[发明专利]一种超细稀土复合氧化物紫外线屏蔽剂的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种超细稀土复合氧化物紫外线屏蔽剂的制备方法，属于无机 超细复合材料制备技术领域。

背景技术：

紫外线是波长为100nm～400nm的电磁波，根据波长不同，紫外线通常分 为三个波段：长波紫外线(UVA)波长为320nm～400nm，可达到皮肤真皮层， 使皮肤弹性纤维逐渐破坏而导致皮肤松弛，较长时间内曝露UVA照射下，可引 起血管损伤使皮肤变红；中波紫外线(UVB)波长为290nm～320nm，主要对皮 肤表层起作用，同时也可导致皮肤内真皮纤维破坏，使皮肤内血管扩张，皮肤 变红，起水泡，色素沉着，严重的可导致皮肤癌；短波紫外线(UVC)波长为 100nm～290nm，通常被臭氧层吸收而不能到达地面，但由于近年来臭氧层破坏 严重，部分UVC也可以透过大气层到达地面，此外在部分工作场合也可产生大 量的UVC，由于UVC的能量较高，可以杀灭细菌，但对人体危害也极高，如 引起白内障，损伤DNA及引发皮肤癌等。

高分子材料的老化直接影响着高分子材料的使用寿命，多数高分子材料防 老化途径是通过防热氧老化和防光氧老化进行。通常，防热氧老化最为有效的 方法是添加各种防热氧老化稳定剂。其中，一类是使活性自由基反应终止的自 由基链破坏剂；另一类是能抑制引发反应发生的抑制性抗氧剂。而防光氧老化 可以通过光屏蔽作用、紫外线吸收作用和猝灭作用实现。其中，光屏蔽作用是 使紫外线不能进入高分子内部，光氧老化反应停留在高分子表面，从而使高分 子得到保护；紫外线吸收作用是紫外线吸收剂对紫外线有强烈的吸收作用，它 们能选择性地吸收对高分子有害的紫外线，并将它的能量转变成对高分子无害 的振动能或次级辐射荧光释放出来，从而使高分子免遭破坏。大多数紫外线吸 收剂的分子结构都有能在分子内部生成氢键的共同特征，它们的稳定作用与氢 健的强弱程度有关，当吸收紫外线以后，螯合环打开；环重新闭合时，吸收的 光能以其他无害的形式释放出来。因此开环所需要的能量越多，传递给高分子 的能量越少，即氢键越稳定，抗光氧老化的性能就越好；猝灭作用则是通过分 子间的作用消散能量。

发明内容：

本发明的目的是提供一种廉价优质、高效、易于产业化生产的超细稀土复 合氧化物紫外线屏蔽剂的制备方法。

本发明的工艺方法包括两部分：采用共沉淀混合方法低温制备碳酸盐前驱 体和高温制备稀土复合氧化物紫外线屏蔽剂两个过程。

本发明制备方法通过以下步骤实现：

1.以稀土的盐溶液与钛和锌两种元素的氧化物为原料，配成稀土离子浓度 为0.05mol/L～2mol/L的混合溶液，混合溶液中稀土盐占质量分数40％-80％， 然后加入表面分散剂溶解，分散剂的加入量按质量分数占稀土离子浓度为0.05 mol/L～2mol/L混合溶液的0.1％-3％；

2.将沉淀剂的碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢铵、氨水溶液其中的一种滴加到 步骤1中配制的混合溶液中，沉淀剂的浓度为0.1mol/L～4mol/L，在滴加过程 中保持反应体系的温度为50℃～90℃，在pH值小于4未出现沉淀粒子前，滴 加速度控制在10ml/min～13ml/min之间。在pH值大于4出现沉淀粒子后，滴 加速度控制在ml/min～10ml/min之间，同时施加强烈搅拌，直至反应完毕，pH 值达到6.5～7；

3.将上述反应制得的沉淀物经常规洗涤分离后，70℃～110℃干燥6h～24h 得到粒径小于2μm的前驱体粉末，再将前驱体粉末经300℃温度梯度升温到 900℃保温30min～180min，得到粒径为20nm～300nm的稀土复合氧化物紫外 线屏蔽剂。

所述稀土的盐溶液中的稀土为Sc、Y或镧系元素的一种；

所述稀土盐溶液为稀土经酸溶后的硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、氯化物、碳 酸盐或草酸盐溶液中的一种；

所述钛和锌两种元素的氧化物主要是：ZnO和TiO₂；

所述表面分散剂为聚乙二醇(PEG)，聚乙二醇采用PEG200、PEG400、 PEG4000、PEG6000、PEG20000中的一种；

所述将前驱体粉末经300℃温度梯度升温到900℃为：从300℃经20min升 温到500℃，保温1小时，从500℃经20min升温到700℃，保温1小时，从700℃ 经20min升温到900℃。