一种温敏型组合物及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种新型温敏型变色材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.智能温敏变色材料是一种随着温度上升或下降可改变颜色的材料。由于其具备自由选色、变色可逆、变色温度低、寿命长且灵敏度高等优，广泛用于建筑、工业设计、服装设计和包装设计领域。现有技术中的智能温敏变色材料多为有机颜料，有机颜料虽能使产品具有较高的通透性，但其在户外的耐老化性能极差，因而不能长期暴露在户外条件下。
3.无机颜料具有耐晒，耐热，耐候，耐溶剂性好，遮盖力强的特点，但目前其大部分用于建筑材料、涂料、油墨塑料等行业中的无机颜料多为实色产品；实色产品不透明，极大程度的限制了其使用范围；
4.因此，在本领域亟需一种具有良好的耐候性，同时可以快速响应外界温度变化，进而改变通透性的无机材料。


技术实现要素：

5.本发明的发明人通过对无机颜料进行特殊的处理，改变颜料的表面性能，增加亲水性及在水中的稳定性，获得了一种可应用于彩色温敏变色智能玻璃的无机材料。将本发明的无机颜料应用于玻璃后，所得玻璃的通透性能得到很大的改善，对采光影响更小；进一步的，所述玻璃在一定温度范围内颜色的深浅程度随玻璃表面温度变化而变化，不仅拓宽了无机颜料的应用范围，更丰富玻璃幕墙，玻璃门窗的彩色系列种类。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.一种温敏型组合物，所述组合物包含无机颜料a 5％-20％，分散剂0.5％-4％，润湿剂1
‰‑
7％，防沉剂0.01％-5％，增稠剂2％-4％，表面活性剂0.1
‰‑
3％，其他为余量的溶剂至100％；本发明的溶剂可在50％-90％内调整；所述的溶剂优选为水。
8.优选的，所述组合物包含无机颜料a 8％-16％，分散剂1％-3％，润湿剂2％-5％，防沉剂0.1％-3％，增稠剂2.5％-3.5％，表面活性剂0.4％-2％，其他为余量的溶剂至100％；本发明的溶剂可在50％-90％内调整；所述的溶剂优选为水。
9.优选的，所述组合物包含无机颜料a10％-13％，分散剂1％-2％，润湿剂3％-4％，防沉剂1％-2％，增稠剂2.6％-3.2％，表面活性剂0.8％-1.6％，其他为余量的溶剂至100％；本发明的溶剂可在50％-90％内调整；所述的溶剂优选为水。
10.本发明的无机颜料a为朱砂、钛镍黄，铁蓝、钴蓝、群青，铁黄，氧化铁红，钛白中的任意一种或两种以上混合物，颜料粒径为μm或nm级,优选为400-1200nm。
11.本发明所述的分散剂为丙烯乙二胺、三聚磷酸钾、三乙醇胺、月桂酸、硬脂酸中的任意一种或两种以上混合物。
12.本发明所述的润湿剂为np-10、拉开粉bx、morwet efw中的任意两种以上混合物。
13.本发明所述的防沉剂选自气相二氧化硅、有机膨润土一种或两种以上混合物。
14.本发明所述的增稠剂为甲基纤维素、硅酸锂镁、海藻酸钠、羟乙基纤维素一种或两种以上混合物。
15.本发明所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甘胆酸钠中的一种或两种以上混合物。
16.本发明所述的溶剂材料为乙醇、乙二醇、丙三醇、去离子水中的一种或者两种及以上混合物。
17.本发明同时提供了一种温敏型组合物的制备方法，所述的方法包括将适量的无机颜料、分散剂、润湿剂、表面活性剂、溶剂置于球磨罐中，进行研磨；充分研磨后，得到色浆原液；用去离子水溶解增稠剂，溶解完全后将其加入至色浆原液中，然后加入防沉剂高速搅拌,充分混合均匀得到色浆液。所述的球磨转速150-350r/min,球磨时间10-500min。
18.本发明还提供了一种温敏型组合物的应用，取适量上述色浆液，置于烧杯中，加入少量去离子水，置于超声分散15min；取温敏水性溶液(此体系温变范围35℃-47℃，过程可逆。)，搅拌，转数250r/min，搅拌5min后真空除泡；加入水性溶液的引发剂，所述引发剂选自过硫酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐,偶氮二氰基戊酸，偶氮二异丙基咪唑啉等，搅拌均匀后真空除泡，然后将混合液灌注至玻璃中密封，置于60℃的烘箱中加热30min，得到温敏型彩色玻璃；所述引发剂的加入量为色浆液质量的0.1
‰‑1‰
.
