一种光致变色组合物及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机光致变色材料，具体涉及一种光致变色组合物及应用。
【背景技术】
[0002] 有机光致变色材料由于在太阳光或紫外光作用下具有可逆的光致变色性质，而引 起广泛关注，其已应用于塑料、玻璃等基材，用来制备光学透镜、太阳镜、防伪油墨、纺织品、 建筑外墙涂料、室内装饰材料、膜、工艺品、玩具、光盘等。
[0003] 尽管有机光致变色物质有如上述的多种应用，但是通过实际应用和专利报道发现 其在工业应用上有诸多问题。
[0004] 限制有机光致变色物质广泛应用的因素有两个。一是该类物质的耐光牢度不足， 大部分是由于光致变色染料被光过快地分解和劣化，使得光致变色材料的平均使用寿命较 短，难于存在于商业用品中，这是由光致变色染料自身的可逆变色机理决定的。例如：现有 光致变色防伪产品由于使用寿命短，无法满足防伪商业化需求。二是光致变色染料的成本 高，限制了该类物质在许多领域的应用。因此，需要稳定的有机光致变色物质，并降低商业 化成本。
[0005] 为了制备具有更好耐光牢度的光致变色物质，现有技术已经提出数种方法。
[0006] -种方法是化学共聚或接枝法，指通过化学共聚或接枝反应，将光致变色结构单 元连接在聚合物的主链或支链上以达到变色的功能，从而实现赋予聚合物材料光致变色性 能。例如EP0195898A中即将光致变色化合物加入受阻胺光稳定剂的可聚合基质中；又如 KR2000-0067988中公开了一种基质，能够把受阻胺光稳定剂连接在聚合物的主链上，形成 接枝结构，该基质对光致变色化合物起到了一定的延长使用寿命作用。
[0007] 另一种方法是利用光致变色物质与聚合物通过物理共混的方法获得具有光致变 色性质的材料。具体可分为聚合物成膜法、微胶囊化或微球法及通过纺丝技术制备纤维等 方法。例如KR1995-0009349描述了在螺环光致变色化合物中加入添加剂、油和明胶制备包 胶型光致变色组合物；CN1594732A和CN102382232A分别公开了光致变色树脂微球和光致 变色水溶性微球的制备方法。尽管包裹光致变色物质的方法能够改善光致变色材料的稳定 性，但是由于工艺复杂，仍存在批量生产时难于商品化的问题。聚合物成膜法操作更为简 便，例如，JP63234084A公开了一种具有很好耐光牢度的光致变色组合物，耐光牢度40小时 后仍具有光致变色性能。
[0008]
[0009] 但是，在该光致变色组合物中光致变色染料的使用量较大，从而成本较高,使用大 量有机溶剂不利用环境环保，难于满足商品化要求。因此，需要开发一种具有更好耐光性能 的环境友好型光致变色材料，同时成本低，易于工业上的广泛应用。
【发明内容】
[0010] 为了克服现有光致变色组合物中耐光牢度不好、成本高的缺点，本发明提供一种 光致变色组合物及其应用。
[0011] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0012] -种光致变色组合物，组合物为光致变色化合物和聚合物；其中，光致变色化合物 为萘并吡喃类光致变色化合物中的一种或几种；所述的聚合物选自水性聚氨酯；所述光致 变色化合物的加入量占聚合物干重质量的〇. 1% -10%。
[0013] 所述组合物中还可加入添加剂，其中添加剂为染料、抗氧化剂、溶剂、增稠剂、光稳 定剂、热稳定剂、紫外吸收剂、紫外遮蔽剂、紫外抑制剂、自由基消除剂、凝胶剂、粘合促进剂 中的一种或几种；所述添加剂加入量占聚合物干重质量的0~50%。
[0014] 所述的萘并吡喃类光致变色化合物为结构如式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃、结 构如式II所示的3H萘并[2, Ι-b]吡喃中的一种或几种。
[0015] 所述结构如式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃的结构式如下，
