CN106521679A - 碳点@无机氧化物在制备防紫外线产品中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开碳点@无机氧化物在制备防紫外线产品中的应用，其中，防紫外线产品可为纤维、化妆品、涂料、油墨、树脂、橡胶中任一种。本发明中，由碳点@无机氧化物制得的防紫外线产品，具有无毒性、同时吸收UVA和UVB、成本低廉、不易分解且稳定性好等优点。

Description

碳点@无机氧化物在制备防紫外线产品中的应用
技术领域
本发明涉及碳点的一种新用途，具体来说，是碳点通过与无机氧化物复合后作为UV吸收剂，在制备防紫外线产品中的应用。
背景技术
UV(紫外线)是一种人类无法看见的光波，其波长范围在200nm～400nm之间，地面接收到的紫外线主要是UVA(黑斑紫外线，波长在320～400nm之间)和UVB(红斑紫外线，波长在280～320nm之间)，这些UV辐射引起工业产品的劣化，例如塑性材料的变硬易裂、橡胶的的硬化变脆、涂料的变色等，并且对人类皮肤造成不可忽视的损伤，因此研制出UV吸收谱宽、稳定性好的UV吸收剂成为工业发展和日常生活的共同需求。
传统的UV吸收剂主要包括水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类、三基色荧光粉、LED用荧光粉、氟化物体系、铝酸盐体系、硅酸盐体系和硫化物体系等。但是，传统的UV吸收剂存在诸多缺陷：1、多为高分子有机材料，合成过程中多用到毒性原材料，如苯类等，添加到终端成品中难免存在毒性原材料或着毒性中间产物，UV吸收剂作为一种存在于人们日常生活中并经常接触到的产品，如化妆品、合成纤维等，直接或间接的危害人们的健康与安全；2、传统的UV吸收剂多为单一UV吸收剂，吸收紫外线波普范围也相应比较单一，要么主要吸收UVA，要么是主要吸收UVB，只有多种混用才能实现同时吸收UVA和UVB的效果，复配型的UV吸收剂制造工序复杂；3、传统的UV吸收剂成本昂贵，市场平均售价在50-80元/kg，占据了工业产品较大的添加剂成本支出比例；4、影响产品的透明性，限制了UV吸收剂的使用范围；5、相容性差，应用到其它材料中的范围有限。
碳点(Carbon Dots,CDs)，又称碳量子点、荧光碳点等，是近几年出现的一种新型荧光碳纳米粒子。2006年，孙亚平等(Cao L,Wang X,Meziani M J,et al.Carbon dots formultiphoton bioimaging[J].Journal of the American Chemical Society,2007,129(37):11318-11319.)通过热压石墨粉末和粘合剂的混合物制备碳靶，再进行激光烧蚀，制备出无荧光性能的碳纳米粒子，然后经过硝酸回流氧化，PEG1500N或4，7，10-三氧杂-1，13-十三烷二胺(TTDDA)进行表面钝化，得到荧光性能较好的碳纳米粒子，并首次称其为碳点。碳点，是一种近似球形且直径小于10nm的零维半导体纳米晶体，由极少分子或是原子组成的纳米团簇，碳点的粒径一般只有几个纳米，远小于普通量子点，通常由C、H、O、N四种基本元素组成。碳点在紫外区域光谱吸收较强，吸收范围可延伸至可见光区，经激发后，能产生光致发光现象，即发射荧光。鉴于碳点的低毒性和生物相容性，碳点目前主要应用于生物成像及生物标记领域中。由于一些研究表明，在某些载体中如合成橡胶中直接添加碳点是无任何的UV吸收效果，因此限制了碳点的应用范围，对于碳点复合材料在紫外线吸收或紫外线消除领域的应用也鲜有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供碳点(具体是碳点@无机氧化物)的一种新用途。以解决上述问题的至少一个。
根据本发明的一个方面，本发明提供了碳点@无机氧化物在制备防紫外线产品中的应用。
其中，碳点@无机氧化物是指碳点@SiO2、碳点@Al2O3、碳点@ZnO或碳点@TiO2；防紫外线产品为纤维、化妆品、涂料、油墨、树脂或橡胶。纤维为聚乙烯醇纤维或羧甲基纤维素纤维；化妆品为防晒乳液或防晒霜；涂料为油漆或水性漆；油墨为水性油墨或紫外光固化油墨；树脂为聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、酚醛树脂或ABS树脂；橡胶为异戊橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶。
SiO2、Al2O3、ZnO、TiO2这四种氧化物的结构和性能都比较相近，都易形成介孔结构，有利于碳点进入介孔形成稳定的复合材料，所形成的复合材料不仅能保持碳点的性能，还具有较好的相容性，因此，能够应用到各行业中。本发明中，通过碳点与无机氧化物进行复合，通过无机氧化物粒子与碳点复合，对碳点进行表面改性处理，从而避免了碳点的团聚现象以及使其与制备产品的原料更好地相容，得到了碳点@无机氧化物的复合材料，使其能作为UV吸收剂添加到各种产品中，制得防紫外线的产品。
本发明通过将碳点@无机氧化物添加到原料中，制备得防紫外产品。所制备的防紫外线产品具有较宽的紫外吸收范围，能同时吸收UVA和UVB。通过将该碳点@无机氧化物添加到纤维、化妆品、涂料、油墨、树脂或橡胶中，使产品具有吸收紫外线的作用，降低化妆品的紫外线透过率，延长涂料、树脂、橡胶、纤维或油墨等产品的使用寿命。
此外，碳点@无机氧化物具有低毒性和生物相容性等特点，制备过程不含毒性原料，产品无毒，因此可以广泛应用于化妆品、合成材料等日常接触的材料中。碳点@无机氧化物制作工序简单，成本非常低廉、耐高温、不易分解，具有良好的稳定性，通过添加到其它产品中也能使其它产品保持持久的紫外线吸收活性。
