[發明專利]有機無機協同的層板/核殼復合結構光穩定劑及制備方法

在審

• 申請號: 202210473361.2
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114907619A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李素英;劉諾;郝芃;張海峰;汪航
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/22;C08K7/18;C08K7/00;D01F1/10;C09D7/62
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發明公開了有機無機協同的層板/核殼復合結構光穩定劑及其制備方法，所述層板/核殼復合結構光穩定劑，是以無機光屏蔽劑為核體，并借助一步晶化生長法，將有機光穩定劑插入到LDH（層狀雙金屬氫氧化物）的層板間，形成帶有有機光穩定劑的插層LDH，同時將插層LDH包覆在無機光屏蔽劑表面，形成殼體。傳統ZnO/TiO₂等無機光屏蔽劑具有優異的抗紫外性能，但隨之而來的光催化效應也會降解PP等聚合物基體材料，影響實際應用，本發明提出的新型層板/核殼復合結構光穩定劑，工藝過程簡單，每個組成部分都具有抗紫外效果，性能更加優異且穩定。LDH層板的創新應用，既避免了傳統無機光屏蔽劑對聚合物基體產生的光催化降解現象，又能促進有機光穩定劑與無機光屏蔽劑對于抵抗紫外光的波段協同作用。

技術領域

本發明涉及功能材料領域，具體為有機無機協同的層板/核殼復合結構光穩定劑及其制備方法。

背景技術

聚丙烯等聚合物材料具有成本低、機械性能和化學穩定性優異等特點，在工業、農業、建筑和民用中具有廣泛的戶外應用。然而，聚合物材料在加工和應用過程中通常會受到熱、氧、輻射和機械應力的影響，導致聚合物化學、物理和機械性能惡化，使用壽命嚴重縮短。

通常在聚合物中添加一些受阻胺光穩定劑、有機紫外線吸收劑和無機紫外線屏蔽材料等，以減少聚合物的降解。專利CN111171431A涉及了一種耐老化土工格室材料及其制備方法，其在聚烯烴材料中加入了較多的紫外吸收劑、抗氧劑及納米氧化鋅等無機光屏蔽劑，制備而成的土工材料具有優異的耐老化性能，但直接共混添加的小分子紫外吸收劑、抗氧劑在加工和長期使用過程中會揮發、遷移，氧化鋅等傳統無機光屏蔽劑在抵抗紫外光的同時，也容易在陽光照射下產生光催化活性，加速聚合物的老化降解。CN105273598A涉及了一種抗紫外氧化鈰包膜納米氧化鋅粉體及包含其的復合涂料，其用氧化鈰包膜氧化鋅，以降低氧化鋅在紫外光照射下的光催化活性，減少聚合物降解現象，但氧化鈰本身的光催化效果有待考量。因此，研制一種高效、環保且長效的光穩定劑十分必要。

發明內容

本發明的目的是針對目前光穩定劑存在缺陷的問題，提供有機無機協同的層板/核殼復合結構光穩定劑及其制備方法，其中，通過簡單的一步晶化生長法，以有機光穩定劑插層的LDH（殼體）保護無機光屏蔽劑（核體），既避免了光催化現象，又實現了有機/無機光穩定劑的協同作用，解決上述問題。

為了實現上述發明目的，本發明采用了以下技術方案：所述層板/核殼復合結構光穩定劑，是以無機光屏蔽劑為核體，并借助一步晶化生長法，將有機光穩定劑插入到 LDH的層板間，形成帶有有機光穩定劑的插層LDH，同時將插層LDH包覆在無機光屏蔽劑表面，形成殼體；LDH為層狀雙金屬氫氧化物。

進一步的，所述核體無機光屏蔽劑為ZnO、TiO₂等，粒徑大小20~250 nm，可為球形，也可為棒型。

進一步的，所述殼體插層LDH為鎂鋁、鈣鋁型等，粒徑大小10~100 nm；所述插入到LDH的有機光穩定劑為小分子物質的有機光穩定劑；如：水楊酸、肉桂酸、木質素磺酸、對氨基苯甲酸。

進一步的，所述一步晶化生長法，是將無機光屏蔽劑置于插層LDH的晶化反應體系中，從而直接原位生長出核殼結構的方法。

進一步的，有機無機協同的層板/核殼復合結構光穩定劑的制備方法，包括步驟如下：

（1）將ZnO / TiO₂等無機光屏蔽劑用乙醇離心洗滌2~4次，在60℃下烘干1~3h后，置于水醇溶液中分散，得到溶液Ⅰ。

（2）分別將水合硝酸與Al(NO₃)₃·9H₂O按照4：1至1：1的摩爾比混合溶解于適量水醇溶液中，得到Al³⁺濃度為0.2~0.6 mol/L的溶液Ⅱ。