專利名稱：一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法，屬于無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
適量紫外線有利于人體健康，但過(guò)量紫外線則可能傷害眼睛、加速皮膚老化并可誘發(fā)皮膚疾病甚至引發(fā)癌癥。尤其近年來(lái)，隨著全球二氧化碳的排放量劇增，大氣層中臭氧層的日趨稀薄，使到達(dá)地面的紫外線強(qiáng)度日益增加，導(dǎo)致各種日光性皮膚病患者人數(shù)顯著增長(zhǎng)。1995年3月，在倫敦召開(kāi)了紫外線防護(hù)國(guó)際研討會(huì)。在世界范圍內(nèi)，紫外線的防護(hù)已經(jīng)引起各國(guó)的廣泛重視，也引起了人們對(duì)防紫外線用品的廣泛研究與開(kāi)發(fā)。
紫外線屏蔽劑通常是一些含有電子接收和釋放基團(tuán)的芳香族化合物或者無(wú)機(jī)納米粉體材料。這些物質(zhì)分子吸收紫外線后，容易形成電子激發(fā)態(tài)，進(jìn)而引起一系列的光物理過(guò)程和光化學(xué)反應(yīng)。
紫外線屏蔽劑從成分上又可分為有機(jī)紫外線吸收劑和無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑。有機(jī)紫外線屏蔽劑主要包括對(duì)氨基苯甲酸(PABA)衍生物、氧苯酮類、3，5，5-三甲基環(huán)己醇基氨茴酸甲酯和二苯甲酰甲烷類；無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑主要包括一些天然礦物材料和金屬氧化物，特別是一些納米氧化物，如納米TiO2、納米ZnO、納米SiO2、納米Al2O3、納米Fe2O3等。
與有機(jī)紫外線吸收劑相比，無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)刺激性、熱穩(wěn)定性好、不分解、不揮發(fā)、屏蔽紫外線能力強(qiáng)、容易著色等優(yōu)點(diǎn)，而且屏蔽紫外線波長(zhǎng)范圍廣，對(duì)UVA、UVB都有效，因此目前關(guān)于無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑的研究最為熱門。
中國(guó)專利01126550.7制備了一種納米級(jí)氧化硅/氧化鈦復(fù)合顆粒。它采用金紅石型納米氧化鈦懸浮液，經(jīng)強(qiáng)力攪拌結(jié)合超聲波振蕩分散后，加入硅酸鈉溶液和稀硫酸反應(yīng)，均勻沉淀后過(guò)濾、干燥即得。
中國(guó)專利02109076.9介紹了一種納米復(fù)合氧化錫、氧化鈦?zhàn)贤饩€、電磁波屏蔽/吸收材料的制備方法。它是將SnCl4、TiCl4分別溶解到醇中，加熱，回流，再加入純水進(jìn)行水解，用氨水調(diào)節(jié)pH值，攪拌得到Sn、Ti的氫氧化物和氯化氨的混合溶液，經(jīng)沉淀過(guò)濾洗滌得到Sn、Ti的氫氧化物濾餅，將此濾餅打漿后，加入到高溫高壓反應(yīng)釜中加熱、加壓處理，得到氧化錫、氧化鈦的復(fù)合粒子液。
中國(guó)專利03140530.4介紹了一種一種表面包膜氧化鋁的納米二氧化鈦顆粒的制備方法。它采用溶膠-凝膠方法合成納米級(jí)二氧化鈦，然后再在其表面進(jìn)行氧化鋁包膜而成。
中國(guó)專利03105160.X制備了一種SnO2包覆TiO2納米粒子光催化劑。它采用TiOSO4和SnCl2無(wú)機(jī)鹽為原料，先后以不同濃度氨水為沉淀劑，在沉淀過(guò)程中分別添加非離子型和陰離子型高分子分散劑，所得產(chǎn)物干燥前加入適量大分子表面活性劑，經(jīng)熱處理、球磨后得到。
中國(guó)專利99105155.6介紹了一種紫外屏蔽劑的制備方法。它是在片狀基質(zhì)(云母、高嶺土、滑石、片狀二氧化硅、片狀氧化鋁)上涂以平均粒徑不超過(guò)100nm的超細(xì)氧化鋅粒子并經(jīng)有機(jī)硅氧烷化合物處理后制得。
中國(guó)專利94194253.8介紹了一種屏蔽紫外線復(fù)合微粒及其生產(chǎn)方法。它采用霧化熱分解方法將兩種納米氧化物粒子復(fù)合而成。
中國(guó)專利00114050.7制備了一種改性納米氧化鋅紫外線屏蔽/吸收材料。它采用超聲微乳液法制備，通過(guò)對(duì)納米氧化鋅或經(jīng)氧化鎂攙雜的納米氧化鋅表面包覆非離子表面活性劑改性而成。
