UV防护组合物及其用途制造技术

本发明专利技术公开了包含具有式Bi(4‑x)La(x)Ti(3‑y)Fe(y)O12的BLT晶体的UV防护组合物，其中x在0.1与1.5之间；并且其中y在0与2之间。还公开了包含此类BLT晶体的纳米颗粒的组合物，所述纳米颗粒任选地分散在聚合物基质中。还提供了此类组合物的制备方法和用途。

UV Protection Composition and Its Application

The invention discloses a UV protection composition comprising BLT crystals with Bi(4_x)La(x)Ti(3_y)Fe(y)O12, where x is between 0.1 and 1.5, and Y is between 0 and 2. Compositions comprising nanoparticles of such BLT crystals are also disclosed, which are optionally dispersed in a polymer matrix. The preparation method and application of such compositions are also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】UV防护组合物及其用途
本公开涉及防紫外线辐射的领域，并且更具体地，涉及包含纯的或聚合物嵌入的镧-改性钛酸铋(BLT)晶体的UV防护组合物、其制备方法及其用途。
技术介绍
紫外线(UV)辐射无处不在，太阳是最常见的UV辐射源，尽管不是唯一来源。由于UV辐射可对人、动物和物体造成损伤，因此提供UV辐射防护的组合物是有用的。在生物学背景下，UV-防护组合物，即减少或阻挡UV射线透射的组合物，通常用于防止晒伤。晒伤是辐射烧伤的一种形式，源于过度暴露于UV辐射，所述辐射通常来自太阳，但也来自人造源，如晒黑灯、焊接电弧和紫外线杀菌照射。人和其他动物晒伤的正常症状包括皮肤发红、全身疲劳和轻度头晕。在极端情况下，过量的UV辐射可能危及生命。过量的UV辐射被认为是非恶性皮肤肿瘤的主要原因，并且增加了某些类型的皮肤癌的风险。包含UV防护剂的防晒组合物通常用于防止晒伤，并且据信用于防止鳞状细胞癌和黑素瘤。此外，据报道它们可延缓皱纹和其他与年龄相关的皮肤病状的发展。具体地，防晒组合物是包括UV-防护剂的局部用组合物，其在暴露于阳光的皮肤区域吸收和/或反射至少一些太阳的UV辐射，并且因此减少UV辐射对皮肤的影响。根据其作用模式，它们通常被分类为化学或物理防晒剂。化学防晒组合物包含吸收UV辐射以减少到达皮肤的UV辐射量的有机化合物。化学防晒组合物对可见光透明并且由此在施用至皮肤时不可见，它们是普遍使用的。然而，已发现化学防晒组合物中使用的一些有机化合物生成自由基，其可引起皮肤损伤、刺激并加速皮肤老化。此外，有机物质可能被吸收到皮肤中，从而导致长期有害的健康影响。化学防晒组合物可能需要添加光稳定剂。物理防晒组合物反射和吸收UV辐射。已知的物理防晒组合物包含无机材料(主要是氧化钛和/或氧化锌)的颗粒。为了在整个UVA和UVB范围内获得紫外线辐射的吸收和/或反射，使用相对大的颗粒。由于粒度大，此类防晒组合物是粘性的和不透明的，并且倾向于在皮肤上留下白色脱落物。许多防晒组合物防止导致晒伤的280-315nm范围内的UV辐射(UVB辐射)，但不防止主要不导致晒伤但可能增加黑素瘤和光照性皮炎发病率的315-400nm范围内的UV辐射(UVA辐射)。一般优选的是，防晒组合物在施用至皮肤时对眼睛是透明的。为了使物理防晒组合物透明，无机材料颗粒应呈纳米颗粒的形式，其吸收和/或散射UV光而不是可见光，从而使其在施用至皮肤时对眼睛基本上透明。然而，纳米颗粒的使用减少了由无机材料吸收的波长范围。因此，一些已知的防晒组合物通过使用不同的UV-吸收或散射材料(通常称为UV-防护剂)的组合来阻挡UVA和UVB辐射两者，每种材料在有限的UV光谱范围内阻挡辐射。类似地，UV-防护组合物可使可能受UV辐射负面影响的惰性材料或物体受益。例如，UV辐射可减少材料(例如，天然和合成聚合物)的寿命，并且可改变物体的颜色，尤其是在经受长时间日照的物品(诸如建筑物或车辆)中。