CN111904885A

CN111904885A - 有机-无机杂化紫外吸收材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN111904885A
Application number: CN201910382375.1A
Authority: CN
Inventors: 邢嘉成; 袁丹华; 徐云鹏; 刘中民
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2039-05-09
Also published as: CN111904885B

Abstract

本申请公开了一种有机‑无机杂化紫外吸收材料及其制备方法和应用，该材料的制备方法包括：由含有硅酸酯、钛酸酯和多元醇的原料进行酯交换反应获得所述有机‑无机杂化紫外吸收材料。该材料透明度高，热稳定性好，使用方便，且其合成过程中不需要额外的有机溶剂，反应副产品为高纯度乙醇，具有较大的经济性，绿色高效环保。所述有机‑无机杂化紫外吸收材料安全无毒，且紫外吸收效果优异，能广泛运用于紫外吸收和/或紫外防护中。

Description

有机-无机杂化紫外吸收材料及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及一种有机-无机杂化紫外吸收材料及其制备方法和应用，属于日用化工领域。

背景技术

随着工业化的不断进展，臭氧层空洞的问题越来越严重。臭氧层的减少导致照射到地面上的紫外线明显增加。过多的紫外线严重威胁人类的健康，同时很多材料，长期暴露在紫外光下，会导致其变色，发脆，性能下降。传统的紫外吸收材料分为：有机和无机材料两大类，其中有机材料主要采用芳香族化合物，如：二苯酮-3(BP3)；甲氧基肉桂酸辛酯(OMC)；奥克立林(Octocrylene)等。通过材料内的共轭结构，选择性的吸收高能量的紫外光，并进行能量转换，以热能或无害的低能辐射将能量进行释放。

但这些芳香族化合物属于有机材料，具有潜在的致癌和致敏风险，其中二苯酮-3具有类雌激素的作用，会干扰内分泌，美国FDA规定二苯酮-3的浓度最高不得超过6％；中国规定不能超过10％；瑞典已经禁止使用该成分。与此同时，有机紫外吸收材料的稳定性不好，使用寿命较低，成本较高，很难用于室外条件下的工程防护中。

另一大类的无机紫外吸收材料，主要为二氧化钛、二氧化硅、二氧化铈，这些无机材料的热稳定性好，热分解温度较高。但制备这些无机材料所需反应温度较高，通常大于700摄氏度，能耗较大，对底层需要进行紫外防护材料的热稳定性要求较高。此外这些无机材料透明度低，涂层严重发白，应用受到限制。

因此开发新型的有机-无机杂化紫外吸收材料具有重大的应用前景。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种有机-无机杂化紫外吸收材料，该材料透明度高，安全无毒，热稳定性好，热分解温度高，使用方便，且紫外吸收效果优异。

所述有机-无机杂化紫外吸收材料，其特征在于，包括：具有如式I所示化学式的化合物中的至少一种：

[Ti_a(RO_x)_4/x Si_(1-a)]_n 式I

其中，0＜a≤0.5；RO_x为有机多元醇R(OH)_x失去OH上的H所形成的基团，R选自烃类化合物失去x个氢原子所形成的基团中的一种；x≥2；n≥2。

优选地，式I中的x为2、3或4。

优选地，式I中的n＝2～30。

所述有机-无机杂化紫外吸收材料为硅钛酯类聚合物。

可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料具有如下分子式：[Ti_a(RO_x)_4/x Si_(1-a)]_n；其中0＜a≤0.5；RO_x为有机多元醇，x≥2，优选2、3、4。

可选地，式I中所述a的上限选自0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5；下限选自0.001、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4或0.45。

可选地，式I中所述R选自C₁～C₈的烃类化合物失去x个氢原子所形成的基团中的一种。

本发明所述有机-无机杂化紫外吸收材料具有高热稳定性。可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料的热分解起始温度高于450℃。可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料的热分解起始温度在450℃～500℃之间。

本申请中起始分解温度是指在10℃/min的升温速率，升温至700℃，在氮气流速为100ml/min的条件下进行热重分析，所得样品首次发生分解的对应温度。

本发明所述有机-无机杂化紫外吸收材料，有良好的紫外吸光性能。可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料对275～320nm波段光的吸收率≥99％。

