本发明涉及合成革技术领域，具体涉及一种环保型变色包装革及其制备方法。
背景技术：
变色革通常是指在温度变化或是压力变化下产生在颜色变化的人造皮革。应力变色革就是这类产品的代表之一，它是利用一种新型的变色树脂，采用某种特定的工艺技术制造的，当其在拉伸、顶起、弯曲、折叠等外部应力作用下，人造皮革产生形变的部位就会呈现颜色变化，并且随着形变梯度的变化，颜色呈现由浅到深的渐变特征，能给人一种自然、柔和的感觉。一旦外力消除，革面的颜色又会自然地复原如初。现在通用的是采用应力变色蜡粉、尼龙绒毛粉、溶剂、助剂等组合而成。是通过拉伸而变色，而且这种拉变存在变色蜡粉、绒毛粉分散不够好或是耐温性不够理想等缺点。另外还有紫外线变色等。
如申请号为“cn201510442388.5”、发明名称为“一种温控变色皮革及其生产工艺”的发明专利申请，其公开了一种温控变色皮革，该温控变色皮革包括一变色涂层，所述变色涂层由阴离子聚氨酯与变色浆料按0.05-0.15:1的体积比制成；所述变色浆料包括按重量份计的以下组分：5-8份美耐皿树脂、1-5份2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷、3-10份4,4’-磺酰基二苯酚、5-30份感温变色粉和70-90份的脂肪酸甲酯，其温控变色的原理为通过硬脂酸酯随温度的变化而发生固液状态变化、2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷随温度地变化呈现不同的透明度以及4,4’-磺酰基二苯酚的温控和固色作用，三者协同性作用；但是其变色涂层中含有的有机溶剂在生产过程中容易造成环境的污染；又如申请号为“cn201310511165.0”、发明名称为“一种环保型水性变色合成革及其制备方法”的发明专利申请，其采用刮涂法将变色浆料涂布于皮革表面而成，其变色浆料中无刺激性的有机溶剂，因此极大的降低了对环境的污染，但是在皮革的表面采用的刮涂法进行上胶的操作容易造成欠胶及涂覆不均的缺点，极大的影响了成品的平整性。
另外，添加到人造皮革中的变色材料若出现分散不均匀的问题，极易出现色斑等颜色不均的现象，影响产品的品质。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种环保型的变色包装革，确保包装革在变色时的均匀性，同时避免对环境产生污染。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种环保型变色包装革，包括包装革基体，在包装革基体上依次设置有感温变色层和水性聚氨酯表面层；所述的感温变色层包括以下重量份的物质：水性聚氨酯34-52份、变色材料8-19份、分散剂0.1-1.2份、消泡剂0.2-1.4份、附着力促进剂2-13份、水30-45份。
本发明中所述的包装革基体用于承载所述的感温变色层和水性聚氨酯表面层，所述的包装革基体可以为纬编弹力针织布或动物皮革经传统皮革加工工艺制作而成。
本发明中的关键要点在于感温变色层中的变色材料，其在一定的压力或温度的诱因下出现颜色的变化，本发明中所述的变色材料为二氧化钒纳米颗粒，其表现出光吸收率、光反射率等光学特性因温度的变化而可逆的变化导产生的热致变色现象，在二氧化钒的晶体结构中存在a相、b相、c相和r相(即，所谓的“金红石型结晶相”)等几种结晶相的多晶，其中，表现出如上所述的热致变色现象的晶体结构仅限于r相，该r相在转变温度以下时，具有单斜晶系结构，因此也成为m相，为了确保含有二氧化钒的材料保持其优异的热致变色性，所述的二氧化钒粒子不凝聚，且平均粒径为纳米级(100nm以下)，粒子具有各向同性形状。本发明中所述的二氧化钒的平均粒径为10-15nm。
本发明中所述的二氧化钒经如下改性处理：将二氧化钒分散至聚乙二醇的水溶液中，然后在不断搅拌的条件下蒸干水分，得到包覆有聚乙二醇的二氧化钒纳米颗粒。
进一步的，根据本发明，所述的二氧化钒为掺杂和/或非掺杂金红石相二氧化钒。
所述的分散剂的作用在于促进纳米二氧化钒颗粒的分散，根据本发明，所述的分散剂选自油酸酰、三硬脂酸甘油酯、己烯基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种或几种。
