偏磷酸钠

偏磷酸钠 (Sodium Metaphosphate) 化妆品成分科学评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称与化学标识

Sodium Metaphosphate (偏磷酸钠)

CAS号: 50813-16-6 | EC号: 256-779-4

来源与生产

工业合成化合物，通过以下工艺制备：

• 磷酸二氢钠(NaH₂PO₄)高温脱水缩合反应
• 磷酸与碳酸钠中和后经>620°C熔融聚合
• 产物为环状偏磷酸钠(NaPO₃)_n或长链聚磷酸盐混合物

物理形态

• 白色结晶粉末或无色玻璃状碎片
• 易溶于水（溶解度随聚合度升高而降低）
• 水溶液呈碱性（pH 8-10）

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	关键发现简述	起效浓度范围
螯合作用	通过磷酸根基团与Ca2+/Mg2+/Fe2+等金属离子形成稳定络合物	★★★★☆ (体外/理化研究充分证实)	有效降低水质硬度，防止金属离子催化氧化*	0.1-1.0%
pH缓冲	磷酸盐缓冲体系（pKa≈7.2）维持配方稳定性	★★★★☆ (物化性质明确)	与碳酸盐/柠檬酸盐协同增强缓冲容量	0.2-0.8%
"矿物沉积减少"	螯合硬水离子防止在皮肤/毛发表面沉积	★★☆☆☆ (间接推测)	注：基于洗发水冲洗实验模型，缺乏直接皮肤临床证据	0.3-1.5%
"增强活性物渗透"	理论推测：软化角质层钙桥	★☆☆☆☆ (理论推测)	无直接研究支持其在透皮吸收中的作用	未知

^*(依据：Journal of Cosmetic Science, 2005; 56: 105-114)

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	功能基团
无机缩合磷酸盐	(NaPO3)n (n=3-1000)	聚合度决定溶解度与螯合力	P-O-P 桥键 末端PO43-
特征结构	环状三偏磷酸钠 (Na3P3O9)	高溶解度 螯合能力中等	对称环状结构
特征结构	长链聚磷酸钠 (Nan+2PnO3n+1)	螯合能力强 溶解度随链长增加而降低	线性多阴离子链

关键化学特性

• 水解稳定性：缓慢水解为正磷酸盐（速率受pH/温度影响）
• 螯合值（CV）：100-450mg CaCO₃/g（高于EDTA）
• 电荷密度：高负电荷（分散污染物粒子）

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 清洁产品：洗发水、沐浴露、洗面奶（防硬水结垢）
• 口腔护理：牙膏（抗牙石剂）
• 护发产品：护发素（减少矿物沉积）
• 水剂型产品：化妆水、爽肤水（pH缓冲）

协同增效组合

• 防腐增强：+ EDTA → 扩大螯合金属离子范围
• 稳定化系统：+ 抗氧化剂（BHT/生育酚）→ 抑制金属催化氧化
• 清洁体系：+ 阴离子表面活性剂 → 降低浊点，改善低温稳定性
• 抗结石：+ 焦磷酸盐 → 增强抑制羟基磷灰石结晶

配方注意事项

• 避免与高浓度钙盐/镁盐直接配伍（产生沉淀）
• 在酸性条件下（pH<4）加速水解，失去螯合能力
• 高温（>80°C）促进解聚

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评估：安全浓度≤5%（2016年重新确认）(来源：CIR Final Report)
• 急性毒性：LD50（大鼠口服）>5g/kg（实际低风险）
• 致敏性：无皮肤致敏报告（OECD 406测试）
• 眼刺激性：粉末有机械刺激性，溶液（≤1%）无刺激

适用人群与注意事项

• 适用：所有肤质（包括敏感肌），常规用量无禁忌
• 慎用：破损皮肤（可能延迟伤口愈合）(依据：体外成纤维细胞研究)
• 生态毒性：水体富营养化潜在风险（需污水处理）

法规状态

• 中国《已使用化妆品原料目录》（2021版）：准用
• 欧盟化妆品法规(EC) No 1223/2009：允许使用
• 日本化妆品成分标准：未限制

6. 市场定位与消费者认知

产品定位

• 基础功能性原料：多出现在成分表后位（0.1-0.5%）
• 宣称重点："硬水适用"、"防垢"、"提升清洁效率"
• 高端化应用：与植酸复配打造"天然螯合"概念

消费者认知现状

• 认知度较低（常与"磷酸盐"负面印象关联）
• 误区：误认为"工业添加剂"（实际安全记录良好）
• 环保诉求推动厂商开发生物可降解替代品（如葡萄糖酸钠）

市场趋势

• 需求稳定（2023全球市场≈1.2万吨）
• "无水配方"兴起降低其应用比例
• 天然认证产品倾向使用柠檬酸盐/酒石酸盐替代

7. 总结与展望

核心价值总结

• 不可替代性：高效低价螯合剂，解决硬水问题
• 配方基石：维护体系稳定性，延长产品保质期
• 安全记录：60年使用历史，无重大安全事故

局限性

• 无直接护肤功效（纯技术型成分）
• 环境顾虑（磷排放管控趋严）
• 水解产物（正磷酸盐）可能影响活性物稳定性

未来发展方向

• 分子工程：开发可控聚合度专用型号
• 复合体系：与生物螯合剂复配降低用量
• 绿色化：闭环生产工艺减少磷排放
• 新功效探索：基于钙信号调控的潜在抗衰老机制研究（体外初步研究）