化妆品用金色球形颜料及其制备方法与流程

本发明属于精细化工材料领域，具体涉及一种化妆品用金色球形颜料及其制备方法。

背景技术：

目前，大部分珠光颜料所采用的基材多为云母片等片层基材，很多氧化物都可以沉积在其表面体现出独特的珠光效果，但由于珠光颜料所采用的均是大粒径（其粒径均在10μm以上）天然云母颗粒作为颜料基片制成的，且该种基材的表面包覆层大多为呈岛状分布的纳米级二氧化钛，因此在化妆品领域应用中，其肤感较差，不够细腻。

在对颜料性能进行改性的研究过程中，虽然颜料性能差的很大原因来自其颜料基材的种类，但是在本行业中却鲜有舍弃云母片等片层基材而选用其他形状的基材，尤其是以球形状颗粒作为颜料基材而进行相关的研究，其主要是因为，在以球形颗粒作为基材制备颜料的过程中存在着以下技术问题：在球形基材表层上进行包覆时，难以将其他金属氧化物包覆上去，即使包覆上去，其过后也容易发生脱落现象，从而造成球形基材表层金属氧化物包覆转化率低、包覆不均匀、颜料效果差等问题。

技术实现要素：

本发明一种化妆品用金色球形颜料及其制备方法，从而解决了以往以云母片等片层基材制得的颜料肤感差、吸油量高，以及现有技术在以球形颗粒作为基材制备颜料的过程中，存在基材表面金属氧化物包覆转化率低、包覆不均匀、颜料效果差等问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案一是：

以平均粒径D₅₀为1μm～10μm的球形SiO₂作为基材，在所述基材的表面至少包覆有SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃涂层；其中，与所述基材表面接触的是SnO₂。

该技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述涂层中，SnO₂的包覆率为1%～5%，TiO₂的包覆率为2%～20%，Fe₂O₃的包覆率为2%～20%。

进一步的：所述球形基材表面上依次包覆的涂层为A或B或C或D中的一种：其中，A为SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃；B为SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃；C为SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃、SiO₂；D为SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂。

它包括以下步骤：

A．将平均粒径D₅₀为1μm～10μm的球形SiO₂投入去离子水中，制得第Ⅰ悬浮液；

B．在搅拌条件下，先将占球形SiO₂质量≤2%的SnCl₄加入到第Ⅰ悬浮液中，对该悬浮液中的球形SiO₂进行包覆处理；然后再加入TiCl₄，对已经进行过SnCl₄包覆处理的球形SiO₂再次进行包覆处理，直至悬浮液的颜色达到淡金色色相；接着再加入FeCl₃，对已经依次进行过SnCl₄ 、TiCl₄包覆处理的球形SiO₂再次进行包覆处理，直至悬浮液的颜色达到金色色相，第Ⅱ悬浮液；

C．在搅拌条件下，先将占球形SiO₂质量0%～5%的AlCl₃加入第Ⅱ悬浮液，然后再加入占球形SiO₂质量0%～10%的二甲基硅油或硅酸钠或偶联剂中的一种，得到第Ⅲ悬浮液；

D．将第Ⅲ悬浮液过滤、干燥、煅烧。

本发明所采用的技术方案二是：

以平均粒径D₅₀为1μm～10μm的球形SiO₂作为基材，在所述基材的表面至少包覆有SnO₂、Fe₂TiO₅涂层；其中，与所述基材表面接触的是SnO₂；

该技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述涂层中，SnO₂的包覆率为1%～5%，Fe₂TiO₅的包覆率为2%～20%。

进一步的：所述球形基材表面上依次包覆的涂层为A或B或C或D中的一种：其中，A为SnO₂、Fe₂TiO₅、；B为SnO₂、Fe₂TiO₅、Al₂O₃；C为SnO₂、Fe₂TiO₅、SiO₂；D为SnO₂、Fe₂TiO₅、Al₂O₃、SiO。

它包括以下步骤：

A．将平均粒径D₅₀为1μm～10μm的球形SiO₂投入去离子水中，制得第Ⅰ悬浮液；

B．在搅拌条件下，先将占球形SiO₂质量≤2%的SnCl₄加入到第Ⅰ悬浮液中，对该悬浮液中的球形SiO₂进行包覆处理；然后再加入由TiCl₄和FeCl₃混合得到的混合物，对已经进行过SnCl₄包覆处理的球形SiO₂再次进行包覆处理，直至悬浮液达到金色色相，得到第Ⅱ悬浮液；

