專利名稱：一種高效阻隔紫外線的復配材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高效阻隔紫外線的復配材料及其制備方法，屬于防紫外材料領域。
背景技術：
在紫外線阻隔領域把能阻隔28(T400nm波段的材料定義為全防紫外線材料，而現(xiàn)在市場上能高效阻擋紫外線的光學薄膜主要都集中在380nm以下的紫外阻隔，不能真正成為全防紫外材料。而在紫外線領域380 400nm波段的長波紫外線對衣物和人體皮膚的穿透性遠比中波紫外線要強，可達到真皮深處，雖不會引起皮膚急性炎癥，對皮膚的作用緩慢，但可長期積累，是導致皮膚老化和嚴重損害的原因之一，而汽車玻璃和當陽面的建筑玻璃則是受此長期影響的重要領域，也是新防紫外材料需要考慮的重要方向。目前，我們生活中較為常見的具有高效阻擋紫外線的產(chǎn)品僅局限在高檔眼鏡的樹脂鏡片中。但因為樹脂鏡片可達到1000 5000um，因此可以大量添加紫外吸收劑并實現(xiàn)在280nm 400nm實現(xiàn)高效阻隔的效果。但在光學薄膜領域，涂層的厚度僅為幾個微米，到十幾個微米。如果按照光學樹脂鏡片的添加量來實現(xiàn)光學薄膜在28(T400nm的高效阻隔則因大量負面效應而成為難題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種在280nm 400nm高效全防紫外和優(yōu)良防紅外性能且低成本的復配材料。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種上述復配材料的簡單快捷的制備方法。本發(fā)明提供了一 種高效阻隔紫外線的復配材料，由下重量份原料制成
成膜樹脂20 30份
紫外線吸收劑2.6 8份
含錫金屬氧化物10 -20份
偶聯(lián)劑0.1 I份
溶劑40 80份
分散促進樹脂4 10份上述復配材料原料中紫外線吸收劑的重量份優(yōu)選為2. 6^5. 2份。所述的紫外吸收劑包括羥基甲氧基二苯甲酮或羥基苯酚三嗪。上述復配材料原料中含錫金屬氧化物的重量份優(yōu)選為1(T15份。所述的含錫金屬氧化物包括納米氧化錫銻或納米氧化銦錫，可自備也可外購。上述發(fā)明中所述的偶聯(lián)劑包括3_縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或四異丙基二(二辛基亞磷酸酰氧基)鈦酸酯中一種。
上述發(fā)明中所述的成膜樹脂包括聚氨酯、聚丙烯酸酯或乙烯基樹脂中一種或幾種。所述的溶劑包括乙醇、異丙醇、乙二醇、丁酮、環(huán)己酮或甲基異丁基甲酮中一種或幾種。上述發(fā)明中所述的分散促進樹脂包括含羥基或羧基的丙烯酸樹脂、含羥基或羧基的乙烯基聚合樹脂、或者含羥基或羧基的聚酯樹脂中的任意一種。本發(fā)明還提供了一種如上所述的復配材料的制備方法，具體是將含錫金屬氧化物與偶聯(lián)劑加入到溶劑中進行剪切，剪切后得到的混合液烘干后得到干燥物；將得到的干燥物混合紫外吸收劑和分散促進樹脂在溶劑中研磨成分散液；并將制得的分散液加入到溶有成膜樹脂的溶液中混合均勻，即制成成品。上述制備方法中剪切線速度控制在18 20m/s，剪切時溫度控制在80 100°C，剪切時間20 40min ;所述研磨在線速度為8 12m/s下研磨12 24h。本發(fā)明制備方法的具體步驟如下第一步，將含錫金屬氧化物與偶聯(lián)劑放入有溶劑密閉容器中進行高速剪切混合，其剪切頭最大線速度控制在18 20m/s，溫度控制在80 100°C，并持續(xù)20 40分鐘，之后將高剪切后的混合物放入烘箱中烘干得到干燥物，備用；第二步，將第一步的干燥物研磨成粉末后放入有溶劑的研磨罐中，加入紫外吸收劑和分散促進樹脂，在線速度為8 12m/s的速度下研磨12 24h成分散液；第三步，在常溫下將成膜樹脂放入含有溶劑的容器中攪拌溶解后加入分散液，繼續(xù)混合至均勻后制成成品。本發(fā)明的高效阻隔紫`外線的復配材料，通過偶聯(lián)劑將含有羥基的紫外吸收劑與含錫金屬氧化物形成物理纏繞或化學鍵合后形成有機和無機復配材料的基礎成分，且只有紫外吸收劑在2. 6^8份(特別是在2. 6 5. 