作为SPF增强剂的非球面中空二氧化硅颗粒制造技术

本文描述了非球面中空二氧化硅颗粒、用于制备非球面中空二氧化硅颗粒的方法以及非球面中空二氧化硅颗粒在防晒组合物中的用途。为了形成这些非球面中空二氧化硅颗粒，使用溶胶

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为SPF增强剂的非球面中空二氧化硅颗粒
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年10月28日提交的美国临时专利申请第63/106,645号的权益，该美国临时专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]防晒因子(SPF)用于评价防晒组合物阻挡、吸收和/或散射UV辐射(例如，UVA辐射和/或UVB辐射)的能力。防晒组合物可以含有在本文中被描述为遮光活性物的物理UV阻断剂和/或化学UV吸收剂。然而，太高浓度的遮光活性物导致损害防晒组合物的美观性和/或产生不期望的毒理学作用和/或环境问题。因此，非常期望将SPF增强剂(例如，不被认为是遮光活性物但能提高SPF的化合物)添加到防晒组合物中，例如以在不添加更多的遮光活性物的情况下提高防晒组合物的SPF。
[0004]因此，需要新型SPF增强剂和用于形成这些SPF增强剂的新方法。

技术实现思路

[0005]本文描述了非球面中空二氧化硅颗粒、用于制备非球面中空二氧化硅颗粒的方法以及非球面中空二氧化硅颗粒在防晒组合物中的用途。为了形成这些非球面中空二氧化硅颗粒，使用溶胶
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凝胶化学将二氧化硅壳沉积在碳酸钙模版上。该碳酸钙模板随后的溶解在这些非球面中空二氧化硅颗粒中形成空隙(例如，中空内部)。
附图说明
[0006]图1是标记有批次1
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批次5的非球面中空二氧化硅颗粒的一组扫描透射电子显微镜(STEM)图像。
[0007]图2是批次1非球面中空二氧化硅颗粒在室温下和干燥后的衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(ATR
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FTIR)光谱，以及原硅酸四乙酯(TEOS)的参考光谱。
[0008]图3是初始和热老化调配物的防晒因子(SPF)测量结果的图，这些调配物包括比较防晒调配物(例如，无SPF增强剂或常规SPF增强剂)、掺入有模板材料的防晒调配物和包含非球面中空二氧化硅颗粒(例如，作为SPF增强剂)的防晒调配物。
具体实施方式
[0009]本文描述了非球面中空二氧化硅颗粒、用于制备非球面中空二氧化硅颗粒的方法以及非球面中空二氧化硅颗粒在防晒组合物中的用途。关于本文所述的非球面中空二氧化硅颗粒，“非球面”意指这些颗粒通常不是球面的。优选地，非球面中空二氧化硅颗粒具有各向异性形状(例如，长轴和短轴)。关于本文所述的非球面中空二氧化硅颗粒，“中空”意指这些颗粒具有由氧化硅颗粒的壳限定的空隙(例如，中空内部部分)。多个孔(例如，通道)可以穿过壳，从中空内部部分延伸到壳的外表面。
[0010]非球面中空二氧化硅颗粒可以通过将二氧化硅沉积在无机模板上(例如，通过溶
胶
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凝胶方法)来制备。二氧化硅可以来自硅酸盐前体，例如，烷氧基硅烷、硅酸烷基酯等。优选地，用于制备非球面中空二氧化硅颗粒的方法包括获得用作模板的碳酸钙晶体；将二氧化硅壳沉积在该模板上；以及然后用酸溶解该模板，以提供非球面中空二氧化硅颗粒。更优选地，使用原硅酸四乙酯来形成二氧化硅壳。非球面中空二氧化硅颗粒的形态可以是无机模板的形态的结果，例如，二氧化硅可以相对均匀地沉积，例如作为连续的二氧化硅壳。无机模板可以用酸溶解。无机模板可以是碳酸钙。非球面中空二氧化硅颗粒可以含有小于约2wt.％的有机物质，优选地小于约1.5wt.％的有机物质，以及更优选地，优选地小于约1.0wt.％的有机物质。
[0011]该方法可以是不含表面活性剂的方法。
[0012]在另一个实施方案中，设想改变用于产生无机模板以提供用作模板的球面碳酸钙晶体的工艺条件。然后遵循上述方法，例如将二氧化硅沉积在无机模板上(例如，通过溶胶
