紫外吸收聚合物纳米粒子及其制备方法、紫外吸收涂层技术

本发明专利技术公开了一种紫外吸收聚合物纳米粒子及其制备方法、紫外吸收涂层，该紫外吸收聚合物纳米粒子，包括内部封装有紫外吸收剂的微球，所述微球由第一疏水聚合物形成；形成于所述微球表面的第一壳层，所述第一壳层由第二疏水聚合物形成，且所述第二疏水聚合物的疏水性弱于所述第一疏水聚合物；以及形成于所述第一壳层表面的第二壳层，所述第二壳层由亲水聚合物形成。该紫外吸收聚合物纳米粒子通过双重封装，具有优异的稳定性，且降低了紫外吸收剂的泄露率，提高了产品性能的持久性。提高了产品性能的持久性。提高了产品性能的持久性。

UV absorbing polymer nanoparticles and their preparation methods, UV absorbing coatings

【技术实现步骤摘要】
紫外吸收聚合物纳米粒子及其制备方法、紫外吸收涂层


[0001]本专利技术属于高分子材料
，特别涉及一种双层核壳结构的紫外吸收聚合物纳米粒子，还涉及基于种子细乳液聚合法的紫外吸收聚合物纳米粒子的制备方法，以及由该紫外吸收聚合物纳米粒子形成的紫外吸收涂层。

