一种碳聚合物点紫外吸收剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，特别是涉及一种碳聚合物点紫外吸收剂及其制备方法和应用，该碳聚合物点紫外吸收剂包括碳聚合物点，所述碳聚合物点由氨基酸类和聚乙烯亚胺类组成，所述氨基酸类与所述聚乙烯亚胺类的重量之比是5～15：3.5～5，该碳聚合物点紫外吸收剂能够吸收全200nm～400nm全波段的紫外线，具有毒性低和生物相容性好的优点；其制备方法能制备出毒性低、生物相容性好的碳聚合物点紫外吸收剂，该碳聚合物点紫外吸收剂适合大规模应用在化妆品中。妆品中。妆品中。

A carbon polymer dot UV absorber and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种碳聚合物点紫外吸收剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及新材料
，特别是涉及一种碳聚合物点紫外吸收剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]紫外线按照波长大小分为三类：UVA UVA(320
‑
400nm)、UVB(280
‑
320nm)和UVC (200
‑
280nm)，UVC由于波长太短，被臭氧层吸收，因此主要达到地球表面的紫外线为 UVB和UVA。大量暴露在阳光的紫外线成分下会导致皮肤癌的发生，尤其是南半球地区如澳大利亚和新西兰的高紫外线指数导致这些类型的癌症的发病率高于平均水平。现代防晒霜和化妆品通常含有有机和无机两种不同的紫外线吸收剂的混合物，以防止暴露在阳光紫外线成分下的有害影响。这些紫外吸收剂旨在减少UVA(320
‑
400nm)和UVB(290
‑
320nm)暴露在皮肤上，以降低患皮肤癌的风险、紫外线诱导的皮肤光老化和免疫抑制。但是有机紫外吸收剂如2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮、2
‑
(2
’‑
经基
‑3’
，5
’‑
二叔苯基)
‑5‑
氯化苯并三唑、2，4
‑
二羟基二苯甲酮其本身有毒，制作过程复杂，纯度要求高，紫外吸收范围很窄，长时间紫外辐射下容易光降解或者分解；无机紫外吸收剂如二氧化钛，氧化锌等等，虽然吸收范围广，但是这些物质容易团聚，生物积累，运用在生活中影响材料的透明度，出现富集现象；本身这些无机材料具有光催化性能，因此会加速材料的老化过程等缺点。
[0003]目前也有采用碳量子点用于吸收紫外线，但是现有的碳量子点仍存在不足之处，例如，虽然中国专利CN202110650563公开了一种紫外线广谱吸收的碳量子点，该专利碳量子点的表面接枝有一类基团和二类基团，一类基团中含有C＝O、C
‑
OH、C
‑
NH中的至少一种，二类基团具有呈共轭结构的含氮杂环，但是其合成原理过于复杂，制作在成本上较高，并且其为涉及含氮杂环，毒性低，适用范围窄。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于避免现有技术的不足之处而提供一种碳聚合物点紫外吸收剂，该碳聚合物点紫外吸收剂能够吸收200nm～400nm全波段的紫外线，具有毒性低和生物相容性好的优点。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种碳聚合物点紫外吸收剂的制备方法。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种碳聚合物点紫外吸收剂的应用。
[0007]本专利技术的目的之一通过以下技术方案实现：
[0008]提供一种碳聚合物点紫外吸收剂，包括碳聚合物点，所述碳聚合物点由氨基酸类和聚乙烯亚胺类组成，所述氨基酸类与所述聚乙烯亚胺类的重量之比是5～15：3.5～5。
[0009]在一些实施方式中，所述氨基酸类是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天门冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、硒半胱氨酸和吡咯赖氨酸中的任意一种氨基酸或是至少两种氨基酸的混合物。
[0010]在一些实施方式中，所述聚乙烯亚胺类是乙二胺封端的聚乙烯亚胺、分支聚乙烯亚胺、线性化聚乙烯亚胺中的任意一种聚乙烯亚胺或两种聚乙烯亚胺的混合物。
[0011]本专利技术的一种碳聚合物点紫外吸收剂有益效果：