中國(guó)專利200410051253.8介紹了一種防曬用膚色氧化鋅納米粉的制備方法。它采用4-6摩爾份的Zn(NO3)2·6H2O與1摩爾份的尿素于100℃～120℃條件下反應(yīng)3-7小時(shí)，沉淀物洗滌、過(guò)濾后，超聲處理20-60分鐘，再經(jīng)過(guò)濾、干燥后研磨成粉，并置于250℃～480℃條件中熱處理55-65分鐘得到。
中國(guó)專利200410064594.9介紹了氧化硅/二氧化鈦復(fù)合氧化物紫外線屏蔽劑的制備方法。它是以鈦酸四丁酯或者四氯化鈦為鈦源，以硅酸鈉或者正硅酸乙酯為硅源，以Fe離子改性，采用水熱法直接制備而成。
中國(guó)專利200510022344.3制備了一種屏蔽紫外線納米ZnO/TiO2復(fù)合粉體。它以偏鈦酸作為鈦源，以硫酸鋅為鋅源，以PEG400作為表面活性劑，以去離子水為溶劑，以氨水為沉淀劑調(diào)節(jié)體系pH值，經(jīng)陳化、干燥、煅燒后制得。
中國(guó)專利200610021323.4介紹了一種屏蔽紫外線納米正鈦酸鋅粉體及制備方法。它以工業(yè)偏鈦酸、硫酸鋅為原料，首先制得TiOSO4溶液，與ZnSO4溶液混合后加入表面活性劑PEG400，以氨水為沉淀劑調(diào)節(jié)體系pH值生成前驅(qū)體沉淀，沉淀再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、研磨、煅燒后制成。
但這些專利都只是單純的制備了納米氧化物或者納米復(fù)合氧化物。雖然這些氧化物納米粒子具有一定的屏蔽紫外線的功能，但是單獨(dú)的納米粒子很容易團(tuán)聚，分散性不好，在實(shí)際應(yīng)用中效果往往大打折扣，這也是目前影響納米氧化物類紫外屏蔽劑應(yīng)用的一個(gè)重要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種屏蔽效果好的絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)、精細(xì)絹云母粉的制備將經(jīng)過(guò)分選提純后絹云母用攪拌磨粉碎至10～15μm，制得精細(xì)絹云母粉，其中提純后絹云母的純度為≥95％(質(zhì)量含量)；2)、絹云母粉的活化用質(zhì)量濃度為10～15％的硫酸與精細(xì)絹云母粉混合攪拌得漿體A，漿體A中絹云母的質(zhì)量濃度為5～10％，60～65℃水浴加熱，反應(yīng)30～60min；過(guò)濾得濾餅，將濾餅洗滌至中性后，加入質(zhì)量濃度為8～10％的磷酸混合攪拌得漿體B，漿體B中絹云母的質(zhì)量濃度為5～10％，65～70℃水浴加熱，反應(yīng)30～60min；過(guò)濾、洗滌至中性，95℃烘干；得活化后的絹云母粉；3)、將活化后的絹云母粉加水配成質(zhì)量濃度為2.5～5％的懸浮液，85±2℃水浴攪拌，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＝2.0～2.5，記為體系C；4)、配制質(zhì)量濃度為10～15％的四氯化鈦水溶液(澄清溶液)，然后向四氯化鈦水溶液中加入氯化鋅，使Zn∶Ti的摩爾比＝1∶2，得到溶液D；5)、按溶液D與體系C的體積比為1∶8～10選取溶液D與體系C，將溶液D緩慢滴加到體系C中，并用質(zhì)量濃度為5～10％的氫氧化鈉溶液控制體系pH值至7.0；滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)30～60min；6)、反應(yīng)結(jié)束后，將沉淀過(guò)濾、洗滌，95℃烘干；7)、將烘干物研磨后，置于電爐中600℃煅燒2～3h；8)、將煅燒后產(chǎn)物再研磨、打散至10～15μm，即制得絹云母紫外線屏蔽劑。
本發(fā)明制備的絹云母紫外線屏蔽劑，不僅保留了絹云母本身呈片狀、涂覆性好、易分散的優(yōu)點(diǎn)，而且使納米TiO2和納米ZnO粒子均勻包裹在其表面，從而解決了納米粉體的團(tuán)聚問(wèn)題，還可以節(jié)約納米氧化物的用量。同時(shí)，絹云母本身就具有良好的紫外線屏蔽性。因而，本發(fā)明有著比一般無(wú)機(jī)納米氧化物紫外線屏蔽劑更好的屏蔽效果、更高的屏蔽效率和更廣的屏蔽范圍，而且工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，使用方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是絹云母紫外線屏蔽劑SEM照片圖2是絹云母紫外線屏蔽劑、絹云母原樣、TiO2在紫外—可見(jiàn)光區(qū)的吸收曲線2中1、絹云母紫外線屏蔽劑；2、絹云母原樣；3、TiO2。