涂敷有二氧化鈦的介孔二氧化硅復合粉體及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及涂敷有二氧化鈦的介孔二氧化硅復合粉體及其制造方法，更具體地， 涉及紫外線阻隔劑擔載于二氧化硅的介孔且在二氧化硅上具有二氧化鈦涂敷層的介孔二 氧化硅復合粉體及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 1992年，美孚公司的研究組發表了被稱為M41S的具有均勻且整齊排列的介孔和 高表面積的介孔（mesoporous)二氧化娃的合成。之后，除了這種介孔二氧化娃物質之外， 對具有多種骨架和特性的介孔過渡金屬氧化物的關注度處于一直增加的趨勢。尤其，二氧 化鈦（Titanium dioxide)具有寬的帶隙，由此具有可吸收紫外線的特性，因此作為紫外線 阻隔劑的材料受到矚目。但是，二氧化鈦因其表面特性而不能由有機/無機物質包裹最外 圍，因而存在浸滲于內部的有機/無機紫外線阻隔物質有可能洗脫的缺點。
[0003] 并且，在以往的紫外線阻隔劑的成分中，試圖以使用時可提高涂抹性的體質顏料 或在孔隙內使有機物穩定的用途來利用二氧化硅，但在二氧化硅的情況下，存在紫外線阻 隔性不高的缺點。
【發明內容】
[0004] 為了解決如上所述的問題，本發明的目的在于，提供如下的介孔二氧化硅復合粉 體，利用制造方法簡單且具有孔隙的調節范圍寬的介孔的球形二氧化硅，在其內擔載紫外 線阻隔劑，并在其上涂敷紫外線阻隔性能優異的二氧化鈦，從而防止擔載的紫外線阻隔劑 的洗脫現象，且覆蓋力優異，并具有高紫外線阻隔能力和穩定性。
[0005] 為了解決如上所述的目的，本發明提供一種介孔二氧化硅復合粉體，其中，包括介 孔二氧化硅分子篩和在上述二氧化硅分子篩上的二氧化鈦（TiO 2)涂敷層。
[0006] 本發明的一實施例中，還可包含擔載于上述二氧化硅分子篩內的紫外線阻隔劑。
[0007] 本發明的一實施例中，上述介孔二氧化硅分子篩可以具有直徑為2?50nm的孔 隙。
[0008] 本發明的一實施例中，上述紫外線阻隔劑可以為選自三嗪、三嗪酮（ΗΞΚψ芒）、 肉桂酸鹽、水楊酸酯和二苯甲酮中的一種以上。
[0009] 本發明的一實施例中，上述復合粉體的二氧化鈦涂敷層的平均厚度可以為10? 50nm〇
[0010] 本發明的一實施例中，相對于復合粉體總重量,可擔載1. 〇?30重量％的上述紫 外線阻隔劑。
[0011] 并且，本發明提供介孔二氧化硅復合粉體的制造方法，其中，包括：在紫外線阻隔 劑溶液中浸滲介孔二氧化硅分子篩而使紫外線阻隔劑擔載于二氧化硅分子篩內的步驟；以 及在二氧化鈦前體溶液中浸滲擔載有上述紫外線阻隔劑的二氧化硅，由二氧化鈦涂敷二氧 化硅表面的步驟。
[0012] 本發明的一實施例中，上述制造方法在擔載紫外線阻隔劑之前還可包括：制造介 孔二氧化硅分子篩的步驟；對上述介孔二氧化硅分子篩進行煅燒處理的步驟；以及將紫外 線阻隔劑與溶劑進行混合的步驟。
[0013] 本發明的一實施例中，上述制造方法在涂敷二氧化鈦的步驟之后，還可包括對由 上述二氧化鈦涂敷的擔載有紫外線阻隔劑的二氧化硅進行干燥的步驟。
[0014] 本發明的一實施例中，上述介孔二氧化硅分子篩可以是混合含硅的醇鹽化合物和 有機溶劑而制造的。
[0015] 本發明的一實施例中，上述介孔二氧化硅分子篩可以具有直徑為2?50nm的孔 隙。
[0016] 本發明的一實施例中，上述紫外線阻隔劑可以為選自三嗪、三嗪酮、肉桂酸鹽、水 楊酸酯和二苯甲酮中的一種以上。
[0017] 本發明的一實施例中，上述介孔二氧化硅分子篩和紫外線阻隔劑溶液的混合比例 以重量比計可以為5:1?10:1。
[0018] 本發明的一實施例中，上述紫外線阻隔劑溶液的溶劑可以為選自蒸餾水、乙醇、丙 酮和乙腈中的一種以上。
[0019] 本發明的一實施例中，相對于復合粉體總重量，可擔載I. 0?30重量％的上述紫 外線阻隔劑。
[0020] 本發明的一實施例中，上述二氧化鈦前體可以為選自四異丁氧基鈦（叫呌巖 (VI)叫仝早和四異丙氧基鈦（巳|呌巖（VI)叫仝三旦中的一種以上。
[0021] 與現有的二氧化鈦的合成方法相比，本發明的涂敷有二氧化鈦的介孔二氧化硅復 合粉體不大量使用前體溶液，因此經濟，且利用溶膠-凝膠方法的二氧化鈦粒子的合成不 易控制反應，從而在以多種形態和大小進行合成方面受限制，但在本發明中，先制造能夠調 節形態和大小的二氧化硅粒子，并在其上形成二氧化鈦膜，從而具有寬區域的紫外線阻隔 性能和優異的紫外線阻隔性能。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明一實施例的介孔二氧化硅復合粉體的制造工序的示意圖。
