一种光致变色氟碳树脂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于光致变色高分子材料领域，具体涉及一种光致变色氟碳树脂及其制备 方法与应用。
【背景技术】
[0002] 氟碳树脂（FEVE)是一类含氟有机高分子聚合物，具有超强的化学稳定性和耐老 化性能，从而被广泛应用于耐污、耐候特种涂料的生产制造。
[0003] 有机光致变色材料是一类可以在不同光照条件下控制其吸收光谱，并进而调节 其颜色的有机化合物。光致变色材料有很多种，有螺吡喃，俘精酸酐和恶嗪等（Satoshi Kawata, et al, Chem. Rev. 2000, 100, 1777-1788,专利 CN100434430C 和 CN101671467B)，二 芳基乙烯类光致变色化合物因具有良好的热稳定性和耐疲劳性，受到研宄者的广泛关注并 开发了大量衍生物（Masahiro Irie et al, Bull. Chem. Soc.，Jpn. 71，985-996)。
[0004] 目前，现有的光致变色树脂骨架材料为聚乙烯醇，这种树脂不适合用于白板涂层， 因其不耐有机溶剂、不耐擦拭，不能用于油性笔反复写字及擦除；或者由于使用的光致变色 化合物的热稳定性较差，光照写入的文字会快速褪色，达不到用光写入文字并进行交流的 目的。将二芳基乙烯接枝到氟碳树脂骨架上的产品尚未见出现。另外，当前报道的具有光 致变色性能的树脂、聚合物都未涉及氟碳树脂。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种光致变色氟碳 树脂；
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述光致变色氟碳树脂的制备方法；
[0007] 本发明的再一目的在于提供上述光致变色氟碳树脂的应用。
[0008] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0009] -种光致变色氟碳树脂，由二芳基乙烯类光致变色材料对氟碳树脂进行接枝改性 制备而得；其中，各原料以重量份计，氟碳树脂为10~20重量份，二芳基乙烯类光致变色材 料为0.001~0.01重量份。
[0010] 优选的，所述二芳基乙烯类光致变色材料为9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩）菲光致 变色材料；
[0011] 更优选的，所述二芳基乙烯类光致变色材料为9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩） 菲_2, 7-二甲酰氯；
[0012] 所述9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩）菲-2, 7-二甲酰氯参照文献（Junjie He et al, J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 7531-7540)进行制备而得，包括如下步骤：将 0. 1 ~0. 5mmol 的9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩）菲-2, 7-二甲酸加入单口烧瓶中，加入20~50mL二氯甲 烷，再滴加0. 4~lmmol的草酰氯或二氯亚砜，以及催化量的N，N-二甲基甲酰胺，室温下反 应3~5h ;然后减压蒸干溶剂，反复加入二氯甲烷进行溶解及蒸干，除去未反应的草酰氯， 最后溶于20~50mL二氯甲烷溶液中，得到9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩）菲-2, 7-二甲酰 氯溶液。
[0013] 上述光致变色氟碳树脂的制备方法，包括如下步骤：
[0014] (1)将二芳基乙烯类光致变色材料的二氯甲烷溶液滴加到氟碳树脂的甲苯溶液 中，室温下搅拌反应；
[0015] (2)将步骤（1)反应所得物料加压蒸出溶剂和反应产生的氯化氢，再重复加入二 氯甲烷以蒸除溶剂及氯化氢，然后加入甲苯溶剂调节固含量，得到所述光致变色氟碳树脂。
