一种抗紫外线材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种抗紫外线材料及其制备方法和应用。本发明专利技术先将有机胺溶于水中制得溶液，并将脂肪酸和烷氧基钛溶于第一有机溶剂中制得第二溶液，再将这两种溶液混合，并于密闭容器中进行加热反应，得到脂肪酸修饰的纳米二氧化钛，即得抗紫外线材料，所得抗紫外线材料相比未修饰的纳米二氧化钛，不但对紫外线的屏蔽效果更好，而且在非极性介质中能获得良好的分散性，如在甲苯中能完全分散，对有机物的亲和性也更好，与化妆品基质的配伍稳定性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种抗紫外线材料及其制备方法和应用
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种抗紫外线材料及其制备方法和应用。
技术介绍
皮肤癌发病率在全球呈现升高趋势，人们对紫外线对人体危害的问题日益重视，防晒物质的研究已经引起世界各国的关注。目前，防晒霜中常通过添加有机化合物或无机化合物作为抗紫外剂，以防止晒伤、光老化以及晒黑。其中，常用的有机化合物包括二苯甲酮类、水杨酸酯类、邻氨基苯甲酮类等，缺点为：屏蔽紫外线的波段较短，有效作用时间不长，对人体产生化学性过敏，不同程度存在毒性；常用的无机化合物包括TiO2、ZnO、ZrO2、Fe2O3、SiO2等，这些材料对紫外线屏蔽的波段长，有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒、无刺激性，使用很安全，同时，与微米级的无机抗紫外剂相比，纳米级的无机抗紫外剂的紫外吸收能力明显要更强，且能透过可见光。但是，由于无机纳米材料本身的极性和颗粒细微化，具有极大的比表面积和较高的比表面能，使它们不易在非极性介质中分散，在极性介质中易凝聚，直接影响它们性能的发挥，最终使其使用时失去纳米颗粒所具备的性能。又由于它们是无机物，与有机物类的物质亲和性较差，涂抹在皮肤上会发白，加上其高吸油吸水的特性，容易造成皮肤干燥脱皮，同时这些无机材料是水溶性的，当使用者流汗或在游泳使用时，容易将涂抹的防晒剂冲刷掉而影响防晒效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种抗紫外线材料及其制备方法和应用，以对纳米二氧化钛进行改性，使其在非极性介质中具有良好的分散性以及对有机物良好的亲和性，克服常规纳米二氧化钛高吸油吸水的问题，提高防水性。为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种抗紫外线材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将有机胺溶于水中制得第一溶液，将脂肪酸和烷氧基钛溶于第一有机溶剂中制得第二溶液；(2)将所述第一溶液和所述第二溶液混合，得到第一混合物，然后将所述第一混合物在密闭容器中进行加热反应以生成脂肪酸修饰的纳米二氧化钛，所述脂肪酸修饰的二氧化钛即为所述抗紫外线材料。上述制备方法采用一步法表面改性技术对二氧化钛表面进行修饰，制得的脂肪酸修饰的纳米二氧化钛，相比未修饰的纳米二氧化钛，不但对紫外线的屏蔽效果更好，而且在非极性介质中能获得良好的分散性，对有机物的亲和性也更好，与化妆品基质的配伍稳定性更好，涂抹在皮肤上克服了常规二氧化钛(即未修饰的纳米二氧化钛)高吸油吸水的问题，不易使皮肤干燥脱水，肤感更好，防水性也更好。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述制备方法还包括以下步骤：所述加热反应结束后，将反应体系冷却并静置分层，取有机相并加入第二有机溶剂以使脂肪酸修饰的纳米二氧化钛析出，固液分离，收集固体并用第二有机溶剂洗涤，干燥。经上述纯化处理后，制得纯净的脂肪酸修饰的纳米二氧化钛，其微观结构为平均粒径在10nm左右的颗粒，能直接用在化妆品中。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述第一有机溶剂为甲苯，所述第二有机溶剂为丙酮。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述脂肪酸为硬脂酸。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述烷氧基钛为钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯中的至少一种。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述有机胺为叔丁胺。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述有机胺的体积与所述水和所述第一有机溶剂体积之和的比例为1:100-300。作为本专利技术制备方法进一步优选的实施方式，所述有机胺的体积与所述水和所述第一有机溶剂体积之和的比例为1:200。当所述有机胺的体积与所述水和所述第一有机溶剂体积之和的比例为1:100-300时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，25h后才会出现沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒表面的自由能得到降低，颗粒之间的稳定性较好，而当所述有机胺的体积与所述水和所述第一有机溶剂体积之和的比例为1:200时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，12个月后仍无沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒之间的稳定性非常好。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述第一混合物中脂肪酸的浓度为0.005-0.04g/mL。作为本专利技术制备方法进一步优选的实施方式，所述第一混合物中脂肪酸的浓度为0.02-0.03g/mL。