本發(fā)明公開了一種水性納米氧化鐵色漿及其制備方法，將按規(guī)定重量百分比的去離子水、保濕劑、分散劑、防腐劑混合均勻，再將納米氧化鐵加入混合液中，500?1000r/min攪拌分散10?20min，將漿料抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.1?0.4mm氧化鋯珠，填充率70?85%，2000?2500r/min轉(zhuǎn)速砂磨3?5小時(shí)，至氧化鐵粒子平均粒徑降至140nm以下，停止砂磨，出料，得到水性納米氧化鐵色漿。本發(fā)明納米氧化鐵色漿具有良好的穩(wěn)定性。本發(fā)明納米氧化鐵色漿可以用于化妝品中。
一種水性納米氧化鐵色漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種的水性納米氧化鐵色漿及其制備方法，可用于化妝品中。
背景技術(shù)
納米氧化鐵顏料是粒徑小于100nm的氧化鐵顏料，因其能在透明介質(zhì)中呈現(xiàn)良好的透明性而稱之為透明氧化鐵，透明氧化鐵顏料因具有微小的原級粒徑而使其具備不同于普通氧化鐵顏料的光學(xué)效應(yīng)和特性，另外，透明氧化鐵顏料具備良好的耐候性、耐光性、磁性和對紫外線具有優(yōu)良的吸收和屏蔽效應(yīng)。目前，透明氧化鐵顏料應(yīng)用最多在汽車油漆和木器漆，同時(shí)也在建筑涂料、工業(yè)涂料、塑料、尼龍、橡膠、印刷油墨、美術(shù)涂料、化妝品、粉末涂料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
防曬劑是一類防止紫外線照射的物質(zhì)，防曬劑的種類很多，大體可以分為兩類：物理性的紫外線屏蔽劑和化學(xué)性的紫外線吸收劑。紫外線是陽光中波長為10～400納米的光線，物理性防曬劑原理：納米粒子反射或散射紫外線，使紫外線不能進(jìn)入皮膚。當(dāng)納米粒子的粒徑遠(yuǎn)小于入射波長時(shí)，納米粒子的反射或散射入射光的效果會(huì)更好。
當(dāng)粒子晶體非常細(xì)小的時(shí)候，由于晶粒的表面能很大，細(xì)小的晶粒之間容易由于弱的相互作用力結(jié)合在一起，導(dǎo)致晶粒之間發(fā)生團(tuán)聚，也就是很多個(gè)細(xì)小晶粒抱團(tuán)，形成更大的二次顆粒。通常我們把單個(gè)的粒子晶粒的粒徑叫作一次粒徑，而把發(fā)生團(tuán)聚后形成的二次顆粒的粒徑叫做二次粒徑。
防曬劑中納米粒子一次粒徑應(yīng)在50納米以下，二次粒徑應(yīng)在200納米以下。
納米氧化鐵粒子小，比表面積大，粒子相互團(tuán)聚，較難分散，不能夠直接使用，需要先進(jìn)行預(yù)分散，制備成水性分散漿。
公開號為CN102838903A的中國專利，公開了一種煙包專用納米級氧化鐵色漿，以重量百分比計(jì)，包括20-40％的氧化鐵顏料、20-30％樹脂、2-10％羧酸聚合物、2-6％潤濕劑、0.1-1％防沉劑、0.2-1％增稠劑和25-55％溶劑。經(jīng)過分散、研磨得到的色漿為醇溶性色漿，干燥時(shí)間快，具有較好的透明度和色澤度等優(yōu)點(diǎn)，該色漿符合國家對煙包材料用色漿的要求，細(xì)度，著色力，透明度等各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到煙包行業(yè)的要求。
公開號為CN101469156的中國專利，公開了一種透明氧化鐵棕超細(xì)水性色漿分散體及其制備方法，先將按規(guī)定重量百分比的去離子水、助溶保濕劑、防腐劑、抑泡消泡劑、顏料表面處理劑和潤濕羧酸聚合物混勻后，緩慢加入透明氧化鐵棕顏料，進(jìn)行高速分散，在高速攪拌下加入防沉增稠劑，形成均勻漿料分散體，用泵將漿料分散體輸入到珠磨機(jī)中研磨分散2-5遍，直到漿料分散體細(xì)度小于2um后停止研磨，在研磨后的漿料分散體中加入厚漿型消泡劑，調(diào)節(jié)粘度范圍在70-85KU，得到透明氧化鐵棕超細(xì)水性色漿分散體。
以上專利公布的納米氧化鐵色漿，其氧化鐵顆粒的粒徑偏大，需要添加防沉增稠劑，才能保持漿料穩(wěn)定性。并且都是用于工業(yè)用途，不適用于化妝品中。
本發(fā)明的目的是為了提供一種可用于化妝品中的水性納米氧化鐵色漿，不使用防沉增稠劑，水性納米氧化鐵色漿中氧化鐵粒子平均粒徑在140nm以下，本發(fā)明水性納米氧化鐵色漿Zeta電位小于-40mv，具有良好的穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種可用于化妝品中的水性納米氧化鐵色漿，本發(fā)明同時(shí)還提供了該水性納米氧化鐵色漿的制備方法。
一種水性納米氧化鐵色漿，其特征在于：以重量百分比計(jì)，包括以下組分：
去離子水 45-65%
納米氧化鐵顏料 25-35%
羧酸聚合物 5-10%
保濕劑 5-10%
防腐劑 0.5-1%。
所述納米氧化鐵顏料為納米氧化鐵紅或納米氧化鐵黃或納米氧化鐵棕。
所述的保濕劑為1,3-丁二醇、丙二醇、丙三醇、聚乙二醇中的至少一種。
所述的羧酸聚合物為馬來酸-丙烯酸共聚物，進(jìn)一步地，該共聚物為其鈉鹽，分子式如下：
本發(fā)明一種水性納米氧化鐵色漿的制備方法包括：將按規(guī)定重量百分比的去離子水、保濕劑、羧酸聚合物、防腐劑混合均勻，再將納米氧化鐵顏料加入混合液中，500-1000r/min攪拌分散10-20min，將漿料抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.1-0.4mm的氧化鋯珠，填充率為70-85%，2000-2500r/min轉(zhuǎn)速砂磨3-5小時(shí)，至氧化鐵粒子平均粒徑降至140nm以下，停止砂磨，添加pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)色漿pH在5-7之間，出料，得到水性納米氧化鐵色漿。
