含二维材料的化妆品及其制备方法

技术领域

本申请涉及化妆品的技术领域，尤其涉及一种含二维材料的化妆品及其制备方法。

背景技术

二维材料(如氮化硼、二氧化钛)具有优秀的机械强度、柔性以及光学透明度，在化妆品领域有着很大的发展潜力。但是，二维材料在化妆品中与其他原料的配伍性还待研究。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种含二维材料的化妆品及其制备方法。

为实现上述目的，本申请提供了一种含二维材料的化妆品的制备方法，所述制备方法包括：提供二维材料分散液，所述二维材料分散液包括二维纳米片和溶剂；混合油类基质和油相乳化剂，加热得到油相分散液；将所述二维材料分散液加入加热后的所述油相分散液，加热得到混合液；在所述混合液中加入成型基质，得到所述化妆品，所述成型基质包括凝胶基质、增稠基质或蜡状基质中的一种。

在一些可能的实现方式中，所述二维纳米片包括氮化硼纳米片、二氧化钛纳米片、氧化锌纳米片、云母纳米片或铋氧氯纳米片中的至少一种。

在一些可能的实现方式中，所述油类基质包括液体石蜡、辛酸/癸酸甘油酯、霍霍巴油、乳木果油中的至少一种；所述油相乳化剂为鲸蜡硬脂基葡糖苷。

在一些可能的实现方式中，在所述二维材料分散液中，所述二维纳米片的浓度为0.5～100mg/mL。

在一些可能的实现方式中，所述凝胶基质的加入量为所述化妆品质量的37.5～62.5％。

在一些可能的实现方式中，所述凝胶基质的制备方法包括：混合羧甲基纤维素钠、透明质酸钠、丙三醇及水，得到所述凝胶基质，其中，所述羧甲基纤维素钠与所述透明质酸钠的质量比为2:3～3:2，所述丙三醇的质量为所述羧甲基纤维素钠与所述透明质酸钠的质量和的10～40倍。

在一些可能的实现方式中，所述增稠基质的制备方法包括：混合黄原胶、丁二醇、丙三醇及水，加热得到所述增稠基质，其中，在所述化妆品中，所述丁二醇的质量占比为10～20％，所述黄原胶的质量占比为0.5～1％，所述丙三醇的质量占比为5～10％。

在一些可能的实现方式中，所述蜡状基质包括白蜂蜡、小烛树蜡或棕榈蜡中的至少一种。

在一些可能的实现方式中，所述蜡状基质的加入量与所述混合液的质量比大于等于1，并小于等于1.5。

一种含二维材料的化妆品，根据所述的制备方法制得，所述化妆品为凝胶、喷雾、棒或膏形态。

本申请中，通过将二维材料分散液加入乳化后的油类基质中，从而形成乳液状的混合液，并在混合液中加入成型基质，得到凝胶、喷雾、棒或膏形态的化妆品。在得到的化妆品中，二维纳米片与其他物质之间具有良好的配伍性，二维纳米片包联形成于成型基质形成网络结构中，并处于稳定的状态，且在此过程中，首先将二维纳米片分散于混合液中，二维纳米片于混合液中具有良好的分散性，在二维纳米片的表面具有亲水/亲油基团，二维材料在混合液中以乳液状态与成型基质混合，从而得到稳定的化妆品。

附图说明

图1中，(a)为六方氮化硼的扫描电子显微镜图，(b)为二维氮化硼纳米片的扫描电子显微镜图。

图2为二维氮化硼粉末涂覆于仿生皮肤后于截面处的扫描电子显微镜图。

图3为实施例一制备的化妆品的形态实物图以及涂覆于皮肤的实物图。

图4为实施例二制备的化妆品的形态实物图以及涂覆于皮肤的实物图。

图5为实施例三制备的化妆品的形态实物图以及涂覆于皮肤的实物图。

图6为实施例一制备的化妆品的分散光镜图。

图7为实施例二制备的化妆品的分散光镜图。

图8为实施例三制备的化妆品的分散光镜图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

国家发布的《已使用化妆品原料目录(2021年版)》中，氮化硼、二氧化钛、氧化锌、云母、铋氧氯等化妆品原料都被收录在内。

二维材料拥有极大平面尺寸的同时还能保持原子厚度，表现了出色的机械强度、柔性以及光学透明度，它们有极大的比表面积，且其表面原子的高度暴露，这为通过表面修饰功能化等手段对材料性能进行调控提供有利的条件，使得二维材料在化妆品领域有着很大的发展潜力。

本申请提供一种含二维材料的化妆品的制备方法，本申请以凝胶、喷雾、棒/膏形态的化妆品进行示例说明。在上述化妆品中加入成型基质，成型基质包括凝胶基质、增稠基质或蜡状基质中的一种。

