专利名称：一种光致变色双壳微胶囊及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属功能高分子材料制备技术领域，涉及一种光致变色双壳微胶囊及其制备方法和应用。
背景技术：
光致变色材料是指一种化合物A受到一定波长的光照射时，可发生光化学反应得到产物B，A和B的颜色(即对光的吸收)明显不同。B在另外一束光的照射下或经加热又可恢复到原来的形式A。光致变色材料具有可逆性。光致变色材料变色灵敏、色泽鲜艳，使用光致变色材料的制成的涂料可以制作成各种日用品、服装、玩具、装饰品、童车或涂布到内外墙上、公路标牌和建筑物等的各种标示、图案，在光照下会呈现出色彩丰富、艳丽的图案或花纹，美化人们的生活及环境，但是光 致变色材料易受温度、光照、PH值和氧等环境因素的影响而导致氧化劣变，耐疲劳性差。光致变色材料及其应用材料方面的研究已经有一定的进展，其中关于光致变色微胶囊的研究也只是起步。专利200810057392. X制备了一种单壳层光致变色微胶囊，但是由于使用的蜜胺树脂预聚体在聚合初期易发生粘连，制得的微胶囊易形成多芯粒子，导致粒径分布较宽，微胶囊表面不易形成致密光洁的壳层，内部光致变色有机溶液易流失。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的第一方面目的是提供一种外壳耐磨性和耐久性好，不易发生内部光致变色有机溶液泄露的光致变色双壳微胶囊。本发明解决其技术问题所采用的方案是一种光致变色双壳微胶囊，其特征在于，所述光致变色双壳微胶囊包括
芯材，芯材为光致变色材料；
内层壳体，内层壳体以乙烯基单体为聚合单体，并通过界面聚合包裹芯材；
外层壳体，外层壳体以醚化蜜胺树脂预聚体为聚合单体，并通过原位聚合包裹内层壳体。进一步的设置如下
所述芯材采用的光致变色材料优选为6-硝基-1'，3'，3'-三甲基吲哚啉螺苯并吡喃或N-乙基_3，3- 二甲基螺吲哚啉萘并恶嗪的螺吡喃或罗噁嗪类光致变色材料中的任意一种。考虑到微胶囊的致密性以及与共混物的反应性，所述的乙烯基单体结构为以下结构式I和式2中的一种或几种；
CH2=C-R2
L
式I
式I中R1为H、CH3或者C2H5, R2为苯基、取代苯基、Cl、CN、烷基醚或者OCOCH3 ；
CH^ =0:~C—OX式2
式2中R1为H、CH3、或者C2H5, X为C1-C8的脂肪链或含羟基的C1-C8的脂肪链；
所述的醚化蜜胺树脂预聚体为三羟甲基三聚氰胺或六羟甲基三聚氰胺的醚化体。本发明的第二方面目的是提供一种光致变色双壳微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将光致变色有机溶液、高分子系统调节剂和蒸馏水在高剪切混合乳化机中高速均化，高速均化的速度为10000-12000rpm;高速均化后，搅拌升温至75-80°C并加入引发剂和乙烯基单体，乙烯基单体聚合进行内层壳体造壁，并形成内层壳体；然后冷却至30°C以下，调节pH值3-5，搅拌并滴加醚化蜜胺树脂预聚体水溶液，升温至55-65°C保温l_2h，聚合进行外层壳体造壁，并形成外层壳体；然后冷却，氨水调节至pH=7，出料，抽滤干燥得到光致变色双壳微胶囊。 所述的制备方法中