本发明所述有机-无机杂化紫外吸收材料，在可见光波段有良好的透光性能，可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料对350nm～500nm波段的吸收率分布在30％至90％之间。可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料对500nm～800nm波段的吸收率≤10％。

本申请的另一方面提供了一种有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法，包括：

由含有多元醇、钛酸酯和硅酸酯的原料，经过酯交换反应，获得所述有机-无机杂化紫外吸收材料。

可选地，所述钛酸酯选自具有式II所示化学式的化合物中的至少一种：

其中，R¹，R²，R³，R⁴独立地选自C₁～C₁₀的烷基。

优选地，R¹，R²，R³，R⁴独立地选自C₁～C₈的烷基。

进一步优选地，所述钛酸酯选自钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四己酯、钛酸四异辛酯中的至少一种。

可选地，所述硅酸酯选自具有如式III所示化学式的化合物中的至少一种：

其中，R⁵，R⁶，R⁷，R⁸独立地选自C₁～C₄的烷基。

优选地，所述硅酸酯选自正硅酸甲酯、硅酸四乙酯、硅酸四丙酯、硅酸四丁酯中的至少一种。

可选地，所述多元醇选自具有如下式所示结构式的化合物中的至少一种：R(OH)_x；其中，R选自烃类化合物失去x个氢原子所形成的基团中的一种，x≥2。

可选地，所述多元醇选自乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二甲醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇或山梨醇中的至少一种。

优选地，所述聚乙二醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800中的至少一种。

可选地，所述多元醇、所述钛酸酯和所述硅酸酯的摩尔比满足：

(钛酸酯+硅酸酯)：多元醇＝(0.8～1.2)x：4；

钛酸酯：硅酸酯＝0.01～1；

其中，x为每摩尔多元醇中含有的羟基摩尔数；

所述钛酸酯、硅酸酯、多元醇的摩尔数均以物质自身的摩尔数计。

可选地，所述硅酸酯、钛酸酯的摩尔比满足：钛酸酯：硅酸酯＝0.005～0.1。

可选地，所述(钛酸酯+硅酸酯)与多元醇的摩尔比上限选自0.85x/4、0.9x/4、0.95x/4、1.0x/4、1.1x/4、1.15x/4或1.2x/4；下限选自0.8x/4、0.85x/4、0.9x/4、0.95x/4、1.0x/4、1.1x/4或1.15x/4。

可选地，所述钛酸酯与所述硅酸酯的摩尔比上限选自0.02、0.05、0.08、0.1、0.2、0.5、0.8或1；下限选自0.01、0.02、0.05、0.08、0.1、0.2、0.5或0.8。

可选地，所述酯交换反应的条件为：在非活性气氛下，80～180℃反应2～10小时。优选地，所述酯交换反应的反应时间为2～6小时。

可选地，所述反应的温度上限选自90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃；下限选自80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃或170℃。

可选地，所述反应的时间上限选自3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时或10小时；下限选自2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时或9小时。

可选地，所述非活性气氛包括氮气、惰性气体中的至少一种。

可选地，所述非活性气氛选自氮气、氦气、氖气、氩气中的至少一种。

可选地，所述酯交换反应在搅拌的条件下进行。

可选地，所述酯交换反应还包括在减压蒸馏条件下进行所述酯交换反应的步骤。

可选地，在所述酯交换反应转化率达到60％～80％之间时，在所述减压蒸馏条件下继续进行所述酯交换反应。

可选地，所述减压蒸馏下所述酯交换反应的条件为：在真空度为0.01～5KPa的条件下，下170～230℃反应0.5～5小时。

可选地，所述减压蒸馏过程中，真空度的上限选自0.02Kpa、0.05Kpa、0.1Kpa、0.5Kpa、1Kpa、2Kpa、3Kpa、4Kpa或5Kpa；下限选自0.01Kpa、0.02Kpa、0.05Kpa、0.1Kpa、0.5Kpa、1Kpa、2Kpa、3Kpa或4Kpa。

可选地，所述减压蒸馏过程中，酯交换反应的温度上限选自180℃、190℃、200℃、210℃、220℃或230℃；下限选自170℃、180℃、190℃、200℃、210℃或220℃。

