[发明专利]一种紫外线吸收材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种紫外线吸收材料及其制备方法和应用，该材料兼具了吡啶酮酸根的紫外线吸收性能及盐的可溶解性，解决了吡啶酮酸类紫外吸收材料水溶性差的问题，从而可以广泛应用于紫外吸收的各大产业；本发明提供的紫外吸收材料的制备方法包括：将吡啶酮酸和水混合并搅拌，在吡啶酮酸和水的混合溶液中加入金属碱的水溶液，将反应后的溶液进行分离提纯，得到紫外线吸收材料；本方法通过将吡啶酮酸和金属碱进行中和反应生成吡啶酮酸盐，从而改善了吡啶酮酸紫外线吸收材料的水溶性，增强了其在紫外吸收工业领域的应用。该材料在制备紫外线屏蔽材料、制备紫外吸收水性涂料、制备防晒化妆品以及制备荧光增白剂中的均可有良好的应用。

技术领域

本发明属于紫外线吸收材料技术领域，尤其涉及一种紫外线吸收材料及其制备方法和应用。

背景技术

紫外线是指一类波长在10-400nm之间的不可见光线。近年来，由于臭氧空洞的不断扩大，导致太阳照射到地球表面的紫外线强度也不断增加。紫外线波长短、能量高，这种高能射线对人体和各种材料产生一定的负面影响。已有充足证据表明，紫外线辐射不仅会危害人体健康，导致皮肤被晒黑、晒伤，增加皮肤癌、白内障等疾病的患病率；还会加速自然界有机物质(如木材、纤维及植物油等)以及人工合成聚合物(如环氧树脂、聚苯乙烯或聚乙烯等)的老化降解，导致其力学性能下降，缩短材料的使用年限，进而危及正常的生产和生活。

如何使用人工手段抵御紫外线辐射，防止其危害人体健康及对各种材料的损伤，一直以来都是人们关注的热门话题及科学工作者的研究热点。在众多的研究中，紫外线吸收剂受到了广泛的关注。紫外吸收剂是一种光稳定剂，添加在材料中既能吸收阳光及各类荧光光源中的紫外线，保护材料免受紫外线辐射的影响，而且本身又不发生变化，对材料影响较小，因此被广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、造纸等工业中。紫外吸收剂在延长材料使用寿命和节省资源方面起着重要作用。

紫外吸收剂主要分为无机和有机紫外线吸收剂两种。其中无机紫外线吸收剂主要有金属氧化物、炭黑、云母和滑石等，它们普遍与被保护材料相容性差，易造成体系不均一，影响被保护材料的外观。有机紫外线吸收剂由于其原料来源广泛，品种丰富，已成为目前行业发展的主要方向。目前广泛使用的有机紫外吸收剂以水杨酸酯类、苯并三唑类和三嗪类等有机化合物为主。有机紫外吸收剂的波谱吸收范围较窄，吸收能力较弱，且在合成过程中会产生大量有害的副产物，给生态环境带来严峻的考验。另外，有机紫外吸收剂普遍与水性聚合物相容性较差，在制备过程中及实际使用时容易发生迁移与逸出，限制了其在材料中的广泛使用。因此，合成紫外吸收范围广、吸收能力强、环境友好和相容性好的紫外吸收剂已成为紫外线屏蔽研究的重要课题。

吡啶酮类化合物是一类含有吡啶酮杂环的化合物，它具有制备简便、成本低廉、线稳定性优良和细胞相容性好等优点，而且吡啶酮类化合物在紫外区有强烈的吸收，有望成为一种新型环保的有机紫外线吸收剂。因此，设计并合成具有不同功能的吡啶酮类化合物在科研与生产中有着非常重要的意义。然而通常吡啶酮酸在水中的溶解性很低，很大程度地限制了其在工业上的应用。

发明内容

本发明提供一种紫外线吸收材料及其制备方法和应用，用以解决现有技术中吡啶酮类化合物紫外吸收材料的水溶解性差的技术问题。

本发明一方面提供一种紫外线吸收材料，所述紫外线吸收材料的化学通式为：

式中R为氢、烷基、烷基脂中任意一种；

X为-NH、-N-CH3、O、S或Se中任意一种；

M为金属元素；

y为自然数1或2；

x为非负整数，n为正整数。

优选地，所述烷基包括C1到C30的烷基中的任意一种。