[发明专利]一种高透明紫外阻隔聚合物组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高透明紫外阻隔聚合物组合物及其制备方法和应用。所述组合物包括：聚合物和空心聚多巴胺纳米颗粒；或者聚合物、空心聚多巴胺纳米颗粒和抗氧剂；以聚合物为100重量份计；空心聚多巴胺纳米颗粒为0.5～10重量份；抗氧剂为0.01～1重量份。制备方法包括以下步骤之一：(a)将聚合物、空心聚多巴胺纳米颗粒和/或抗氧剂按所述用量熔融共混后制得所述聚合物组合物；(b)将聚合物溶于有机溶剂中，再加入所述用量的空心聚多巴胺纳米颗粒，经搅拌混合均匀、干燥后得到聚合物组合物。本发明在维持聚合物透明性同时增强聚合物的紫外阻隔能力和光稳定性，提高聚合物的使用寿命。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高透明紫外阻隔聚合物组合物及其制备方法和应用。

背景技术

紫外线按其波长的长短分为短波UVC(200-280nm)、中波UVB(280-320nm)和长波UVA(320-400nm)。其中太阳是天然紫外线的主要来源，紫外线透过大气层最终到达地面。适量的紫外线能够促进体内矿物质代谢和维生素D的形成，且有杀菌消毒功能，但长期的紫外辐射则容易伤害眼睛，加速皮肤老化并可诱发皮肤疾病甚至引发癌症。同时，紫外线具有的加高能量能够破坏聚合物的化学键、引发自动氧化反应，最终导致树脂力学性能显著下降，影响了材料的使用寿命。

发展紫外线屏蔽材料离不开紫外线屏蔽剂的开发，后者可通过对紫外线的吸收或反射作用达到阻隔紫外线的目的。紫外线屏蔽剂大体上可分为有机紫外线屏蔽剂(苯并三唑类、二苯甲酮类、水杨酸类)和无机紫外线屏蔽剂(主要是金属氧化物纳米粒子)两类，每一类都存在缺陷和不足。例如：常用的有机紫外线屏蔽剂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；无机紫外线屏蔽剂尽管光、热稳定性好，但是常与聚合物基体不相容，造成体系不透明，同时，光催化活性普遍较强，易降解聚合物基体。一直以来，研究人员就如何提高紫外线屏蔽剂及其涂层的性能方面做了很多工作，但是，仍然不能满足人们对高效、耐用、易制备和经济的紫外线屏蔽剂及其涂层的需求。

也有采用在聚合物基材表面涂敷抗紫外膜的方式来实现抗紫外线的效果。此种方法对涂布的精密性、均匀性以及涂布效果要求较高，且成品率难以控制。同时耐久性差，层薄膜易从基材表面脱落。

最近，Advanced Functional Materials,2013,23(22):2805-2811“Selective UVReflecting Mirrors Based on Nanoparticle Multilayers”一文中提出了紫外反射机理。基于TiO₂和ZnO粒子层层自组装制备了多层复合膜，该复合膜能够有效地反射紫外线，避免了粒子吸收紫外线而诱发聚合物光降解的缺点。但是，该方法操作复杂，难以工业推广。

公开号CN101233196A公开了一种含黑色素的功能性薄膜及其制备方法，但该方法制备的黑色素的粒径不可控、功能薄膜透明性低。也有文献报道通过在聚合物薄膜表面涂覆聚多巴胺层的方法来屏蔽紫外线，但该方法操作复杂，薄膜的透光率较低。因此，如何制备高透明性的紫外线屏蔽功能性组合物仍然是一个关键的问题。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种聚合物组合物及其制备方法和应用。本发明得到的聚合物组合物能够维持聚合物高透明性同时增强聚合物的紫外线阻隔能力，提高聚合物的使用寿命，并且可应用于防紫外线辐射材料，以及防紫外线耐老化光电器件领域。

本发明的目的之一是提供一种高透明紫外阻隔聚合物组合物。

所述组合物由包括以下组分的原料制备而得：

聚合物和空心聚多巴胺纳米颗粒；

其中以所述聚合物的用量为100重量份计，空心聚多巴胺纳米颗粒为0.5～10重量份；优选1～5重量份。