本发明公开了一种水性纳米氧化铁色浆及其制备方法，将按规定重量百分比的去离子水、保湿剂、分散剂、防腐剂混合均匀，再将纳米氧化铁加入混合液中，500‑1000r/min搅拌分散10‑20min，将浆料抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.1‑0.4mm氧化锆珠，填充率70‑85%，2000‑2500r/min转速砂磨3‑5小时，至氧化铁粒子平均粒径降至140nm以下，停止砂磨，出料，得到水性纳米氧化铁色浆。本发明纳米氧化铁色浆具有良好的稳定性。本发明纳米氧化铁色浆可以用于化妆品中。
一种水性纳米氧化铁色浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种的水性纳米氧化铁色浆及其制备方法，可用于化妆品中。
背景技术
纳米氧化铁颜料是粒径小于100nm的氧化铁颜料，因其能在透明介质中呈现良好的透明性而称之为透明氧化铁，透明氧化铁颜料因具有微小的原级粒径而使其具备不同于普通氧化铁颜料的光学效应和特性，另外，透明氧化铁颜料具备良好的耐候性、耐光性、磁性和对紫外线具有优良的吸收和屏蔽效应。目前，透明氧化铁颜料应用最多在汽车油漆和木器漆，同时也在建筑涂料、工业涂料、塑料、尼龙、橡胶、印刷油墨、美术涂料、化妆品、粉末涂料等领域得到了广泛的应用。
防晒剂是一类防止紫外线照射的物质，防晒剂的种类很多，大体可以分为两类：物理性的紫外线屏蔽剂和化学性的紫外线吸收剂。紫外线是阳光中波长为10～400纳米的光线，物理性防晒剂原理：纳米粒子反射或散射紫外线，使紫外线不能进入皮肤。当纳米粒子的粒径远小于入射波长时，纳米粒子的反射或散射入射光的效果会更好。
当粒子晶体非常细小的时候，由于晶粒的表面能很大，细小的晶粒之间容易由于弱的相互作用力结合在一起，导致晶粒之间发生团聚，也就是很多个细小晶粒抱团，形成更大的二次颗粒。通常我们把单个的粒子晶粒的粒径叫作一次粒径，而把发生团聚后形成的二次颗粒的粒径叫做二次粒径。
防晒剂中纳米粒子一次粒径应在50纳米以下，二次粒径应在200纳米以下。
纳米氧化铁粒子小，比表面积大，粒子相互团聚，较难分散，不能够直接使用，需要先进行预分散，制备成水性分散浆。
公开号为CN102838903A的中国专利，公开了一种烟包专用纳米级氧化铁色浆，以重量百分比计，包括20-40％的氧化铁颜料、20-30％树脂、2-10％羧酸聚合物、2-6％润湿剂、0.1-1％防沉剂、0.2-1％增稠剂和25-55％溶剂。经过分散、研磨得到的色浆为醇溶性色浆，干燥时间快，具有较好的透明度和色泽度等优点，该色浆符合国家对烟包材料用色浆的要求，细度，着色力，透明度等各项指标都达到烟包行业的要求。
公开号为CN101469156的中国专利，公开了一种透明氧化铁棕超细水性色浆分散体及其制备方法，先将按规定重量百分比的去离子水、助溶保湿剂、防腐剂、抑泡消泡剂、颜料表面处理剂和润湿羧酸聚合物混匀后，缓慢加入透明氧化铁棕颜料，进行高速分散，在高速搅拌下加入防沉增稠剂，形成均匀浆料分散体，用泵将浆料分散体输入到珠磨机中研磨分散2-5遍，直到浆料分散体细度小于2um后停止研磨，在研磨后的浆料分散体中加入厚浆型消泡剂，调节粘度范围在70-85KU，得到透明氧化铁棕超细水性色浆分散体。
以上专利公布的纳米氧化铁色浆，其氧化铁颗粒的粒径偏大，需要添加防沉增稠剂，才能保持浆料稳定性。并且都是用于工业用途，不适用于化妆品中。
本发明的目的是为了提供一种可用于化妆品中的水性纳米氧化铁色浆，不使用防沉增稠剂，水性纳米氧化铁色浆中氧化铁粒子平均粒径在140nm以下，本发明水性纳米氧化铁色浆Zeta电位小于-40mv，具有良好的稳定性。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种可用于化妆品中的水性纳米氧化铁色浆，本发明同时还提供了该水性纳米氧化铁色浆的制备方法。
一种水性纳米氧化铁色浆，其特征在于：以重量百分比计，包括以下组分：
去离子水 45-65%
纳米氧化铁颜料 25-35%
羧酸聚合物 5-10%
保湿剂 5-10%
防腐剂 0.5-1%。
所述纳米氧化铁颜料为纳米氧化铁红或纳米氧化铁黄或纳米氧化铁棕。
所述的保湿剂为1,3-丁二醇、丙二醇、丙三醇、聚乙二醇中的至少一种。
所述的羧酸聚合物为马来酸-丙烯酸共聚物，进一步地，该共聚物为其钠盐，分子式如下：