已知各种涂层通过阻挡或减少UV射线的透射来提供抵抗UV辐射损伤的防护。此类涂层的使用可反过来减少UV辐射对活动物的不利影响。例如，在光学透镜上使用所述涂层，从而减少UV辐射的透射，可降低UV诱发的光学障碍(诸如白内障)的发病率。用于制造包含或涂有合适的UV-防护剂的窗户的材料可减少UV辐射透射至被此类窗户遮挡的受试者、植物、表面或物体。本申请人已公开了包含无机纳米颗粒的防晒组合物，尤其是在PCT公布号WO2016/151537和WO2017/013633中。期望具有有效的UV防护组合物，特别是提供宽谱防护，并且对于活受试者的使用是安全的。
技术实现思路
本公开在其至少一些实施方案中提供了紫外线辐射防护组合物，诸如防晒组合物，其在施用至表面时提供对UV辐射的防护，其在一些实施方案中具有宽谱UV防护活性，此类组合物包含镧-改性钛酸铋(BLT)晶体，任选地被铁原子掺杂。根据一些实施方案的一个方面，提供了一种UV-防护组合物，其包含一种或多种各自独立地具有化学式Bi(4-x)La(x)Ti(3-y)Fe(y)O12的镧-改性钛酸铋(BLT)晶体作为紫外线吸收剂，其中x在0.1与1.5之间；并且其中y在0与2之间。掺杂(即，y>0)或未掺杂(即，y＝0)的BLT晶体是复合材料，其具有与单独表征它们的构成起始化合物的那些不同的特性。具有相同或不同的化学通式的一种或多种晶体可形成如下所述的颗粒或纳米颗粒。镧-改性钛酸铋晶体可通过制备此类复合材料领域的技术人员容易知道的各种方法使用不同比率的三氧化二铋(Bi2O3；也称为氧化铋(III)或简单的氧化铋)、二氧化钛(TiO2；经常称为钛酸盐或氧化钛)和氧化镧(La2O3)来合成。为了简明起见，各金属氧化物组分的混合物将被称为BLTO，而制备的包含复合材料的晶体在下文中将被称为BLT，此类首字母缩略词最后跟随的是至少两种组分之间的比率。所述比率通常以摩尔计提供，但也可以重量/重量计提供。如本文所用，术语“BLT”包括掺杂和未掺杂晶体两者。如果铁原子(例如可从氧化铁(III)或氧化铁(Fe2O3)获得)任选地取代复合材料的原子(通常是钛)，则形成所谓的“掺杂”晶体。在这种情况下，化学式的晶体首字母缩略词最后可跟随的是铁取代基与被替换的原子之间的取代摩尔比。例如，BLTFe:Ti1:2是指镧-改性钛酸铋复合材料，其中在每2摩尔氧化钛(TiO2)的合成过程中包括1摩尔氧化铁(Fe2O3)。BLTOFe:Ti1:2是指相同量的金属氧化物组分，包括旨在用于取代的氧化铁，然而所述化合物仅被混合而未进一步处理以制备前述复合材料和所得晶体。根据一些实施方案的一个方面，提供了一种UV-防护组合物，其包含一种或多种各自独立地具有化学式Bi(4-x)La(x)Ti(3-y)Fe(y)O12的镧-改性钛酸铋(BLT)晶体作为紫外线吸收剂，其中x在0.1与1.5之间；并且其中y在0与2之间。在一些实施方案中，掺杂或未掺杂BLT晶体具有钙钛矿结构。在一些实施方案中，x在0.5与1.0之间，诸如0.7与0.8之间。在一些实施方案中，y在0.01与1.8之间。在下文中，其中y等于零的BLT晶体也可称为未掺杂BLT晶体，而其中y大于零的BLT晶体也可称为掺杂或Fe掺杂BLT晶体。在一些实施方案中，x和y分别选自(0.0625和2.9375)、(0.125和2.875)、(0.25和2.75)、(1和2)以及(1.5和1.5)。本文所述的组合物用于活受试者和无生命物体(例如，常规暴露于UV辐射的物品的UV防护涂层)两者。因此，本公开的一些实施方案涉及提供抵抗紫外线辐射的防护的组合物(即UV防护组合物)，并且更具体地，涉及包含任选地掺杂有铁原子的BLT晶体作为紫外线吸收剂的UV防护组合物。在一些实施方案中，掺杂或未掺杂BLT晶体作为由一种或多种所述晶体组成的纳米颗粒存在于组合物中，所述纳米颗粒的总数的至少50％具有最大约200nm，在一些实施方案中最大约150nm或最大约100nm的至少一个尺寸。