19.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明改变颜料的表面性能，增加亲水性及在水中的稳定性，获得了一种可应用于彩色温敏变色智能玻璃的无机材料。将本发明的无机颜料应用于玻璃后，所得玻璃的通透性能得到很大的改善，对采光影响更小；进一步的，所述玻璃在一定温度范围内颜色的深浅程度随玻璃表面温度变化而变化，不仅拓宽了无机颜料的应用范围，更丰富玻璃幕墙，玻璃门窗的彩色系列种类。
具体实施方式
20.为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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
21.实施例1
22.称取10g铁黄(粒径800nm)、0.1gnp-10、0.2g月桂酸、30g去离子水、0.05g十二烷基硫酸钠于球磨罐中，球磨转速设置为250r/min，球磨3h后取出置于500ml的烧杯中；取0.5g甲基纤维素溶于30g水溶液中，待完全溶解后，加入0.1g气相二氧化硅，搅拌均匀后将其倒入上述500ml烧杯中与颜料混合，高速搅拌300r/min,将其混合均匀，得到铁黄色浆；
23.称取100g温敏水性体系溶液备用，取上述铁黄色浆0.2g,加入1g去离子水，置于超声机中超声分散30min；分散后在搅拌的状态下将其加入至水性体系溶液中，搅拌5min后真空除泡；加入水性溶液的引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐(加入量为铁黄色浆质量的0.1
‰
)，搅拌均匀后真空除泡，然后将混合液灌注至玻璃中密封，置于50℃的烘箱中加热30min，得到温敏型彩色玻璃。此玻璃在透明状态呈微黄色，在25℃下可见光透过率为55.960％，通透性良好；雾化态47℃可见光透过率47.9％；25℃和47℃两种状态下的色差δe
*
＝1，玻璃温度超过35后彩色的色度会增加，至47℃趋于稳定；温度低于35℃后，又恢复至透明状态；由此可见此款玻璃既能满足建筑采光的需求，又可美化建筑。
24.实施例2
25.称取10g铁黄(粒径800nm)、0.1gnp-10、0.2g月桂酸、30g去离子水、0.05g十二烷基硫酸钠于球磨罐中，球磨转速设置为250r/min，球磨6h后取出置于500ml的烧杯中；取0.5g甲基纤维素溶于30g水溶液中，待完全溶解后，加入0.1g气相二氧化硅，搅拌均匀后将其倒入上述500ml烧杯中与颜料混合，高速搅拌300r/min,将其混合均匀，得到铁黄色浆；
26.称取100g温敏水性体系溶液备用，取上述铁黄色浆0.2g,加入1g去离子水，置于超声机中超声分散30min；分散后在搅拌的状态下将其加入至水性体系溶液中，搅拌5min后真空除泡；加入水性溶液的引发剂偶氮二氰基戊酸(加入量为铁黄色浆质量的0.5
‰
)，搅拌均匀后真空除泡，然后将混合液灌注至玻璃中密封，置于60℃的烘箱中加热30min，得到温敏型彩色玻璃。玻璃的颜色比案例1的更加鲜艳，明亮；在25℃下可见光透过率为52.29％，通透性良好；雾化态47℃可见光透过率41.110％；可见相同状态下，球磨时间越久，颜料粒径越小，着色能力和遮盖能力越强。
27.实施例3
28.综合案例1和案例2的结果，以案例1的颜色标准，用案例2的色浆调出与案例1中相同的颜色，对比参数值；试验使用案例2的色浆0.12g可制出与案例1相同颜色的玻璃，玻璃在25℃和47℃下的可见光透过率分别为60.223％和45.211％，样品的通透性有明显的改善，通透性更加优异。
29.实施例4
30.称取10g铁蓝(粒径800nm)、0.1gnp-10、0.2g三聚磷酸钾、30g去离子水、0.05g十二烷基硫酸钠于球磨罐中，球磨转速设置为250r/min，球磨6h后取出置于500ml的烧杯中；取0.5g甲基纤维素溶于30g水溶液中，待完全溶解后，加入0.1g气相二氧化硅，搅拌均匀后将其倒入上述500ml烧杯中与颜料混合，高速搅拌300r/min,将其混合均匀，得到铁蓝色浆；称取100g温敏水性体系溶液备用，取上述铁蓝色浆0.25g,加入1g去离子水，置于超声机中超声分散30min；分散后在搅拌的状态下将其加入至水性体系溶液中，搅拌5min后真空除泡；加入水性溶液的引发剂过硫酸钠(加入量为铁蓝色浆质量的1
‰
)，搅拌均匀后真空除泡，然后将混合液灌注至玻璃中密封，置于60℃的烘箱中加热30min，得到温敏型彩色玻璃。在25℃下样品呈淡蓝色，可见光透过率为73.353％，通透性非常好；雾化态47℃可见光透过率50.814％；25℃和47℃两种状态下的色差δe
*
＝3.5；
31.测试例1：紫外荧光老化试验
32.试验条件：
[0033][0034]
循环次数：6000次；500次循环采集数据，后续每1000次循环采集一次参数。。
[0035]
测试结果：循环6000次后，实施例1-4制备得到的玻璃低温(25℃)透光率和高温(47℃)透光率基本与未循环测试之前一致。
[0036]
测试例2：高低温循环老化试验
[0037]
试验条件：1.实验环境：25
±
5℃；2.最高温度：70℃；3.最低温度：-10℃；4.暴露持续时间：10min；5.转换速率：5℃/min；6.实验循环数：6000次；500次循环采集数据，后续每1000次循环采集一次参数。
[0038]
测试结果：循环6000次后，实施例1-4制备得到的玻璃低温(25℃)透光率和高温(47℃)透光率基本与未循环测试之前一致。
[0039]
以上试验符合gb/16422.3-2014和gb/t 2423.22-2012标准，表明利用本发明的温敏型变色组合物制备得到的玻璃稳定性良好。
[0040]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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范围内。