可选地，所述减压蒸馏过程中，酯交换反应的时间上限选自1小时、2小时、3小时、4小时或5小时；下限选自0.5小时、1小时、2小时、3小时或4小时。

可选地，所述减压蒸馏过程中真空度为1～5KPa。

可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法包括：

a)将含有硅酸酯、钛酸酯与多元醇的原料置于80～180℃的反应温度下，在非活性气氛保护下进行酯交换反应；

b)将步骤1)反应后产物进行减压蒸馏，控制体系真空度在0.01～5KPa，反应温度介于170～230℃，反应时间介于0.5～5小时，即得所述有机-无机杂化紫外吸收材料。

作为一种实施方式，所述有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法包括：

a)所述多元醇、所述钛酸酯与所述硅酸酯接触后，在搅拌状态下进行所述酯交换反应，通入非活性气氛保护，反应温度介于80～180℃，反应时间介于2～10小时；

b)将步骤a)反应后进行减压蒸馏，控制体系真空度在0.01～5KPa，反应温度介于170～230℃，反应时间介于0.5～5小时，制备得到所述有机-无机杂化紫外吸收材料。

具体地，作为其中一种具体的实施方式，所述有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法包括：

1)将多元醇、钛酸酯与硅酸酯在三口烧瓶中混合均匀，搅拌状态下进行酯交换反应，接上蒸馏装置，通氮气保护，反应温度介于80～180℃，反应时间介于2～10小时，酯交换反应的转化率介于60％～80％；

2)将步骤1)反应后的装置接上水泵或油泵进行减压蒸馏使酯交换反应进行的更完全，控制体系真空度在0.01～5KPa，反应温度介于170～230℃，反应时间介于0.5～5小时，酯交换反应的转化率大于90％。

根据本申请的又一个方面，提供了上述任一项所述的有机-无机杂化紫外吸收材料、根据上述任一项所述的方法制备得到的有机-无机杂化紫外吸收材料中的至少一种在紫外吸收和/或紫外防护中的应用。

该有机-无机杂化紫外吸收材料具有优异的热稳定性，高透明度和紫外吸收性能，适用于较高透明度要求的紫外吸收和/或紫外防护应用环境。

该应用领域包括但不限于用于工程中的紫外吸收防护、化妆品中的紫外吸收防护、纺织品中的紫外吸收防护。

本申请中，“C₁～C₈、C₁～C₄”均指基团中所包含的碳原子数。

本申请中，“烷基”是由烷烃化合物分子上失去任意一个氢原子所形成的基团。

本申请中，“烃类化合物”烃类化合物包括烷烃化合物(直链烷烃、支链烷烃和环烷烃)、烯烃化合物、炔烃化合物和芳烃化合物。如甲苯失去苯环上甲基对位的氢原子所形成的对甲苯基，或者甲苯失去甲基上任意一个氢原子形成的苄基等。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本申请所提供的有机-无机杂化紫外吸收材料，透明度高，热稳定好，制备简单，易于成膜覆盖在需要进行紫外防护的材料表面，在UV-B波段有较强的吸收，可以有效防止皮肤或相关材料在紫外线照射下发红与老化。

2)本申请所提供的有机-无机杂化紫外吸收材料合成方法，在合成过程中不需要额外使用有机溶剂，反应副产品为高纯度乙醇，具有较大的经济性，绿色高效环保。

附图说明

图1为本申请实施例2中所得有机-无机杂化紫外吸收材料6#的热重图谱；

图2为本申请实施例1中所得有机-无机杂化紫外吸收材料1#的紫外吸收光谱；

图3为本申请实施例1中所得有机-无机杂化紫外吸收材料5#的硅核磁共振谱；

图4为本申请实施例1中所得有机-无机杂化紫外吸收材料5#的碳核磁共振谱。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。