C．在搅拌条件下，先将占球形SiO₂质量0%～5%的AlCl₃加入第Ⅱ悬浮液，然后再加入占球形SiO₂质量0%～10%的二甲基硅油或硅酸钠或偶联剂中的一种，得到第Ⅲ悬浮液；

D．将第Ⅲ悬浮液过滤、干燥、煅烧。

上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述A步骤中使用的去离子水的导电率小于20μS/cm。

由于采用上述技术方案，本发明得到的有益效果是：

1. 本发明由于采用平均粒径D50为1μm～10μm的球形SiO2作为基材，并在所述基材的表面包覆本发明的涂层，且使其包覆率达到2%～20%，从而得到肌肤粘腻感低、肤感极佳、亲肤效果明显，且具有遮盖力、淡化效果的金色球形功能颜料，使其广泛适用于化妆品、油墨、涂料、塑料等。

2．本发明通过在制备过程中，先加入SnCl₄进行预处理，使球形SiO₂基材的表面上包覆有SnO₂，然后再包覆其它的金属氧化物以及其它物质，从而解决了以往在球形基材表层上进行包覆时，难以将其他金属氧化物包覆上去，即使包覆上去，其过后也容易发生脱落现象，从而造成球形基材表层金属氧化物包覆转化率低、包覆不均匀、颜料效果差等问题。

3. 本发明将去离子水导电率限定为小于20μS/cm，可以有效的降低对金属氧化物水解过程的影响。

4.本发明通过加入AlCl₃、二甲基硅油或硅酸钠或偶联剂以及控制其用量，有效地提升颜料的亲水亲油效果、改善其分散性等，使其化妆品，特别是眼霜、眼影中的应用。

附图说明

图1是比较例制得的颜料表层包覆物粒子表征的SEM图。

图2是本发明实施例1制得的颜料表层包覆物粒子表征的SEM图。

图3是本发明实施例2制得的颜料表层包覆物粒子表征的SEM图。

图4是本发明实施例3制得的颜料表层包覆物粒子表征的SEM图。

图5是本发明实施例4制得的颜料表层包覆物粒子表征的SEM图。

图6是本发明实施例5制得的颜料表层包覆物粒子表征的SEM图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，以下结合具体实施例对本发明作进一步详述，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。

其中，所述实施例1-5所涉及的去离子水的导电率均小于20μS/cm。

比较例——金色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．称取100g平均粒径为10μm的球形SiO₂，投入到容积为2L的反应釜中，加入1000ml去离子水，搅拌使之均匀分散，制得第Ⅰ悬浮液；

B，将第Ⅰ悬浮液升温至78℃，用稀盐酸将此悬浮液的pH值调节至2.5，然后在恒温搅拌下加入2mol/L TiCl₄溶液与0.7mol/L FeCl₃溶液以1:5的比例混合成混合液直至所述悬浮液的颜色变为金色色相，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述混合液添加结束后，继续恒温搅拌20分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C．将第Ⅱ悬浮液过滤，105℃干燥，780℃煅烧5分钟。

该比较例制得了一种以平均粒径D₅₀为10μm的球形SiO₂作为基材，该基材表面覆盖覆盖有Fe₂TiO₅涂层的金色球形颜料。

实施例1——化妆品用金色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．将100g平均粒径D₅₀为10μm的球形SiO₂，投入到容积为2L的反应釜中，加入1000ml去离子水，搅拌使之均匀分散，制得第Ⅰ悬浮液；

B．将第Ⅰ悬浮液升温至65℃，并稀盐酸将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.5，然后在恒温搅拌下加入50ml 0.5wt%SnCl₄·5H₂O溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述SnCl₄·5H₂O溶液添加结束后，继续恒温搅拌15分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C．将第Ⅱ悬浮液升温至78℃，并用20%氢氧化钠将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为2.5，然后在恒温搅拌下加入由2mol/L TiCl₄溶液与0.7mol/L FeCl₃ 以1:5的比例混合成的混合液，直至该悬浮液的颜色变为金色色相，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述混合液添加结束后，继续恒温搅拌15分钟，得到第Ⅲ悬浮液；

D．用20%氢氧化钠将第Ⅲ悬浮液的酸碱度调节至pH值为7，然后在恒温搅拌条件下先加入30ml 0.5mol/l AlCl₃溶液，然后再加入30ml 0.5mol/l硅酸钠溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅳ悬浮液；

