亲水性仿生热致变色体系制造技术

本发明专利技术公开亲水性仿生热致变色体系，包含热致变色染料和两种亲水性有机分子溶剂，并可实现微胶囊化，最终构建出随环境温度变化的亲水性仿生热致变色体系以及微胶囊化的热致变色颜料，变色温度在零下且可实现变色温度之上深色，变色温度之下浅色。该体系在传感检测、国防工业、航空航天等领域具有潜在的应用前景。航空航天等领域具有潜在的应用前景。航空航天等领域具有潜在的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
亲水性仿生热致变色体系


[0001]本专利技术属于变色材料
，更加具体地说，涉及一种新型亲水性仿生有机热致变色体系以及微胶囊化的有机热致变色颜料。

技术介绍

[0002]有机可逆热致变色材料具有变色区间窄、颜色组合自由、变色温度选择性大、变色明显、价格低廉等显著优势，已成为当前研究重点，其在军事伪装、变色涂料、防伪印刷、建筑以及日常生活等方面得到了广泛应用。目前有机可逆热致变色体系出现了两种技术，基于双稳态可逆热致变色材料技术，即具有两个变色温度的材料，在特定温度范围(两个变色温度之间)内能够存在两种颜色状态共存的情况，即一个温度可以对应两个颜色，通过调节温度可控可逆激发控制变色；基于单稳态温致变色材料的技术，即变色温度与消色温度基本一致，一个温度只对应一个颜色。但目前所有公开报道的有机可逆热致变色体系主要研究仍旧集中于变色温度都在室温甚至更高温度，且变色温度之上浅色，变色温度之下深色的体系，因此，这种变色现象在某些特定的领域具有一定的应用局限性。
[0003]目前研究比较多的有机可逆热致变色体系大部分是由电子给体，电子受体和溶剂组成的三组分体系，现有报道的该类体系的溶剂基本为油溶性长链醇类、醚类或酯类，例如1
‑
十八烷醇、1
‑
十二烷醇、单硬脂酸甘油酯、对氧化偶氮苯甲醚等，尚未见报道基于亲水性有机分子的有机热致变色体系。
[0004]CN110317472B中选用的相变材料为十四醇、十六醇、十烷酸、十四烷酸和十六烷酸；所选用的固体有机溶剂为大分子的醚类和酯类,有单硬脂酸甘油酯、单十八烷酸丙三醇酯、水杨酸苯酯、月桂酸甘油酯、对氧化偶氮苯甲醚制备了一种双稳态温致变色染料，变色温度在35℃
‑
55℃之间，变色温度难以调节，具有较大的应用局限性。CN108103582A 涉及一种低温可逆热致变色晶体材料,变色温度在40℃
‑
80℃，但仍呈现变色温度之上浅色，变色温度之下深色。CN110637076A涉及一种热致变色颜料组合物,提到一种新的体系，但该体系溶剂仍然为油溶性溶剂，且变色特点仍为常见的变色温度之上浅色，变色温度之下深色。CN104228385A中，使用多异氰酸酯及其预聚体微包裹隐性热敏染料形成微胶囊，利用不同微胶囊的软化温度来增大热敏层的显色温度范围。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，为了突破目前变色温度高，有机热致变色体系油溶性的特点，发展新的性能，拓展热致变色材料的应用范围。本专利技术以亲水性有机分子为主体，构建三元体系，最终开发出亲水性“仿生”有机热致变色体系，实现变色温度之上深色，变色温度之下浅色。
[0006]本专利技术的另一目的是将本专利技术的亲水性仿生有机热致变色体系包覆在微胶囊中，形成微胶囊化的热致变色颜料，从而对亲水性仿生有机热致变色体系起到良好的保护作用。
[0007]本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现。
[0008]亲水性仿生有机热致变色体系，由有机热致变色染料和两种亲水性有机分子溶剂组成，两种亲水性有机分子溶剂为烷基多元醇和醚，有机热致变色染料为荧烷类有机热致变色染料：
[0009]45
‑
85重量份的有机热致变色染料、1
‑
10重量份的烷基多元醇、5
‑
55重量份的醚。
[0010]优选，50
‑
75重量份的有机热致变色染料、2
‑
8重量份的烷基多元醇、10
‑
45重量份的醚。
[0011]更加优选，55
‑
70重量份的有机热致变色染料、3
‑
6重量份的烷基多元醇、20
‑
40重量份的醚。
[0012]荧烷类有机热致变色染料为1,3
‑
二甲基
‑6‑
二乙氨基荧烷(D
‑
5)、2
‑
苯氨基
‑3‑
甲基
‑6‑ꢀ
