水溶性紫外吸收剂的制备方法、水溶性紫外吸收剂及其应用技术

本发明专利技术提供一种水溶性紫外吸收剂的制备方法：采用黄酮类生物质作为反应原料，以醇类溶剂作为反应溶剂，通过水热合成法，制备水溶性紫外吸收剂；其中，黄酮类生物质的分子结构满足通式Ⅰ：利用上述水溶性紫外吸收剂的制备方法能够制备得到含有碳量子点的紫外吸收剂，该紫外吸收剂能够对波长范围介于280～400nm(囊括波长为280～320nm的UVB和波长为320

【技术实现步骤摘要】
水溶性紫外吸收剂的制备方法、水溶性紫外吸收剂及其应用


[0001]本专利属于紫外吸收剂合成
，具体地，涉及水溶性紫外吸收剂的制备方法、水溶性紫外吸收剂及其应用。

技术介绍

[0002]由于紫外线是太阳光当中的一部分，其中大部分被臭氧层阻挡，但是较低能量的UVA(波长为320～400nm)、UVB波长为(280～320nm)会穿过臭氧层到达地面，这部分紫外线会使高分子材料中产生自由基，最终导致高分子材料降解。除此之外，这部分紫外线还会导致染料、涂料等降解。对于人体而言，如果长期暴露在该波段紫外线下，它会导致光学性角膜炎、白内障和眼表鳞状瘤等伤害。可以看出，无论是高分子材料还是人体长期暴露于紫外线下都会造成不可逆转的损害。
[0003]目前市面上的紫外吸收剂有两种，有机紫外吸收剂和无机紫外吸收剂。其中，大多数常见的有机紫外吸收剂都是油溶性的，市面上只有两种可以溶于水的有机紫外吸收剂，分别是2
‑
羟基
‑4‑
甲氧基二苯甲酮
‑5‑
磺酸(BP
‑
4)和2
‑
苯基苯并咪唑
‑5‑
磺酸(UV
‑
T)，这些有机紫外吸收剂具有吸收范围窄、毒性大和价格昂贵的缺点，难以在日常应用中大规模推广。另一方面，市售的无机紫外吸收剂主要包括氧化锌、二氧化钛和其他金属氧化物，这种类型的紫外吸收剂的缺点是紫外吸收效率低、渗透性差、透光率低、分散性差和成本高等。此外，这种类型的紫外线屏蔽剂与有机材料的亲和力差，很难与聚合物材料混合。
[0004]基于此，寻找一种具有良好紫外吸收效果、且能够与聚合物材料良好相融的水溶性紫外吸收剂，具有重要的实际应用意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是寻求到一种吸收范围广、吸收效率高，又价格低廉的水溶性紫外吸收剂、制备方法及其应用。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种水溶性紫外吸收剂的制备方法：采用黄酮类生物质作为反应原料，以醇类溶剂作为反应溶剂，通过水热合成法，制备水溶性紫外吸收剂；其中，黄酮类生物质的分子结构满足通式Ⅰ：
[0007]优选地，上述通式Ⅰ中的R5或R6中的至少一个满足通式Ⅱ：其中，
R7～R
11
中至少一个为羟基。
[0008]优选地，R7～R
11
独立地选自氢或者羟基。
[0009]优选地，上述通式Ⅱ满足：
[0010]优选地，上述通式Ⅰ满足：
[0011]优选地，在上述通式Ⅰ中，R1～R4独立地选自氢或者羟基。
[0012]优选地，上述通式Ⅰ满足：
[0013]优选地，作为醇类溶剂的醇类为主链碳原子数小于6的醇。
[0014]优选地，醇类溶剂包括乙醇、丙醇、丁醇的一种或多种。
[0015]优选地，醇类溶剂中含有含有乙醇。
[0016]优选地，水热反应的反应温度为200～240℃。
[0017]优选地，水热反应的反应时间不低于4小时。
[0018]根据本专利技术的另一个方面，提供一种水溶性紫外吸收剂，该水溶性紫外吸收剂由上述水溶性紫外吸收剂的制备方法制备得到的。
[0019]根据本专利技术的另一个方面，上述水溶性紫外吸收剂在制备防晒产品和/或涂料产品中的应用。
[0020]利用上述水溶性紫外吸收剂的制备方法能够制备得到含有碳量子点的紫外吸收剂，该紫外吸收剂能够对波长范围介于280～400nm(囊括波长为280～320nm的UVB和波长为320
‑
400nm的UVA)的全波段紫外线起到高效的吸收作用，并且呈良好的水溶性。在利用上述方法所制得的水溶性紫外吸收剂含碳量高，其中所含有的碳量子点的碳核表面具有苯环和芳香族，吸收峰较多且分布范围广，因此碳点吸收紫外范围广，囊括280～400nm波长的紫外线。与现有的紫外吸收剂对比，本专利技术所提供的制得的碳点拥有紫外线吸收范围广、吸收效率高，透光率高的优点，特别地，对于波长范围340～400nm的紫外线的吸收率明显高于目前通用的紫外吸收剂。通过上述方法制备得到的碳点表面亲水基团丰富，可以溶于水；碳点含碳量高，且碳核表面具有不饱和键与闭环共轭体系基团，吸收峰较多且分布范围广，体现为含有上述碳量子点的紫外吸收剂的紫外线吸收波段范围广，另外，由于本专利技术制得的紫外吸收剂具有两个强吸收的π