E．当硅酸钠溶液加完后，将第Ⅳ悬浮液过滤，120℃干燥，740℃煅烧5min。

本实施例制得了一种以平均粒径D₅₀为10μm的球形SiO₂作为基材，该基材表面依次覆盖有SnO₂、Fe₂TiO₅、Al₂O₃、SiO₂的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为3%、Fe₂TiO₅的包覆率为8%、Al₂O₃的包覆率为4%、SiO₂的包覆率为5%的金色球形颜料。

实施例2——化妆品用金色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．将100g平均粒径D₅₀为5μm的球形SiO₂投入到容积为2L的反应釜中，加入1000ml去离子水，搅拌使之均匀分散，制得第Ⅰ悬浮液；

B．将第Ⅰ悬浮液升温至70℃，并稀盐酸将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.0，然后在恒温搅拌下加入100ml 0.5wt%SnCl₄·5H₂O溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述SnCl₄·5H₂O溶液添加结束后，继续恒温搅拌20分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C．将第Ⅱ悬浮液升温至70℃，并用20%氢氧化钠将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.5，然后在恒温搅拌下加入2mol/L TiCl₄ 溶液，直至悬浮液的颜色变为淡金色色相，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述TiCl₄溶液添加结束后，继续恒温搅拌20分钟，，得到第Ⅲ悬浮液；

D．保持第Ⅲ悬浮液的温度不变，并用20%氢氧化钠将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为2.5，然后在恒温搅拌下加入0.7mol/L FeCl₃溶液，直至所述悬浮液的颜色变为金色色相，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅳ悬浮液；

E．当第Ⅳ悬浮液的颜色达到需要的色相时，用20%氢氧化钠将该悬浮液的酸碱度调节至8，然后在恒温搅拌条件下加入10g偶联剂，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅴ悬浮液；

F．当偶联剂加完后，将第Ⅴ悬浮液过滤，120℃干燥，740℃煅烧5min。

本实施例制得了一种以平均粒径D₅₀为5μm的球形SiO₂作为基材，该基材表面依次覆盖有SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为4%、TiO₂的包覆率为12%、Fe₂O₃的包覆率为15%的金色球形颜料。

实施例3——化妆品用金色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．将100g平均粒径D₅₀为1μm的球形SiO₂投入去离子水中，加入1000ml去离子水，搅拌使之均匀分散，制得第Ⅰ悬浮液；

B．将第Ⅰ悬浮液升温至68℃，并稀盐酸将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.4，然后在恒温搅拌下加入200ml 0.5wt%SnCl₄·5H₂O溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述SnCl₄·5H₂O溶液添加结束后，继续恒温搅拌30分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C．将第Ⅱ悬浮液升温至80℃，并将该悬浮液的pH值调节1.8，然后在恒温搅拌下加入2mol/L TiCl₄溶液，直至所述悬浮液的颜色变为淡金色，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述TiCl₄溶液添加结束后，继续恒温搅拌30分钟，得到第Ⅲ悬浮液；

D．保持第Ⅲ悬浮液的温度不变，并将所述悬浮液的酸碱度调节至pH值为2.8，然后在恒温搅拌下加入0.7mol/L FeCl₃溶液，直至所述悬浮液的颜色变为金色色相，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅳ悬浮液；

E．将第Ⅳ悬浮液的酸碱度调节至pH值为9，然后在恒温搅拌条件下加入100ml 0.5mol/l AlCl₃溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅴ悬浮液；

F．当AlCl₃溶液加完后，将第Ⅴ悬浮液继续在 80℃下恒温搅拌30分钟，然后过滤、干燥、煅烧。

本实施例制得了一种以平均粒径D₅₀为1μm的球形SiO₂作为基材，该基材表面依次覆盖有SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为2.4%、TiO₂的包覆率为12%、Fe₂O₃的包覆率为9%、Al₂O₃的包覆率为1.8%的金色球形颜料。

实施例4——化妆品用金色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．将80g平均粒径D₅₀为1μm的球形SiO₂投入到容积为2L的反应釜中，加入1000ml去离子水，搅拌使之均匀分散，制得第Ⅰ悬浮液；

B．将第Ⅰ悬浮液升温至65℃，并将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.5，然后在恒温搅拌下加入300ml 0.5wt%SnCl₄·5H₂O溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述SnCl₄·5H₂O溶液添加结束后，继续恒温搅拌20分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C．将第Ⅱ悬浮液升温至70℃，并将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为2.0，然后在恒温搅拌下加入2mol/L TiCl₄ 溶液，直至所述悬浮液的颜色变为淡金色，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述TiCl₄溶液添加结束后，继续恒温搅拌20分钟，得到第Ⅲ悬浮液；

