[发明专利]一种紫外阻隔三元纳米复合膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种紫外阻隔三元纳米复合膜材料及其制备方法，所述紫外阻隔三元纳米复合膜材料，包括蛋白、纳米氧化铈、分散剂和表面活性剂；所述制备方法包括以下步骤：（1）将蛋白溶解在溶剂A中，得蛋白溶液；（2）向蛋白溶液中依次加入铈源、尿素和分散剂，调整pH，然后加入表面活性剂，加热搅拌，得复合溶液；（3）将复合溶液减压过滤，真空干燥，得紫外阻隔三元纳米复合膜材料。本发明所制备的紫外阻隔三元纳米复合膜材料透明度较高，具有很强的紫外线屏蔽能力，并具有良好的吸湿性和生物相容性。

技术领域

本发明属于高分子有机-无机纳米粒子复合技术合成复合膜领域，涉及一种紫外阻隔三元纳米复合膜材料及其制备方法。

背景技术

氧化铈是化学性质最活泼之一的稀土氧化物，具有高折射率和在可见光谱范围内有很高的透明度，同时，它还能抵抗紫外线并且可以储存大量的氧。相比较Zn0,TiO2 来说,在保持强大的紫外吸收能力的同时，CeO₂成膜之后的光透明性会好于Zn0,TiO_2，因此纳米氧化铈在抗紫外涂层材料和防晒产品等领域引起人们强大的研究兴趣。

影响纳米氧化铈紫外阻隔性能的影响因素主要是其粒子大小，分散程度，以及稳定性。大量研究报道合成纳米氧化铈的方法，如醇热法、水热法、 沉淀法、溶胶凝胶法、喷雾热解法。以上这些方法获得的纳米氧化铈粒径降低，化学匀质性较高，纯度提高，但也存在一些缺点，通常这些方法所需要的压力，温度，设备的要求都很高，花费较高，有的甚至会对环境造成污染。其中原位溶胶凝胶法运用原位合成的机理，在基材上发生化学反应直接原位合成金属氧化物功能体，与此同时金属氧化物与高分子材料间因其存在化学键络合，因此纳米粒子粒径较小，负载在高分子上结构稳定，分散良好，是目前材料合成工艺中很有前景的方式。

中国专利201110153710.4公开了一种高透明紫外阻隔仿陶瓷柔性纳米复合膜材料及其制备方法，其复合膜材料运用相转移- 原位聚合法，制备工艺较复杂，可见光透光率达到90%以上，紫外线屏蔽率达到99%及以上。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种紫外阻隔三元纳米复合膜材料及其制备方法。本发明所制备纳米复合膜材料透明度较高，具有很强的紫外线屏蔽能力，并具有良好的吸湿性和生物相容性。

本发明的目的至少是通过以下技术方案之一实现的。

本发明提供了一种紫外阻隔三元纳米复合膜材料，包括如下质量百分比的组分：24.2-49.7wt%的蛋白、0.65-3.1wt%的纳米氧化铈、49.7-72.6 wt%的分散剂和4.5-8.7 wt%的表面活性剂。

优选地，所述蛋白为天然植物提取蛋白，天然植物提取蛋白包括玉米醇溶蛋白、大豆蛋白麦谷蛋白、麦醇溶蛋白中的一种以上。

优选地，所述分散剂为水溶性高分子，所述水溶性高分子含有羰基或羧基，水溶性高分子包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、马来酸酐中的一种以上。

优选地，表面活性剂包括甘油，吐温-80，司盘-20中的一种以上。

本发明还提供了制备所述紫外阻隔三元纳米复合膜材料的方法，包括以下步骤：

（1）将蛋白溶解在溶剂A中，得蛋白溶液；

（2）向蛋白溶液中依次加入铈源、尿素和分散剂，调整pH，然后加入表面活性剂，加热搅拌，得复合溶液；

（3）将复合溶液减压过滤，真空干燥，得紫外阻隔三元纳米复合膜材料。

优选地，步骤（1）中将蛋白溶解的条件为将蛋白加入到60-80℃的溶剂A中，然后在60-80℃继续加热回流搅拌15-30分钟；

蛋白的质量和溶剂A的体积比是10-12 mg/mL；