附图说明
图1为制备的碳点@SiO2的扫描电镜图；
图2为图1局部放大图；
图3为碳点@SiO2的透光率图谱；
图4为碳点@SiO2的激发光谱和荧光发射光谱；
图5为制备的碳点@Al2O3的扫描电镜图；
图6为碳点@Al2O3的透光率图谱；
图7为制备的碳点@ZnO的扫描电镜图；
图8为碳点@ZnO的透光率图谱；
图9为制备的碳点@TiO2的扫描电镜图；
图10为碳点@TiO2的透光率图谱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
取60ml三乙醇胺，加入到30ml去离子水中，80℃条件下搅拌30min，然后依次加入0.40gCTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和0.2g水杨酸钠，继续搅拌1.5h，再加入3ml正硅酸乙酯，此时加入200μl碳点溶液(50％)或100μg固体碳点，搅拌条件下反应12h，所得溶液经抽滤、50℃真空干燥得到白色粉末，即是制得的碳点@SiO2复合材料。
对制得的碳点@SiO2复合材料进行电镜扫描，结果如图1和图2所示。由图1和图2可见，制备出的碳点@SiO2复合材料分散性较好，粒径分布均匀，图2为高分辨率扫描电子显微镜，可以清楚地看见SiO2材料的晶体，为类球形，碳点附着SiO2材料的表面，类球体晶体之间相互嵌合。
取制得的碳点@SiO2复合材料溶于水制备浓度为1μg/g的水溶液，然后进行透光率检测，其图谱如图3所示。由图3可见，碳点@SiO2复合材料在200-400nm波长范围内，包括UVA和UVB区域，有明显的紫外光吸收；吸收峰Ⅰ：λmax≈267nm，透光率约为50％；吸收峰Ⅱ：λmax≈357nm，透光率约为35％；表明所制备的碳点@SiO2复合材料对UVA和UVB具有良好的吸收效果。对上述制备的1μg/g的碳点@SiO2水溶液采用荧光分光光度法测定样品的激发光谱和荧光发射光谱，其图谱如图4所示，碳点@SiO2材料的激发光谱和荧光发射光谱呈近似的峰型图，激发光波长在200-400nm波长范围内吸收峰高，荧光发射光波长范围集中在400-500nm。从制备出的碳点@SiO2的紫外光吸收效应和相应的荧光发射效应来看，制备出的碳点@SiO2复合材料获得了碳点的紫外线吸收特性和发射荧光的特性。
称取0.5g介孔Al2O3材料溶于100ml蒸馏水或乙醇中，搅拌至Al2O3材料完全分散于溶剂中，向上述溶液中加入100μg碳点，充分搅拌30min至均匀超声分散24h，或在介孔Al2O3材料制备过程中加入100μg碳点，所得溶液经抽滤，再于60-100℃条件下烘干制得碳点@Al2O3复合材料。
对制得的碳点@Al2O3复合材料进行扫描电镜检测，结果如图5所示。由图5可见，复合材料分布均匀，外形呈絮状。
对取制得的碳点@Al2O3复合材料溶于水制备浓度为1μg/g的水溶液，然后进行透光率检测，其图谱如图6所示。由图6可见，碳点@Al2O3复合材料在280-400nm波长范围内，即UVA和UVB区域，有明显的紫外光吸收，吸收峰Ⅰ：λmax≈267nm，透光率约为60％；吸收峰Ⅱ：λmax≈357nm，透光率约为40％；表明所制备的碳点@Al2O3复合材料对UVA和UVB具有良好的吸收效果。
对上述制备的1μg/g的碳点@Al2O3水溶液采用荧光分光光度法测定样品的激发光谱和荧光发射光谱，测定结果与上述制备的碳点@SiO2相同。从制备出的碳点@Al2O3的紫外光吸收效应和相应的荧光发射效应来看，制备出的碳点@Al2O3复合材料获得了碳点的紫外线吸收特性和发射荧光的特性。
碳点@ZnO复合材料的制备方法与制备碳点@Al2O3复合材料的方法相同。
对制得的碳点-ZnO复合材料进行扫描电镜检测，结果如图7所示。由图7可见，制得的复合材料的扫描电镜图能清楚分辨晶体结构及其外形，晶体排列均匀，分散性较好，粒径分布均匀。
取制得的碳点@ZnO复合材料溶于水制备浓度为1μg/g的水溶液，然后进行透光率检测，其图谱如图8所示。由图8可见，碳点@ZnO复合材料在280-400nm波长范围内，即UVA和UVB区域，有明显的紫外光吸收，吸收峰Ⅰ：λmax≈267nm，透光率约为60％；吸收峰Ⅱ：λmax≈357nm，透光率约为45％；表明所制备的碳点@ZnO复合材料对UVA和UVB具有良好的吸收效果。对上述制备的1μg/g的碳点@ZnO水溶液采用荧光分光光度法测定样品的激发光谱和荧光发射光谱，测定结果与上述制备的碳点@SiO2相同，制备出的碳点@ZnO复合材料获得了碳点的紫外线吸收特性和发射荧光的特性。
碳点@TiO2复合材料的制备方法与制备碳点@Al2O3复合材料的方法相同。
对制得的碳点@TiO2复合材料进行扫描电镜检测，结果如图9所示。由图9可见，制备的复合材料的晶体结构呈棱锥型或棱柱型，分散较均匀，晶体大小分布范围窄。
取制得的碳点@TiO2复合材料溶于水制备浓度为1μg/g的水溶液，然后进行透光率检测，其图谱如图10所示。由图10可见，碳点@TiO2复合材料在280-400nm波长范围内，即UVA和UVB区域，有明显的紫外光吸收，主要吸收峰：λmax≈357nm，透光率约为20％；表明所制备的碳点@TiO2复合材料对UVA和UVB具有良好的吸收效果。对上述制备的1μg/g的碳点@TiO2水溶液采用荧光分光光度法测定样品的激发光谱和荧光发射光谱，测定结果与上述制备的碳点@SiO2相同，制备出的碳点@ZnO复合材料获得了碳点的紫外线吸收特性和发射荧光的特性。