本发明一种水性纳米氧化铁色浆的制备方法包括：将按规定重量百分比的去离子水、保湿剂、羧酸聚合物、防腐剂混合均匀，再将纳米氧化铁颜料加入混合液中，500-1000r/min搅拌分散10-20min，将浆料抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.1-0.4mm的氧化锆珠，填充率为70-85%，2000-2500r/min转速砂磨3-5小时，至氧化铁粒子平均粒径降至140nm以下，停止砂磨，添加pH值调节剂调节色浆pH在5-7之间，出料，得到水性纳米氧化铁色浆。
所述水性纳米氧化铁色浆制备方法中，pH值调节剂为三乙醇胺。
分散剂加入到液体在液体中的乳浊体或固体在液体中的悬浮体时，可以使微粒很好的均匀的分散开来，其稳定机理主要有三种：静电稳定理论、空间位阻稳定理论和空缺稳定理论。静电稳定机制是高分子分散剂发生电离而在纳米微粒表面形成双电层，并通过静电斥力而使纳米微粒稳定存在于介质中。
阴离子型分散剂在水中电离形成阴离子，并具有一定的表面活性，被粉体表面吸附。粉体粒子表面吸附分散剂后形成双电层，阴离子被粒子表面紧密吸附，被称为表面离子。在介质中带相反电荷的粒子称为反粒子。这些反离子被表面离子通过静电吸附，反离子中的一部分与粒子及表面离子结合的比较紧密，被称为束缚反离子。它们在介质中成为运动整体，带有负电荷，另一部分反离子则包围在周围，被称为自由反离子，形成扩散层。这样在表面离子和反离子之间就形成双电层，对体系产生分散稳定作用。微粒所带负电荷与扩散层所带正电形成双电层的电位称为Zeta电位，Zeta电位电荷不均衡，有电荷排斥现象。如果介质中增大反离子的浓度，而扩散层中自由反离子会由于静电斥力被迫进入束缚反离子层，这样双电层被压缩，Zeta电位下降，当全部自由反离子变为束缚反离子后，Zeta电位为零，没有电荷排斥，体系不稳定而发生絮凝现象。
本发明水性纳米氧化铁色浆Zeta电位小于-40mv，具有良好的稳定性。Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。分子或分散粒子越小，Zeta电位的绝对值（正或负）越高，体系越稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta电位（正或负）越低，越倾向于凝结或凝聚，即吸引力超过了排斥力，分散被破坏而发生凝结或凝聚。
本发明采用氧化锆珠作砂磨介质。砂磨机通过研磨介质将机械能转换为对物料的破碎能，其原理是借助于研磨介质之间的摩擦、剪切和碰撞将物料颗粒分散及破碎。研磨介质的直径大小、比重、填装量直接影响砂磨机的分散及研磨效率。研磨介质的比重越大，尺寸越小，单位体积内介质的数目越多，介质之间的接触点就越多，研磨效率也就越高。
氧化锆珠密度为6.0g/cm3，莫氏硬度 9.0，研磨效率要高于氧化铝、钢珠、硅酸锆等研磨介质。
附图说明
图1是水性纳米氧化铁色浆粒径分布图。
具体实施方式
实施例1：
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，1000r/min搅拌分散10min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.4mm氧化锆珠，填充率70%，设置转速2300r/min，循环砂磨3小时，出料。
实施例2：
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，1000r/min搅拌分散15min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.4mm氧化锆珠，填充率75%，设置转速2000r/min，循环砂磨5小时，出料。
实施例3：
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，500r/min搅拌分散20min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.3mm氧化锆珠，填充率85%，设置转速2300r/min，循环砂磨4小时，出料。
实施例4：
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，800r/min搅拌分散15min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.2mm氧化锆珠，填充率70%，设置转速2500r/min，循环砂3小时，出料。
实施例5：
