一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，公开了一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用。所述合成方法为：将硝酸铈、柠檬酸铋铵和硫化钠保温170℃水热反应，离心分离、洗涤、干燥、研磨得到Bi2S3/CeO2无机纳米粒子。然后和3,4

【技术实现步骤摘要】
一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料应用领域，具体涉及一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用

技术介绍

[0002]太阳光中200
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400nm波长范围内的紫外线对地球上生物和一些户外材料危害性最大。紫外线根据穿透效果可以分成三个波段：320
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400nm范围的UVA、280
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320nm范围的UVB以及200
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280nm范围的UVC。UVA能够有效穿透臭氧层，几乎可以完全抵达地面。UVA和UVB能够对地球上生物与材料造成严重破坏，可以致生物衰老、灼伤，严重时会诱使肌肤细胞发生癌变，同时加速一些材料的光分解和光氧化反应，引起化学键的断裂分解，导致材料变性老化失去使用价值。为此，研究能够有效屏蔽紫外线尤其是屏蔽UVA和UVB全波段范围的材料是当前需要关注的重点。
[0003]无机紫外屏蔽剂相比有机紫外线屏蔽剂的最大缺点是与高分子聚合物基体的不相容、易团聚。开发能够与高分子聚合物基体相容性好，紫外屏蔽波段范围宽且屏蔽能力强的材料已成为目前研究的重点。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种纳米氧化铈/硫化铋/3,4
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二羟基苯甲酸乙酯(Bi2S3/CeO2/EDHB)无机/有机复合材料的合成方法，获得屏蔽宽波段的紫外线以及具有在高分子基质中分散性好的复合材料。
[0005]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种纳米(Bi2S3/CeO2/EDHB)复合材料的合成方法，包括如下合成步骤：
[0007](1)硝酸铈盐溶解于水中，缓慢滴入NH3·
H2O，调节溶液的pH≈6。
[0008](2)柠檬酸铋铵和硫化钠(Na2S)溶于和步骤(1)等体积的水中，混合均匀。
[0009](3)步骤(2)的溶液与步骤(1)的溶液混合，加入聚四氟乙烯高压反应釜中170℃保温反应12h，产物经过滤分离、洗涤、干燥，得到所述纳米氧化铈/硫化铋(Bi2S3/CeO2)复合材料。
[0010](4)纳米Bi2S3/CeO2溶于乙醇水溶液，超声分散均匀。
[0011](5)3,4
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二羟基苯甲酸乙酯(EDHB)溶于步骤(4)等体积的乙醇水溶液。
[0012](6)步骤(4)的分散液与步骤(5)的溶液混合，乙酸调节pH≈6，搅拌条件下50℃保温反应10h，产物经离心分离、洗涤、干燥，研磨得到所述的纳米复合材料(Bi2S3/CeO2/EDHB)。
[0013]作为优选，实验用水为自制的去离子水。
[0014]作为优选，硝酸铈和水的摩尔数体积比(mmol:mL)＝1:50。
[0015]作为优选，Bi2S3和CeO2的摩尔比(mol/mol)＝(3～5)：1。
[0016]作为优选，硫化钠和柠檬酸铋铵摩尔比(mol/mol)＝3：2。
[0017]作为优选，Bi2S3/CeO2和EDHB的质量比(g/g)＝1：0.8。
[0018]作为优选，实验涉及的乙醇水溶液是乙醇和水体积比(mL/mL)＝1：9。
[0019]作为优选，Bi2S3/CeO2和乙醇水溶液的质量体积比(g/mL)＝1:30。
[0020]作为优选，EDHB和Bi2S3/CeO2的质量比(g/g)＝1：0.8。
[0021]将PVC在DMF中混合均匀。
[0022]所得的紫外屏蔽剂(Bi2S3/CeO2/EDHB)在溶解PVC溶液中，室温下与PVC溶液混合，超声分散均匀，得到成膜液。
[0023]成膜液脱泡处理后在平板上流延成膜，空气中静置成型，真空干燥至恒重，剥离后得到紫外屏蔽膜。。
[0024]作为优选，所述的平板为玻璃平板。
[0025]根据权利要求1所述的一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，步骤(3)中所述干燥温度为80～100℃。