1、碳点@无机氧化物在聚乙烯醇纤维上的应用，加入量一般为0.01％～1.0％，具体操作过程如下：
称取36g分子量为60000～150000的聚乙烯醇，溶于去离子水中，平均分成12份，分别加入5mg的碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、10mg的碳点@SiO2(所得产品标记为样品2)、20mg(所得产品标记为样品3)的碳点@SiO2，5mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品4)、10mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品5)、20mg(所得产品标记为样品6)的碳点@Al2O3，5mg的碳点@ZnO(所得产品标记为样品7)、10mg的碳点@ZnO(所得产品标记为样品8)、20mg(所得产品标记为样品9)的碳点@ZnO，5mg的碳点@TiO2(所得产品标记为样品10)、10mg的碳点@TiO2(所得产品标记为样品11)、20mg(所得产品标记为样品12)的碳点@TiO2，混合均匀，采用真空干燥(60～80℃)的方法制得聚乙烯醇纤维。对制得的聚乙烯醇纤维进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表1中。
表1
2、碳点@无机氧化物在羧甲基纤维素纤维上的应用，加入量一般为0.01％～1.0％，具体操作过程如下：
称取20g纯度为92％的羧甲基纤维素钠，溶于去离子水中，平均分成8份，分别加入15mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、40mg的碳点@SiO2(所得产品标记为样品2)、15mg碳点@Al2O3(所得产品标记为样品3)、40mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品4)、15mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品5)、40mg的碳点@ZnO(所得产品标记为样品6)、15mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品7)、40mg的碳点@TiO2(所得产品标记为样品8)，充分搅拌混合均匀，真空干燥箱中，于30-60℃固化制得透明的淡黄色羧甲基纤维素纤维薄膜。对制得的羧甲基纤维素纤维薄膜进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表2中。
表2
3、碳点@无机氧化物在防晒乳液上的应用，加入量一般为0.01％～0.1％，具体操作过程如下：
依次称取12.0g阿伏苯宗、50.0g水杨酸盐、23.0ml氧苯酮、3.0g消泡剂、34g乳化增稠剂、78g水，搅拌20分钟后，平均分成8份，分别加入30mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、80mg的碳点@SiO2(所得产品标记为样品2)、50mg碳点@Al2O3(所得产品标记为样品3)、70mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品4)、20mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品5)、50mg的碳点@ZnO(所得产品标记为样品6)、05mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品7)、80mg的碳点@TiO2(所得产品标记为样品8)，充分搅拌混合均匀，即制得防晒乳液。对制得的防晒乳液进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表3中。
表3
4、碳点@无机氧化物在防晒霜上的应用，加入量一般为0.01％～0.8％，具体操作过程如下：
分别称取3g阿伏苯宗、13g水杨酸盐、5g辛水杨酯、4g氧苯酮，混合后加热至溶解，平均分成5份，于40℃条件下，分别加入5mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、15mg的碳点@SiO2(所得产品标记为样品2)、20mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品3)、20mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品4)、20mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品5)充分搅拌混合均匀，冷却至室温制得防晒霜。对制得的防晒霜进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表4中。
表4
5、碳点@无机氧化物在油性漆上的应用，加入量一般为0.01％～2.0％，具体操作过程如下：
