[发明专利]一种类水滑石紫外吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种类水滑石紫外吸收剂及其制备方法。

背景技术

目前常用的抗紫外材料主要包括两种，一种是有机化合物，如水扬酸类、肉桂酸类、有机磺酸类、二苯甲酮类、苯并三唑类，其仅对紫外线有吸收作用，且价格昂贵，稳定性差和寿命短，应用于化妆品容易被皮肤吸收，对人体有害；另一种是无机材料，如氧化锌、氧化钛和氧化铁等，具有吸收和屏蔽紫外线的双重作用，但用于塑料制品是只适用于着色产品，不适合透明产品，虽然近年来发展起来的纳米氧化锌和纳米氧化钛在不同方面有所改善，但应用过程中以团聚分散性差。

类水滑石（LDHs）是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。LDHs的化学组成决定其具有离子交换能力、吸附和催化性能；同时还具有耐热性、耐辐射性和耐酸碱性，因而成为在吸附、离子交换和催化以及光、电、磁等方面都具有巨大潜力和极具诱人前景的新材料。目前利用LDHs离子交换性质、煅烧后再生和重复插层特性将有机紫外吸收剂阴离子引入水滑石层间制备类水滑石紫外吸剂存在较多缺陷。专利CN1318595A利用LDHs煅烧得到LDO与不同有机紫外吸收剂发生表面接枝反应得到一类具有加强紫外阻隔或选择性紫外阻隔性能的无机-有机复合材料，但所得产品纯度、结构和性质均不易控制。发明CN101024759A利用LDHs的阴离子交换性及离子交换选择性，选择不同有机紫外吸收剂与LDHs组装得到一类具有紫外吸收性能的层状无机-有机复合材料，但制备工艺要求严格，其中PH较难控制，产品结晶度不高。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种类水滑石紫外吸收剂，该类水滑石紫外吸收剂具有结晶度高、产品纯度高、结构稳定等优点。

本发明的另一个目的是提供一种上述类水滑石紫外吸收剂的制备方法，利用水滑石（LDHs）经煅烧后在不同有机紫外吸收剂溶液再生性，将有机紫外吸收剂阴离子引入水滑石层间，制备一类高性能的类水滑石紫外吸收剂。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种类水滑石紫外吸收剂，由双金属氧化物与有机紫外吸收剂按照1：（1～3）的摩尔比制成。

所述的类水滑石紫外吸收剂中，有机紫外吸收剂层插在水滑石层间。

所述的双金属氧化物选自锌铝双金属氧化物（Zn-Al LDO）、镁铝双金属氧化物（Mg-Al LDO）或镍铝双金属氧化物（Ni-Al LDO）中的一种或一种以上。

所述的双金属氧化物由水滑石经450-500℃煅烧3-5小时得到的，其中所述的水滑石为锌铝水滑石（Zn-Al LDHs）、镁铝水滑石（Mg-Al LDHs）或镍铝水滑石（Ni-Al LDHs）中的一种或一种以上。

所述的有机紫外吸收剂选自水扬酸类紫外线吸收剂、肉桂酸类紫外线吸收剂、有机磺酸或苯甲酸类紫外线吸收剂。

所述的水扬酸类紫外线吸收剂为磺基水杨酸（2-羟基-5-磺基苯甲酸）；

所述的肉桂酸类紫外线吸收剂为4-羟基-3甲氧基肉桂酸；

所述的有机磺酸类紫外线吸收剂为2-苯基苯并咪唑-5-磺酸；

所述的苯甲酸类紫外线吸收剂选自对甲氧基苯甲酸、对二甲氨基苯甲酸、2,3-二甲氧基苯甲酸或2,4-二甲氧基苯甲酸中的一种或一种以上。

一种上述类水滑石紫外吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备双金属氧化物LDO：

将水滑石(LDHs)放到马弗炉中450℃-500℃煅烧3-5小时得双金属氧化物（LDO）；

（2）制备类水滑石紫外吸收剂：

在三口烧瓶中将有机紫外吸收剂溶于乙醇蒸馏水混合溶液，再加入步骤（1）制得的双金属氧化物，其中双金属氧化物与有机紫外吸收剂的摩尔比为1：（1～3），氮气保护下，在60℃-80℃下反应5-10小时，然后用蒸馏水洗涤4-8遍，干燥后得到类水滑石紫外吸收剂。

所述的步骤（2）中乙醇蒸馏水混合溶液中乙醇的含量为总溶液体积的60～80%。

所述的步骤（2）中乙醇蒸馏水混合溶液的用量视反应容器而定，可选1000ml。

本发明制备步骤中溶解有机紫外吸收剂的溶剂的选择和配比非常重要，单纯采用蒸馏水无法制备出本发明所述的类水滑石紫外吸收剂，发明人通过多种溶剂的组合试验，最终发现采用蒸馏水和乙醇配制的溶液作为溶剂，特别是当乙醇蒸馏水混合溶液中乙醇的含量为总溶液含的体积的60～80%时制备出的类水滑石紫外吸收剂中有机紫外吸收剂层插在水滑石层间，具备优良的抗紫外性能，且制得的产品稳定性强，寿命高、更环保。