二乙基荧烷(ODB
‑
1)、2
‑
苯氨基
‑3‑
甲基
‑6‑
二丁基荧烷(ODB
‑
2)、3
‑
二乙氨基
‑6‑
甲基
ꢀ‑7‑
苯氨基荧烷(绿色素
‑
5)、2
‑
(2
‑4‑
二甲苯胺基)
‑3‑
甲基
‑6‑
二乙氨基荧烷(黑色素
‑
15)或者 1,2
‑
苯并
‑6‑
二乙基氨基荧烷。
[0013]烷基多元醇为乙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,6
‑
己二醇、1,7
‑
庚二醇、1,8
‑
辛二醇和1,9
‑
壬二醇或者1,10
‑
癸二醇。
[0014]醚为乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚或者二乙二醇二乙醚。
[0015]亲水性仿生有机热致变色体系的制备方法，将有机热致变色染料与醚进行混合，加热并通过磁力搅拌，形成均匀的混合溶液后，再加入烷基多元醇混合均匀，待其冷却至室温即可。
[0016]加热温度为80—150摄氏度，优选100—120摄氏度。
[0017]搅拌速度为每分钟300—600转，优选每分钟300—500转。
[0018]利用本专利技术的亲水性仿生有机热致变色体系的微胶囊化的热致变色颜料，以微胶囊包裹有机热致变色颜料，优选以聚脲为壁材，通过界面聚合法制备，使用本方法制备的微胶囊可以满足本专利技术亲水性仿生有机热致变色体系的要求。
[0019]本专利技术的微胶囊化的有机热致变色颜料的制备方法包括但不限于常规方法，例如：化学法，如原位聚合法、界面聚合法、乳液聚合法；物理化学法，如相分离法、溶剂蒸发法等或者物理法，如喷雾干燥法、流化床涂布法。
[0020]本专利技术的亲水性仿生有机热致变色体系的热致变色颜料微胶囊优选以聚脲为壁材，通过界面聚合法制备，包括如下步骤：
[0021](1)将有机热致变色染料与醚进行混合，加热并通过磁力搅拌，形成均匀的混合溶液后，再加入烷基多元醇，混合均匀，制备亲水性仿生有机热致变色体系；
[0022](2)将油溶性单体异氰酸酯加入到步骤(1)制备的亲水性仿生有机热致变色体系，室温搅拌均匀，加入到含乳化剂的溶液中，3000
‑
5000rpm高速乳化形成均匀的染料分散液；其中油溶性单体对亲水性仿生有机热致变色体系的质量分数为5
‑
35％，乳化剂对亲水性仿生热致变色体系的质量分数为40
‑
100％；
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.亲水性仿生有机热致变色体系，其特征在于，由有机热致变色染料和两种亲水性有机分子溶剂组成，两种亲水性有机分子溶剂为烷基多元醇和醚，有机热致变色染料为荧烷类有机热致变色染料：45
‑
85重量份的有机热致变色染料、1
‑
10重量份的烷基多元醇、5
‑
55重量份的醚。2.根据权利要求1所述的亲水性仿生有机热致变色体系，其特征在于，50
‑
75重量份的有机热致变色染料、2
‑
8重量份的烷基多元醇、10
‑
45重量份的醚。3.根据权利要求1所述的亲水性仿生有机热致变色体系，其特征在于，55
‑
70重量份的有机热致变色染料、3
‑
6重量份的烷基多元醇、20
‑
40重量份的醚。4.根据权利要求1—3之一所述的亲水性仿生有机热致变色体系，其特征在于，荧烷类有机热致变色染料为1,3
‑
二甲基
‑6‑
二乙氨基荧烷、2
‑
苯氨基
‑3‑
甲基
‑6‑
二乙基荧烷、2
‑
苯氨基
‑3‑
甲基
‑6‑
二丁基荧烷、3
‑
二乙氨基
‑6‑
甲基
‑7‑
苯氨基荧烷、2
‑
(2
‑4‑
二甲苯胺基)
‑3‑
甲基
‑6‑
二乙氨基荧烷(黑色素
‑
15)或者1,2
‑
苯并
‑6‑
二乙基氨基荧烷。5.根据权利要求1—3之一所述的亲水性仿生有机热致变色体系，其特征在于，烷基多元醇为乙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,6
‑
己二醇、1,7
‑
庚二醇、1,8
‑
辛二醇和1,9
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪琴，周德平，王学进，娄鸿飞，刘东志，李巍，赵珍，刘思敏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：