钛/二氧化钛

化妆品成分专业分析报告：二氧化钛 (Titanium Dioxide)

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学标识

Titanium Dioxide (CI 77891)

化学式：TiO₂ | CAS号：13463-67-7 | EC号：236-675-5

天然来源与工业制备

• 天然矿物来源：金红石(rutile)、锐钛矿(anatase)和板钛矿(brookite)
• 工业制备方法：
  • 硫酸法：钛铁矿与硫酸反应后水解煅烧 (经济型工艺)
  • 氯化法：金红石矿氯化生成TiCl₄，高温氧化生成高纯度TiO₂
• 化妆品级处理：表面改性（氧化铝/二氧化硅包覆）提高分散性与光稳定性

2. 皮肤作用机制与宣称功效

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键研究发现简述	起效浓度范围
广谱紫外线防护	反射/散射UVB(290-320nm)及短波UVA(320-350nm)	★★★★★ (充分证实)	粒径依赖性：微米级反射可见光，纳米级(<100nm)增强UV散射 (J Photochem Photobiol B 2008)	2-25% (常与氧化锌复配)
物理性防晒	无机颗粒在角质层形成防护膜，非化学渗透	★★★★★ (充分证实)	表皮滞留率>99.9%，无系统性吸收证据 (FDA 2019安全报告)	5-15% (SPF30+基础)
遮盖与调色	高折射率(2.4-2.7)散射可见光，修饰肤色不均	★★★★☆ (充分证实)	遮盖力随粒径减小而增强，最佳遮盖粒径200-300nm (Colloids Surf A 2004)	1-10% (配方依赖)
光催化活性控制	表面包覆抑制ROS生成	★★★☆☆ (体外证实)	氧化铝/二氧化硅包覆降低光催化性>90% (Chem Res Toxicol 2012)	表面处理必需
"抗蓝光"防护*	理论反射400-450nm可见光	★☆☆☆☆ (初步证据)	体外研究显示部分蓝光散射，人体功效证据不足 (J Dermatol Sci 2020)	未知

*注：抗蓝光宣称多为营销概念，缺乏临床功效验证

3. 核心化学成分剖析

特性类别	代表物质/形态	基本性质与功能影响
晶体结构	金红石型(Rutile)/锐钛矿型(Anatase)	金红石：更高折射率(2.71)，更佳UV散射，光稳定性更强 锐钛矿：更高光催化活性，需表面处理
粒径分布	微米级(>100nm) 纳米级(10-100nm)	微米级：强遮盖力，低透光性（适用粉底/物理防晒） 纳米级：高透明性，增强UV散射（适用高SPF透明配方）
表面处理	二氧化硅(SiO₂) 氧化铝(Al₂O₃) 硬脂酸	提高分散稳定性，防止团聚 降低光催化活性（减少ROS生成） 改善肤感（降低粉体干燥感）

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 防晒产品：物理防晒霜、婴儿防晒、敏感肌专用（复配氧化锌）
• 彩妆产品：粉底液、BB霜、粉饼、遮瑕膏（提供遮盖力）
• 功能性护肤品：含SPF的日霜、妆前乳

关键协同成分

• 氧化锌(ZnO)：互补UVA防护（TiO₂弱于长波UVA），增强广谱防护
• 有机防晒剂：如奥克立林（增强UVB吸收，减少TiO₂用量）
• 抗氧化剂：维生素E、阿魏酸（中和残余ROS）
• 分散剂：聚二甲基硅氧烷（防止纳米颗粒团聚）

5. 安全性与适用性

安全评估结论

• CIR评估：微米级安全浓度≤25%，纳米级≤25%（完整皮肤使用）(CIR 2019)
• 欧盟SCCS：喷雾产品禁用纳米TiO₂（吸入风险），面霜/乳液安全
• 透皮吸收：健康角质层无渗透，破损皮肤数据不足 (FDA 2019)

适用人群与注意事项

• 推荐人群：敏感肌、玫瑰痤疮、孕期/哺乳期、6个月以上婴儿
• 慎用情况：纳米级产品避免用于破损皮肤，喷雾型有吸入风险
• 潜在风险：
  • 未包覆纳米颗粒在UV下可能产生活性氧(ROS)
  • 吸入毒性（仅限粉末/喷雾形态）

6. 市场定位与消费者认知

市场定位

• "物理防晒"代表成分（与化学防晒剂区隔）
• "敏感肌友好"核心成分（低致敏性定位）
• 清洁美容：作为"天然矿物质成分"营销

认知误区与科学澄清

• 误区："纳米级渗透致癌" → 科学澄清：表皮渗透研究显示角质层有效阻隔 (J Eur Acad Dermatol 2019)
• 误区："白垩感不可避免" → 科学澄清：表面处理及粒径控制可显著改善
• 争议："环境影响" → 水域纳米颗粒积累数据不足，需更多生态毒理研究

7. 总结与展望

核心价值总结

• 物理防晒金标准成分，提供即时广谱防护
• 高安全性经50+年使用验证，适用广泛人群
• 多功效特性（防晒+遮盖）支撑配方多功能化

技术发展前沿

• 表面工程：开发新型聚合物包覆技术增强分散稳定性
• 形态创新：介孔TiO₂提升活性物负载能力（药物递送应用）
• 光活性控制：稀土元素掺杂彻底消除光催化性
• 监管趋势：纳米颗粒标识法规全球化（欧盟已实施）

应用前景

从基础防晒向多功能平台发展：整合抗氧化剂递送、智能调色（光致变色TiO₂）、蓝光防护验证等方向，持续巩固其在物理防护领域不可替代的地位。