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法，它包括如下步驟1)、精細(xì)絹云母粉的制備將經(jīng)過(guò)分選提純后絹云母用攪拌磨粉碎至10～15μm，制得精細(xì)絹云母粉，其中提純后絹云母的純度為≥95％(質(zhì)量含量)；2)、絹云母粉的活化用質(zhì)量濃度為10％的硫酸與精細(xì)絹云母粉混合攪拌得漿體A，漿體A中絹云母的質(zhì)量濃度為5％，60℃水浴加熱，反應(yīng)30min；過(guò)濾得濾餅，將濾餅洗滌至中性后，加入質(zhì)量濃度為8％的磷酸混合攪拌得漿體B，漿體B中絹云母的質(zhì)量濃度為5％，65℃水浴加熱，反應(yīng)30min；過(guò)濾、洗滌至中性，95℃烘干；得活化后的絹云母粉；3)、將活化后的絹云母粉加水配成質(zhì)量濃度為2.5％的懸浮液，83℃水浴攪拌，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＝2.0，記為體系C；4)、配制質(zhì)量濃度為10％的四氯化鈦水溶液，然后向四氯化鈦水溶液中加入氯化鋅，使Zn∶Ti的摩爾比＝1∶2，得到溶液D；5)、按溶液D與體系C的體積比為1∶8選取溶液D與體系C，將溶液D緩慢滴加到體系C中，并用質(zhì)量濃度為5％的氫氧化鈉溶液控制體系pH值至7.0；滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)30min；6)、反應(yīng)結(jié)束后，將沉淀過(guò)濾、洗滌，95℃烘干；
7)、將烘干物研磨后，置于電爐中600℃煅燒2h；8)、將煅燒后產(chǎn)物再研磨、打散至10～15μm，即制得絹云母紫外線屏蔽劑。
制得絹云母紫外線屏蔽劑SEM照片如圖1所示，可看出絹云母片層表面沉淀了一層均勻致密的細(xì)小顆粒，這表明本發(fā)明制備工藝合理，產(chǎn)品微觀形貌十分理想。
制得絹云母紫外線屏蔽劑的紫外—可見(jiàn)光區(qū)的吸收曲線如圖2所示，太陽(yáng)光中的紫外線能夠到達(dá)地面的只有280～400nm波段的光線，從圖2可看到，在這一波段，本發(fā)明對(duì)紫外線有很好的屏蔽效果，并且好于現(xiàn)在通常所用的TiO2紫外屏蔽劑。
實(shí)施例2一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法，它包括如下步驟1)、精細(xì)絹云母粉的制備將經(jīng)過(guò)分選提純后絹云母用攪拌磨粉碎至10～15μm，制得精細(xì)絹云母粉，其中提純后絹云母的純度為≥95％(質(zhì)量含量)；2)、絹云母粉的活化用質(zhì)量濃度為13％的硫酸與精細(xì)絹云母粉混合攪拌得漿體A，漿體A中絹云母的質(zhì)量濃度為8％，62℃水浴加熱，反應(yīng)40min；過(guò)濾得濾餅，將濾餅洗滌至中性后，加入質(zhì)量濃度為9％的磷酸混合攪拌得漿體B，漿體B中絹云母的質(zhì)量濃度為8％，68℃水浴加熱，反應(yīng)40min；過(guò)濾、洗滌至中性，95℃烘干；得活化后的絹云母粉；3)、將活化后的絹云母粉加水配成質(zhì)量濃度為3％的懸浮液，85℃水浴攪拌，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＝2.2，記為體系C；4)、配制質(zhì)量濃度為12％的四氯化鈦水溶液，然后向四氯化鈦水溶液中加入氯化鋅，使Zn∶Ti的摩爾比＝1∶2，得到溶液D；5)、按溶液D與體系C的體積比為1∶9選取溶液D與體系C，將溶液D緩慢滴加到體系C中，并用質(zhì)量濃度為8％的氫氧化鈉溶液控制體系pH值至7.0；滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)40min；6)、反應(yīng)結(jié)束后，將沉淀過(guò)濾、洗滌，95℃烘干；7)、將烘干物研磨后，置于電爐中600℃煅燒2.5h；8)、將煅燒后產(chǎn)物再研磨、打散至10～15μm，即制得絹云母紫外線屏蔽劑。
