[發(fā)明專利]一種TiO2/伊利石無機(jī)紫外屏蔽劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710816279.4
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107604644B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣引珊;巨昊;李芳菲;薛兵;郭宏剛;霍明遠(yuǎn);徐遠(yuǎn)俊;董智強(qiáng);韓明磊
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: D06M11/46
• 分類號: D06M11/46;D06M11/79;D06M15/09;D06M13/463
• 代理公司: 長春市恒譽(yù)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發(fā)明涉及一種TiO₂/伊利石無機(jī)紫外屏蔽劑的制備方法，屬于新型礦物功能材料的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明充分利用伊利石的高反光率和表面電荷，以高純度伊利石為原料，在硫酸鈦水熱體系中，實現(xiàn)納米級TiO₂在伊利石表面的充分分散與復(fù)合，解決了納米TiO₂紫外屏蔽劑易團(tuán)聚、附著力差等問題。該方法可顯著降低生產(chǎn)成本，工藝流程簡單，制品無需煅燒，能耗低，得到的復(fù)合粉體水相分散性好，且具有良好的屏蔽紫外線性能，可以廣泛應(yīng)用于紡織品整理和室外涂料等對耐候性要求高的高分子材料防護(hù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種TiO₂/伊利石新型無機(jī)紫外屏蔽劑的制備方法，屬于新型礦物功能材料的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，由于隨著臭氧層不斷被破壞變薄，到達(dá)地球表面的紫外線輻射劑量與強(qiáng)度不斷增加。因此,發(fā)展能有效屏蔽紫外線的材料就成為人們關(guān)注的熱點和研究的重要方向。我們通常把能屏蔽紫外線的材料稱為紫外線屏蔽劑。紫外線屏蔽劑一般分為兩大類：有機(jī)紫外屏蔽劑和無機(jī)紫外屏蔽劑。有機(jī)紫外線屏蔽劑主要是通過吸收作用來屏蔽紫外線，常見的有機(jī)紫外線屏蔽劑主要包括二苯甲酮類、苯并三啤類、水楊酸酷類和三嗪類等。但是有機(jī)紫外屏蔽劑屏蔽的紫外線波長較短，容易分解，且不同程度的存在一定毒性，其屏蔽紫外線的性能會隨著時間的延長而逐漸降低，最終失效。而無機(jī)紫外線屏蔽劑則主要通過對紫外線的反射、折射和吸收作用起到屏蔽紫外線的效果，在實際應(yīng)用中一般以粉體形式存在。常見的無機(jī)紫外線屏蔽劑有金屬氧化物(如二氧化鈦、氧化鋅)、炭黑、云母和滑石等。與有機(jī)紫外線屏蔽劑相比，無機(jī)紫外屏蔽劑具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、不易分解變質(zhì)、熱穩(wěn)定性好、屏蔽范圍寬等優(yōu)點。

TiO₂是一種優(yōu)秀的無機(jī)紫外屏蔽劑，尤其是納米尺寸的TiO₂可以有效地散射和吸收紫外線。但是TiO₂自身的一些缺陷限制了納米TiO₂在紫外屏蔽方面的應(yīng)用。一是納米TiO₂在紫外線輻射下,易引起人體皮膚的老化以及被保護(hù)材料的降解,因此需要進(jìn)行表面修飾或改性來調(diào)控其光活性。二是納米TiO₂的分散性能較差，非常容易團(tuán)聚在一起，這樣反而會降低它的屏蔽紫外線性能。因此人們圍繞氧化鈦紫外屏蔽材料的合成、包覆與改性做了大量的工作。

【CN 101058679 A】介紹了一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法。它包括以下步驟：(1) 精細(xì)絹云母粉的制備；(2)絹云母粉的活化；(3)將活化后的絹云母粉加水配成2.5～5％的懸浮液，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH到2.0～2.5，記為體系C；(4)配制質(zhì)量濃度為10～15％的四氯化鈦水溶液，然后向四氯化鈦水溶液中加入氯化鋅，使Zn：Ti的摩爾比為1:2，得到溶液D；(5)將溶液D慢慢滴加到體系C中，控制pH到7.0；(6)將沉淀過濾洗滌，在 95℃下烘干；(7)將烘干物研磨后，置于電爐中600℃煅燒2～3h；(8)將煅燒后產(chǎn)物再研磨、打散至10～15um，即制得絹云母紫外線屏蔽劑。

【CN 1884095 A】介紹了一種新型屏蔽紫外線納米正鈦酸鋅粉體及制備方法。以工業(yè)偏鈦酸、硫酸鋅為原料，首先制得TiOSO₄溶液，與ZnSO₄溶液混合后加入表面活性劑PEG400，以氨水為沉淀劑調(diào)節(jié)體系pH值生成前驅(qū)體沉淀，再經(jīng)過濾、洗滌、烘干、研磨、煅燒制成納米正鈦酸鋅粉體。本發(fā)明制成的納米正鈦酸鋅粉體在整個紫外波段都能有效屏蔽紫外線，紫外屏蔽率達(dá)95％以上。

【CN 101718034 A】介紹了一種納米紫外屏蔽劑的制備方法和應(yīng)用。具體為將 Ce(NO₃)·6H₂O溶液、甲苯、油酸和叔丁胺一次加入容器中,160～220℃下加熱2～72h。反應(yīng)結(jié)束后,取上層油層,加入乙醇,離心分離,得到的固體在60～80℃下烘干24～72h,即制得上述的納米紫外屏蔽劑。將制備得到的納米紫外屏蔽劑分散在溶劑里,超聲分散2～30min,將織物置于溶液中,浸潤2～30min,取出烘干,即可制得高性能抗紫外織物。