当所述第一混合物中脂肪酸的浓度为0.01-0.04g/mL时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，67天后才会出现沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒表面的自由能得到降低，颗粒之间的稳定性较好，而当所述第一混合物中脂肪酸的浓度为0.02-0.03g/mL时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，12个月后仍无沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒之间的稳定性非常好。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述第一混合物中烷氧基钛的浓度为0.005-0.04g/mL。作为本专利技术制备方法进一步优选的实施方式，所述第一混合物中脂肪酸的浓度为0.005-0.03g/mL。作为本专利技术制备方法更进一步优选的实施方式，所述第一混合物中脂肪酸的浓度为0.01-0.02g/mL。当所述第一混合物中烷氧基钛的浓度为0.005-0.04g/mL时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，10h后才会出现沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒表面的自由能得到降低，颗粒之间的稳定性较好；当所述第一混合物中烷氧基钛的浓度为0.005-0.03g/mL时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，56天后才会出现沉淀，脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒之间的稳定性进一步提高；当所述第一混合物中脂肪酸的浓度为0.01-0.02g/mL时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，12个月后仍无沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒之间的稳定性非常好。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述加热反应的温度为160-240℃。作为本专利技术制备方法进一步优选的实施方式，所述加热反应的温度为160-220℃。作为本专利技术制备方法更进一步优选的实施方式，所述加热反应的温度为180-200℃。当所述加热反应的温度为160-240℃时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，15h后才会出现沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒表面的自由能得到降低，颗粒之间的稳定性较好；当所述加热反应的温度为160-220℃时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，3天后才会出现沉淀，脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒之间的稳定性进一步提高；当所述加热反应的温度为180-200℃时，所得脂肪酸修饰的纳米二氧化钛分散于甲苯中，12个月后仍无沉淀，说明脂肪酸修饰后的纳米二氧化钛颗粒之间的稳定性非常好。作为本专利技术制备方法的优选实施方式，所述加热反应的时间为6-48h。作为本专利技术制备方法进一步优选的实施方式，所述加热反应的时间为12-18h。作为本专利技术制备方法更进一步优选的实施方式，所述加热反应的时间为12h。当所述加热反应的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗紫外线材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n(1)将有机胺溶于水中制得第一溶液，将脂肪酸和烷氧基钛溶于第一有机溶剂中制得第二溶液；/n(2)将所述第一溶液和所述第二溶液混合，得到第一混合物，然后将所述第一混合物在密闭容器中进行加热反应以生成脂肪酸修饰的纳米二氧化钛，所述脂肪酸修饰的纳米二氧化钛即为所述抗紫外线材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗紫外线材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将有机胺溶于水中制得第一溶液，将脂肪酸和烷氧基钛溶于第一有机溶剂中制得第二溶液；
(2)将所述第一溶液和所述第二溶液混合，得到第一混合物，然后将所述第一混合物在密闭容器中进行加热反应以生成脂肪酸修饰的纳米二氧化钛，所述脂肪酸修饰的纳米二氧化钛即为所述抗紫外线材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括以下步骤：所述加热反应结束后，将反应体系冷却并静置分层，取有机相并加入第二有机溶剂以使脂肪酸修饰的纳米二氧化钛析出，固液分离，收集固体并用第二有机溶剂洗涤，干燥。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一有机溶剂为甲苯，所述第二有机溶剂为丙酮，所述脂肪酸为硬脂酸，所述烷氧基钛为钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯中的至少一种，所述有机胺为叔丁胺。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述有机胺的体积与所述水和所述第一有机溶剂体积之和的比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锴，邵正元，蒋鹏飞，
申请(专利权)人：滁州植兀生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34