一种水溶性紫外吸收剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于紫外线吸收剂技术领域，具体涉及一种水溶性紫外吸收剂及其制备方法和应用。

背景技术

紫外线吸收剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。高分子化合物在日光和荧光下，因紫外线的作用，产生自动氧化反应，导致高分子化合物发生降解，进而使外观及性能发生劣化。加入紫外线吸收剂后可选择性地吸收这种高能量的紫外线，使之变成无害的能量而释放或消耗。紫外线吸收剂已经广泛应用于涂料、塑料、防晒化妆品等领域。

传统的紫外吸收剂主要为油溶性紫外吸收剂，在水性涂料中容易发生团聚，导致对紫外光的吸收效果降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性紫外吸收剂及其制备方法和应用，本发明提供的水溶性紫外吸收剂，在不降低紫外光吸收效果的基础上提高了油溶性紫外线吸收剂的水溶性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种水溶性紫外吸收剂，以质量百分含量计，包括以下组分：

优选的，所述亲水助溶剂包括乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚和二乙二醇丁醚中的一种或几种。

优选的，所述乳化剂包括异构十醇乙氧基化物和/或异构十三醇乙氧基化物。

优选的，所述油溶性紫外吸收剂包括水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂、三嗪类紫外吸收剂和葵二酸类紫外吸收剂中的一种或几种。

优选的，所述疏水助溶剂包括二丙二醇丁醚和/或丙二醇丁醚。

本发明还提供了上述技术方案所述的水溶性紫外吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

将亲水助溶剂和乳化剂第一混合，得到第一混合液；

将油溶性紫外吸收剂和疏水助溶剂第二混合，得到第二混合液；

将所述第二混合液和所述第一混合液第三混合，加热，得到第三混合液；

将所述第三混合液和水第四混合，在加压条件下进行搅拌，得到所述水溶性紫外吸收剂。

优选的，所述第三混合包括：

在搅拌的条件下，将所述第二混合液滴加至所述第一混合液中；

所述搅拌的转速为400～800rpm；

所述滴加的速度为2～3kg/min。

优选的，所述加热的温度为50～60℃，保温时间为15～20min。

优选的，所述加压的压力为1.5～2MPa；

所述搅拌的转速为400～800rpm。

本发明还提供了上述技术方案所述的水溶性紫外吸收剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的水溶性紫外吸收剂在化妆品或水性涂料中的应用。

本发明提供了一种水溶性紫外吸收剂，以质量百分含量计，包括以下组分：亲水助溶剂1～5％；乳化剂4～8％；油溶性紫外线吸收剂50～70％；疏水助溶剂10～20％；余量水。在本发明中，乳化剂在亲水性助溶剂的作用下，能够形式稳定的亲水性乳化体系；疏水性助溶剂和油溶性紫外吸收剂相结合，能够提高油溶性紫外吸收剂在乳化体系中的分散程度，在不破坏紫外吸收剂本身结构的基础上，使得亲水性的乳化剂能够均匀的包覆在油溶性紫外吸收剂的表面，进而实现在不降低紫外光吸收效果的基础上提高油溶性紫外线吸收剂的水溶性。

具体实施方式

本发明提供了一种水溶性紫外吸收剂，以质量百分含量计，包括以下组分：

在本发明中，若无特殊说明，所有组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。

以质量百分含量计，本发明提供的水溶性紫外吸收剂包括亲水助溶剂1～5％，进一步优选为2～4％，更优选为3％。在本发明中，所述亲水助溶剂优选包括乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚和二乙二醇丁醚中的一种或几种；当所述亲水助溶剂优选为上述选择中的两种以上时，本发明对具体物质的比例没有特殊的限定，采用任意比例混合均可。

以质量百分含量计，本发明提供的水溶性紫外吸收剂包括乳化剂4～8％，进一步优选为5～7％，更优选为6％。在本发明中，所述乳化剂优选包括异构十醇乙氧基化物和/或异构十三醇烷氧基化物。在本发明中，所述乳化剂的浊点优选为55～70℃。在本发明中，所述异构十三醇乙氧基化物进一步优选包括万华化学生产的WANOL IS1305乳化剂、WANOLIS1307乳化剂和WANOL IS1310乳化剂中的一种或几种。在本发明中，所述异构十醇烷氧基化物进一步优选包括万华化学生产的WANOL IS1005乳化剂、WANOL IS1007乳化剂和WANOLIS1009乳化剂中的一种或几种；当所述乳化剂优选为上述选择中的两种以上时，本发明对具体物质的比例没有特殊的限定，采用任意比例混合均可。

以质量百分含量计，本发明提供的水溶性紫外吸收剂包括油溶性紫外吸收剂50～70％，进一步优选为52～68％，更优选为55～60％。在本发明中，所述油溶性紫外吸收剂优选包括水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂、三嗪类紫外吸收剂和葵二酸类紫外吸收剂中的一种或几种；进一步优选包括UV-P紫外吸收剂、UV-O紫外吸收剂、UV-9紫外吸收剂、UV-531紫外吸收剂、UV-327紫外吸收剂、UV-328紫外吸收剂和UV-292紫外吸收剂中的一种或几种；当所述油溶性紫外吸收剂优选为上述选择中的两种以上时，本发明对具体物质的比例没有特殊的限定，采用任意比例混合均可。

以质量百分含量计，本发明提供的水溶性紫外吸收剂包括疏水助溶剂10～20％，进一步优选为12～18％，进一步优选为13～15％。在本发明中，所述疏水助溶剂优选包括二丙二醇丁醚和/或丙二醇丁醚。