[0012]本专利技术的碳聚合物点紫外吸收剂，其由氨基酸类和聚乙烯亚胺类组成，氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物，氨基酸羧酸碳原子上的氢原子被氨基取代后能形成的化合物，从而构成碳聚合物点。由于碳氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质，与生物的生命活动有着密切的关系，氨基酸在抗体内具有特殊的生理功能，是生物体内不可缺少的营养成分之一，并由于氨基酸无毒性，将氨基酸作为原料制备成紫外吸收充分利用了氨基酸的分子结构制备成碳聚合物点，实现了紫外吸收剂的生物相容性和紫外线吸收作用。
[0013]本专利技术的目的之二通过以下技术方案实现：
[0014]提供一种碳聚合物点紫外吸收剂的制备方法，制备上述的碳聚合物点紫外吸收剂，包括以下步骤，
[0015]S1、将氨基酸类和聚乙烯亚胺类混合，加入适量水，搅拌混合均匀，得到混合溶液；
[0016]S2、将所述混合溶液加热到180℃～220℃，保温，得到黄色溶液，将所述黄色溶液除水，得到褐色碳聚合物点，所述褐色碳聚合物点是碳聚合物点紫外吸收剂。
[0017]在一些实施方式中，所述S1中，采用电磁搅拌器搅拌所述混合溶液，搅拌时间为20 min～40min。
[0018]在一些实施方式中，所述S2中，将所述混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中进行加热。
[0019]在一些实施方式中，所述S2中，保温时间是5h～8h。
[0020]本专利技术的一种碳聚合物点紫外吸收剂的制备方法有益效果：
[0021]本专利技术碳聚合物点紫外吸收剂的制备方法，其利用氨基酸和聚乙烯亚胺两种原料，通过简单的水热反应，一步法合成全紫外吸收剂UV(200
‑
400nm)，反应原理简单，利于保证紫外吸收剂的稳定性，并且具有成本低的优点。
[0022]其中，氨基酸和聚乙烯亚胺的水热反应过程和能吸收紫外线的原理是：氨基酸自组装形成高度结晶的碳核，形成的碳核含有大量的共轭结构C＝C键，发生π
‑
π*跃迁；由于氨基酸含有孤对电子氧电子，发生n
‑
π*跃迁，主要发生π
‑
π*跃迁，共轭体系n
‑
π*和C＝O引起的n
‑
π* 跃迁引起紫外300nm处的吸收。聚乙烯亚胺类主要连接在碳核表面，其原理是聚乙烯亚胺类的大量氨基和氨基酸中的羧基发生脱水缩合反应，通过肽键连接存在碳核点的表面，肽键上有大量的孤对电子氮电子，形成的C＝N键发生n
‑
π*跃迁，从而引起了360nm处的吸收；由于碳聚合物点含有各种杂原子如碳、氮和氧，形成的各种环状结构而引起的吸收峰，在210nm 附近有一个强烈的吸收峰，因此本专利技术的碳聚合物点紫外吸收剂能吸收全波段紫外。
[0023]本专利技术的目的之三通过以下技术方案实现：
[0024]提供一种碳聚合物点紫外吸收剂的应用，将上述的碳聚合物点紫外吸收剂在制备化妆品中应用。
[0025]本专利技术的碳聚合物点紫外吸收剂在化妆品中应用不但起到防晒效果，还具有较好的生物相容性，适合大规模生产应用。
[0026]在一些实施方式中，所述化妆品为防晒化妆品。
附图说明
[0027]利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0028本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳聚合物点紫外吸收剂，其特征在于：包括碳聚合物点，所述碳聚合物点由氨基酸类和聚乙烯亚胺类组成，所述氨基酸类与所述聚乙烯亚胺类的重量之比是5～15：3.5～5。2.根据权利要求1所述的碳聚合物点紫外吸收剂，其特征在于：所述氨基酸类是甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天门冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、硒半胱氨酸和吡咯赖氨酸中的任意一种氨基酸或是至少两种氨基酸的混合物。3.根据权利要求1所述的碳聚合物点紫外吸收剂，其特征在于：所述聚乙烯亚胺类是乙二胺封端的聚乙烯亚胺、分支聚乙烯亚胺、线性化聚乙烯亚胺中的任意一种聚乙烯亚胺或两种聚乙烯亚胺的混合物。4.一种碳聚合物点紫外吸收剂的制备方法，其特征在于：制备权利要求1
‑
3任一项所述的碳聚合物点紫外吸收剂，包括以下步骤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘应亮，邱婕敏，胡广齐，叶炜浩，胡超凡，庄健乐，雷炳富，张学杰，李唯，张浩然，郑明涛，董汉武，肖勇，梁业如，胡航，
申请(专利权)人：广东碳紫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：