(shi)加(jia)(jia)力(li)(li)与剪切应力(li)(li)的(de)(de)比率r越(yue)小,越(yue)容(rong)易在大的(de)(de)施(shi)加(jia)(jia)压力(li)(li)范围内(nei)滑(hua)(hua)动(dong),适(shi)合(he)作(zuo)(zuo)为化(hua)(hua)妆(zhuang)品(pin)。相反,如(ru)果r超过(guo)0.70,则润(run)滑(hua)(hua)性不足(zu),不适(shi)合(he)作(zuo)(zuo)为化(hua)(hua)妆(zhuang)品(pin)。压力(li)(li)和剪切应力(li)(li)之间的(de)(de)关系可(ke)通过(guo)使用(yong)“粉末流变仪”来进行测试。
此外(wai),石(shi)墨化(hua)指数(shu)也是也是氮(dan)化(hua)硼(peng)粉(fen)体(ti)应用于化(hua)妆(zhuang)品(pin)领域的(de)一个重要参(can)数(shu),六方(fang)氮(dan)化(hua)硼(peng)粉(fen)末具有(you)与石(shi)墨相似的(de)晶(jing)(jing)体(ti)结(jie)(jie)构,通过粉(fen)末X射(she)线衍射(she)测量(liang)可以计算其石(shi)墨化(hua)指数(shu)。为(wei)了表(biao)(biao)(biao)(biao)征六方(fang)氮(dan)化(hua)硼(peng)的(de)三维(wei)有(you)序(xu)(xu)化(hua)程(cheng)度(du)(du)(du)(du)(结(jie)(jie)晶(jing)(jing)度(du)(du)(du)(du)),通常采用Thomas等(deng)人定(ding)义(yi)的(de)方(fang)法(fa)衡量(liang)六方(fang)氮(dan)化(hua)硼(peng)结(jie)(jie)晶(jing)(jing)程(cheng)度(du)(du)(du)(du),即用三维(wei)有(you)序(xu)(xu)化(hua)程(cheng)度(du)(du)(du)(du)的(de)石(shi)墨化(hua)指数(shu)(Graphitization index)来表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi),即字母GI表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi),GI值(zhi)越大表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)晶(jing)(jing)体(ti)的(de)三维(wei)有(you)序(xu)(xu)度(du)(du)(du)(du)越低,结(jie)(jie)晶(jing)(jing)度(du)(du)(du)(du)越差(cha),否则结(jie)(jie)晶(jing)(jing)度(du)(du)(du)(du)越好。一般来说,GI值(zhi)在(zai)(zai)I. 60-5. 00之间(jian)为(wei)结(jie)(jie)晶(jing)(jing)度(du)(du)(du)(du)良好的(de)产物。当用作化(hua)妆(zhuang)品(pin)时石(shi)墨化(hua)指数(shu)会(hui)(hui)会(hui)(hui)影响滑度(du)(du)(du)(du)。在(zai)(zai)上述文献3场(chang)景下(xia)认为(wei)六方(fang)氮(dan)化(hua)硼(peng)的(de)石(shi)墨化(hua)指数(shu)应为(wei)为(wei)2.0以下(xia),当石(shi)墨化(hua)指数(shu)超过2.0时,六方(fang)氮(dan)化(hua)硼(peng)的(de)结(jie)(jie)晶(jing)(jing)度(du)(du)(du)(du)将不足,因此滑动度(du)(du)(du)(du)将不足。
当然,还有一(yi)个氮化硼(peng)作(zuo)为(wei)化妆品时(shi)候时(shi)非常值得关注的(de)(de)一(yi)个问题,那就是(shi)硼(peng)的(de)(de)溶出量(liang)。由于使用(yong)硼(peng)酸、氧(yang)(yang)化硼(peng)等氧(yang)(yang)化物作(zuo)为(wei)原(yuan)料,因(yin)此(ci)BN粉(fen)末的(de)(de)最终产品中(zhong)有可(ke)能会残留(liu)硼(peng)。若将这种残留(liu)有硼(peng)的(de)(de)BN粉(fen)末用(yong)于化妆品中(zhong),则担(dan)心硼(peng)会溶出而对肌(ji)肤造成(cheng)伤害,目前已公开了多种用(yong)于减少水溶性硼(peng)化合物的(de)(de)方法(fa),为(wei)保护(hu)皮肤应该(gai)溶出的(de)(de)B量(liang)应在100ppm以下。
同样的(de)(de)(de)(de)(de)(de),作为化妆品(pin)使(shi)用而(er)言,其持(chi)(chi)久(jiu)性(xing)(xing)(xing)也是(shi)重点关注(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)问题,化妆品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“持(chi)(chi)久(jiu)性(xing)(xing)(xing)”与(yu)(yu)往往化妆料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)构成粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)量密切相关。参考文献(xian)4中通过研究表(biao)明发(fa)现粉(fen)(fen)饼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“持(chi)(chi)久(jiu)性(xing)(xing)(xing)”与(yu)(yu)其含(han)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)BN粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)特性(xing)(xing)(xing)密切相关。当BN粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)具(ju)有(you)高(gao)(gao)防(fang)水(shui)性(xing)(xing)(xing)和高(gao)(gao)吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)性(xing)(xing)(xing),可(ke)格(ge)外地提高(gao)(gao)“持(chi)(chi)久(jiu)性(xing)(xing)(xing)”。若从肌肤分(fen)(fen)泌出汗(han)液(ye)等分(fen)(fen)泌物,则(ze)(ze)(ze)根据粉(fen)(fen)体表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)量差(cha)(cha)异,肌肤表(biao)面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)状态会(hui)有(you)很大不(bu)同,若粉(fen)(fen)体的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)量少,则(ze)(ze)(ze)由于(yu)发(fa)汗(han),粉(fen)(fen)体会(hui)脱落,妆容的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“持(chi)(chi)久(jiu)性(xing)(xing)(xing)”将(jiang)变(bian)差(cha)(cha)。另一(yi)方(fang)面(mian),若吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)量大,则(ze)(ze)(ze)会(hui)抑制粉(fen)(fen)体脱落,“持(chi)(chi)久(jiu)性(xing)(xing)(xing)”将(jiang)提高(gao)(gao)。另外,在吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)量上(shang),具(ju)有(you)越(yue)(yue)是(shi)防(fang)水(shui)性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)BN粉(fen)(fen)末(mo)则(ze)(ze)(ze)吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)量越(yue)(yue)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)倾向,因此减少粉(fen)(fen)体表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)官能基是(shi)有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。因而(er),要(yao)提高(gao)(gao)“持(chi)(chi)久(jiu)性(xing)(xing)(xing)”重要(yao)一(yi)点是(shi)提高(gao)(gao)粉(fen)(fen)体即BN粉(fen)(fen)末(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)油(you)(you)(you)量。
参考来源:
1、发明(ming)名称:一(yi)种(zhong)化(hua)(hua)妆品用水分散氮化(hua)(hua)硼粉体(ti)及(ji)其制备;江(jiang)西联锴新材(cai)料有限公司,申请公布号CN105982823A。
2、圣戈班氮化(hua)硼-圣戈班陶瓷公司官网
3、六方氮(dan)化硼(peng)粉(fen)末及化妆品(pin);申请公(gong)布号JP2019-43792(P2019-43792A)。
4、高(gao)防水和高(gao)吸油性氮化硼粉末及其制造方法以及化妆料;申请公(gong)布(bu)号CN104661957A。
编(bian)辑:粉体圈Alpha
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