在一些实施例中，通过机械法、球磨、砂磨、研磨、机械搅拌、高速剪切、超声处理、高压均质、或微射流等方法将氮化硼、二氧化钛、氧化锌、云母、铋氧氯粉末剥离获得对应的二维纳米片；在另一些实施例中，也可以通过水热合成或微波合成等方法获得二维纳米片。见图1，图1中(a)为六方氮化硼的扫描电镜图。图1中的(b)为二维氮化硼纳米片的扫描电镜图。从图1中(a)和(b)可以看出，六方氮化硼的块结构较大，二维氮化硼纳米片的片径较小。

若含二维材料的化妆品为凝胶形态，则含二维材料的化妆品的制备方法包括：

S1-1.提供二维材料分散液，所述二维材料分散液包括二维纳米片和溶剂。

在一些实施例中，二维纳米片包括氮化硼纳米片、二氧化钛纳米片、氧化锌纳米片、云母纳米片或铋氧氯纳米片中的至少一种。

在一些实施例中，溶剂包括水、液体石蜡、辛酸/癸酸甘油酯、霍霍巴油、乳木果油中的至少一种。根据溶剂的类型，以得到二维材料水相分散液(如水)或二维材料油相分散液(除水的其他溶剂)。

在一些实施例中，加热并搅拌二维材料分散液，以利于后续步骤的应用。

在一些实施例中，在二维材料分散液中，二维纳米片的浓度为0.5～100mg/mL。如0.5mg/mL、1mg/mL、10mg/mL、30mg/mL、50mg/mL、80mg/mL或100mg/mL。

S1-2.混合油类基质和油相乳化剂，加热得到油相分散液。

在一些实施例中，油类基质包括液体石蜡、辛酸/癸酸甘油酯、霍霍巴油、乳木果油中的至少一种。油相乳化剂为鲸蜡硬脂基葡糖苷。

在一些实施例中，加热温度为70～90℃，如70℃、80℃、85℃或90℃。加热油类基质和油相乳化剂，以使得油类基质和油相乳化剂充分溶解，并提高油相乳化剂的乳化活性，提高油类基质的分散性。

S1-3.将二维材料分散液加入加热后的油相分散液，加热得到混合液。

将步骤S1-1中的二维材料分散液加入油相分散液中，加热并不断搅拌，得到混合液。在一些实施例中，二维材料分散液和油相分散液混合前，两者均各自经过加热搅拌，以利于两者均匀混合后，也利于提高混合液中二维纳米片的均匀性。

在一些实施例中，若二维材料分散液为二维材料油相分散液，在步骤S1-2过程中，可将二维材料油相分散液直接与油类基质和油相乳化剂混合并加热。

在一些实施例中，二维材料分散液和油相分散液混合后，在不断搅拌和加热过程中，还向混合液中补水，以补充加热蒸发的溶剂。在一些实施例中，加热温度为70～90℃，如70℃、80℃、85℃或90℃。

在化妆品中，油类基质加入的质量占比为20～50％，其中，油相乳化剂的加入量为油类基质质量的2～4％，以使得油类基质充分被乳化。

在一些实施例中，二维材料分散液和油相分散液采用均质机混合。在使用均质机处理中，均质机运行速度为10000r/min，均质时间为1～5min。

S1-4.在混合液中加入凝胶基质，得到含二维材料的化妆品。

在一些实施例中，在混合液冷却至常温下，将凝胶基质加入混合液中，搅拌，得到凝胶形态的化妆品。

在一些实施例中，凝胶基质的加入量为化妆品质量的37.5～62.5％，在此范围下，以得到稳定的凝胶形态的化妆品。若凝胶基质的加入量过多，则凝胶基质会过量，使得到凝胶状态的化妆品的表面呈现溢水状态，这是由于凝胶基质的加入量过多，凝胶基质亲水基团过量，部分凝胶基质未能与乳液状的混合液的油包水混合。若凝胶基质的加入量过少，则得到的化妆品中，乳液状的混合液过量，使得化妆品呈现油性。在一些实施例中，凝胶基质的加入量为化妆品质量的37.5％、40％、50％、60％或62.5％。

在一些实施例中，凝胶基质的制备方法包括：混合羧甲基纤维素钠、透明质酸钠、丙三醇及水，得到所述凝胶基质。其中，羧甲基纤维素钠与透明质酸钠的质量比为2:3～3:2。丙三醇的质量为羧甲基纤维素钠与透明质酸钠的质量和的10～40倍。丙三醇和水的总质量为羧甲基纤维素钠与透明质酸钠的质量和的90～120倍，如90倍、100倍或120倍。

