光敏变色类玛雅蓝颜料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光敏变色类玛雅蓝颜料的制备方法，首先将光敏变色染料大分子溶于水或有机溶剂中；然后加入预处理过的凹凸棒石室温吸附0.5~24 h；研磨做辅助工序；随后加入硅类化合物和催化剂，在室温至80℃反应2~48h；接着冷却至室温过滤、洗涤；最后90~250℃干燥2~10h得到光敏变色类玛雅蓝颜料。与其它光敏变色染料及变色颜料相比，本发明专利技术方法制备的光敏变色类玛雅蓝颜料在具有优异变色性能的同时，还有良好的耐酸碱、耐溶剂和耐光热稳定性等性能，此外还可实现在水中良好的悬浮性，在工业、建筑、服装、军事、印刷等领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，首先将光敏变色染料大分子溶于水或有机溶剂中；然后加入预处理过的凹凸棒石室温吸附0.5~24 h；研磨做辅助工序；随后加入硅类化合物和催化剂，在室温至80℃反应2~48h；接着冷却至室温过滤、洗涤；最后90~250℃干燥2~10h得到光敏变色类玛雅蓝颜料。与其它光敏变色染料及变色颜料相比，本专利技术方法制备的光敏变色类玛雅蓝颜料在具有优异变色性能的同时，还有良好的耐酸碱、耐溶剂和耐光热稳定性等性能，此外还可实现在水中良好的悬浮性，在工业、建筑、服装、军事、印刷等领域具有广阔的应用前景。【专利说明】
本专利技术涉及一种光敏变色颜料的制备方法，更具体地说是涉及由凹凸棒石、光敏 变色染料和硅类化合物制备光敏变色类玛雅蓝颜料的方法，属于天然纳米非金属矿深加工 及相关新材料制备
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技术介绍
颜色在紫外光/可见光照射下可发生可逆转化的一类变色颜料，称为光敏变色颜 料，广泛应用于工业、建筑、服装、军事、印刷等领域。光敏变色的原因是光敏变色的染料分 子存在两种不同的形式，这两种形式具有不同的吸收光谱，因此在光辐射下可实现可逆转 化，从而展现出不同的颜色。目前，光敏变色染料及光敏变色颜料存在的主要问题是耐光热 稳定性不佳、在水溶液中悬浮性差等。 近年来，关于提高光敏变色染料及光敏变色颜料稳定性及悬浮性的技术方法研宄 较少。专利CN101200605A中，以天然云母薄片为基质，在此基片的表面交替包覆多层金 属氧化物制备多层变色颜料，提高其耐候性。专利CN103757938中，将螺噁嗪化合物溶于 有机助剂，制备一种螺噁嗪类光致变色印花色浆组合物，以提高光变染料的稳定性。专利 CN1482181中，在螺环类光致变色染料中添加增稠剂、生物胶、芒硝等助剂提高其悬浮性。上 述专利都存在制备过程复杂，应用范围窄，制得的光敏变色复合物综合稳定性仍不理想等 诸多问题。 玛雅蓝具有艳丽的色彩和持久的稳定性。研宄表明，玛雅蓝是由凹凸棒石混合了 一种来自植物的靛蓝成分形成的。类玛雅蓝颜料指的是稳定性可与玛雅蓝相媲美的一类黏 土矿物颜料，如凹凸棒石与甲基红制得的玛雅红、与骨螺紫作用得到的玛雅紫等，都具有良 好的稳定性。为此，以凹凸棒石为基质引入光敏变色染料，探索光敏变色类玛雅蓝颜料的制 备技术对于提高光敏变色染料的稳定性及在水中的悬浮性具有重要的应用意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种，通过该方法制 备的光敏变色类玛雅蓝颜料在紫外光/可见光照射下可实现可逆的颜色变化，同时色泽均 匀，稳定性强，此外还具有优异的水相悬浮稳定性，拓展了该类复合颜料的应用领域。 本专利技术的原理是：利用凹凸棒石在水或溶剂中对阳离子光敏变色染料的很强的吸 附能力，促进光敏变色染料分子与凹凸棒石的有效结合，再经过凹凸棒石沸石水的置换作 用，使光敏变色染料分子有效进入并固定在凹凸棒石内部孔道中或键合在凹凸棒石棒晶的 表面，改善纳米复合颜料的色泽稳定性，同时，利用凹凸棒石的屏蔽作用及光敏变色染料分 子与凹凸棒石及硅类化合物间的相互作用改善其在水中的悬浮性。 本专利技术的技术解决方案是：首先将光敏变色染料大分子溶于水或有机溶剂中；然 后加入预处理过的凹凸棒石室温吸附0. 5~24 h ;研磨做辅助工序；随后加入硅类化合物和 催化剂，在室温至80°C反应2~48h ;接着冷却至室温过滤、洗涤；最后90~250°C干燥2~10h， 得到光敏变色类玛雅蓝颜料。 其中，所述的凹凸棒石预处理方法有：1)质量百分浓度为1%_5%的浓硫酸处理 2-24h，水洗至离心后上清液呈中性；2) 300°C热处理4-24h ;3)质量百分比为3%的硫酸铝 离子交换2-8h ;4) 10-90MPa下进行高压均质。 