依次称取62.00g环氧树脂、33.00g有机膨润土、3.50g正丁醇、1.00ml乙醇、0.15ml二甲苯、0.35ml消泡剂，80℃下搅拌2h，平均分成4份，分别加入100mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、120mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、125mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、150mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分搅拌混合后，即得具有抗紫外线功能的油性漆。对制得的油性漆进行涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表5中。
表5
6、碳点@无机氧化物在水性漆上的应用，加入量一般为0.01％～1.5％具体操作过程如下：
依次称取55.00g水性聚氨酯、16.00g丙烯酸、0.40g分散剂、0.55ml消泡剂、1.05g增稠剂、17.00ml纯水，60℃下搅拌3h，平均分成4份，分别加入50mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、65mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、70mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、80mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分搅拌混合后，即得具有抗紫外线功能的水性漆。对制得的水性漆进行涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表6中。
表6
7、碳点@无机氧化物在水性油墨上的应用，加入量一般为0.01％～1.0％，具体操作过程如下：
按质量百分比称取45.00％树脂液、9.00％酞青蓝、8.00％乳化油、15.00％乙二醇乙醚、0.50％消泡剂、22.50％去离子水共80g，搅拌1.5h，平均分成4份，分别加入30mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、35mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、40mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、45mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分搅拌混合后，即得具有抗紫外线功能的水性油墨。对制得的水性油墨进行涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表7中。
表7
8、碳点@无机氧化物在紫外光固化油墨上的应用，加入量一般为0.01％～1.0％，具体操作过程如下：
依次称取30.0g丙烯酸树脂、10.0g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、31.0g三丙二醇二丙烯酸酯、5.0ml二苯甲酮、3.0ml二苯乙二酮、2.0ml甲基二乙醇胺、16.0g品红，搅拌2h，平均分成4份，分别加入60mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、55mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、45mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、50mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分搅拌混合后，即得具有抗紫外线功能的紫外光固化油墨。对制得的紫外光固化油墨进行涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表8中。
表8
9、碳点@无机氧化物在聚酰胺树脂上的应用，加入量一般为0.1％～10.0％，具体操作过程如下：
按照体积比1:1的比例分别称取己二酸的20％甲醇溶液和己二胺的50％甲醇溶液共4000mL，反应温度控制在65℃，充分搅拌，采用甲醇回流反应完成80％时，平均分成4份，分别加入5g碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、3g的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、6g碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、8g碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分搅拌混合后，调节PH为6.7，冷却、结晶、分离即得具有抗紫外线功能的聚酰胺树脂。对制得的聚酰胺树脂进行成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表9中。
表9
10、碳点@无机氧化物在聚乙烯树脂上的应用，加入量一般为0.01％～10.0％，具体操作过程如下：