本申请的实施例中分析方法如下：

采用TA Instruments公司生产，型号为TA Q-600的热重分析仪进行热重分析。

采用VARIAN公司生产，型号为CARY-5000的紫外-可见光光谱仪进行紫外吸收光谱分析。

采用Bruker公司生产的型号为Bruker Avancelll的固体核磁共振仪器，对合成的有机-无机杂化紫外吸收材料进行硅和碳核磁共振表征。

本申请的实施例中酯交换反应的转化率算如下：

根据反应过程中馏出的副产品醇类的摩尔数n，确定参与酯交换反应中参与反应的基团数为n，反应原料中钛酸酯和硅酸酯的摩尔数总和为m，则酯交换反应的转化率为n:4m。

根据本申请的一种实施方式，有机-无机杂化紫外吸收材料选自如下通式所示的聚合单元：

[Ti_a(RO_x)_4/x Si_(1-a)]_n 式I

其中，0＜a≤0.5，RO_x为有机多元醇R(OH)_x失去OH上的H所形成的基团，R选自烃类化合物失去x个氢原子所形成的基团中的一种，x≥2；

n＝2～30。

可选地，式I中所述x为2、3或4。

可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料选自如下分子式：

[Ti_a(RO_x)_4/x Si_(1-a)]_n；

其中0＜a≤0.5；RO_x为有机多元醇，x≥2，优选2、3、4。

可选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料的合成方法包括以下步骤：

a)将多元醇、钛酸酯与硅酸酯在三口烧瓶中混合均匀，搅拌状态下进行酯交换反应，接上蒸馏装置，通氮气保护，反应温度介于80～180℃，反应时间介于2～10小时，酯交换反应的转化率介于60％～80％；

b)将步骤a)反应后的产物，置于反应器中并接上水泵或油泵进行减压蒸馏，使酯交换反应进行的更完全，控制体系真空度在0.01～5KPa，反应温度介于170～230℃，反应时间介于0.5～5小时，酯交换反应的转化率大于90％。

可选地，所述步骤a)中的钛酸酯类和硅酸酯类通式为M(OR)n，其中M为Ti和Si；R为烷基基团；选自钛酸四乙酯，钛酸四丁酯，钛酸四异丙酯、钛酸四己酯、钛酸四异辛酯，正硅酸甲酯、硅酸四乙酯、硅酸四丙酯、硅酸四丁酯中的至少一种。

可选地，所述步骤a)中的多元醇选自乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二甲醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的至少一种。

可选地，所述步骤a)中硅与钛酸酯与多元醇具有如下摩尔配比：

M(OR)_n/R-(OH)_x＝(0.8～1.2)x/n，n＝2～30，x≥2，M为Ti和/或Si。

可选地，所述步骤a)中反应是在氮气保护条件下进行，反应温度介于80～180℃，反应时间介于2～6小时。

可选地，所述步骤b)是在减压蒸馏条件下进行，控制体系真空度在1～5KPa。

实施例1

在实施例1中，具体的配料过程如下：

1#样品的制备：

在三口烧瓶中加入80.76g PEG-200、38.4g正硅酸乙酯和1.76g钛酸四乙酯，接上蒸馏装置，在搅拌状态，氮气保护条件下升温至175℃，反应4小时。此过程中有大量的乙醇蒸馏出来，酯交换反应的转化率为75％；然后接上抽真空装置，在减压蒸馏条件下进行反应，控制体系真空度在1KPa，并升温至200℃，反应一小时后，停止反应，自然降温至室温后，取出样品，标记为1#，酯交换反应的转化率为93％。

2#样品的制备：

与1#样品的制备类似，区别之处在于：在氮气保护下，升温至180℃，反应2小时。

3#样品的制备：

与1#样品的制备类似，区别之处在于：在氮气保护下，升温至80℃，反应10小时。

4#样品的制备：

与1#样品的制备类似，区别之处在于：控制体系真空度为0.01KPa，升温至230℃，反应0.5小时。

5#样品的制备：

与1#样品的制备类似，区别之处在于：控制体系真空度为0.5KPa，升温至170℃，反应5小时。

2#～5#样品的制备过程中，减压蒸馏之前酯交换反应的转化率介于60％～80％；减压蒸馏后酯交换反应的转化率大于90％。

实施例2

在实施例2中，具体的配料过程如下：

6#样品的制备：

在三口烧瓶中加入80.76g PEG-200、38.4g正硅酸乙酯和3.52g钛酸四乙酯，接上蒸馏装置，在搅拌状态，氮气保护条件下升温至150℃，反应6小时。此过程中有大量的乙醇蒸馏出来，酯交换反应的转化率为77％；然后接上抽真空装置，在减压蒸馏条件下进行反应，控制体系真空度在2KPa，并升温至180℃，反应一小时后，停止反应，自然降温至室温后，取出样品，标记为6#，酯交换反应的转化率为92％。