實(shí)施例3一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法，它包括如下步驟1)、精細(xì)絹云母粉的制備將經(jīng)過(guò)分選提純后絹云母用攪拌磨粉碎至10～15μm，制得精細(xì)絹云母粉，其中提純后絹云母的純度為≥95％(質(zhì)量含量)；2)、絹云母粉的活化用質(zhì)量濃度為15％的硫酸與精細(xì)絹云母粉混合攪拌得漿體A，漿體A中絹云母的質(zhì)量濃度為10％，65℃水浴加熱，反應(yīng)60min；過(guò)濾得濾餅，將濾餅洗滌至中性后，加入質(zhì)量濃度為10％的磷酸混合攪拌得漿體B，漿體B中絹云母的質(zhì)量濃度為10％，70℃水浴加熱，反應(yīng)60min；過(guò)濾、洗滌至中性，95℃烘干；得活化后的絹云母粉；3)、將活化后的絹云母粉加水配成質(zhì)量濃度為5％的懸浮液，87℃水浴攪拌，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＝2.5，記為體系C；4)、配制質(zhì)量濃度為15％的四氯化鈦水溶液，然后向四氯化鈦水溶液中加入氯化鋅，使Zn∶Ti的摩爾比＝1∶2，得到溶液D；
5)、按溶液D與體系C的體積比為1∶10選取溶液D與體系C，將溶液D緩慢滴加到體系C中，并用質(zhì)量濃度為10％的氫氧化鈉溶液控制體系pH值至7.0；滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)60min；6)、反應(yīng)結(jié)束后，將沉淀過(guò)濾、洗滌，95℃烘干；7)、將烘干物研磨后，置于電爐中600℃煅燒3h；8)、將煅燒后產(chǎn)物再研磨、打散至10～15μm，即制得絹云母紫外線屏蔽劑。
權(quán)利要求
1.一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)、精細(xì)絹云母粉的制備將經(jīng)過(guò)分選提純后絹云母用攪拌磨粉碎至10～15μm，制得精細(xì)絹云母粉，其中提純后絹云母的純度為≥95％；2)、絹云母粉的活化用質(zhì)量濃度為10～15％的硫酸與精細(xì)絹云母粉混合攪拌得漿體A，漿體A中絹云母的質(zhì)量濃度為5～10％，60～65℃水浴加熱，反應(yīng)30～60min；過(guò)濾得濾餅，將濾餅洗滌至中性后，加入質(zhì)量濃度為8～10％的磷酸混合攪拌得漿體B，漿體B中絹云母的質(zhì)量濃度為5～10％，65～70℃水浴加熱，反應(yīng)30～60min；過(guò)濾、洗滌至中性，95℃烘干；得活化后的絹云母粉；3)、將活化后的絹云母粉加水配成質(zhì)量濃度為2.5～5％的懸浮液，85±2℃水浴攪拌，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＝2.0～2.5，記為體系C；4)、配制質(zhì)量濃度為10～15％的四氯化鈦水溶液，然后向四氯化鈦水溶液中加入氯化鋅，使Zn∶Ti的摩爾比＝1∶2，得到溶液D；5)、按溶液D與體系C的體積比為1∶8～10選取溶液D與體系C，將溶液D緩慢滴加到體系C中，并用質(zhì)量濃度為5～10％的氫氧化鈉溶液控制體系pH值至7.0；滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)30～60min；6)、反應(yīng)結(jié)束后，將沉淀過(guò)濾、洗滌，95℃烘干；7)、將烘干物研磨后，置于電爐中600℃煅燒2～3h；8)、將煅燒后產(chǎn)物再研磨、打散至10～15μm，即制得絹云母紫外線屏蔽劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法。一種絹云母紫外線屏蔽劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)精細(xì)絹云母粉的制備；2)絹云母粉的活化；3)將活化后的絹云母粉加水配成質(zhì)量濃度為2.5～5％的懸浮液，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＝2.0～2.5，記為體系C；4)配制質(zhì)量濃度為10～15％的四氯化鈦水溶液，然后向四氯化鈦水溶液中加入氯化鋅，使Zn∶Ti的摩爾比＝1∶2，得到溶液D；5)將溶液D緩慢滴加到體系C中，控制體系pH值至7.0；6)將沉淀過(guò)濾、洗滌，95℃烘干；7)將烘干物研磨后，置于電爐中600℃煅燒2～3h；8)將煅燒后產(chǎn)物再研磨、打散至10～15μm，即制得絹云母紫外線屏蔽劑。本發(fā)明屏蔽效果好，而且工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，使用方便。
文檔編號(hào)C09K3/00GK101058679SQ20071005225
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者嚴(yán)春杰, 韓利雄 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)