[发明专利]一种改性黑色素纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明提供一种改性黑色素纳米颗粒的制备方法，属于黑色素改性技术领域。该方法包括：(1)向含黑色素纳米颗粒的溶液中加入改性剂，加热搅拌以促进反应的进行；(2)结束反应，离心提纯干燥。本发明制备方法简单，有效改善了黑色素在溶剂以及聚合物基体中的分散性，改性剂的引入提高了纳米粒子的紫外吸收效果，有利于其在紫外屏蔽材料领域的应用。

技术领域

本发明属于黑色素改性技术领域，具体涉及一种改性黑色素纳米颗粒的制备方法。

背景技术

黑色素(Melanin)是一种常见的生物大分子，广泛存在于动植物的体内。目前实验室中天然黑色素的主要来源是从鱿鱼墨汁中提取。除此之外，近几年来关于人工合成类黑色素的发展也十分迅速，通过酶法以及化学合成法得到的类黑色素具有和黑色素相类似的理化性质。黑色素具有紫外光吸收、热耗散、金属离子螯合、温度调节、抗菌性和自由基清除等优越性能。基于这些优点黑色素可应用于紫外屏蔽、化学传感、光子探测以及生物电子工程等仿生高科技领域。

但是，黑色素的结构十分复杂，尤其是当其与蛋白质、脂类和多糖等大分子结合的时候，结构就更为庞杂。这常常导致其难以溶于水和普通的有机溶剂，只能溶于强碱溶液中。另一方面，常见的黑色素为球状纳米粒子，比表面积大，而且表面含有大量的邻苯二酚基团，十分容易团聚。黑色素纳米粒子的团聚影响了其在溶剂以及聚合物基体中的分散性。同时，黑色素纳米粒子本身机械强度低，这些缺点综合在一起，限制了黑色素在高分子材料领域的应用。

硅基材料是一种常用的无机材料。专利CN201510632160.2中公开了一种聚多巴胺-硅基复合微球的制备方法，以此来结合聚多巴胺和硅基材料的优点。黑色素的主要成分为聚多巴胺，而硅基的引入则有利于提高材料的机械性能。但是，此专利是将多巴胺原位聚合与四乙氧基硅烷的水解、缩聚反应同时发生，反应过程较为复杂。一旦四乙氧基硅烷的水解、缩聚反应过快，则很可能会单独成核，形成无机微球杂质，而非得到目的产物。同时，四乙氧基硅烷是嵌入到聚多巴胺微球中的，可能并不能改善聚多巴胺本身的分散性。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明的目的在于提供一种改性黑色素纳米颗粒的制备方法，以此来改善黑色素在溶剂以及聚合物基体中的分散，从而有利于其在高分子材料领域的应用。

本发明的技术方案：

一种改性黑色素纳米颗粒的制备方法，步骤如下：

(1)向含黑色素纳米颗粒的溶液中加入改性剂，加热搅拌以促进改性剂与黑色素纳米颗粒表面的酚羟基反应，形成硅氧键并包覆在黑色素纳米颗粒的表面；所述改性剂为含羟基或烷氧基的聚硅氧烷；

(2)结束反应，离心提纯干燥。

所述黑色素纳米颗粒为天然黑色素、人工合成类黑色素中的一种或两种，粒径为60～400nm。

所述改性剂为聚二甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷等。优选为聚二甲基硅氧烷。

所述步骤(1)中，黑色素纳米颗粒的溶液浓度为0.1～5mg/ml，溶剂为水和乙醇的混合溶剂，其中，水和乙醇的体积比为1:1～1:20。

进一步的，黑色素纳米颗粒的溶液浓度为0.1～1mg/ml，溶剂为水和乙醇的混合溶剂，其中，水和乙醇的体积比为1:1～1:10。

所述步骤(1)中，黑色素纳米颗粒与改性剂的质量比为1:5～1:100。更优选为1:20～1:80。

所述步骤(1)中，反应温度为30～70℃，反应时间为4h～24h。更优选反应温度为40～60℃，反应时间为8h～16h。