上述制备方法中，通过将二维材料分散液加入乳化后的油类基质中，从而形成乳液状的混合液，并在混合液中加入凝胶基质，得到凝胶形态的化妆品。在得到的化妆品中，凝胶基质形成网络结构，二维纳米片形成于网络结构中，二维纳米片还促进混合液(如偏油的乳液)附着在网络结构中，以形成稳定状态。二维纳米片与其他物质之间具有良好的配伍性，并处于稳定的状态，且在此制备过程中，通过将二维纳米片分散于混合液中，二维纳米片于混合液中具有良好的分散性，在二维纳米片具有亲水/亲油的两亲性基团，形成油包水结构，二维材料在混合液中以乳液状态与亲水的凝胶基质混合，从而得到稳定的化妆品。

若成型基质为增稠基质，则得到的化妆品为喷雾形态，含二维材料的化妆品的制备方法包括S2-1至S2-4，S2-1至S2-1分别与S1-1至S1-3相同，不同之处在于S2-4。

步骤S2-4中，在混合液中加入增稠基质，得到含二维材料的化妆品。

在一些实施例中，混合液和增稠基质采用均质机混合。在使用均质机处理中，均质机运行速度为10000r/min，均质时间为1～5min。得到的化妆品为喷雾形态。

在一些实施例中，增稠基质的制备方法包括：混合黄原胶、丁二醇、丙三醇及水，加热得到所述增稠基质。在一些实施例中，先混合黄原胶和丁二醇，使两者分散均匀后，再加入丙三醇和水，以得到均匀的增稠基质。

其中，在化妆品中，丁二醇的质量占比为10～20％，黄原胶的质量占比为0.5～1％，丙三醇的质量占比为5～10％。

在化妆品中，油类基质加入的质量占比为20～50％，其中，油相乳化剂的加入量为油类基质质量的2～4％。溶剂水加入的质量占比为10～40％。

上述制备方法中，通过将二维材料分散液加入乳化后的油类基质中，从而形成乳液状的混合液，并在混合液中加入增稠基质，得到喷雾形态的化妆品。在得到的化妆品中，二维纳米片形成于增稠基质的网络结构中，二维纳米片具有亲水/亲油的两亲性基团，促进混合液(如附着在网络结构中，以形成稳定状态。且在此制备过程中，通过将二维纳米片分散于混合液中，二维纳米片于混合液中具有良好的分散性，在二维纳米片的表面引入亲水基团，形成油包水结构，二维材料在混合液中以乳液状态与亲水的增稠基质混合，从而得到稳定的化妆品。

若成型基质为蜡状基质，则得到的化妆品为棒/膏形态，含二维材料的化妆品的制备方法包括S3-1至S3-4，分别与S1-1至S1-4存在不同：

步骤S3-1中，溶剂包括液体石蜡、辛酸/癸酸甘油酯、角角巴蜡、橄榄油、乳木果油、轻质油中的至少一种，并不包含水。

步骤S3-2中，混合油类基质和油相乳化剂，加热得到油相分散液。

在一些实施例中，油类基质和溶剂相同，以更好地将二维材料分散液和油相分散液相融合。在此步骤S3-2中，也可直接将二维纳米片粉体直接加入油类基质中。

步骤S3-3中，将二维材料分散液加入加热后的油相分散液，加热得到混合液。

步骤S3-4中，在混合液中加入蜡状基质，得到含二维材料的化妆品。

在一些实施例中，混合液和蜡状基质采用均质机混合。在使用均质机处理中，均质机运行速度为10000r/min，均质时间为1～5min。得到的化妆品为喷雾形态。

在一些实施例中，蜡状基质包括白蜂蜡、小烛树蜡或棕榈蜡中的至少一种。加热蜡状基质得到分散液并与混合液混合。加热蜡状基质的温度为70～90℃，如70℃、80℃、85℃或90℃。

在一些实施例中，蜡状基质中，白蜂蜡的质量占比大于70％，其余为小烛树蜡或/和棕榈蜡。

在一些实施例中，蜡状基质的加入量与混合液的质量比大于等于1且小于等于1.5，以得到棒/膏形态的化妆品。若两者的质量比过小，则混合液较难形成棒状或膏状，若两者的质量比过大，则蜡状基质含量过多，则可能会增加制备的棒状或膏状涂抹时的厚腻感。

在化妆品中，蜡状基质与二维纳米片结合并处于稳定的状态，且在此过程中，首先将二维纳米片分散于混合液中，二维纳米片于混合液中具有良好的分散性，二维纳米片具有亲水/亲油的两亲性基团，二维材料在混合液中以乳液状态与亲油的蜡状基质混合，形成油包水结构，因此可以稳定存在于水油两相的界面，起到稳定界面的作用，从而得到稳定的化妆品。