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凝胶方法)，以提供球面中空二氧化硅颗粒。
[0013]用于制备非球面中空二氧化硅颗粒的优选方法包括：将碳酸钙模板分散在乙醇中；添加铵溶液；然后缓慢添加原硅酸四乙酯(TEOS)；以及添加酸以溶解这些碳酸钙模板。该方法可以包括在添加酸的步骤之前用乙醇使反应淬灭。该方法可以包括在用乙醇使反应淬灭之前约30分钟至约90分钟。非球面中空二氧化硅颗粒在没有进一步纯化的情况下可以含有小于约2wt.％的有机物质。
[0014]碳酸钙模板材料可以通过在乙二醇的存在下将氯化钙溶液缓慢添加到碳酸钠溶液中来形成。在搅拌一段时间后，通过离心分离产物(碳酸钙)。用乙醇洗涤离心后的产物。试剂的浓度、反应时间和温度可能对模板尺寸具有影响。
[0015]本文所述的非球面中空二氧化硅颗粒优选地具有各向异性形状(例如，长轴和短轴)。扫描透射电子显微镜(STEM)图像可以用于确定使用比例尺手动测量的颗粒形态。例如，STEM可以用于观察长轴和短轴的长度、中空空隙的存在、空隙的尺寸和壳厚度，使用比例尺手动测量。
[0016]非球面中空二氧化硅颗粒具有约450nm至约1650nm的长轴(例如，最大外颗粒长度)。优选地，长轴可以大于约800nm、大于约1000nm、大于约1100nm，并且小于约1227nm、小于约1300nm和小于约1422nm。更优选地，非球面中空二氧化硅颗粒的长轴可以为约1100nm至约1200nm，最优选地约1143nm。
[0017]非球面中空二氧化硅具有约350nm至约1200nm的短轴(例如，最小外颗粒宽度)。应当理解，短轴必须小于长轴。优选地，短轴可以大于约570nm、大于约700nm、大于约750nm，并且小于约810nm、小于约850nm和小于约954nm。更优选地，非球面中空二氧化硅颗粒的短轴可以为约720nm至约820nm，最优选地约770nm。
[0018]长轴可以是短轴的约1.3倍、约1.4倍、约1.6倍或约1.7倍。优选地，长轴与短轴的比率可以为约3:2(例如，约1.5:1)。
[0019]非球面中空二氧化硅颗粒具有约400nm至约1350nm的空隙长轴(例如，沿着非球面中空二氧化硅颗粒的长轴的空隙长度)。优选地，空隙长轴可以大于约800nm、大于约850nm、大于约900nm，并且小于约950nm、小于约1000nm和小于约1100nm。更优选地，非球面中空二氧化硅颗粒的空隙长轴可以为约842nm至约942nm，最优选地约892nm。
[0020]非球面中空二氧化硅颗粒具有约200nm至约850nm的空隙短轴(例如，沿着非球面
中空二氧化硅颗粒的短轴的空隙长度)。应当理解，空隙短轴必须小于空隙长轴。优选地，空隙短轴可以大于约400nm、大于约550nm、大于约570nm，并且小于约652nm、小于约750nm和小于约800nm。更优选地，非球面中空二氧化硅颗粒的空隙短轴可以为约540nm至约650nm，最优选地约595nm。
[0021]空隙长轴可以是空隙短轴的约1.3倍、约1.4倍、约1.6倍或约1.7倍。优选地，空隙长轴与空隙短轴的比率可以为约3:2(例如，约1.5:1)。
[0022]非球面中空二氧化硅颗粒具有约50nm至约300nm的壳厚度。优选地，壳厚度可以大于约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种防晒组合物，所述防晒组合物包含：具有长轴和短轴的非球面中空二氧化硅颗粒，其中平均短轴大于400nm；以及至少一种遮光活性物。2.根据权利要求1所述的防晒组合物，其中所述非球面中空二氧化硅颗粒具有大于约50nm的壳厚度。3.根据前述权利要求中任一项所述的防晒组合物，其中所述非球面中空二氧化硅颗粒的长轴是所述短轴的至少1.25倍。4.根据前述权利要求中任一项所述的防晒组合物，其中所述非球面中空二氧化硅颗粒具有大于500nm的平均长轴。5.根据前述权利要求中任一项所述的防晒组合物，其中所述非球面中空二氧化硅颗粒具有大于350nm的平均空隙长轴。6.根据前述权利要求中任一项所述的防晒组合物，其中所述非球面中空二氧化硅颗粒具有小于1100nm的平均空隙短轴。7.根据前述权利要求中任一项所述的防晒组合物，其中所述防晒组合物的防晒因子(SPF)增强大于约3。8.根据前述权利要求中任一项所述的防晒组合物，所述防晒组合物还包含中空聚苯乙烯球。9.根据前述权利要求中任一项所述的防晒组合物，所述防晒组合物还包含美容上可...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：