按照质量比1:6称取LDPE(低密度聚乙烯)和LLDPE(线性低密度聚乙烯)共20Kg进行混合，平均分成4份，分别加入100g碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、120g的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、80g碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、150g碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分搅拌混合均匀，然后于185℃条件下进行造粒，即得具有抗紫外线功能的聚乙烯母粒。对制得的聚乙烯母粒进行吹膜，得到聚乙烯膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表10中。
表10
11、碳点@无机氧化物在酚醛树脂上的应用，加入量一般为0.01％～10.0％，具体操作过程如下：
称取5g苯酚和4mL浓度为40％的甲醛溶液，倒入烧瓶中，升温至40℃时，加入氢氧化钠溶液，固定反应温度为50℃，进行反应2h，平均分成4份，分别加入10mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、12mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、8mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、15mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，再固定温度为78℃，进行反应3h，反应结束后，将温度降低35℃左右，用HCl进行中和，使得溶液PH为中性，然后于50℃条件下真空脱水，即得具有抗紫外线功能的酚醛树脂。对制得的酚醛树脂进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表11中。
表11
12、碳点@无机氧化物在ABS树脂上的应用，加入量一般为0.01％～8.0％，具体操作过程如下：
称取100gABS接枝胶乳，催化剂作用下进行凝聚反应，平均分成4份，然后分别加入20mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、30mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、35mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、40mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分搅拌混合后，进行洗涤干燥，得到ABS接枝粉。
称取75g聚乙烯、15g丙烯腈和5g催化剂，于145℃下开始聚合反应，反应时间为3h，即得到SAN树脂。
按照5：1比例，分别称取ABS接枝粉和SAN树脂，进行掺混、挤压、造粒即得具有抗紫外线功能的ABS树脂。对制得的ABS树脂进行涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表12中。
表12
13、碳点@无机氧化物在异戊橡胶上的应用，加入量一般为0.01％～10.0％，具体操作过程如下：
配置催化剂1kg的TiCl4和Al(i-Bu)3，加入9kg的异戊二烯单体，平均分成4份，分别于45℃和65℃条件下进行两步聚合反应，然后加入2.5％终止剂(甲醇和抗氧剂)，终止反应，平均分成4份，分别加入10g碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、12g的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、11g碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、15g碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，经过沉降分离、脱气与水分离，回收溶剂和单体，然后进行脱水、干燥，即得具有抗紫外功能的异戊橡胶。对制得的异戊橡胶进行加热涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表13中。
表13
14、碳点@无机氧化物在丁苯橡胶上的应用，加入量一般为0.001％～15.0％，具体操作过程如下：
称取720g丁二烯和280g苯乙烯，置于含有介质的聚合釜中，于8℃条件下，进行聚合反应，其中，聚合釜中的介质包含有：水、脱氧剂(保险粉)、乳化剂(歧化松香酸钠)、硫酸亚铁、EDTA-二钠盐，聚合反应8h，当聚合转化效率达60％时，平均分成4份，分别加入10g碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、12g的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、11g碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、12g碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，继续进行聚合反应2h，加入终止剂(二甲基二硫代氨基甲酸钠、亚硝酸钠和多硫化钠)终止聚合反应，经闪蒸脱气回收未反应的丁二烯和苯乙烯，然后脱水、干燥，即得具有抗紫外功能的丁苯橡胶。对制得的丁苯橡胶进行加热涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表14中。
表14