所述的光致变色有机溶液是指将光致变色材料溶解于有机溶剂中获得的。所述的高分子系统调节剂采用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物或乙烯马来酸酐共聚物之中的任意一种。所述高分子系统调节剂用量为芯材质量的10%_200%，乙烯基单体用量为芯材质量的10%-200%，蜜胺树脂预聚体用量为芯材质量的50%-1000%。所述弓I发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。本发明所述制备方法原理如下首先，通过乙烯基单体缩聚反应制得内层壳体，再通过醚化蜜胺树脂预聚体聚合制得外层壳体，得到光致变色双壳微胶囊。为提高微胶囊壁材的耐磨性和耐久性，所述的内层壳体造壁为不同量的乙烯基单体进行二次或二次以上重复造壁。为更进一步提高微胶囊壁的耐磨性及耐久性，所述的外层壳体造壁为不同量的醚化蜜胺树脂预聚体进行二次或二次以上重复造壁。本发明的第三方面目的是提供一种光致变色双壳微胶囊在纺织品个性化整理上的应用。进一步地通过采用浸轧、浸溃、印花、涂层或喷洒方式将光致变色双壳微胶囊作用于纺织品上。所述的纺织品包括合成纤维、人造纤维、棉、毛、丝或麻制成的织物，或者是他们的混纺织物。本发明的有益效果如下
I、本发明的光致变色双壳微胶囊，胶囊壁具有热固性质，耐加工性能较好，耐磨性及耐久性好。2、本发明的光致变色双壳微胶囊，可采用浸轧、浸溃、印花、涂层、喷洒方式作用于纺织品上，整理后的纺织品使用过程中，不会发生内部相变材料泄露，以致于在纺织品上出现油斑。3、本发明的光致变色双壳微胶囊可用于印刷品表面，它能保证核芯光致变色材料不会发生流动、迁移和外泄，并且不受外部条件影响，从而持久的保持光致变色性能。以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
图I本发明的光致变色双壳微胶囊的结构示意图。
具体实施例方式 如图I所示，本发明的光致变色双壳微胶囊包括
芯材I,芯材I为光致变色材料；
内层壳体2，内层壳体2以乙烯基单体为聚合单体，并通过界面聚合包裹芯材I ;
外层壳体3，外层壳体3以醚化蜜胺树脂预聚体为聚合单体，并通过原位聚合包裹内层壳体2。制备实施例I :
在室温下将10份6-硝基-I'，3'，3'-三甲基吲哚啉螺苯并吡喃、15份高分子系统调 节剂、200份蒸馏水在高速剪切混合乳化即中高速均化30min，均化速率为lOOOOrpm，将均化后乳液倒入三口烧瓶，放入恒温水域槽中，在搅拌条件下加入O. 5份的过硫酸钾，升温至80°C，加入20份甲基丙烯酸乙酯进行内层造壁，冷却后，用醋酸调节pH值为3 4，搅拌速度为200rpm下，滴加1200份的醚化蜜胺树脂，升温至55°C，保温I. 5h进行外壳层单次造壁；再升温至65°C，保温lh，冷却，氨水中和至平H值为7，得到光致变色双壳微胶囊溶液，干燥制得粉状光致变色双壳微胶囊I号。应用实施例I :
锦纶织物印花整理直接把光致变色双壳微胶囊I号加入涂料印花色浆中，然后按印花工艺印花。配方涂料5份，增稠剂3份，光致变色双壳微胶囊I号10份，无醛超柔粘合剂10份，加水至100份。经整理前后的锦纶织物的颜色在室内灯光下看基本相同，手感几无变化，在室外太阳光照下整块面料整体变色均匀、柔和。制备实施例2
在室温下将10份N-乙基_3，3-二甲基螺吲哚啉萘并恶嗪、15份高分子系统调节剂、200份蒸馏水在高速剪切混合乳化即中高速均化30min，均化速率为lOOOOrpm，将均化后乳液倒入三口烧瓶，放入恒温水域槽中，在搅拌条件下加入0. 5份的过硫酸钾，升温至80°C，加入20份甲基丙烯酸乙酯进行内层造壁，冷却后，用醋酸调节pH值为3 4，搅拌速度为200rpm下，滴加80份的醚化蜜胺树脂，升温至55°C，保温I. 5h进行外壳层单次造壁；冷却至室温下后再次滴加80份醚化蜜胺树脂，升温至55°C，保温I. 5h，进行外壳层二次造壁，再升温至65°C，保温lh，冷却，氨水中和至平H值为7，得到光致变色双壳微胶囊溶液，干燥制得粉状光致变色双壳微胶囊2号。应用实施例2:
纯棉针织物整理采用浸轧方式，将光致变色微胶囊2号均匀的整理在织物纤维表面， 工艺浸轧(二浸二轧，携液量70%)—烘干(90-100°C)2min。浸轧液配方光致变色双壳微胶囊2号50g/L，无醛超柔粘合剂20g/L。经整理前后的纯棉的颜色在室内灯光下看基本相同，手感几无变化，在室外太阳光照下整块面料整体变色均匀、柔和。