D．保持第Ⅲ悬浮液的温度不变，并将所述悬浮液的酸碱度调节至pH值为3.3，然后在恒温搅拌下加入0.7mol/L FeCl₃溶液，直至所述悬浮液的颜色变为金色色相，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述FeCl₃溶液混合得到溶液添加结束后，继续恒温搅拌20分钟，得到第Ⅳ悬浮液；

E．将第Ⅳ悬浮液的酸碱度调节至pH值为8.5，然后在恒温搅拌条件下先加入100ml 0.5mol/l AlCl₃溶液，再加入150ml 0.5mol/l硅酸钠溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅴ悬浮液；

F．当硅酸钠溶液加完后，将第Ⅴ悬浮液继续在 75℃下恒温搅拌20分钟，然后将过滤、120℃干燥，740℃煅烧5min。

本实施例制得了一种以平均粒径D₅₀为1μm的球形SiO₂作为基材，该基材表面依次覆盖有SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为3.2%、TiO₂的包覆率为12%、Fe₂O₃的包覆率为13%、Al₂O₃的包覆率为3.2% 、SiO₂的包覆率为2.8%的金色球形颜料。

实施例5——化妆品用金色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．将50g平均粒径D₅₀为5μm的球形SiO₂投入到容积为2L的反应釜中，加入1000ml去离子水，搅拌使之均匀分散，制得第Ⅰ悬浮液；

B．将第Ⅰ悬浮液升温至70℃，并稀盐酸将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.0，然后在恒温搅拌下加入30ml 0.5wt%SnCl₄·5H₂O溶液，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述SnCl₄·5H₂O溶液添加结束后，继续恒温搅拌15分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C．将第Ⅱ悬浮液升温至70℃，并用20%氢氧化钠将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.8，然后在恒温搅拌下加入2mol/L TiCl₄ 溶液，直至所述悬浮液的颜色变为淡金色，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述TiCl₄溶液添加结束后，继续恒温搅拌15分钟，得到第Ⅲ悬浮液；

D．保持第Ⅲ悬浮液的温度不变，并用20%氢氧化钠将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为3.0，然后在恒温搅拌下加入0.7mol/L FeCl₃溶液，直至所述悬浮液的颜色变为金色色相，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定；当所述FeCl₃溶液混合得到溶液添加结束后，继续恒温搅拌15分钟，得到第Ⅳ悬浮液；

E．将第Ⅳ悬浮液的酸碱度调节至pH值为9，然后在恒温搅拌条件下加入1g二甲基硅油，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅴ悬浮液；

F．当二甲基硅油加完后，将第Ⅴ悬浮液继续在 75℃下恒温搅拌20分钟，然后将过滤、干燥、煅烧。

本实施例制得了一种以平均粒径D₅₀为5μm的球形SiO₂作为基材，该基材表面依次覆盖有SnO₂、TiO₂、Fe₂O₃、SiO₂的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为3.1%、TiO₂的包覆率为16%、Fe₂O₃的包覆率为12%、SiO₂的包覆率为2.6%的金色球形颜料。

性能检测

一、吸油量的检测

① 检测方法：准确称取试样1.0～1.5g，精确至0.0001g,至于平板上，用胶头滴管滴加精制亚麻油，每次加样不得超过10滴，加完后用调刀压研，使油渗入受试样品，继续以此速度滴加至油和试样形成团块为止。从此时起，每加一滴后需用调刀充分研磨，当形成稠度均匀的膏状物，恰好不裂不碎，又能粘附在平板上时，即为终点。

吸油量以每100g产品所需油质量表示，计算方式如下：

m%= M/m * 100%

式中：M -表示亚麻油的用量，g；

m-试样的质量，g。

②检测结果：见表1。

表1

从上述表1可以看出，实施例1～5制得的颜料吸油量较低，适用于化妆品、油墨、涂料、塑料等领域。

二、颜料表层表征包覆物粒子表征

从图1到图6可看出，比较例中的颜料颗粒虽然也呈球形，但是其颗粒大小不均匀，且其表层的涂层脱落现象严重；而实施例1-5的颜料颗粒呈球状，且分布均匀，其表层的涂层没有脱离现象。