硼硅酸钠钙

化妆品成分科学评估报告：硼硅酸钠钙

1. 基础信息 & 来源

INCI名称： Calcium Sodium Borosilicate

化学分类

无机硅酸盐化合物（合成玻璃微粒）

来源与生产

• 合成来源：高温熔融工艺（1400-1600°C）将石英砂（SiO₂）、硼砂（Na₂B₄O₇）、石灰石（CaCO₃）及钠盐熔融后急冷形成玻璃体
• 形态加工：通过研磨/分级得到特定粒径分布（通常0.5-25μm）的球形或不规则微粒
• 主要生产商：Nippon Electric Glass, 3M, Corning, Schott AG (全球特种玻璃供应商)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

核心作用原理

通过物理光学特性和表面特性实现功能，无生物活性代谢途径：

• 光散射：球形微粒折射率（~1.51）接近皮肤角质层（1.54），实现柔焦效果
• 吸油性：多孔结构通过毛细作用吸收皮脂（最高达自身重量150%）
• 表面改性：硅烷化处理增强疏水性，优化铺展性

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键研究发现	起效浓度范围
视觉柔焦/毛孔修饰	漫反射减少可见光直射 · 填补皮肤微观凹陷	★★★☆ (体外模型+临床影像分析)	10-15μm粒径在硅胶模型上减少60%镜面反射 (J. Cosmet. Sci. 2018)	5-20%
控油/抗结块	物理吸附皮脂 · 降低配方油相迁移	★★★☆ (离体皮肤+使用测试)	多孔型吸收0.8mL/g大豆油（vs 滑石粉0.3mL/g）(Cosmetics 2020)	3-15%
肤感改善	球形滚动降低摩擦系数 · 表面硅处理增强滑爽度	★★★ (摩擦仪测试+感官评估)	摩擦系数降低42% vs 云母 (Tribol. Int. 2017)	2-10%
"促进胶原再生"	硅离子释放理论	★ (体外推测)	注：无临床证据支持此生物活性	-

详细作用机制补充说明：

硼元素的引入（通常占5-12wt%）降低玻璃熔点，促进球形化并增加化学耐久性。钙钠比例调节（典型CaO:Na₂O≈1:1）平衡离子浸出率与pH稳定性 (Glass Technol. Eur. J. Glass Sci. Technol. A, 2016)。

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	功能贡献
玻璃网络形成体	SiO₂ (60-75wt%)	莫氏硬度7 · 折射率1.46	结构骨架 · 光学性能基础
网络修饰体	B₂O₃ (5-12%) Na₂O (8-15%) CaO (5-10%)	降低熔融温度 · 增加热膨胀系数	调节加工性能 · 控制离子释放
微量组分	Al₂O₃ (<3%) ZnO (<2%)	提高化学稳定性	减少配方相互作用
表面处理剂	三乙氧基辛基硅烷 聚二甲基硅氧烷	接触角>100°	增强疏水性 · 改善分散性

关键理化参数

• 密度：2.3-2.5 g/cm³
• 粒径分布：D50=3-15μm（化妆品级）
• 耐碱性：<0.1mg/cm²（在pH10, 80℃/6h）
• 硼溶出率：<5ppm（符合EU玩具安全标准EN71-3）

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 粉底/BB霜：控油持妆 · 减少反光（用量8-15%）
• 蜜粉/定妆粉：替代滑石粉 · 增强柔焦（用量30-70%）
• 防晒产品：降低油腻感 · 提升SPF均匀性（用量5-12%）
• 妆前乳：填充毛孔 · 延长持妆时间（用量3-8%）

增效协同组合

• + 球形硅粉：增强滑爽度 · 降低可见粒径 (协同折射率匹配)
• + 聚甲基丙烯酸甲酯：改善压缩性 · 增强哑光效果
• + 改性淀粉：双重吸油体系 · 降低厚重感
• + 表面活性剂：防止微粒聚集 · 优化分散稳定性

配方注意事项

• pH限制：避免持续暴露>pH10环境（加速硼溶出）
• 高剪切混合：可能导致球形微粒破碎（建议桨式混合）
• 电解质兼容性：与高价阳离子（Al³⁺, Zn²⁺）可能引发絮凝

5. 安全性与适用性

安全评估结论

• CIR评估：“在现有使用条件下安全”（浓度≤75%）(CIR报告2016)
• ECHA分类：未列入有害物质清单
• 致痘性：极低（兔耳实验0/5）(基于球形无棱角结构)

适用性限制

• 敏感肌注意：破损皮肤可能引起暂时性刺痒感
• 眼周产品：需控制粒径>15μm（避免黏膜刺激）
• 吸入风险：粉末配方需警示呼吸防护

监管状态

• 中国：《已使用化妆品原料目录》2021版收录
• 欧盟：合规（EC No 1223/2009）
• 日本：非限制成分
• 加州65：不含需警示物质

6. 市场定位与消费者认知

市场定位

• 高端彩妆核心成分：90%专柜粉底含此成分
• "无滑石粉"宣称载体：替代传统滑石粉的方案
• 纯净美妆争议：部分"clean beauty"标准排除合成硅酸盐

消费者认知特点

• 正向联想："高级磨皮效果"、"持久哑光"
• 认知误区：28%消费者误认为"天然矿物质"
• 敏感肌担忧：17%用户关联"玻璃微粒=刺激"

市场趋势

• 2021-2025复合年增长率6.8%(Grand View Research)
• 表面改性产品（硅烷化）份额提升至45%
• 多孔控油型年增速12%（油皮护理需求上升）

7. 总结与展望

当前价值总结

• 不可替代的物理修饰剂：提供独特光学/触感性能组合
• 配方兼容性优势：宽pH耐受 · 化学惰性 · 热稳定性
• 安全记录良好：60年应用历史无重大安全事故

技术发展展望

• 功能化改性：负载活性物（如水杨酸）的缓释载体
• 生物可降解型：探索磷硅酸盐系统降低环境累积
• 智能响应设计：pH/温度依赖的光学特性调控
• 精准粒径工程：针对不同肤质的定制化粒径分布

使用建议

推荐作为物理性能改良剂应用于需要控油、柔焦和肤感提升的配方，避免过度强调生物活性功效。开发中需平衡粒径选择与肤感体验，油性/混合性皮肤产品中价值最高。