7#样品的制备：

与6#样品的制备类似，区别之处在于PEG-200替换为对苯二甲醇，加入量为55.79；正硅酸乙酯替换为正硅酸甲酯，加入量为28.1g；钛酸四乙酯替换为钛酸四丁酯，加入量为5.2g。

8#样品的制备：

与6#样品的制备类似，区别之处在于PEG-200替换为1，4-环己二醇，加入量为46.91g；正硅酸乙酯替换为硅酸四丙酯，加入量为48.7g；钛酸四乙酯替换为钛酸四异丙酯，加入量为4.38g。

9#样品的制备：

与6#样品的制备类似，区别之处在于PEG-200替换为1，6-己二醇，加入量为47.71g；正硅酸乙酯替换为硅酸四丁酯，加入量为29.5g；钛酸四乙酯替换为钛酸四己酯，加入量为6.2g。

10#样品的制备：

与6#样品的制备类似，区别之处在于钛酸四乙酯替换为钛酸四异辛酯，加入量为8.3g。

实施例3

在实施例3中，具体的配料过程如下：

11#样品的制备：

在三口烧瓶中加入36.39g丁二醇、38.4g正硅酸乙酯和1.76g钛酸四乙酯，接上蒸馏装置，在搅拌状态，氮气保护条件下升温至120℃，反应8小时。此过程中有大量的乙醇蒸馏出来，酯交换反应的转化率为73％；然后接上抽真空装置，在减压蒸馏条件下进行反应，控制体系真空度在1KPa，并升温至220℃，反应一小时后，停止反应，自然降温至室温后，取出样品，酯交换反应的转化率为96％。

实施例4紫外吸收测试

对实施例1至实施例3中制备的1#～11#样品进行紫外吸收测试，具体如下：

将1#～11#样品分别涂覆在高透光的石英片上(涂覆量为0.002g/cm²)，空白组为相同的不涂覆的高透光石英片，用Varian Cary 5000型紫外-可见光分光光度计在200-800nm范围内扫描。

结果显示，1#～11#样品均对UVB波段的紫外光具有较强的吸收能力，可见光区透过率高：对275～320nm波段光的吸收率≥99％；对350nm～500nm波段的吸收率分布在30％至90％之间；对500nm～800nm波段的吸收率≤10％。并且，随着样品涂覆量的增大，紫外吸收能力明显提升，不影响可见光区透过率。

典型代表如1#样品，其200-800nm的吸收光谱图如图2所示。2#～11#样品的吸收光谱图与图2类似。

实施例5热重分析

对实施例1至实施例3中制备的1#～11#样品进行热重分析，分析条件为：采用10℃/min的升温速率，升温至700℃，在氮气流速为100ml/min。

结果显示，1#～11#样品均具有较高的热稳定性，热分解起始温度均高于450℃。

以6#样品为典型代表，其热重图谱如图2所示。由图可以看出，6#样品在500℃时发生分解，合成出的有机-无机杂化紫外吸收材料具有较高的热分解温度：500℃。说明了本发明所述方法合成出的有机-无机杂化紫外吸收材料通过酯交换反应发生聚合，热稳定性良好。

2#～5#、7#～11#样品的热重图谱与图1类似。

实施例6核磁共振分析

对实施例1至实施例3中制备的1#～11#样品进行核磁共振分析，表征了样品的¹³C和²⁹Si核磁共振谱。

结果显示：1#～11#样品中，硅元素周围的化学环境，主要以硅氧四配位为主，与原料中的硅的化学位移相比有发生明显的迁移；碳元素周围的化学环境，主要以多元醇中的碳为主，同时原料中硅酸酯类和钛酸酯类中的烷基侧链上的碳元素的核磁共振强度明显降低。

以5#样品为典型代表，其²⁹Si和¹³C核磁共振谱分别如图3和图4所示。

从图3中可以看出，5#样品中硅元素周围的化学环境，主要以硅氧四配位为主，与原料中的硅的化学位移相比有发生明显的迁移，证明有机-无机杂化紫外吸收材料的形成，硅元素与多元醇相连接。