所述水性納米氧化鐵色漿制備方法中，pH值調(diào)節(jié)劑為三乙醇胺。
分散劑加入到液體在液體中的乳濁體或固體在液體中的懸浮體時(shí)，可以使微粒很好的均勻的分散開來，其穩(wěn)定機(jī)理主要有三種：靜電穩(wěn)定理論、空間位阻穩(wěn)定理論和空缺穩(wěn)定理論。靜電穩(wěn)定機(jī)制是高分子分散劑發(fā)生電離而在納米微粒表面形成雙電層，并通過靜電斥力而使納米微粒穩(wěn)定存在于介質(zhì)中。
陰離子型分散劑在水中電離形成陰離子，并具有一定的表面活性，被粉體表面吸附。粉體粒子表面吸附分散劑后形成雙電層，陰離子被粒子表面緊密吸附，被稱為表面離子。在介質(zhì)中帶相反電荷的粒子稱為反粒子。這些反離子被表面離子通過靜電吸附，反離子中的一部分與粒子及表面離子結(jié)合的比較緊密，被稱為束縛反離子。它們在介質(zhì)中成為運(yùn)動(dòng)整體，帶有負(fù)電荷，另一部分反離子則包圍在周圍，被稱為自由反離子，形成擴(kuò)散層。這樣在表面離子和反離子之間就形成雙電層，對體系產(chǎn)生分散穩(wěn)定作用。微粒所帶負(fù)電荷與擴(kuò)散層所帶正電形成雙電層的電位稱為Zeta電位，Zeta電位電荷不均衡，有電荷排斥現(xiàn)象。如果介質(zhì)中增大反離子的濃度，而擴(kuò)散層中自由反離子會(huì)由于靜電斥力被迫進(jìn)入束縛反離子層，這樣雙電層被壓縮，Zeta電位下降，當(dāng)全部自由反離子變?yōu)槭`反離子后，Zeta電位為零，沒有電荷排斥，體系不穩(wěn)定而發(fā)生絮凝現(xiàn)象。
本發(fā)明水性納米氧化鐵色漿Zeta電位小于-40mv，具有良好的穩(wěn)定性。Zeta電位是對顆粒之間相互排斥或吸引力的強(qiáng)度的度量。分子或分散粒子越小，Zeta電位的絕對值（正或負(fù)）越高，體系越穩(wěn)定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta電位（正或負(fù)）越低，越傾向于凝結(jié)或凝聚，即吸引力超過了排斥力，分散被破壞而發(fā)生凝結(jié)或凝聚。
本發(fā)明采用氧化鋯珠作砂磨介質(zhì)。砂磨機(jī)通過研磨介質(zhì)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為對物料的破碎能，其原理是借助于研磨介質(zhì)之間的摩擦、剪切和碰撞將物料顆粒分散及破碎。研磨介質(zhì)的直徑大小、比重、填裝量直接影響砂磨機(jī)的分散及研磨效率。研磨介質(zhì)的比重越大，尺寸越小，單位體積內(nèi)介質(zhì)的數(shù)目越多，介質(zhì)之間的接觸點(diǎn)就越多，研磨效率也就越高。
氧化鋯珠密度為6.0g/cm3，莫氏硬度 9.0，研磨效率要高于氧化鋁、鋼珠、硅酸鋯等研磨介質(zhì)。
附圖說明
圖1是水性納米氧化鐵色漿粒徑分布圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，1000r/min攪拌分散10min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.4mm氧化鋯珠，填充率70%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2300r/min，循環(huán)砂磨3小時(shí)，出料。
實(shí)施例2：
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，1000r/min攪拌分散15min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.4mm氧化鋯珠，填充率75%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2000r/min，循環(huán)砂磨5小時(shí)，出料。
實(shí)施例3：
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，500r/min攪拌分散20min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.3mm氧化鋯珠，填充率85%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2300r/min，循環(huán)砂磨4小時(shí)，出料。
實(shí)施例4：
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，800r/min攪拌分散15min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.2mm氧化鋯珠，填充率70%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2500r/min，循環(huán)砂3小時(shí)，出料。
實(shí)施例5：
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，1000r/min攪拌分散20min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.4mm氧化鋯珠，填充率85%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2000r/min，循環(huán)砂磨5小時(shí)，出料。