本发明还提供了上述技术方案所述的水溶性紫外吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

将亲水助溶剂和乳化剂第一混合，得到第一混合液；

将油溶性紫外吸收剂和疏水助溶剂第二混合，得到第二混合液；

将所述第二混合液和所述第一混合液第三混合，加热，得到第三混合液；

将所述第三混合液和水第四混合，在加压条件下进行搅拌，得到所述水溶性紫外吸收剂。

本发明将亲水助溶剂和乳化剂第一混合，得到第一混合液。

本发明对所述第一混合的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中，通过第一混合，能够得到稳定的亲水性的乳化液体系。

本发明将油溶性紫外吸收剂和疏水助溶剂第二混合，得到第二混合液。

本发明对所述第二混合的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，所述第一混合液和第二混合液的制备没有时间顺序的限制。

得到所述第一混合液和第二混合液后，本发明将所述第二混合液和所述第一混合液第三混合，加热，得到第三混合液。

在本发明中，所述第三混合优选包括：

在搅拌的条件下，将所述第二混合液滴加至所述第一混合液中。

在本发明中，所述搅拌的转速优选为400～800rpm，进一步优选为500～700rpm，更优选为600rpm。

在本发明中，所述滴加的速度优选为2～3kg/min。

在本发明中，所述加热的温度优选为50～60℃，进一步优选为52～58℃。更优选为53～55℃；保温时间优选为15～20min。在本发明中，所述加热在搅拌的条件下进行；所述搅拌的转速优选为400～800rpm。本发明对所述加热的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中，通过加热能够提高乳化剂的活性，使乳化剂达到最好的乳化效果。

在本发明中，通过采用滴加的方式将第二混合液滴加到第一混合液中，能够在紫外吸收剂的表面形成均匀的水性乳化剂包覆层，进而提高油溶性紫外吸收剂的水溶性。

得到所述第三混合液后，本发明将所述第三混合液和水第四混合，在加压条件下进行搅拌，得到所述水溶性紫外吸收剂。

在本发明中，所述第四混合优选包括：

在搅拌的条件下，将所述水滴加至所述第三混合液中。

在本发明中，所述滴加的速度优选为2～3kg/min。在本发明中，所述搅拌的转速优选为400-800rpm。

在本发明中，所述加压的压力优选为1.5～2MPa，进一步优选为1.6～1.9MPa，更优选为1.7～1.8MPa。

在本发明中，所述搅拌的转速优选为400～800rpm，进一步优选为500～700rpm，更优选为600rpm；时间优选为30min。在本发明中，通过在加压的条件下进行搅拌能够使乳化剂的包覆能力更强，不容易发生破乳。

本发明还提供了上述技术方案所述的水溶性紫外吸收剂或上述技术方案所述的制备方法制备得到的水溶性紫外吸收剂在化妆品或水性涂料中的应用。本发明对所述应用的具体实施方式没有人特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式进行即可。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种水溶性紫外吸收剂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将5kg乙二醇丁醚和5kgWANOL IS1005乳化剂混合，得到第一混合液；

将60kg UV1130紫外线吸收剂和15kg丙二醇丁醚混合，得到第二混合液；

在转速为500rpm下、将得到的第二混合液以2kg/min的滴加速度滴加至第一混合液中；然后在转速为500rpm、温度55℃下加热15min，得到第三混合液；

在转速为500rpm下、将15kg水以2kg/min的滴加速度滴加至第三混合液中，然后加压至1.5MPa，在转速为500rpm下搅拌30min，得到所述水溶性紫外吸收剂。

实施例2

将4kg二乙二醇丁醚和6kgWANOL IS1310乳化剂混合，得到第一混合液；

将将50kgUV328紫外线吸收剂和25kg二丙二醇丁醚混合，得到第二混合液；

在转速为500rpm下、将得到的第二混合液以2kg/min的滴加速度滴加至第一混合液中；然后在转速为500rpm、温度58℃下加热15min，得到第三混合液；

在转速为500rpm下、将15kg水以2kg/min的滴加速度滴加至第三混合液中，然后加压至1.5MPa，在转速为500rpm下搅拌30min，得到所述水溶性紫外吸收剂。

实施例3

将3kg二丙二醇甲醚和6kgWANOL IS1305乳化剂混合，得到第一混合液；

将将55kgUV292紫外线吸收剂和15kg二丙二醇丁醚混合，得到第二混合液；

在转速为500rpm下、将得到的第二混合液以2kg/min的滴加速度滴加至第一混合液中；然后在转速为500rpm、温度53℃下加热15min，得到第三混合液；

在转速为500rpm下、将21kg水以2kg/min的滴加速度滴加至第三混合液中，然后加压至1.5MPa，在转速为500rpm下搅拌30min，得到所述水溶性紫外吸收剂。

性能测试

测试例1

对实施例1～3得到的水溶性紫外吸收剂的储存稳定性进行测试；

将实施例1～3得到水溶性紫外吸收剂进行静置存放，6个月无分层，表明本发明提供的水溶性紫外吸收剂的储存稳定性良好。

测试例2

将实施例1～3得到水溶性紫外吸收剂应用到涂料中，进行耐候性能的测试：

将0.6g紫外吸收剂和99.4g水性丙烯酸白色面漆混合；制备涂料样板进行耐候性能的测试；

测试标准参照GB/T 1865-2009进行，选用不同光源包括(UVB-313、UVA-340或氙灯)，测试涂料的失光率、变色和粉化情况，得到的测试结果如表1～3所示；

表1实施例1得到的水溶性紫外吸收剂的耐候性能测试结果

表2实施例2得到的水溶性紫外吸收剂的耐候性能测试结果

表3实施例3得到的水溶性紫外吸收剂的耐候性能测试结果

从表1～3可以看出，本发明提供的水溶性紫外吸收剂均能有效提升漆膜的耐老化能力；可以确认成膜后，紫外线吸收剂的效果依然存在。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。