‑
π*吸收峰，因此能够对紫外线表现出高强的吸收能力，且几乎不吸收可见光，具有高可见光透过率，不影响日常使用。
附图说明
[0021]图1为实施例1制得的紫外吸收剂B的紫外
‑
可见光吸收以及透射图谱；
[0022]图2为实施例1制得的紫外吸收剂B的红外光谱；
[0023]图3为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的透射电镜图及相应的晶格条纹图，其中，左边为透射电镜图，右边为晶格条纹图；
[0024]图4为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的粒径分布图；
[0025]图5为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的光学性能表征图谱，其中，左图为紫外
‑
可见光吸收、透过光谱图，右图为红外吸收光谱图；
[0026]图6为实施例2处理组2B制得的紫外吸收剂的光学性能表征图谱，其中，左图为紫外
‑
可见光吸收、透过光谱图，右图为红外吸收光谱图；
[0027]图7为实施例2处理组3B制得的紫外吸收剂的光学性能表征图谱，其中，左图为紫外
‑
可见光吸收、透过光谱图，右图为红外吸收光谱图；
[0028]图8为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的紫外吸收光谱图与期刊文献所提供的紫外吸收光谱图比对，其中，左图为期刊文献所提供的紫外吸收光谱图，右图为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的紫外吸收光谱图；
[0029]图9为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的红外吸收光谱图与期刊文献所提供的红外吸收光谱图比对，其中，左图为期刊文献所提供的红外吸收光谱图，右图为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的红外吸收光谱图；
[0030]图10为为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的XPS能谱分析图与期刊文献所提供的XPS能谱分析图比对，其中，(a)、(b)、(c)为实施例2处理组1B制得的紫外吸收剂的XPS能谱分析图，(d)、(e)、(f)为文献1所提供的XPS能谱分析图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。
[0032]实施例1
[0033]1.制备紫外吸收剂
[0034]本实施例以不同的黄酮类生物质作为原料，设置6组的处理组，各处理组对应所采用的原料如表1所示。
[0035]表1.实施例1各处理组所采用的黄酮类生物质种类
[0036][本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性紫外吸收剂的制备方法，其特征在于：采用黄酮类生物质作为反应原料，以醇类溶剂作为反应溶剂，通过水热合成法，制备所述水溶性紫外吸收剂；其中，所述黄酮类生物质的分子结构满足通式Ⅰ：2.如权利要求1所述水溶性紫外吸收剂的制备方法，其特征在于，所述通式Ⅰ中的R5或R6中的至少一个满足通式Ⅱ：其中，R7～R
11
中至少一个为羟基。3.如权利要求1所述水溶性紫外吸收剂的制备方法，其特征在于，所述通式Ⅱ为：4.如权利要求1所述水溶性紫外吸收剂的制备方法，其特征在于，所述通式Ⅰ满足：5.如权利要求1所述水溶性紫外吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘应亮，徐智强，胡广齐，
申请(专利权)人：广东碳紫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：