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，1000r/min搅拌分散20min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.4mm氧化锆珠，填充率85%，设置转速2000r/min，循环砂磨5小时，出料。
实施例6：
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，600r/min搅拌分散20min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.3mm氧化锆珠，填充率75%，设置转速2300r/min，循环砂磨4小时，出料。
实施例7：（采用BYK-190作分散剂）
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，700r/min搅拌分散15min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.4mm氧化锆珠，填充率75%，设置转速2000r/min，循环砂磨5小时，出料。
实施例8：（采用氧化铝珠作研磨介质）
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，1000r/min搅拌分散15min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.4mm氧化铝珠，填充率75%，设置转速2000r/min，循环砂磨5小时，出料。
实施例9：（采用0.8mm直径锆珠作研磨介质）
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，1000r/min搅拌分散20min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.8mm氧化锆珠，填充率75%，设置转速2000r/min，循环砂磨5小时，出料。
实施例10：
工艺：将1,2,3,4称重，加入搅拌机中，混合均匀，加入5，1000r/min搅拌分散10min，抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.1mm氧化锆珠，填充率70%，设置转速2000r/min，循环砂磨5小时，出料。
实施例水性纳米氧化铁色浆测试结果：
浆料Zeta电位是负电荷，数值大的小，数值小的更大。Zeta电位的绝对值（正或负）越高，体系越稳定。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种水性纳米氧化铁色浆，其特征在于：以重量百分比计，包括以下组分：
去离子水 45-65%
纳米氧化铁颜料 25-35%
羧酸聚合物 5-10%
保湿剂 5-10%
防腐剂 0.5-1%。
2.根据权利要求1所述一种水性纳米氧化铁色浆，其特征在于：水性纳米氧化铁色浆氧化铁粒子平均粒径小于140nm，Zeta电位小于-40mv。
3.根据权利要求1所述纳米氧化铁颜料为纳米氧化铁红或纳米氧化铁黄或纳米氧化铁棕。
4.根据权利要求1所述的一种水性纳米氧化铁色浆，其特征在于：所述的保湿剂为1,3-丁二醇、丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、山梨醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种水性纳米氧化铁色浆，其特征在于：所述的羧酸聚合物为马来酸-丙烯酸共聚物。
6.根据权利要求5所述的一种水性纳米氧化铁色浆，其特征在于所述的马来酸-丙烯酸共聚物为马来酸-丙烯酸共聚物钠盐。
7.一种如权利要求1至权利要求6所述的任一一种水性纳米氧化铁色浆，其特征在于：所述制备方法包括：将按规定重量百分比的去离子水、保湿剂、羧酸聚合物、防腐剂混合均匀，再将纳米氧化铁颜料加入混合液中，500-1000r/min搅拌分散10-20min，将浆料抽入砂磨机中，砂磨介质为直径0.1-0.4mm氧化锆珠，填充率70-85%，2000-2500r/min转速砂磨3-5小时，至氧化铁粒子平均粒径降至140nm以下，停止砂磨，添加pH值调节剂调节色浆pH在5-7之间，出料，得到水性纳米氧化铁色浆。
8.根据权利要求7所述的一种水性纳米氧化铁色浆制备方法，其特征在于：所述的pH值调节剂为三乙醇胺。
