化妆品用白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白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，粒径普遍较大，其表面包覆层大多为呈岛状分布的纳米级二氧化钛，其肤感较差；而以粒径小的云母片等为基材的珠光颜料，其吸油量偏大，从而缩小了其在化妆品领域中的应用范围。

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：

本发明提供了一种化妆品用白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是：

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

上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述涂层中，SnO₂的包覆率为0.1%～5%，TiO₂的包覆率为2%～50%；

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；B为SnO₂、TiO₂、Al₂O₃；C为SnO₂、TiO₂、SiO₂；D为SnO₂、TiO₂、Al₂O₃、SiO₂。

它采用包括以下步骤的制备方法：

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，先将占所述球形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，使其达到银白色色相，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%～5%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至少包覆有SnO₂和TiO₂涂层，且与所述基材表面接触的是SnO_2，以及SnO₂的包覆率为0.1%～5%，TiO₂的包覆率为2%～50%，从而得到具备柔光效果、肤感极佳、低吸油量的白色球形功能颜料，使其广泛适用于化妆品、油墨等领域。

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，可以有效的提高金属氧化物的水解、包覆效果。

4.本发明通过加入AlCl₃、甲基硅油、硅酸钠或偶联剂等分散剂以及控制其用量，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、油墨等领域中得到很好的应用。

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。

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1-6所涉及的去离子水的导电率均小于20μS/cm。

比较例——白色球形颜料的制备方法

包括以下步骤：

A．称取50g经预处理后的平均粒径为5μm的球形SiO₂，投入到容积为2L的反应釜中，加入800ml去离子水，搅拌使之均匀分散形，制得第Ⅰ悬浮液；

B．将第Ⅰ悬浮液升温至75℃，并将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为2.1，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银白色，并在此过程中保持pH值恒定，得到第Ⅱ悬浮液；

C．当TiCl₄溶液加完后，用20%氢氧化钠将第Ⅱ悬浮液酸碱度调节至pH值为7，然后在恒温搅拌条件下加入10 ml二甲基硅油，并控制其pH值保持恒定，得到第Ⅲ悬浮液；

D．当TiCl₄溶液加完后，将第Ⅲ悬浮液继续恒温搅拌20分钟，然后过滤，120℃干燥，740℃煅烧5min。

该比较例得到的是一种以平均粒径D₅₀为5μm的球形SiO₂作为基材，且该基材表面依次覆盖有TiO_2、SiO₂涂层的白色球形颜料。

实施例1——化妆品用白色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．称取50g平均粒径为5μm的球形SiO₂，投入到容积为2L的反应釜中，加入800ml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℃，并用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20分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C.将第Ⅱ悬浮液升温至75℃，并将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为2.1，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银白色，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅲ悬浮液；

D．当TiCl₄溶液加完后，继续用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加入10ml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Ⅳ悬浮液；

E．当偶联剂加完后，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5μm的球形SiO₂作为基材，该基材表面依次覆盖有SnO₂、TiO₂的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为0.3%、TiO₂的包覆率为8.4%的白色球形颜料。

实施例2——化妆品用白色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．称取50g平均粒径为1μm的球形SiO₂，投入到容积为2L的反应釜中，加入800ml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℃，并用盐酸将所述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25分钟，得到第Ⅱ悬浮液；

C.将第Ⅱ悬浮液升温至70℃，并将所述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银白色，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅲ悬浮液；

D．当TiCl₄溶液加完后，继续用20%氢氧化钠将第Ⅲ悬浮液的酸碱度调节至pH值为8，然后先在恒温搅拌条件下加入10ml 0.5mol/l AlCl₃溶液，再加入15 ml的偶联剂，并控制其pH值保持恒定，得到第Ⅳ悬浮液；

E．当偶联剂加完后，将第Ⅳ悬浮液继续恒温搅拌20分钟，然后过滤，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、Al₂O₃的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为0.3%、TiO₂的包覆率为41% 、Al₂O₃的包覆率为1.3%的白色球形颜料。

实施例3——化妆品用白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800ml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℃，并用盐酸将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.2，然后在恒温搅拌下加入60ml 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银白色，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅲ悬浮液；

D．当TiCl₄溶液加完后，继续用20%氢氧化钠将第Ⅲ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加入15ml 0.5mol/l硅酸钠溶液，并控制其pH值保持恒定，得到第Ⅳ悬浮液；

E．当硅酸钠溶液加完后，将第Ⅳ悬浮液继续恒温搅拌28分钟，然后过滤，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、TiO₂、SiO₂的涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为0.3%、TiO₂的包覆率为4.6%、SiO₂的包覆率为0.5%白色球形颜料。

实施例4——化妆品用白色球形颜料的制备方法

它包括以下步骤：

A．称取100g均粒径为10μm的球形SiO₂，投入到容积为2L的反应釜中，加入800ml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℃，并用盐酸将该悬浮液的酸碱度调节至pH值为1.2，然后在恒温搅拌下加入60ml 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银白色，并在此过程中滴加20%氢氧化钠来保持pH值恒定，得到第Ⅲ悬浮液；

D．当TiCl₄溶液加完后，继续用20%氢氧化钠将第Ⅲ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15ml 0.5mol/l AlCl₃溶液，再加入15ml二甲基硅油，并控制其pH值保持恒定，得到第Ⅳ悬浮液；

E．当二甲基硅油加完后，将第Ⅳ悬浮液恒温搅拌28分钟，然后将悬浮液过滤，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、TiO₂、Al₂O₃、SiO₂涂层，且该涂层中SnO₂的包覆率为0.3%、TiO₂的包覆率为5.2%、Al₂O₃的包覆率为1%、SiO₂的包覆率为1%的白色球形颜料。

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1～4制得的颜料吸油量较低。

二、颜料表层表征包覆物粒子表征

从图1到图5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1-4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。