[0026]根据权利要求1所述的一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，步骤(6)中所述干燥的温度为60～80℃。
[0027]根据权利要求9所述的一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，所述纳米Bi2S3/CeO2复合材料的结构为CeO2和Bi2S3以分散均匀的方式存在，EDHB包覆在复合物表面。
[0028]本专利技术方法制备的纳米Bi2S3/CeO2/EDHB材料，不仅同时拥有CeO2、Bi2S3和EDHB的紫外吸收性能，不仅具有在UVA和UVB全波段增强的紫外屏蔽性能，同时具有在聚合物基材中良好的分散性，更好地发挥有机/无机复合紫外屏蔽剂的协同作用。
[0029]本专利技术方法无需对无机纳米复合材料高温煅烧处理，具有环保、能耗低等优点。
[0030](5)本专利技术方法得到的有机/无机纳米复合结构是原料离子溶于溶剂制备而得，产品组成成份分布均匀。
附图说明
[0031]图1为实施例一制备的S1、实施例四制备的SA1的红外光谱图。
[0032]图2为实施例四制备的SA1的高分辨透射电镜图。
[0033]图3为实施例一制备的S1、实施例四制备的SA1的的紫外吸收曲线对比图。
[0034]图4为(2％)含量的SA1、SA2、SA3的PVC复合膜紫外屏蔽性能对比图。
具体实施方式
[0035]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述，但不限于此。
[0036]需要说明的是，本专利技术的实施例中涉及的材料，如无特别说明，均为公知公用，可常规购买。
[0037]实施例一
[0038]1、0.43g六水合硝酸铈，溶解于50mL去离子水中，超声30min，得到均匀的溶液，然后在剧烈搅拌下缓慢滴入NH3·
H2O，调节溶液体系的pH≈6。
[0039]2、2.49g柠檬酸铋铵溶于50mL去离子水中，超声30min，再加入0.71g硫化钠(Na2S)混合均匀。
[0040]3、上述两种溶液混合，转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中170℃恒温反应12h，冷却至室温，离心，洗涤，干燥，研磨得到Bi2S3/CeO2粉末(记为S1)。
[0041]实施例二
[0042]1、0.43g六水合硝酸铈，溶解于50mL去离子水中，超声30min，得到均匀的溶液，然后在剧烈搅拌下缓慢滴入NH3·
H2O，调节溶液体系的pH≈6。
[0043]2、3.32g柠檬酸铋铵溶于50mL去离子水中，超声30min，再加入0.94g Na2S混合均匀。
[0044]3、上述两种溶液混合，转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热反应釜中170℃恒温反应12h，冷却至室温，离心，洗涤，干燥，研磨得到Bi2S3/CeO2粉末(记为S2)。
[0045]实施例三
[0046]1、0.43g六水合硝酸铈，溶解于50mL去本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，包括如下合成步骤：(1)硝酸铈盐溶解于水中，缓慢滴入NH3·
H2O，调节溶液的pH≈6。(2)柠檬酸铋铵和硫化钠(Na2S)溶于和步骤(1)等体积的水中，混合均匀。(3)步骤(2)的溶液与步骤(1)的溶液混合，加入聚四氟乙烯高压反应釜中170℃保温反应12h，产物经过滤分离、洗涤、干燥，研磨得到所述纳米氧化铈/硫化铋(Bi2S3/CeO2)复合材料。(4)纳米Bi2S3/CeO2溶于乙醇水溶液，超声分散均匀。(5)3,4
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二羟基苯甲酸乙酯(EDHB)溶于步骤(4)等体积的乙醇水溶液。(6)步骤(4)的分散液与步骤(5)溶液混合，乙酸调节pH≈6,50℃保温反应10h，产物经离心分离、洗涤、干燥，研磨得到所述的纳米复合材料(Bi2S3/CeO2/EDHB)。2.根据权利要求1所述的一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，硝酸铈和水的摩尔数体积比(mmol:mL)＝1：50。3.根据权利要求1所述的一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，Bi2S3和CeO2的摩尔比(mol/mol)＝(3～5)：1，硫化钠和柠檬酸铋铵摩尔比(mol/mol)＝3：2。4.根据权利要求1所述的一种紫外屏蔽复合材料及其制备方法和应用，其特征在于，Bi2S3/CeO2和EDHB的质量比(g/g)＝1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马祥梅，王斌，江帆，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：