纳米氧化锌在化妆品中的显著效果

 

太阳光中的紫外线按其波长可分为UVA (320 mm～400mm)、UVB (290 mm～320mm)和UVC (200mm ～290mm)。UVB是导致灼伤、间接色素沉积和皮肤癌的主要根源，灼伤主要表现皮肤出现红斑，严重者还可能伴有水肿、水疱、脱皮、发烧和恶心的症状。目前，防晒化妆品中的防晒指数(SPF)就是针对UVB的防护。UVC虽绝大部分被大气平流层中的臭氧层所吸收，但由于其波长短、能量高和臭氧层破坏的日益加剧，对人类造成的伤害也不能忽视。随着全球紫外线辐射强度的不断增加和皮肤科学的发展，UVA对人体的伤害逐渐引起人们的关注。UVA的穿透能力强且具有累积性，长期作用于皮肤可造成皮肤弹性降低、皮肤粗糙和皱纹增多等光老化现象，UVA还能加剧UVB造成的伤害。纳米氧化锌（VK-JH01）能够有效屏蔽UVA，近年来在防晒化妆品中得到广泛应用。

纳米ZnO（VK-JH01）加入防晒化妆品中将可能有以下特点：① 能够提供UVA和UVB全波段的有效防护；② 优异分散性和透明性；③ 安全且无刺激性；④ 良好的光稳定性。但为满足上述要求，需要对纳米ZnOV的原始粒径大小及分布进行严格的控制，另外还需对纳米ZnO进行特殊的表面处理。

1  产品

正因为纳米氧化锌（VK-JH01）有着这样特殊的功效，所以国内外众多厂商均开发纳米氧化锌（VK-JH01）。国外为化妆品提供纳米氧化锌的厂商就有德国的BASF、日本Sakai化学和日本帝国化工、日本昭和电工和日本住友水泥等公司。国内有杭州万景新材料有限公司等。

虽然纳米氧化锌（VK-JH01）的生产厂商较多，但将其用于化妆品中的厂商也较少。德国BASF则推出了这样的产品——纳米结晶微粒防晒油[Nanocrystalline Sunscreen(NuCelle Sun Sense SPF30 Sunscreen)]，其主要成分为Z-COTE，是BASF公司使用纳米技术研制的。其基础是纳米分散氧化锌。许多防晒油都很粘稠，而新型纳米防晒油则清澈透亮。它能够防护比传统防晒油更宽的阳光频谱（UVA和UVB），且不会过敏。

日本昭和电工公司（SDK）也开发出商品名为Maxlight FTS和ZS两种超细紫外线屏蔽材料，可用于防晒膏等产品的基料。该公司通过兼并的一家分公司（现为Showa Titanium Co., Ltd）生产微粒，其中ZX系列为20nm直径的ZnO颗粒，该公司还在纳米粒子外涂上均匀的硅土薄层降低表面活性，增加透明度和提高其屏蔽紫外线的功能。Maxlight ZS可提供优异的UVA（波长320～400nm）屏蔽功能和高透明性。由于洗脱了锌离子，SDK已经消除了有关采用锌培植化妆品的限制。 国内的杭州万景新材料有限公司也根据化妆品的特殊要求，研制出了化妆品专用的纳米氧化锌（型号：VK-JH01），产品的纯度高，能够提供UVA和UVB全波段的有效防护，重金属含量均达到化妆品的指标要求。

    此外，这些新产品能生产油/水型膏类防晒化妆品（即在水中可含有乳化的油脂）。如果将FTS和ZS两者一起配合使用，配置的化妆品可屏蔽到达地球表面的各类波长的紫外线。

2  专利

国外公司在申请了纳米氧化锌的制备专利后，又将其用于化妆品中，且进一步申请了专利。日本Shiseido Company, Ltd于2004年6月15日授权公告的美国专利US 6749838中介绍了一种防晒化妆品的制造方法。其将氧化锌微粒分散于化妆品中。这种氧化锌微粒的直径为100nm或更小，外涂覆硅化合物，在油或水中，高温搅拌进行分散。

ADVANCED POWDER TECHNOLOGY PTY LTD于2002年12月20日申请的美国专利US 20030161795也涉及了一种防晒化妆品的配方工艺。这种透明清澈的防晒成份包括了纳米级防紫外粒子，如氧化锌。在其最佳配方中，可加入10%的二氧化钛或物理UV防护剂，效果更佳。

国内的专利均为纳米氧化锌（VK-JH01）的制备方法，但也明确述及制备的颗粒可用于化妆品中。如中国科学院过程工程研究所于2005年1月19日公开的中国专利CN 1565977涉及一种制备纳米氧化锌（VK-JH01）的方法，该方法通过醋酸锌醇解反应，使氧化锌的生成与醋酸根和乙醇的酯化反应相耦合，制备出纳米氧化锌粉体。通过该方法获得纳米氧化锌（VK-JH01）粉体具有双分散特性，可同时具有水分散性和油分散性，颜色白，易于成膜，解决了纳米氧化锌粉体的团聚难题；整个反应过程不需要调节pH值，操作过程和后处理简单；而且反应液可循环使用，有望实现纳米氧化锌（VK-JH01）生产的零排放绿色过程。所制得的纳米氧化锌（VK-JH01）可用于电子陶瓷，化妆品等领域，具有广阔的应用前景。

大连三科科技发展有限公司2003年8月6日公开的中国发明专利CN 1433966以气—固相反应法为主，以硝酸锌Zn(NO3)2、氢氧化钠 NaOH、为主要原料，在常温下磨混，并经热分解得到混合溶液，加入去离子水水洗，乙醇醇洗，过滤，滤饼经干燥、煅烧，得到纳米氧化锌粉末材料。本发明的有益效果是，能耗小、设备简单、无团聚现象、无需溶剂、产率高、反应条件可以控制。制备的纳米氧化锌材料，应用在纤维、玻璃、陶瓷、化妆品等领域的产品上，可大大地改变原有产品的光、电、磁等性能，扩大原有领域产品的应用范围。

3  标准

对于纳米氧化锌（VK-JH01），我国率先制订了国家标准，并于2004年开始实施，其标准号为GB/T19589-2004。标准将产品划分了三个类别：

1类：主要用于医药、化妆品、电了材料；

2类：主要用于橡胶、塑料、涂料、陶瓷、化纤、催化剂；

3类：主要用于橡胶。

指标从两个方面体现：

1 表征纳米氧化锌（VK-JH01）颗粒性能：粒度、比表而、团聚指数；

2 表征纳米氧化锌（VK-JH01）的化学成分：氧化锌含母、铅、锰、铜、镉、汞、砷、105℃挥发物(%)、水溶物、盐酸不溶物、灼烧失重。

试验方法采用透射电镜和XRD线宽化法表征纳米粒径，用BET氮气吸附法测定比表面，用激光散射法测得的粒度均值与XRD线宽化法测量出的平均晶粒的比值标征团聚指数，化学指标采用常规、通用的分析方法。包装、贮存、运输也针对纳米材料的特点。

（4）市场

2000年，全球纳米氧化锌（VK-JH01）的市场大约是四百万美元，但是预计到了2007年将达到九千万美元，年增长率高达56%，并将继续增长，预计到2020年，将达到3.5亿美元。而作为纳米氧化锌生产厂商之一的SDK公司预计，其生产的纳米系列化妆品预计在4年内销售额将达到10亿。