實(shí)施例6：
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，600r/min攪拌分散20min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.3mm氧化鋯珠，填充率75%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2300r/min，循環(huán)砂磨4小時(shí)，出料。
實(shí)施例7：（采用BYK-190作分散劑）
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，700r/min攪拌分散15min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.4mm氧化鋯珠，填充率75%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2000r/min，循環(huán)砂磨5小時(shí)，出料。
實(shí)施例8：（采用氧化鋁珠作研磨介質(zhì)）
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，1000r/min攪拌分散15min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.4mm氧化鋁珠，填充率75%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2000r/min，循環(huán)砂磨5小時(shí)，出料。
實(shí)施例9：（采用0.8mm直徑鋯珠作研磨介質(zhì)）
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，1000r/min攪拌分散20min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.8mm氧化鋯珠，填充率75%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2000r/min，循環(huán)砂磨5小時(shí)，出料。
實(shí)施例10：
工藝：將1,2,3,4稱重，加入攪拌機(jī)中，混合均勻，加入5，1000r/min攪拌分散10min，抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.1mm氧化鋯珠，填充率70%，設(shè)置轉(zhuǎn)速2000r/min，循環(huán)砂磨5小時(shí)，出料。
實(shí)施例水性納米氧化鐵色漿測試結(jié)果：
漿料Zeta電位是負(fù)電荷，數(shù)值大的小，數(shù)值小的更大。Zeta電位的絕對值（正或負(fù)）越高，體系越穩(wěn)定。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
1.一種水性納米氧化鐵色漿，其特征在于：以重量百分比計(jì)，包括以下組分：
去離子水 45-65%
納米氧化鐵顏料 25-35%
羧酸聚合物 5-10%
保濕劑 5-10%
防腐劑 0.5-1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水性納米氧化鐵色漿，其特征在于：水性納米氧化鐵色漿氧化鐵粒子平均粒徑小于140nm，Zeta電位小于-40mv。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述納米氧化鐵顏料為納米氧化鐵紅或納米氧化鐵黃或納米氧化鐵棕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性納米氧化鐵色漿，其特征在于：所述的保濕劑為1,3-丁二醇、丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、山梨醇中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性納米氧化鐵色漿，其特征在于：所述的羧酸聚合物為馬來酸-丙烯酸共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水性納米氧化鐵色漿，其特征在于所述的馬來酸-丙烯酸共聚物為馬來酸-丙烯酸共聚物鈉鹽。
7.一種如權(quán)利要求1至權(quán)利要求6所述的任一一種水性納米氧化鐵色漿，其特征在于：所述制備方法包括：將按規(guī)定重量百分比的去離子水、保濕劑、羧酸聚合物、防腐劑混合均勻，再將納米氧化鐵顏料加入混合液中，500-1000r/min攪拌分散10-20min，將漿料抽入砂磨機(jī)中，砂磨介質(zhì)為直徑0.1-0.4mm氧化鋯珠，填充率70-85%，2000-2500r/min轉(zhuǎn)速砂磨3-5小時(shí)，至氧化鐵粒子平均粒徑降至140nm以下，停止砂磨，添加pH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)色漿pH在5-7之間，出料，得到水性納米氧化鐵色漿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水性納米氧化鐵色漿制備方法，其特征在于：所述的pH值調(diào)節(jié)劑為三乙醇胺。