本申请提供的制备方法中，二维材料可应用于不同化妆品剂型，采用了二维氮化硼纳米片、二氧化钛纳米片、氧化锌纳米片、云母纳米片、铋氧氯纳米片几种典型的二维材料，为其他潜力纳入《已使用化妆品原料目录》的二维材料提供了研究基础。不同剂型中均体现了二维材料良好的配伍性，对于二维材料在化妆品领域的研究提供了有利的条件，为与其他原料混合配伍的研究提供了思路。另外，由于二维材料纳米片特殊的尺寸效应和在制备二维材料过程中在其表面引入的亲水/亲油基团，进一步稳定了含二维材料的化妆品剂型。

本申请还提供一种含二维材料的化妆品，由上述制备方法制得，所述化妆品为凝胶、喷雾、棒或膏形态。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面示例仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。除另有交待，以下实施例中涉及的未特别交待的试剂、软件及仪器，都是常规市售产品或者开源的。

实施例一

将0.3g羧甲基纤维素钠、0.2g透明质酸钠、30g水及20g丙三醇混合，快速机械搅拌溶胀，形成凝胶基质。

提供浓度为100mg/mL二维氧化钛纳米片水基分散液，其中，所述二维氧化钛纳米片分散液含有去离子水和片径为0.2～1.0μm的氮化硼纳米片。

在磁力搅拌条件下，80℃加热40mL二维氧化钛纳米片水基分散液，得到水相混合分散液。

将2.5g辛酸/癸酸甘油酯、7.5g乳木果油和0.3g乳化剂鲸蜡硬脂基葡糖苷混合，并80℃磁力搅拌条件，搅拌均匀，得到油相混合分散液。

在持续80℃加热下，将水相混合分散液加入油相混合分散液中，并补充水至50.5g，使用均质机均质，运行速度为10000r/min，均质时间为1min。

降温至常温，得到乳液状的混合液。

将混合液与凝胶基质快速机械搅拌混匀，形成含二维材料的凝胶状的化妆品。

实施例二

提供浓度为100mg/mL二维氧化钛纳米片水基分散液，在80℃下加热40mL混合二维氧化钛纳米片水基分散液，得到水相混合分散液。

混合10g辛酸/癸酸甘油酯和0.5g乳化剂鲸蜡基聚乙二醇，在80℃下加热，得到油相混合分散液。

混合所述1g黄原胶及15g丁二醇，在80℃下加热，搅拌使之分散均匀，再添加20g水、5g丙三醇，得到增稠基质。

在持续80℃加热下，将水相混合分散液加入油相混合分散液中，混合均匀，再向其中加入所述增稠基质，使用均质机均质，运行速度为10000r/min，均质时间为1min。降温至常温，得到含二维材料的喷雾状的化妆品。

实施例三

将5g白蜂蜡、0.5g小烛树蜡和0.5g棕榈蜡混合，并在85℃下加热，得到蜡质基质。

将9g角角巴蜡、9g橄榄油油状基质混合，并在85℃下加热，然后加入1g二维氮化硼粉体，得到含二维氮化硼的混合液。

在持续85℃加热下，加热，将混合液加入蜡质基质中，混合均匀。

降温至常温，得到含二维氮化硼的棒/膏状化妆品。

本申请还将实施例一至三制备的化妆品常温存放至少半年，其凝胶形态、喷雾形态以及棒/膏的形态均保持稳定状态，并未出现破乳、分层、沉淀或变质等情况。这表明含二维材料的化妆品具有良好的稳定性和分散性。

本申请将二维材料(氮化硼纳米片)粉末涂覆于仿生皮肤(如人造皮)，并用测试其涂覆后截面的扫描电子显微镜，从图2中可知，二维材料在仿生皮肤的表面以片状形式存在，且在仿生皮肤的表面形成了“砖墙结构”，以作为皮肤的保护屏障，从而涂覆于皮肤时具有降低化妆品中部分成分向皮肤渗透，对皮肤起到保护作用，且还对皮肤具有保湿作用。

参阅图3、图4和图5，分别为实施例一至三制备的化妆品，从图中可以看出，制备得到的化妆品质地细腻，分散性好，得到的含有二维材料的各种形态的化妆品均具有良好的配伍性。

本申请还对实施例一至三制备的化妆品进行光学显微镜测试。参阅图6至图8，从图中可知，这三种形态的化妆品，均具有良好的分散性，其中黑色部分为二维材料，可见二维材料并未发生团聚，其分散性佳。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。