其中，所述的光敏变色染料大分子为碱性红18、螺、N-羟乙基-3, 3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃、5-氯-1，3-二 氢-1，3,3-三甲基螺 (1，4)噁嗪]、1，3_ 二氢-1，3,3-三 甲基螺 (1，4)噁嗪]、5-甲氧基-1，3, 3-三甲基螺萘并吡喃]中的一种，光敏变色染料用量为凹凸棒石质量的 0. 1~12%〇 其中，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、二甲亚砜、氯仿、二氯甲烷、甲苯、水中 的一种。 其中，所述的硅类化合物为硅酸钠、硅酸钾、水玻璃、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基 硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅 烷及它们的甲氧基和氯代硅烷中的一种，其用量为凹凸棒石质量的0. 1~5%。 其中，所述的催化剂为氨水、乙二胺、三乙胺、硫酸、硝酸、盐酸、醋酸、草酸、甲 酸、苯磺酸、胺、亚硫酸氢钠、硼氢化钠或金属氧化物中的一种，催化剂为凹凸棒石质量的 0· 1%~2%〇 与普通光敏变色染料及其他光敏变色颜料相比，本专利技术在保持光敏变色染料优异 变色性能的同时，还具有以下优点： 1、 在制备阶段加入凹凸棒石，利用凹凸棒石孔道结构的屏蔽作用可得到性能更稳定的 光敏变色类玛雅蓝颜料； 2、 在制备阶段加入凹凸棒石，并且后续进行硅烷改性，利用凹凸棒石、光敏变色染料、 硅烷水解缩合产物三者间的相互作用可提高其在水中悬浮性； 3、 在制备阶段对凹凸棒石进行预处理，可增大其吸附容量，改善产物的悬浮性和分散 性。 4、在制备阶段加入溶剂进行研磨，有利于光敏变色染料分子进入凹凸棒石的孔 道，溶剂对粗产物进行洗涤可以去除粗产物中的游离染料和硅类化合物。 5、将光敏变色染料分子溶解在水或有机溶剂中，再用凹凸棒石进行吸附，得到的 产物反应均一、充分。 【具体实施方式】 以下通过具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，本专利技术技术方案不局限于列举 的具体实施例。 光敏变色类玛雅蓝颜料的变色性能的评估中：所用光源为氙气灯，辅以滤光片，紫 外光波长为365nm，福射时间为2~30min，可见光波长为570nm，福射时间为10~60min〇 实施例1:将0. 2g碱性红18溶解于IOOmL水溶液中，在搅拌条件下，加入经质量 百分比浓度5%硫酸处理的IOg凹凸棒石室温吸附24h，再加入0. 2g正娃酸乙酯和0. 5mL氨 水，升温至80°C继续反应6h，冷却至室温后过滤，蒸馏水洗涤，90°C干燥3h得产物。 以氙灯做光源，辅以滤光片，制得的该光敏变色类玛雅蓝颜料具有在紫外光 (365nm)照射下颜色从红色到无色，80°C下颜色从无色到红色的可逆转化，产物稳定性见表 1〇 实施例2:将0. Ig螺溶解于 IOOmL丙酮中，在搅拌条件下，加入经300°C处理的IOg凹凸棒石室温吸附2h，研磨30min， 再加入50mL乙醇、0. 2g娃酸钾和2mL乙二胺，室温继续反应15h，冷却至室温后过滤，丙酮 洗涤，90°C干燥3h得到产物。 以氙灯做光源，辅以滤光片，制得的该光敏变色类玛雅蓝颜料具有在紫外光 (365nm)照射下颜色从无色到红色，可见光（570nm)下颜色从红色到无色的可逆转化，产物 稳定性见表1。 实施例3:将0. Ig，羟乙基-3, 3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃溶解于IOOmL乙 醇中，在搅拌条件下，加入经质量百本文档来自技高网...

【技术保护点】
光敏变色类玛雅蓝颜料的制备方法，其特征是：首先将光敏变色染料大分子溶于水或有机溶剂中，然后加入预处理过的凹凸棒石室温吸附0.5~24 h；研磨做辅助工序；随后加入硅类化合物和催化剂，在室温至80℃反应2~48h；接着冷却至室温过滤、洗涤；最后90~250℃干燥2~10h得光敏变色类玛雅蓝颜料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊平，张玉洁，王爱勤，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32