根据本发明，所述的消泡剂为配制水性聚氨酯溶液常用的，目的在于消除浆液中的泡沫，所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
根据本发明，所述的附着力促进剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为正癸基三甲氧基硅烷、正癸基三乙氧基硅烷、正癸基三氯硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三氯硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三氯硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟癸基三氯硅烷、全氟十二烷基三甲氧基硅烷、全氟十二烷基三乙氧基硅烷、全氟十二烷基三氯硅烷或三氟丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
本发明还提供了一种环保型变色包装革的制备方法，包括以下步骤：
(1)取水性聚氨酯与蒸馏水按质量比1:(2-2.5)复配后涂布到离型纸上，在110-130℃的条件下烘烤1-3min，获得面层-离型纸；
(2)将分散剂与变色材料混合后添加到水性聚氨酯中，加水搅拌混合，然后再加入消泡剂和附着力促进剂，得感温变色层浆料，在所述的面层-离型纸上涂布所述的感温变色层浆料，在110-130℃的条件下烘烤3-5min，获得感温变色层-面层-离型纸；
(3)在上述感温变色层上涂覆粘接浆料，使用浮辊将纬编弹力针织布浮贴在所述的感温变色层-面层-离型纸上，在110-130℃的条件下烘烤3-5min，将离型纸剥离，即得所述的变色包装革。
根据本发明，为了确保所述的变色包装革具有优异的剥离强度，在步骤(3)中，烘烤干燥后待温度降低至50-60℃时，对变色包装革施以3-5pa的压力压制5-10min。
本发明具有以下技术效果：
1、本发明中所述的变色包装革中，采用以水性聚氨酯为载体，以二氧化钒为变色材料的感温变色层，没有使用有机溶剂，无污染，是一种环保型的变色包装革；
2、本发明提供的变色包装革，对二氧化钒进行改性处理，确保了其能稳定的分散在水性聚氨酯的基体中，保证了发色基团的均匀性，从而确保变色革的发色均匀，无明显斑块色的现象，提高了包装变色革的品质。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种环保型变色包装革的制备方法：
(1)取水性聚氨酯溶液与蒸馏水按质量比1:2复配后涂布到离型纸上，在120℃的条件下烘烤2min，获得面层-离型纸；
(2)将二氧化钒纳米颗粒分散至聚乙二醇的水溶液中，然后在不断搅拌的条件下蒸干水分，得到包覆有聚乙二醇的二氧化钒纳米颗粒；
(3)将0.5份油酸酰与12份上述改性处理的二氧化钒纳米颗粒混合后添加到45份水性聚氨酯中，加38份水搅拌混合，然后再加入0.7份有机硅消泡剂和7份正癸基三乙氧基硅烷，得感温变色层浆料，在所述的面层-离型纸上涂布所述的感温变色层浆料，在120℃的条件下烘烤4min，获得感温变色层-面层-离型纸；
所述的二氧化钒的粒径为12nm；
(4)在上述感温变色层上涂覆粘接浆料，使用浮辊将纬编弹力针织布浮贴在所述的感温变色层-面层-离型纸上，在120℃的条件下烘烤4min，待温度降低至55℃时，对变色包装革施以4pa的压力压制8min。冷却到常温后将离型纸剥离，即得所述的变色包装革。
实施例2
一种环保型变色包装革的制备方法：
(1)取水性聚氨酯溶液与蒸馏水按质量比1:2.2复配后涂布到离型纸上，在115℃的条件下烘烤2min，获得面层-离型纸；
(2)将二氧化钒纳米颗粒分散至聚乙二醇的水溶液中，然后在不断搅拌的条件下蒸干水分，得到包覆有聚乙二醇的二氧化钒纳米颗粒；
(3)将0.4份油酸酰与10份上述改性处理的二氧化钒纳米颗粒混合后添加到38份水性聚氨酯中，加34份水搅拌混合，然后再加入0.4份有机硅消泡剂和4份正癸基三甲氧基硅烷，得感温变色层浆料，在所述的面层-离型纸上涂布所述的感温变色层浆料，在115℃的条件下烘烤4min，获得感温变色层-面层-离型纸；
所述的二氧化钒的粒径为12nm；