[0016]
[0017]其中，
[0018] &，R2, R5, R6选自氢、卤素 、Q 1Q直链链烷基、Q 1Q支链烷基、Q 1Q烷氧基、被羟基取 代的G i。烷氧基、Q i。烷氧基（Q 1())烷氧基、苯基、Q i。烷氧基苯基、Q 5竣基、被卤素取代 的Ci 5的烷基、Ci 5氨基烷基、Ci 5二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、Ci 5芳基烷基或被取 代基取代的5-10元含氮杂环基；其中，5-10元含氮杂环基中的取代基为卤素 ，Ci 3直链烷 基、Q 3支链烷基或Q 3羟基烷基；
[0019] R/，R2'选自氢或分别与其同环上的&或1?2形成五元环、六元环的碳环或杂环；其 中，杂环的杂原子选自氧、硫或N(R)，R选自氢或Q i。烷基；
[0020] R3选自氢、Q i。直链烷基、Q i。支链烷基、Q i。烷氧基、Q i。羟基烷基、Q i。氨基烷 基、C3 2。环烷基、c814 一环烷基、C2 i。烯基、Q 2。烷氧基撰基、卤素、芳氧基醜基、甲醜基、乙醜 基、芳酰基或Cp。含氮杂环；
[0021] 心选自氢、Q i。直链烷基、Q i。支链烷基、苯基、Q i。烷氧基苯基、Q i。二烷氧基苯 基、Ci i。烷基苯基、Ci i。二烷基苯基、Ci i。烷氧基、Ci i。羟基烷基、Ci i。氨基烷基、c3 2。环烷 基、C8 14 _环烷基、C2 i。烯基、Ci 2。烷氧基撰基、卤素、芳氧基醜基、甲醜基、乙醜基、芳醜基、 Ci i。含氮杂环或r4与r3形成c4 7的环状结构；
[0022] 式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃的进一步优选：
[0023] &，R2, R5, R6选自氢、卤素、C15直链烷基、C15支链烷基、C15烷氧基、羟基_(： 15烷 氧基、G 5烷氧基G 5烷氧基、苯基、G 5烷氧基苯基、G 5的竣基，被卤素任意取代的G 5烧 基，Ci 5氨基烷基，Ci 5二烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，Ci 5芳基烷基或被取代基取代的 5-10元含氮杂环基；其中，5-10元含氮杂环基中的取代基为卤素 ，Q 3直链烷基、Q 3支 链烷基或C13羟基烷基；
[0024] R/，R2'选自氢或分别与其同环上的札或R2形成五元环、六元环的碳环或杂环；其 中，杂环的杂原子选自氧、硫或N(R)，R选自氢或Q i。烷基；
[0025] R3选自氢、Q 5直链烷基或Q 5支链烷基、Q 5烷氧基、Q 5羟基烷基、Q 5氨基烷 基、二环烷基，C2 5烯基，Q i。烷氧基羰基，酰基，卤素，芳氧基酰基，甲酰基，乙酰基芳酰基或 3-10元含氮杂环。
[0026] R4选自苯基、氢、Q 5直链烷基或Q 5支链烷基、Q 5烷氧基、Q 5羟基烷基、Q 5氨 基烷基、-环烷基，C2 5烯基，Q i。烷氧基撰基，醜基，卤素，芳氧基醜基，甲醜基，乙醜基芳醜 基、3_10兀含氣杂环、Q 5烷氧基苯基、Q 5 _烷氧基苯基、Q 5烷基苯基、Q 5 _烷基苯基或 R4与R3形成4-7元环状结构；
[0027] 式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃的更进一步优选：
[0028] Rp R2, R5, Re选自氧，G 3烷氧基或苯基；
[0029] R/，R2' 选自氢；
[0030] R3选自氢，Q 3直链烷基、Q 3支链烷基，Q 3烷氧基，Q 3羟基烷基或羟基3烷 氧基；
[0031] R4选自氢，Q 3直链烷基、Q 3支链烷基，Q 3烷氧基，Q 3羟基烷基、羟基3烷氧 基或R4与R3形成4-7元环状结构。
[0032] 所述结构如式II所示的3H萘并[2, Ι-b]吡喃的结构式如下，
[0033]
[0034] 其中，
[0035] 札~R5选自氢、卤素 、Q i