权利要求
1.一种光致变色双壳微胶囊，其特征在于，所述光致变色双壳微胶囊包括 芯材，芯材为光致变色材料； 内层壳体，内层壳体以乙烯基单体为聚合单体，并通过界面聚合包裹芯材； 外层壳体，外层壳体以醚化蜜胺树脂预聚体为聚合单体，并通过原位聚合包裹内层壳体。
2.根据权利要求I所述的一种光致变色双壳微胶囊，其特征在于所述芯材采用的光致变色材料优选为6-硝基-I'，3'，3'-三甲基吲哚啉螺苯并吡喃或N-乙基-3，3- 二甲基螺吲哚啉萘并恶嗪的螺吡喃或罗噁嗪类光致变色材料中的任意一种。
3.根据权利要求I所述的一种光致变色双壳微胶囊，其特征在于所述的乙烯基单体结构为以下结构式I和式2中的一种或几种；
4.根据权利要求I所述的一种光致变色双壳微胶囊，其特征在于所述的醚化蜜胺树脂预聚体为三羟甲基三聚氰胺或六羟甲基三聚氰胺的醚化体。
5.一种光致变色双壳微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将光致变色有机溶液、高分子系统调节剂和蒸馏水在高剪切混合乳化机中高速均化，高速均化的速度为10000-12000rpm ;高速均化后，搅拌升温至75_80°C并加入引发剂和乙烯基单体，乙烯基单体聚合进行内层壳体造壁，并形成内层壳体；然后冷却至30°C以下，调节pH值3-5，搅拌并滴加醚化蜜胺树脂预聚体水溶液，升温至55-65°C保温l_2h，聚合进行外层壳体造壁，并形成外层壳体；然后冷却，氨水调节至pH=7，出料，抽滤干燥得到光致变色双壳微胶囊。
6.根据权利要求5所述的一种光致变色双壳微胶囊的制备方法，其特征在于所述的高分子系统调节剂采用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物或乙烯马来酸酐共聚物之中的任意一种。
7.根据权利要求5所述的一种光致变色双壳微胶囊的制备方法，其特征在于所述高分子系统调节剂用量为芯材质量的10%-200%，乙烯基单体用量为芯材质量的10%-200%，蜜胺树脂预聚体用量为芯材质量的50%-1000%。
8.根据权利要求5所述的一种光致变色双壳微胶囊的制备方法，其特征在于所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
9.根据权利要求5所述的一种光致变色双壳微胶囊的制备方法，其特征在于所述的内层壳体造壁为不同量的乙烯基单体进行二次或二次以上重复造壁；所述的外层壳体造壁为不同量的醚化蜜胺树脂预聚体进行二次或二次以上重复造壁。
10.一种光致变色双壳微胶囊在纺织品个性化整理上的应用，其特征在于采用浸轧、浸溃、印花、涂层或喷洒方式将光致变色双壳微胶囊作用于纺织品上，所述的纺织品包括合成纤 维、人造纤维、棉、毛、丝或麻制成的织物，或者是他们的混纺织物。
全文摘要
本发明涉及一种光致变色材双壳微胶囊及其制备方法和应用。该微胶囊由核芯、内层壳体和外层壳体组成，核芯材料为光致变色材料；内层壳体以乙烯基单体为聚合单体，通过界面聚合包裹核芯；外层壳体以醚化蜜胺树脂预聚体为聚合单体，通过原位聚合包裹内层壳体。本发明的光致变色双壳微胶囊，制备工艺简单，无毒无害，胶囊壁具有很好的韧性，且耐磨、耐热、耐水，加工性能好，能持久的发挥光致变色功能。可用于纺织、印刷领域，满足个性化和防伪需求。
文档编号D06M23/12GK102886233SQ20121040717
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者张艳, 崔桂新, 王颖, 郑小佳 申请人:绍兴中纺院江南分院有限公司