(4)在上述感温变色层上涂覆粘接浆料，使用浮辊将纬编弹力针织布浮贴在所述的感温变色层-面层-离型纸上，在115℃的条件下烘烤4min，待温度降低至55℃时，对变色包装革施以4pa的压力压制7min。冷却到常温后将离型纸剥离，即得所述的变色包装革。
实施例3
一种环保型变色包装革的制备方法：
(1)取水性聚氨酯溶液与蒸馏水按质量比1:2.5复配后涂布到离型纸上，在125℃的条件下烘烤2min，获得面层-离型纸；
(2)将二氧化钒纳米颗粒分散至聚乙二醇的水溶液中，然后在不断搅拌的条件下蒸干水分，得到包覆有聚乙二醇的二氧化钒纳米颗粒；
(3)将1份三硬脂酸甘油酯与17份上述改性处理的二氧化钒纳米颗粒混合后添加到50份水性聚氨酯中，加42份水搅拌混合，然后再加入1.2份有机硅消泡剂和10份正癸基三乙氧基硅烷，得感温变色层浆料，在所述的面层-离型纸上涂布所述的感温变色层浆料，在125℃的条件下烘烤4min，获得感温变色层-面层-离型纸；
所述的二氧化钒的粒径为13nm；
(4)在上述感温变色层上涂覆粘接浆料，使用浮辊将纬编弹力针织布浮贴在所述的感温变色层-面层-离型纸上，在125℃的条件下烘烤4min，待温度降低至58℃时，对变色包装革施以4pa的压力压制8min。冷却到常温后将离型纸剥离，即得所述的变色包装革。
实施例4
一种环保型变色包装革的制备方法：
(1)取水性聚氨酯溶液与蒸馏水按质量比1:2复配后涂布到离型纸上，在110℃的条件下烘烤3min，获得面层-离型纸；
(2)将二氧化钒纳米颗粒分散至聚乙二醇的水溶液中，然后在不断搅拌的条件下蒸干水分，得到包覆有聚乙二醇的二氧化钒纳米颗粒；
(3)将0.1份己烯基双硬脂酰胺与8份上述改性处理的二氧化钒纳米颗粒混合后添加到34份水性聚氨酯中，加30份水搅拌混合，然后再加入0.2份有机硅消泡剂和2份正癸基三氯硅烷，得感温变色层浆料，在所述的面层-离型纸上涂布所述的感温变色层浆料，在110℃的条件下烘烤3min，获得感温变色层-面层-离型纸；
所述的二氧化钒的粒径为10nm；
(4)在上述感温变色层上涂覆粘接浆料，使用浮辊将纬编弹力针织布浮贴在所述的感温变色层-面层-离型纸上，在110℃的条件下烘烤3min，待温度降低至50℃时，对变色包装革施以3pa的压力压制5min。冷却到常温后将离型纸剥离，即得所述的变色包装革。
实施例5
一种环保型变色包装革的制备方法：
(1)取水性聚氨酯溶液与蒸馏水按质量比1:2.5复配后涂布到离型纸上，在130℃的条件下烘烤1min，获得面层-离型纸；
(2)将二氧化钒纳米颗粒分散至聚乙二醇的水溶液中，然后在不断搅拌的条件下蒸干水分，得到包覆有聚乙二醇的二氧化钒纳米颗粒；
(3)将1.2份聚乙烯蜡与19份上述改性处理的二氧化钒纳米颗粒混合后添加到52份水性聚氨酯中，加45份水搅拌混合，然后再加入1.4份有机硅消泡剂和13份十二烷基三乙氧基硅烷，得感温变色层浆料，在所述的面层-离型纸上涂布所述的感温变色层浆料，在130℃的条件下烘烤5min，获得感温变色层-面层-离型纸；
所述的二氧化钒的粒径为15nm；
(4)在上述感温变色层上涂覆粘接浆料，使用浮辊将纬编弹力针织布浮贴在所述的感温变色层-面层-离型纸上，在130℃的条件下烘烤3min，待温度降低至60℃时，对变色包装革施以5pa的压力压制10min。冷却到常温后将离型纸剥离，即得所述的变色包装革。
对比例1
本对比例1与实施例1的制备方法相同，不同的是，所述的二氧化钒未经改性处理。
对比例2
本对比例2与实施例1的制备方法相同，不同的是，所述的二氧化钒的粒径为120nm。
对比例3
本对比例3与实施例1的制备方法相同，不同的是，所述的步骤(4)中，变色包装革未经低温压制处理。
性能测试
1、发光均匀性
对实施例中得到的变色包装革在20℃、35℃、50℃的条件下观察颜色均匀性，并通过肉眼观察是否存在色斑等现象，按以下判断标准进行判定：
○：颜色均匀，无色斑；
△：颜色均匀性一般，有1-3处色斑；
╳：颜色均匀性较差，有3处以上色斑。
2、剥离强度测试。
表1实施例1-5、对比例1-3的变色包装革的性能测试
由上述数据可以看出，二氧化钒的粒径过大及未经改性处理都会对其颜色均匀性的表现有影响，在变色包装革的制备中，缺少低温压制处理也会降低其剥离强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。