15、碳点@无机氧化物在丁腈橡胶上的应用，加入量一般为0.01％～15.0％，具体操作过程如下：
按照3.5:1比例，分别称取丁二烯和丙烯腈共1Kg，加入到具有调节剂、乳化剂和引发剂的水介质中，充分混合后，于聚合釜中，45℃条件下进行聚合反应6h，平均分成4份，然后分别加入15g碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、15g的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、12g碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、15g碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，继续进行聚合反应1h，加入终止剂终止聚合反应，经过闪蒸回收未反应的丁二烯和丙烯腈，再进行脱水、干燥即得固体具有抗紫外功能的丁腈橡胶。对制得的丁腈橡胶进行加热涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表15中。
表15
16、碳点@无机氧化物在有机硅树脂上的应用，加入量一般为0.01％～1.5％，具体操作过程如下：
按摩尔比6.5:1依次称取二苯基硅二醇和碱性阴离子交换树脂D296R共200g，再加入1.2％(与二苯基硅二醇的质量比)的硅烷偶联剂KH550，氮气保护下，于70℃搅拌反应2.5h，平均分成4份，然后分别加入25mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、40mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、50mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、50mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分混合后，过滤去除交换树脂和减压去除低沸物，即得具有抗紫外线功能的微黄色有机硅树脂。对制得的有机硅树脂进行涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表16中。
表16
17、碳点@无机氧化物在环氧树脂上的应用，加入量一般为0.01％～1.5％，具体操作过程如下：
依次称取4.5g的双酚A、12.0g的环氧氯丙烷以及150ml甲苯溶剂，置于反应釜中，升温60℃时，进行醚化反应3h，平均分成4份，然后分别加入12mg碳点@SiO2(所得产品标记为样品1)、20mg的碳点@Al2O3(所得产品标记为样品2)、20mg碳点@ZnO(所得产品标记为样品3)、30mg碳点@TiO2(所得产品标记为样品4)，充分混合后，滴加NaOH溶液进行闭环反应，再进行萃取、洗涤、过滤，即得具有抗紫外线功能的微黄色环氧树脂。对制得的环氧树脂进行涂布成膜，然后进行观察，用太阳光辐射光谱仪进行防紫外测试，选用波长范围为200-1000nm光对其照射，将其吸收波长和透光率记录中表17中。
表17
由表1～17可见，将碳点@无机氧化物添加到合成纤维、橡胶、化妆品、树脂、涂料或油墨中，制得的产品在200-400nm范围内获得强的紫外线吸收效果，包括UVA和UVB区域，能起到滤除紫外线的作用，防止紫外线照射引起的皮肤、橡胶等老化和纤维、树脂的劣化变硬，还能使涂料和油墨的色彩保持光鲜。另外，结合无机氧化物的其它特性，如耐高温、半导体性能等，使得合成纤维、化妆品、涂料、树脂、油漆、油墨兼有其它无机氧化物的特性。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.碳点@无机氧化物在制备防紫外线产品中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的碳点@无机氧化物为碳点@SiO2、碳点@Al2O3、碳点@ZnO或碳点@TiO2。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述防紫外线产品为纤维、化妆品、涂料、油墨、树脂或橡胶。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述纤维为聚乙烯醇纤维或羧甲基纤维素纤维。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述化妆品为防晒乳液或防晒霜。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述涂料为油性漆或水性漆。
7.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述油墨为水性油墨或紫外光固化油墨。
8.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述树脂为酰胺树脂、聚乙烯树脂、酚醛树脂或ABS树脂。
9.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的树脂为LED封装用有机硅树脂或环氧树脂。
10.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述橡胶为异戊橡胶、丁苯橡胶或丁腈橡胶。
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