在一些此类实施方案中，纳米颗粒由具有相同化学式的晶体组成在一些实施方案中，掺杂或未掺杂BLT晶体作为由一种或多种所述晶体组成的纳米颗粒存在于组合物中，所述纳米颗粒的总体积的至少50％具有最大约2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UV‑防护组合物，其包含一种或多种各自独立地具有化学式Bi(4‑x)La(x)Ti(3‑y)Fe(y)O12的镧‑改性钛酸铋(BLT)晶体作为紫外线吸收剂，其中x在0.1与1.5之间；并且其中y在0与2之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.06 GB 1605857.01.一种UV-防护组合物，其包含一种或多种各自独立地具有化学式Bi(4-x)La(x)Ti(3-y)Fe(y)O12的镧-改性钛酸铋(BLT)晶体作为紫外线吸收剂，其中x在0.1与1.5之间；并且其中y在0与2之间。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述一种或多种BLT晶体具有钙钛矿结构。3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的组合物，其中x在0.5与1.0之间，合适地其中x在0.7与0.8之间。4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的组合物，其中y在0.01与1.8之间。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的组合物，其中x和y分别选自(0.0625和2.9375)、(0.125和2.875)、(0.25和2.75)、(1和2)以及(1.5和1.5)。6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种BLT晶体呈由一种或多种所述晶体组成的纳米颗粒的形式，所述纳米颗粒的总数的至少50％，通常至少90％具有最大约200nm或最大约150nm或最大约100nm的至少一个尺寸，所述纳米颗粒任选地由具有相同化学式的晶体组成。7.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种BLT晶体呈由一种或多种所述晶体组成的纳米颗粒的形式，所述纳米颗粒的总体积的至少50％，通常至少90％具有最大约200nm或最大约150nm或最大约100nm的至少一个尺寸，所述纳米颗粒任选地由具有相同化学式的晶体组成。8.根据权利要求6和权利要求7中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种BLT晶体的所述纳米颗粒用分散剂分散在聚合物基质中，所述聚合物基质还包含用油溶胀的热塑性聚合物。9.根据权利要求8所述的组合物，所述聚合物基质呈聚合物基质薄片的形式，其中所述聚合物基质薄片的每个薄片具有薄片长度(Lf)、薄片宽度(Wf)和薄片厚度(Tf)，所述聚合物基质薄片具有由以下定义的无量纲薄片纵横比(Rf)：Rf＝(Lf·Wf)/(Tf)2，其中，相对于至少十个聚合物基质薄片的代表性组，平均Rf为至少5；并且其中所述代表性组内的所述纳米颗粒的平均粒度(D50)为至多100nm。10.根据权利要求8和权利要求9中任一项所述的组合物，其中所述聚合物基质薄片的所述薄片纵横比(Rf)在约5至约2000、通常约10至约1000、合适地约12至约500、典型地约12至约200且更典型地约15至约100的范围内。11.根据权利要求8至权利要求10中任一项所述的组合物，其中适于将BLT晶体的所述纳米颗粒分散在所述聚合物基质内的所述分散剂具有至多9、通常至多6、合适地至多4并且更合适地至多3的亲水-亲脂平衡值(HLB)。12.根据权利要求8至权利要求11中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种BLT晶体的所述纳米颗粒以所述热塑性聚合物的约0.01至约8％v/v；合适地所述热塑性聚合物的约0.4至约5％v/v，并且更合适地所述热塑性聚合物的约0.6至约3％(v/v)的浓度存在于所述聚合物基质内。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：B·兰达，S·阿布拉莫维奇，S·杜尔，
申请(专利权)人：兰达拉伯斯二零一二有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL