[發明專利]一種紫外線復合吸收材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210268443.X
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102766356A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 張大全;孫天瀛;羅敏;李茜;喻學鋒
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00;C09C3/08;A61K8/36;A61K8/19;A61Q17/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術領域

????本發明涉及一種紫外線復合吸收材料及其制備方法，特別涉及一種基于層狀稀土氫氧化物的紫外線復合吸收材料及其制備方法，屬于功能材料領域。

背景技術

隨著臭氧層空洞的加劇，到達地球表面的紫外線(200nm~400nm)大幅度增加，尤其是到達地面的短波紫外線(200nm~280nm)大大增多。紫外線所產生的光化學和生物學作用也日益顯著，給人類生活帶來了挑戰。特別的，短波紫外線可穿過真皮對人體產生重要影響。因此，研究高效的抗紫外材料十分重要。

目前國內外普遍采用的抗紫外材料主要分為有機型和無機型。有機型一般為具有吸收紫外線功能的有機化合物，如應用最早的水楊酸酯類化合物、目前應用最廣的二苯甲酮類化合物等。但此類材料存在諸多缺點如熱穩定性差、易被氧化、壽命較短，當應用于化妝品類時，直接與皮膚接觸導致易被皮膚吸收，對人體有害等等。無機型一般為具有吸收或反射紫外線功能的無機材料，如炭黑、二氧化鈦和氧化鋅等，雖然其安全性和穩定性十分突出，但其抗紫外效率還有待提高。因此，研究和開發高效且安全的紫外線吸收材料具有重要的應用價值。

肉桂酸的英文名為cinnamic?acid，簡稱為CA；其化學名稱為3-苯基-2-丙烯酸，結構式為C₆H₅-CH=CH-COOH。肉桂酸為白色至淡黃色粉末，微有桂皮香氣，常溫下微溶于水，易溶于乙醇、甲醇、乙二醇等有機溶劑，其對中短波紫外線具有良好的吸收性能，是高級防曬霜中必不可少的成分之一。但其在高溫下易分解，從而大大地限制了肉桂酸的應用范圍和效果。

層狀稀土氫氧化物(LRHs)是一類重要的新型納米無機層狀功能材料，具有層狀結構，被廣泛地應用于藥物運載、生物標記、熒光材料等領域。其化學式可以表示為RE₂(OH)₅Cl·?mH₂O，其中RE³⁺為層板中的稀土金屬離子，它可以被其他稀土離子同晶取代，m為層間水分子個數，0.3?≤?m?≤?3。LRHs前驅體具有優異的離子交換能力，其層間的Cl^–可以和其它陰離子在適當的條件下進行交換，從而得到所需要的產物。Laurea?J.?Mcintyre?等采用離子交換法，制備出一些列插層RE₂(OH)₅A_0.5·nH₂O，其中A^2–為層間陰離子，如C₂O₄^2–、C₂H₂O₄^2–、C₈H₄O₄^2–、C₁₀H₁₂SO₄^2–等。LRHs獨特的層狀結構決定了它具有良好的插層組裝性能和光、熱穩定性，同時其納米級的主體層板對紫外光也具有一定的屏蔽作用；并且，稀土離子本身對紫外光也具有一定的吸收能力。

因此，利用LRHs優異的離子交換能力，可將肉桂酸插入到LRHs層間形成一種良好的無機/有機復合紫外吸收材料。當肉桂酸進入到LRHs層間后，LRHs起到一個“容器”的作用，使肉桂酸避免與外界如金屬、塑料、皮膚等直接接觸，從而使得該材料不僅可以大幅度提高肉桂酸的光熱穩定性和安全性，同時由于主體-客體相互作用能夠增強其對紫外光的吸收能力，其吸收范圍也得到一定展寬。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種高效且安全的紫外線吸收材料及其制備方法。

本發明的技術方案是：

一種復合紫外線吸收材料，為肉桂酸插層的層狀稀土氫氧化物，其層板金屬離子為稀土金屬離子Y³⁺，層間陰離子為肉桂酸離子C₆H₅CHCHCOO^-，化學式為Y₂(OH)₅(C₉H₇O₂)·mH₂O，其中m為層間水分子數，?0.3?≤?m≤?3。

該復合材料簡寫為CA-LYH。

上述肉桂酸插層的層狀稀土氫氧化物的制備步驟如下：

1.????????采用水熱合成法制備出層狀稀土氫氧化物，將層狀稀土氫氧化物超聲分散于乙二醇中配制成濃度為0.05M的懸浮液；