技术介绍

[0002]聚合物纳米颗粒可以是纳米微球或纳米胶囊的结构，纳米微球是由致密的聚合物网络构成的骨架系统，活性分子可分散在整个颗粒中，而纳米胶囊则是具有核
‑
壳结构的囊状系统。聚合物纳米颗粒可以包裹活性物质，使其与周围介质相隔离以避免过快降解，并能在需要时释放活性物质。另外，聚合物纳米颗粒也具有良好的贮藏稳定性和生物相容性，因而在很多领域被广泛应用。
[0003]乳液聚合法可用于制备聚合物纳米颗粒，并且具有反应体系黏度低，聚合速率高，获得的聚合物相对分子质量高等优点。种子乳液聚合法因具有乳液稳定性更好、粒径分布窄、易控制等优点，在乳胶粒子设计及制备各种功能性胶乳方面具有重要作用，是制备具有核壳结构乳液的最常见、最简便的方法。
[0004]已有研究公开通过重氮化、偶合、还原和曼尼希反应,合成了一种新型的二聚苯并三唑紫外屏蔽材料
‑
2,2
′‑
亚甲基
‑
二(4
‑
叔丁基
‑6‑
(4
‑
氯)苯并三唑基)苯酚，并把它作为紫外线吸收剂加到丙烯酸酯涂料中。所合成的2,2'
‑
亚甲基
‑
二(4<br/>‑
叔丁基
‑6‑
(4
‑
氯)笨并三唑基)苯酚在260～380nm波长范围内有强烈吸收。但是合成新的一种新型的紫外吸收剂工艺复杂，而且与丙烯酸酯的相容性不好。
[0005]此外，通过已使用内相分离方法将商用紫外吸收剂封装在聚甲基丙烯酸甲酯微球中，再将微球掺入透明的丙烯酸粘合剂中，最后将丙烯酸树脂涂在木板上，并放入人造紫外线室中的方案中，通过使用比色计，红外光谱和透射电子显微镜监测老化后涂层的效率。这项研究提出了游离的和封装的Tinuvin 1130和Tinuvin 292商业紫外吸收剂的效率之间的比较。结果表明，当使用封装的产品时，涂层效率略有提高。但是紫外吸收剂的封装力度不够，而且将微球掺到透明的丙烯酸树脂里会导致变色。
[0006]此外，公开号为CN110074993A、CN105287236A中均公开了利用聚合物将紫外吸收剂包封，从而减少紫外吸收剂与人体皮肤的直接接触，但仅采用聚合物对紫外吸收剂进行包封，紫外吸收剂的紫外吸收能力的持续效果(即内封的紫外吸收剂的泄露率)有待商榷。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术有必要提供一种紫外吸收聚合物纳米粒子，该紫外吸收聚合物纳米粒子将油溶性紫外吸收剂封装在第一疏水聚合物形成的微球内部作为核层，在核层表面依次为由第二疏水单体形成的第一壳层和亲水单体形成的第二壳层，通过双重封装，进一步降低紫外吸收剂的泄露率，提高产品性能的持久性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术首先提供了一种紫外吸收聚合物纳米粒子，其包括：
[0010]内部封装有紫外吸收剂的微球，所述微球由第一疏水聚合物形成；
[0011]形成于所述微球表面的第一壳层，所述第一壳层由第二疏水聚合物形成，且所述第二疏水聚合物的疏水性弱于所述第一疏水聚合物；
[0012]以及形成于所述第一壳层表面的第二壳层，所述第二壳层由亲水聚合物形成；
[0013]优选地，所述紫外吸收聚合物纳米粒子的尺寸在150
‑
300nm之间，所述第一壳层的厚度在20
‑
40nm之间，所述第二壳层的厚度在10
‑
20nm之间。
[0014]进一步方案，所述第一疏水聚合物为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸乙酯，所述第二疏水聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯或聚醋酸乙烯酯，所述亲水聚合物为聚丙烯腈或聚丙烯酸甲酯。
[0015]本专利技术进一步公开了一种紫外吸收聚合物纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将第一疏水单体、交联剂、助稳定剂、油溶性紫外吸收剂和油溶性引发剂混合，获得油相；
[0017]将乳化剂和去离子水混合，获得水相；
[0018]将所述油相搅拌的同时缓慢加入所述水相中，经均质乳化、加热聚合，得到种子细乳液；
[0019]向所述种子细乳液中缓慢加入第二疏水单体，继续聚合，得到核壳结构的细乳液；
[0020]向所述核壳结构的细乳液中缓慢加入亲水单体，继续聚合，得到双层核壳结构的细乳液。
[0021]进一步方案，所述第一疏水单体为苯乙烯或甲基丙烯酸乙酯，所述第二疏水单体为甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，所述亲水单体为丙烯腈或丙烯酸甲酯。
[0022]进一步方案，所述油溶性紫外吸收剂选自2，4二羟基二苯甲酮、2
‑
羟基
‑4‑
甲氧基二苯甲酮中的一种或者两种复配而成；
[0023]所述交联剂选自二乙烯苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种；
[0024]所述助稳定剂选自十六烷、十六醇、十八烷、十八醇中的一种；
[0025]所述油溶性引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化氢异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种。
[0026]进一步方案，以第一疏水单体为基准，所述交联剂重量百分数的5
‑
10％；所述油溶性引发剂重量百分数为0.5
‑
5％；所述助稳定剂的重量百分数为3
‑
12％；所述油溶性紫外吸收剂的重量百分数为1
‑
5％。
[0027]进一步方案，所述乳化剂由十二烷基硫酸钠、十二烷基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、壬基酚聚氧乙烯醚的任意一种与甲基丙烯酸羟乙酯封端的水性聚氨酯大分子以任意比例复配而成；
[0028]优选地，所述乳化剂的用量为所述第一疏水单体重量的0.3
‑
3.0％；
[0029]优选地，所述甲基丙烯酸羟乙酯封端的水性聚氨酯的分子量在20000
‑
60000之间。
[0030]进一步方案，所述第二疏水单体的用量为所述第一疏水单体重量的80
‑
150％；所述第二疏水单体的加入速度为0.5
‑
2mL/min，反应时间为2
‑
3h。
[0031]进一步方案，所述亲水单体的用量为所述第一疏水单体重量的80
‑
120％；所述亲
水单体的加入速度为0.5
‑
2mL/min，反应时间为2
‑
3h。
[0032]本专利技术进一步公开了一种紫外吸收涂层，其特征在于，采用如前所述的紫外吸收聚合物纳米粒子或者采用前述的制备方法制得的紫外吸收聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外吸收聚合物纳米粒子，其特征在于，其包括：内部封装有紫外吸收剂的微球，所述微球由第一疏水聚合物形成；形成于所述微球表面的第一壳层，所述第一壳层由第二疏水聚合物形成，且所述第二疏水聚合物的疏水性弱于所述第一疏水聚合物；以及形成于所述第一壳层表面的第二壳层，所述第二壳层由亲水聚合物形成；优选地，所述紫外吸收聚合物纳米粒子的尺寸在150
‑
300nm之间，所述第一壳层的厚度在20
‑
40nm之间，所述第二壳层的厚度在10
‑
20nm之间。2.如权利要求1所述的紫外吸收聚合物纳米粒子，其特征在于，所述第一疏水聚合物为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸乙酯，所述第二疏水聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯或聚醋酸乙烯酯，所述亲水聚合物为聚丙烯腈或聚丙烯酸甲酯。3.一种紫外吸收聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将第一疏水单体、交联剂、助稳定剂、油溶性紫外吸收剂和油溶性引发剂混合，获得油相；将乳化剂和去离子水混合，获得水相；将所述油相搅拌的同时缓慢加入所述水相中，经均质乳化、加热聚合，得到种子细乳液；向所述种子细乳液中缓慢加入第二疏水单体，继续聚合，得到核壳结构的细乳液；向所述核壳结构的细乳液中缓慢加入亲水单体，继续聚合，得到双层核壳结构的细乳液。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一疏水单体为苯乙烯或甲基丙烯酸乙酯，所述第二疏水单体为甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，所述亲水单体为丙烯腈或丙烯酸甲酯。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述油溶性紫外吸收剂选自2，4二羟基二苯甲酮、2
‑
羟基
‑4‑
甲氧基二苯甲酮中的一种或者两种复配而成；所述交联剂选自二乙烯苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种；所述助稳定剂选自十六烷、十六醇、十八烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建安，化赛想，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：