2份)，同時結合含錫金屬氧化物在1(T20份時(特別是在1(T15份時)，該基礎成分在28(T2500nm波長范圍內的光線才有突出選擇性的吸收，特別是在28(T400nm的紫外區(qū)阻隔幾乎達到100%，在780 2500nm波長范圍內的阻隔也達到55 95%。該基礎成分通過含羥基或羧基的分散促進樹脂均勻分散在基料樹脂中，并且紫外吸收劑的用量少，而金屬氧化物占體積少，在同時達到很好的阻隔紫外和紅外光線效果的同時，也大大降低了阻隔材料的厚度。本發(fā)明的有益效果該復配材料的光線吸收劑添加少，能使材料在較薄情況下有很好的防紫外和紅外效果；成膜后，能在280 380nm波段的紫外線阻隔率幾乎達到100%，在38(T400nm波段的紫外阻隔率達到98% 99. 9%的效果，且其780 2500nm的紅外阻隔率也能達到55 95% ;該材料制備原料廉價，制備方法簡單，能大程度降低高檔防紫外材料的成本。因而在光學薄膜領域有較廣泛的運用前景。
具體實施例方式以下具體實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明。對比例I將2公斤聚氨酯樹脂添加到放有8公斤的丁酮溶劑中，添加入0. 2公斤的羥基甲氧基二苯甲酮紫外吸收劑。混合30分鐘后，制備成紫外吸收劑含量為2%的復配材料對比樣。通過涂布方式制備成12um的薄膜。通過CyberChrome公司的CM-3600D型光譜儀測試其紫外線參數(shù)為其在390nm波段的紫外線阻隔率為88. 43%，在400nm的紫外阻隔率為58. 92%。通過CyberChrome公司的CM-3600D型光譜儀測試其紫外線參數(shù)如下表表I對比實施例1中防紫外材料在不同波長的紫外線透過率
液段|280 |300 |320 |360 |380 |390 丨400
粟外透過率 |o.24% |o. 28% |o. 34% |o. 72% !5. 6% |ll. 57% !41. 08%其在390nm波段的紫外線阻隔率為88. 43%，紫外線透過率11. 57%，在400nm的紫外阻隔率為58. 92%，紫外線透過率達41. 08%。實施例1第一步，將納米氧化錫銻15kg與3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑0. 15kg放入有40kg乙醇溶劑的密閉反應釜中進行高速剪切混合，其剪切頭最大線速度控制在18m/s，溫度控制在80°C，并持續(xù)約30分鐘之后將高剪切后的混合物放入烘箱中烘干備用;第二步，將第一步的干燥物15kg粉碎后放入研磨罐中，加入丁酮24. 4kg、羥基甲氧基二苯甲酮紫外吸收劑2. 6kg和固含量為50%的羥基丙烯酸樹脂8kg，在線速度為8 12m/s的速度下研 磨12 24h成復配材料分散液；第三步，將24kg聚氨酯樹脂放入56kg 丁酮溶液中充分混合60分鐘制成的溶液與第二步中制備好的50kg分散液混合，并繼續(xù)混合30分鐘制成羥基甲氧基二苯甲酮紫外吸收劑含量為2%復配材料的成品。將成品通過涂布烘干制備成約12um的薄膜,通過CyberChrome公司的CM-3600D型光譜儀測試其紫外線參數(shù)為其在390nm波段的紫外線阻隔率為99. 84%，在400nm的紫外阻隔率為99. 41% ;通過林上LSlOl (950nm波段)和林上LS160 (1400nm波段)兩種儀器檢測，其紅外阻隔率分別為52%和85%。表2實施例1中防紫外材料在不同波長的紫外線透過率
波段|280 |300 |320 丨360 丨380 1390 丨400
-紫外透過率 k 15 |o. 28% |o. 22% |o. 33% |o. 18% |o. 16% |o. 59%實施例2第一步，將納米氧化銦錫15kg與3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑0. 2kg放入有40kg乙醇溶劑的密閉反應釜中進行高速剪切混合，其剪切頭最大線速度控制在18m/s，溫度控制在90°C，并持續(xù)約30分鐘之后將高剪切后的混合物放入烘箱中烘干備用；第二步，將第一步的干燥物15kg粉碎后放入研磨罐中，加入丁酮24. 4kg、羥基甲氧基二苯甲酮紫外吸收劑2. 