[0023] 圖2和圖3是示出本發明的一實施例的介孔二氧化硅復合粉體的在液氮溫度下取 得的氮的吸附-脫附等溫線的曲線圖。
[0024] 圖4是本發明的一實施例的介孔二氧化硅復合粉體的掃描電子顯微鏡和EDX (能 量色散X射線光譜儀（Energy Dispersive X-ray)，牛津（oxford)公司）數據。
[0025] 圖5是本發明的一實施例的介孔二氧化硅復合粉體的透射電子顯微鏡照片。
[0026] 圖6是本發明的一實施例的介孔二氧化硅復合粉體的UV光譜。
【具體實施方式】
[0027] 以下，為了使本發明所屬技術領域的普通技術人員能夠容易實施本發明，對本發 明的優選實施例進行詳細說明。
[0028] 本發明提供包括介孔二氧化硅分子篩和在上述二氧化硅分子篩上的二氧化鈦 (TiO2)涂敷層的介孔二氧化硅復合粉體。本發明一實例中還可包含擔載于上述二氧化硅分 子篩內的紫外線阻隔劑。
[0029] 并且，本發明提供介孔二氧化硅復合粉體的制造方法，其中，包括：在紫外線阻隔 劑溶液中浸滲介孔二氧化硅分子篩而使紫外線阻隔劑擔載于二氧化硅分子篩內的步驟；以 及在二氧化鈦前體溶液中浸滲擔載有上述紫外線阻隔劑的二氧化硅，由二氧化鈦涂敷二氧 化硅表面的步驟。
[0030] 以下，對本發明的介孔二氧化硅復合粉體的制造方法進行更具體的說明。
[0031] 首先，在紫外線阻隔劑溶液中浸滲介孔二氧化硅分子篩，使紫外線阻隔劑擔載于 二氧化硅分子篩的孔隙內。
[0032] 上述介孔二氧化硅分子篩可以是混合含硅的醇鹽化合物和有機溶劑來制造的。
[0033] 上述含硅的醇鹽化合物只要是具有烷氧基的硅烷系化合物，就不受特別的限制， 可以為原硅酸四烷基酯（Bjl亙己卜曾智晉義 (ortho) 召己I刊叫亙）或四尾原硅酸酯（Ell亙己卜 Efi晉義召己丨刊叫H )。
[0034] 作為上述有機溶劑，只要是在本領域中使用的普通的有機溶劑，就不受特別的限 制。
[0035] 例如，介孔二氧化硅分子篩可通過如下方法制造，S卩，在水（H2O)中放入作為二氧 化硅的前體的含硅的醇鹽化合物，并在恒溫槽內進行攪拌后，在常溫條件下進行冷卻，再使 生成物沉淀，進行過濾，利用乙醇洗滌2?3次后，在40°C干燥24小時。
[0036] 上述介孔二氧化硅分子篩可以具有直徑為2?50nm的孔隙。一方面可以為2? 10nm，也可以為2?5nm。這是因為，若孔隙小于2nm，則不能浸滲紫外線阻隔劑，從而不能 制造有機復合物質和無機復合物質，若大于50nm，則降低孔隙的吸附能力，從而不能堅固地 固定被浸滲的紫外線阻隔劑。
[0037] 其次，可對制造的上述介孔二氧化硅分子篩進行煅燒處理。上述煅燒處理只要是 公知的方法，就不受特別的限制，可通過該煅燒處理全部去除二氧化硅分子篩內部存在的 表面活性劑。
[0038] 并且，將紫外線阻隔劑和溶劑進行混合來準備紫外線阻隔劑溶液。
[0039] 作為上述紫外線阻隔劑，只要是公知的具有紫外線阻隔性能的物質，就不受特別 的限制，且包含有機紫外線阻隔劑和無機紫外線阻隔劑。一方面，上述紫外線阻隔劑可以為 選自三嗪、三嗪酮、肉桂酸鹽、水楊酸酯和二苯甲酮中的一種以上。另一方面，上述紫外線阻 隔劑也可以為三嗪，且可使用雙 _乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪（Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine)(天來施（TinOSOrb ) ? )，但并不局限于此。
[0040] 上述紫外線阻隔劑溶液的溶劑可以為選自蒸餾水、乙醇、丙酮和乙腈中的一種以 上，一方面，可以為丙酮，但并不特別限定于此。
[0041] 以重量比5:1?10:1的混合比例浸滲上述介孔二氧化硅分子篩和紫外線阻隔劑 溶液，使紫外線阻隔劑擔載于介孔二氧化硅分子篩的孔隙內。
[0042] 這是因為，若紫外線阻隔劑溶液的重量比大于上述范圍，則在孔隙內不能浸滲的 溶液有可能殘留為殘留溶劑，若紫外線阻隔劑溶液的重量比小于上述范圍，則存在未浸滲 的孔隙，使得效率下降。
[0043] 一方面，上述浸滲法（incipient wetness method)可在常溫條件下實施。
[0044] 其次，在二氧化鈦前體溶液中浸滲擔載有上述紫外線阻隔劑的二氧化硅，由二氧 化鈦涂敷二氧化硅表面。
[0045] 上述二氧化鈦前體只要是含鈦有機化合物，就不受特別的限制，可以為選自四異 丁氧基欽和四異丙氧基欽中的一種以上。
[0046] 涂敷于上述二氧化硅表面的二氧化鈦涂敷層的平均厚度可以為10?50nm。若平 均厚度小于l〇nm，則不能