从图4中可以看出，5#样品中碳元素周围的化学环境，主要以多元醇中的碳为主，同时原料中硅酸酯类和钛酸酯类中的烷基侧链上的碳元素的核磁共振强度明显降低，充分说明原料中硅酸酯类和钛酸酯类中的烷基侧链发生断裂脱除，证明以多元醇为连接的有机-无机杂化紫外吸收材料的形成。

2#～4#、6#～11#样品的²⁹Si核磁共振谱与图3类似，2#～4#、6#～11#样品的¹³C核磁共振谱与图4类似。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims

1.一种有机-无机杂化紫外吸收材料，其特征在于，包括具有如式I所示化学式的化合物中的至少一种：

[Ti_a(RO_x)_4/x Si_(1-a)]_n 式I

2.根据权利要求1所述的有机-无机杂化紫外吸收材料，其特征在于，式I中的x为2、3或4，n＝2～30；

式I中R选自C₁～C₈的烃类化合物失去x个氢原子所形成的基团中的一种；

优选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料的热分解起始温度高于450℃；

优选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料对275～320nm波段光的吸收率≥99％；

优选地，所述有机-无机杂化紫外吸收材料对350nm～500nm波段的吸收率分布在30％至90％之间；

所述有机-无机杂化紫外吸收材料对500nm～800nm波段的吸收率≤10％。

3.一种有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法，其特征在于，包括：

由含有硅酸酯、钛酸酯和多元醇的原料进行酯交换反应获得所述有机-无机杂化紫外吸收材料。

4.根据权利要求3所述的有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法，其特征在于，所述钛酸酯选自具有式II所示化学式的化合物中的至少一种：

其中，R¹，R²，R³，R⁴独立地选自C₁～C₁₀的烷基；

优选地，所述钛酸酯选自钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四己酯、钛酸四异辛酯中的至少一种；

优选地，所述硅酸酯选自具有如式III所示化学式的化合物中的至少一种：

其中，R⁵，R⁶，R⁷，R⁸独立地选自C₁～C₄的烷基；

优选地，所述硅酸酯选自正硅酸甲酯、硅酸四乙酯、硅酸四丙酯、硅酸四丁酯中的至少一种；

优选地，所述多元醇选自具有如下式所示化学式的化合物中的至少一种：R(OH)_x，其中，R选自烃类化合物失去x个氢原子所形成的基团中的一种，x≥2；

优选地，所述多元醇选自乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二甲醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇或山梨醇中的至少一种；

优选地，所述多元醇、所述钛酸酯和所述硅酸酯的摩尔比满足：

(钛酸酯+硅酸酯)：多元醇＝(0.8～1.2)x：4；

钛酸酯：硅酸酯＝0.01～1；

其中，x为每摩尔多元醇中含有的羟基摩尔数；

5.根据权利要求4所述的含钛介孔材料MCM-41的制备方法，其特征在于，所述硅酸酯、钛酸酯的摩尔比满足：

钛酸酯：硅酸酯＝0.005～0.1；

其中，所述硅酸酯和钛酸酯的摩尔数均以物质自身的摩尔数计。

6.根据权利要求3所述的有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法，其特征在于，所述酯交换反应的条件为：在非活性气氛下，80～180℃反应2～10小时。

7.根据权利要求6所述的有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法，其特征在于，所述非活性气氛包括氮气、氦气、氩气、氖气中的至少一种。

8.根据权利要3所述的有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法，其特征在于，所述酯交换反应的反应时间为2～6小时；

优选地，所述酯交换反应还包括在减压蒸馏条件下进行所述酯交换反应的步骤；所述减压蒸馏的条件为：在真空度为0.01～5KPa的条件下，于170～230℃反应0.5～5小时。

9.根据权利要3所述的有机-无机杂化紫外吸收材料的制备方法，其特征在于，包括：

10.权利要求1至2任一项所述的有机-无机杂化紫外吸收材料、根据权利要求3至9中任一项所述的方法制备得到的有机-无机杂化紫外吸收材料中的至少一种在紫外吸收和/或紫外防护中的应用。