[发明专利]一种紫外线屏蔽剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外线屏蔽剂的制备方法，属于无机纳米复合材料技术领域。

背景技术

适量紫外线有利于人体健康，但过量紫外线则可能伤害眼睛、加速皮肤老化并可诱发皮肤疾病甚至引发癌症。尤其近年来，随着全球二氧化碳的排放量剧增，大气层中臭氧层的日趋稀薄，使到达地面的紫外线强度日益增加，导致各种日光性皮肤病患者人数显著增长。在世界范围内，紫外线的防护已经引起各国的广泛重视，也引起了人们对防紫外线用品的广泛研究与开发。紫外线屏蔽剂通常是一些含有电子接收和释放基团的芳香族化合物或者无机纳米粉体材料。这些物质分子吸收紫外线后，容易形成电子激发态，进而引起一系列的光物理过程和光化学反应。

紫外线屏蔽剂大体上可分为有机紫外线屏蔽剂和无机紫外线屏蔽剂（主要是金属氧化物纳米粒子）两类，有机紫外线屏蔽剂主要包括对氨基苯甲酸衍生物、氧苯酮类、3,5,5-三甲基环己醇基氨茴酸甲酯和二苯甲酰甲烷类，他们虽然紫外线吸收效率高，但是存在热稳定性不佳、在使用过程中易损失、容易被自由基降解等缺点；无机紫外线屏蔽剂主要包括一些天然矿物材料和金属氧化物，特别是一些纳米氧化物，如纳米TiO₂、纳米ZnO、纳米SiO₂、纳米Al₂O₃、纳米Fe₂O₃等，无机紫外线屏蔽剂尽管光、热稳定性好，但是制成纳米粉体所需的成本较高，而且有很高的光催化活性，能够氧化和降解其周围其他成分，影响紫外线屏蔽性能的发挥。因此寻找一种稳定性能好，在使用过程中不易被降解，且具有较高的紫外线屏蔽性能的紫外线屏蔽剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统的紫外线屏蔽剂具有较高的光催化活性，能够氧化和降解其周围其他成分，影响紫外线屏蔽性能的发挥的问题，提供了一种紫外线屏蔽剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按质量比1:3，将钛酸四丁酯与质量分数80%乙醇溶液搅拌混合，并调节pH至2.0～2.5，待调节完成后，搅拌混合并静置陈化5～7天，得混合溶胶，将混合溶胶煅烧后静置冷却至室温，得煅烧物并球磨过150目筛，制备得纳米二氧化钛粉末；

（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、20～25份四丙基氢氧化铵，20～25份正硅酸乙酯搅拌混合并油浴加热15～20h，静置冷却至室温后，离心分离并收集下层沉淀，洗涤干燥后得干燥物颗粒；

（3）按质量比1:10，将氧化铟锡与干燥物颗粒搅拌混合并球磨过200目筛，得球磨粉末，再按质量比1:20，将球磨粉末与无水乙醇搅拌混合，超声分散得改性分散液；

（4）按重量份数计，分别称量45～50份改性分散液、10～15份纳米二氧化钛粉末和2～3份硅烷偶联剂KH-550搅拌混合并油浴加热3～5h，静置冷却至室温，随后过滤得滤饼，将滤饼干燥、煅烧、碾磨、过200目筛，即可制备得一种紫外线屏蔽剂。

步骤（1）所述的调节pH采用的是质量分数15％醋酸溶液。

步骤（1）所述的煅烧温度为200～250℃。

步骤（2）和步骤（4）中任意一项所述的油浴加热温度为100～110℃。

步骤（4）所述的煅烧温度为500～550℃。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明首先制备分子筛薄膜，将其覆盖至紫外屏蔽剂表面，由于分子筛膜具有优异的筛分作用，只有与分子筛孔道大小相当或更小的反应物和产物才能透过进入屏蔽剂内部，从而实现对屏蔽剂表面的包覆，阻止其与材料进行充分接触，使其无法对周围材料进行氧化和降解。

（2）本发明包覆的分子筛膜具有优良的孔隙结构，可在紫外屏蔽剂表面形成具有孔洞结构的包覆性薄膜，而紫外光可通过孔洞与紫外光屏蔽剂相接触，同时分子筛本身具备的优异的催化作用可以与紫外屏蔽剂之间发生协同作用，获得良好的催化效果，在不降低材料氧化强度的同时，又可以在改性聚合物基体耐久性能的同时提高材料与基体之间相容性，所以本发明制备的紫外线屏蔽剂可有效吸附紫外线并降低其对材料自身光催化活性，同时经分子筛薄膜催化，紫外线屏蔽率可达96.5％以上。

具体实施方式