[0016] 优选的，步骤（1)所述室温下搅拌反应的反应时间为12~24小时；
[0017] 优选的，步骤（2)所述固含量为40 %~60%。
[0018] 采用9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩）菲-2, 7-二甲酰氯对氟碳树脂进行接枝改性制 备光致变色氟碳树脂时，其反应式如下：
【主权项】
1. 一种光致变色氟碳树脂，其特征在于，所述光致变色氟碳树脂由二芳基乙烯类光致 变色材料对氟碳树脂进行接枝改性制备而得；其中，各原料以重量份计：氟碳树脂为10~ 20重量份，二芳基乙烯类光致变色材料为0. 001~0. 01重量份。
2. 根据权利要求1所述的一种光致变色氟碳树脂，其特征在于：所述二芳基乙烯类光 致变色材料为9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩）菲光致变色材料。
3. 根据权利要求1所述的一种光致变色氟碳树脂，其特征在于：所述二芳基乙烯类光 致变色材料为9, 10-二（2, 5-二甲基噻吩）菲-2, 7-二甲酰氯。
4. 一种根据权利要求1~3任一项所述的光致变色氟碳树脂的制备方法，其特征在于， 包括如下步骤： (1) 将二芳基乙烯类光致变色材料的二氯甲烷溶液滴加到氟碳树脂的甲苯溶液中，室 温下搅拌反应； (2) 将步骤（1)反应所得物料加压蒸出溶剂和反应产生的氯化氢，再重复加入二氯甲 烷以蒸除溶剂及氯化氢，然后加入甲苯溶剂调节固含量，得到所述光致变色氟碳树脂。
5. 根据权利要求4所述的光致变色氟碳树脂的制备方法，其特征在于：步骤（1)所述 室温下搅拌反应的反应时间为12~24小时；步骤（2)所述固含量为40%~60%。
6. 根据权利要求1~3任一项所述的光致变色氟碳树脂在制备用于信息写入或紫外光 泄露监控技术领域的光致变色特性涂层材料中的应用。
7. 根据权利要求1~3任一项所述的光致变色氟碳树脂在制备光致变色氟碳树脂涂膜 中的应用。
8. 根据权利要求7所述的光致变色氟碳树脂在制备光致变色氟碳树脂涂膜中的应用， 其特征在于，所述光致变色氟碳树脂制备光致变色氟碳树脂涂膜的方法，包括如下步骤： (a) 将异氰酸酯加入光致变色氟碳树脂中搅拌均匀； (b) 将步骤（a)所得物料抽真空直至完全脱除气泡； (c) 步骤（b)所得物料在洁净的基材表面刮涂成薄膜，水平放置流平成膜； (d) 将步骤（c)所得涂膜通风干燥固化，得到所述光致变色氟碳树脂涂膜。
9. 根据权利要求8所述的光致变色氟碳树脂在制备光致变色氟碳树脂涂膜中的应用， 其特征在于：步骤（a)所述异氰酸酯的加入量为光致变色氟碳树脂中羟值含量的1. 1~ 1. 2倍量；步骤（a)所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或者异佛尔酮二 异氰酸酯。
10. 根据权利要求8所述的光致变色氟碳树脂在制备光致变色氟碳树脂涂膜中的应 用，其特征在于：在步骤（a)中再将增强填料加入光致变色氟碳树脂中进行搅拌；所述增强 填料为重钙或锌钡白。
【专利摘要】本发明属于光致变色高分子材料领域，公开了一种光致变色氟碳树脂及其制备方法与应用。所述光致变色氟碳树脂由二芳基乙烯类光致变色材料对氟碳树脂进行接枝改性制备而得。所述光致变色氟碳树脂可在异氰酸酯作用下形成聚氨酯高聚物，固化制得光致变色氟碳树脂涂膜。所得光致变色氟碳树脂涂膜可以顺利实现光致变色反应，故而可以通过变色反应写入文字。本发明所述光致变色氟碳树脂特别适用于制备需要光致变色特性的涂层材料，用于信息写入及实时监测紫外光的泄露等领域，也可用于其他需要多种写入方法需求的场所。
【IPC分类】C08F214-24, C09D127-12, C08F216-18, C08F8-34, C09D7-12, C09K9-02, C09D129-10
【公开号】CN104628928
【申请号】CN201510047786
【发明人】曾和平, 何俊杰
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月29日