6kg和固含量為50%的羥基乙烯基聚合樹脂8kg，在線速度為8 12m/s的速度下研磨12 24h制成復配材料懸池液；第三步，將24kg聚氨酯樹脂放入56kg 丁酮溶液中充分混合60分鐘制成的溶液與第二步中制備好的50kg分散液混合，并繼續(xù)混合30分鐘制成羥基甲氧基二苯甲酮紫外吸收劑含量為2%復配材料的成品。將成品通過涂布烘干制備成約12um的薄膜,通過CyberChrome公司的CM-3600D型光譜儀測試其紫外線參數(shù)為其在390nm波段的紫外線阻隔率為99. 89%，在400nm的紫外阻隔率為99. 28% ;通過林上LSlOl (950nm波段)和LS160 (1400nm波段)兩種儀器檢測，其紅外阻隔率分別為60%和93%。表3實施例2中防紫外材料在不同波長的紫外線透過率
權利要求
1. 一種高效阻隔紫外線的復配材料，其特征在于，由下重量份原料制成成膜樹脂20 30份紫外線吸收劑2.6—8 份-含錫金Ja羊〔化物10 20份偶聯(lián)劑O.1 I份溶劑40 80份分散促進樹脂4 10 份。
2.根據(jù)權利要求1所述的復配材料，其特征在于，所述的復配材料原料中紫外線吸收劑的重量份優(yōu)選為2. 6 5.2份。
3.根據(jù)權利要求1或2任一項所述的復配材料，其特征在于，所述的紫外吸收劑包括: 羥基甲氧基二苯甲酮或羥基苯酚三嗪。
4.根據(jù)權利要求1所述的復配材料，其特征在于，所述的復配材料原料中含錫金屬氧化物的重量份為1(Γ15份。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的復配材料，其特征在于，所述的含錫金屬氧化物包括納米氧化錫銻或納米氧化銦錫，可自備也可外購。
6.根據(jù)權利要求1所述的復配材料，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑包括3_縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或四異丙基二(二辛基亞磷酸酰氧基)鈦酸酯中一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的復配材料，其特征在于，所述的成膜樹脂包括聚氨酯、聚丙烯酸酯、或乙烯基樹脂中一種或幾種；所述的溶劑包括乙醇、異丙醇、乙二醇、丁酮、環(huán)己酮或甲基異丁基甲酮一種或幾種。
8.根據(jù)權利要求1所述的復配材料，其特征在于，所述的分散促進樹脂包括含羥基或羧基的丙烯酸樹脂、含羥基或羧基的乙烯基聚合樹脂，或者含羥基或羧基的聚酯樹脂中的任意一種。
9.一種如權利要求1所述的復配材料的制備方法，其特征在于，將含錫金屬氧化物與偶聯(lián)劑加入到溶劑中進行剪切，剪切得到的混合液烘干后得到干燥物；將得到的干燥物混合紫外吸收劑和分散促進樹脂在溶劑中研磨成分散液；并將制得的分散液加入到溶有成膜樹脂的溶液中混合均勻，即制成成品。
10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，剪切線速度控制在18 20m/s，剪切時溫度控制在80 100°C，剪切時間·20 40min ;所述研磨在線速度為8 12m/s下研磨12 24h。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高效阻隔紫外線的復配材料及其制備方法。該復配材料是以成膜樹脂、紫外吸收劑、含錫金屬氧化物、偶聯(lián)劑、溶劑、分散促進樹脂為原料，通過偶聯(lián)劑的鍵合作用，將含錫金屬氧化物與含羥基的紫外吸收劑偶合并制備成分散液，再通過與成膜樹脂混合后制備的用于阻隔紫外線的復配材料。該復配材料具有以下幾個特點運用這種材料制成的薄膜可極大的降低光學薄膜對紫外吸收劑的使用量；該復配材料對280～380nm波段的紫外線阻隔率幾乎達到100%，380～400nm的紫外線波段阻隔率為98%～99.9%；該復配材料亦可對780～2500nm波段的紅外線的阻隔率控制在50%～95%。因此，通過該復配材料制備的產(chǎn)品可廣泛運用對紫外線有更高要求的領域。
文檔編號C09D5/32GK103045066SQ20131001443
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權日2013年1月15日
發(fā)明者陳楚偉, 陳曉青 申請人:中南大學