[发明专利]一种新型无机－有机复合的选择性紫外阻隔材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种新型无机-有机复合的选择性紫外阻隔材料及制备方法，特别是一种双金属复合氧化物与有机紫外吸收剂复合的选择性紫外阻隔材料及制备方法。

目前国内外通常采用的紫外阻隔材料主要分为吸收型和吸收屏蔽型，前者一般是有机化合物，仅有吸收紫外线作用，且价格昂贵，应用于化妆品时，易被皮肤吸收，对人体有害；后者一般为无机材料，如氧化锌、氧化钛和氧化铁，具备吸收和屏蔽紫外线的双重作用，但应用于塑料制品时只适用于着色制品，不适用于透明制品，虽然近年来发展起来的超细氧化锌和超细氧化钛在不同方面得到改善，但在应用于化妆品时，因高表面能易聚集，难以实现均分散，且对皮肤产生强烈刺激，而且面临的新问题是指定波长紫外阻隔选择性不好，如：对皮肤老化或致癌起关键作用的指定波长(286-320nm)紫外阻隔选择性不好，且应用于塑料、橡胶、涂料及化妆品中相容性、分散性较差。

双金属复合氧化物(LDO)是一类发展迅速的水滑石类阴离子型无机层状材料的煅烧产物，其组成为：M²⁺_1-2xM_x³⁺O_1-x/2，其中，M²⁺是二价金属离子，可以是Mg、Ca、Zn、Ni、或Cu,M³⁺是三价金属离子，可以是Al或Fe,x满足0.2≤x≤0.4。二价金属离子为锌离子的LDO具有紫外阻隔性能，不仅具有紫外吸收性能，而且具有紫外屏蔽作用，能适用于透明制品，被作为抗老化材料广泛应用于塑料、橡胶、涂料及化妆品中，但由于仍属于无机材料，因此同样存在相容性、分散性差的缺点。

目前，国外仅发现二价金属离子为锌离子的LDO自身具有紫外阻隔性能，未曾注意到LDO表面的反应能力。本发明者充分利用其结构优势，通过LDO与不同紫外吸收作用的有机物反应，得到了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。该类材料不仅具有紫外吸收作用，而且具有紫外屏蔽作用，同时还可达到选择性紫外阻隔；此外该类材料不溶于水及其它有机溶剂，但易分散于水及其它有机溶剂中，因此更有利于应用于塑料、橡胶、涂料及化妆品中。

本发明的目的：制备一种无机-有机复合的选择性紫外阻隔材料，使其不仅具有紫外吸收作用，而且具有紫外屏蔽作用，同时还可达到加强或选择性紫外阻隔，由于实现了无机-有机复合，因而提高了其在塑料、橡胶、涂料及化妆品中的相容性和分散性。

本发明的要点：一种双金属复合氧化物(LDO)与有机紫外吸收剂复合的选择性紫外阻隔材料及制备方法。双金属复合氧化物(LDO)组成为：M²⁺_1-2xM_x³⁺O_{1- x/2}，其中，M²⁺是二价金属离子，可以是Mg、Ca、Zn、Ni、或Cu,M³⁺是三价金属离子，可以是Al或Fe,x满足0.2≤x≤0.4；有机紫外吸收剂为下列物质中的任何一类或它们的组合，即：水扬酸类、肉桂酸类、有机磺酸类、二苯甲酮类、苯并三唑类。制备过程包括双金属复合氧化物的制备及其表面接枝反应。具体制备过程为：1．双金属复合氧化物(LDO)的制备：由于双金属复合氧化物(LDO)是水滑石类阴离子型无机层状材料的煅烧产物，因此包括两步：(1)水滑石的制备：水滑石又称双羟基复合金属氧化物，是一种阴离子型   层状无机晶体材料，其化学组成通常为：[Mg_y1,Zn_y2]_1-xM_x³⁺(OH)₂A_x/n^n-mH₂O，     其中M³⁺为三价金属离子，A^n-为n价阴离子。按CN99119385.7中所述方   法根据不同需要制备出粒径不同的均分散超细水滑石，并按   CN99119386.5所述方法对均分散超细水滑石进行改性。(2)双金属复合氧化物(LDO)的制备：将上述所得均分散超细水滑石置于煅   烧炉中，温度控制在450-750℃，煅烧1-4小时，即可得所需粒径尺寸   的LDO。2．无机-有机复合的选择性紫外阻隔材料的制备：按LDO∶有机物摩尔比为0.5-3.5的比例，分散于水中，在氮气保护下，温度控制在30-90℃范围，搅拌1-8小时，产物过滤、洗涤、干燥，即得所需粒径尺寸的产品。