专利名称：一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种膜材料及其制备方法，更具体地说，涉及一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜及其制备方法。
背景技术：
光致变色的材料早在1867年就有所报道，但直至1956年Hirstiberg提出光致变色材料应用于光记录存储的可能性之后，才引起了广泛的注意。光致变色是指化合物A在受到波长为λ 1的光照时，可通过特定的化学反应生成结构和光谱性能不同的产物B，而在波长为λ 2的光照或热的作用下，B又可逆地生成化合物A的现象，其变化过程如下式所示
A-^R这一过程的基本特征为A、B在一定条件下都能稳定存在，且颜色视差显著不同； A、B之间的变化是可逆的。目前，对光致变色的研究大都集中在二芳基乙烯、俘精酸酐、螺吡喃、螺噁嗪、偶氮类以及相关的杂环化合物上，同时也在继续探索和发现新的光致变色体系。它主要用于信息储存元件，装饰和防护包装材料，自显影全息记录照相，以及国防上，但是变色材料存在着耐疲劳度低，机械性能差等缺点。为了提高光致变色材料的耐疲劳度等性能，降低陈本，使光致变色材料在装饰防护方面的应用扩大化，可尝试将有机光致变色材料与高分子聚合物进行共混，使用高聚物作为光致变色材料的基载体，利用高聚物的各项优良特性，对变色材料的耐疲劳度、机械性能、透光性等方面进行改善，以期制出各方面性能良好的光致变色贴膜。如Yi Chen等人将光致变色材料和极性PMMA进行溶液共混制成一种透明度极高的薄膜，薄膜变色明显，性能优良。Jeng-Shyong Lin等人将光致变色材料和SBS进行溶液共混成膜，但其薄膜变色不够稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用光致变色材料来改性聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜的制备方法，为一些行业，比如汽车行业、国防行业等提供一种美观、实用的贴膜。本发明的目的通过下述技术方案予以实现将PET固体溶解在溶剂中，配成溶液，并与光致变色材料进行共混，采用溶液成膜法制成薄膜。(I)PET的溶角军采用多种溶剂，如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯和氯苯的混合液、甲基丙烯酸丁酯、苯酚和四氯乙烷的共混溶液等制得浓度为5% IOwt^WPET溶液，以备用。
( PET、光致变色材料的共混将光致变色粉用研钵进行手工研磨细化。称取适量的光致变色粉，加到一定量的 PET溶液中，超声分散均勻，用细筛过滤去其中的不溶性固体杂质。(3)溶液成膜把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至100°C ^(TC。把光致变色PET 混合溶液浇注在玻璃板上，放入100°c 260°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出。干燥后再在上面浇注一层不含光致变色材料的纯PET溶液保护层。放入烘箱中恒温，待溶剂挥发完之后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是五大工程塑料品种之一，具有优良的综合性能，耐油、耐溶剂、流动性好，易于加工，耐磨性、耐热性，电绝缘性及耐化学药品性等都很优异，广泛用于合成涤沦纤维及薄膜制造、民用吹塑，还可以作为工程塑料用于机械、电子、汽车、电器制造和消费品。本发明将PET溶液溶解在合适的溶剂中，并与光致变色材料进行共混，采用溶液成膜法制成薄膜，使光致变色化合物基本上不与水和氧接触，能够有效防止降解过程的产生，从而延长了光致变色材料的使用寿命，降低了成本，而且对PET作为薄膜的各项性能的影响不大。光致变色PET共混膜的合成对于光致变色材料的拓展是一个重大发展。 这种光致变色PET共混膜可以用于高档建筑物外墙和标示性建筑及汽车外观贴膜，能够增加城市的神奇色彩，装饰和美化环境，具有广泛的应用前景。
图1是本发明的光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜，其中暴露在光线中的一半已经产生颜色变化。
具体实施例方式以下对本发明的实施例作详细说明，本实施方案在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明保护范围不限于下述实施例。实施例1(1)将5. OgPET固体溶解在95. Og 二甲基甲酰胺溶剂中制成5%的PET溶液。(2)称取0. 025g光致变色材料用研钵进行手工研磨细化。(3)将0. 025g光致变色粉加入到5%的PET溶液中，超声分散均勻，用细筛过滤去其中的不溶性固体杂质。(4)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至160°C。把不含光致变色PET 纯溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入160°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出，待温度降至室温后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。(5)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至160 0C。把光致变色PET混合溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入160°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出。干燥后再在上面浇注一层不含光致变色材料的纯PET溶液保护层。放入烘箱中恒温，待溶剂挥发完之后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。实施例2(1)将6. OgPET固体溶解在94. Og 二甲基亚砜溶剂中制成6%的PET溶液。
(2)称取0. 06g光致变色材料用研钵进行手工研磨细化。(3)将0. 06g光致变色粉加入到6%的PET溶液中，超声分散均勻，用200目细筛过滤去其中的不溶性固体杂质。(4)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至190°C。把不含光致变色PET 纯溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入190°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出，待温度降至室温后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。(5)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至190 0C。把光致变色PET混合溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入190°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出。干燥后再在上面浇注一层不含光致变色材料的纯PET溶液保护层。放入烘箱中恒温，待溶剂挥发完之后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。实施例3(1)将7. OgPET固体溶解在80. 5g苯和氯苯的混合溶剂(体积比为1 1)中制成 8.0%的PET溶液。(2)称取0. 14g光致变色材料用研钵进行手工研磨细化。(3)将0. 14g光致变色粉加入到8%的PET溶液中，超声分散均勻，用200目细筛过滤去其中的不溶性固体杂质。(4)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至180°C。把不含光致变色PET 纯溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入180°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出，待温度降至室温后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。(5)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至180°C。把光致变色PET混合溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入180°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出。干燥后再在上面浇注一层不含光致变色材料的纯PET溶液保护层。放入烘箱中恒温，待溶剂挥发完之后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。实施例4(1)将8. OgPET固体溶解在80. 9g苯和氯苯的混合溶剂(体积比为1 1)中制成 9.0%的PET溶液。(2)称取0. 24g光致变色材料用研钵进行手工研磨细化。(3)将0. 24g光致变色粉加入到9%的PET溶液中，超声分散均勻，用200目细筛过滤去其中的不溶性固体杂质。(4)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至170°C。把不含光致变色PET 纯溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入170°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出，待温度降至室温后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。(5)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至170°C。把光致变色PET混合溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入170°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出。干燥后再在上面浇注一层不含光致变色材料的纯PET溶液保护层。放入烘箱中恒温，待溶剂挥发完之后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。实施例5(1)将10. OgPET固体溶解在80. 9g苯酚和四氯乙烷的混合溶剂(体积比为1 1) 中制成10.0%的PET溶液。
(2)称取0. 4g光致变色材料用研钵进行手工研磨细化。(3)将0. 4g光致变色粉加入到10%的PET溶液中，超声分散均勻，用200目细筛过滤去其中的不溶性固体杂质。(4)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至200°C。把不含光致变色PET 纯溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入200°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出，待温度降至室温后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。(5)把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至200 0C。把光致变色PET混合溶液浇注在玻璃板上，自然流延，放入200°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出。干燥后再在上面浇注一层不含光致变色材料的纯PET溶液保护层。放入烘箱中恒温，待溶剂挥发完之后取出，待温度降至室温，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。对实施方案1 5制备的样品膜进行性质测试a.变色前后样品对照将样品裁剪成5cmX5cm的样条，一半遮光，一半光照，观察薄膜颜色变化。b.力学性能将试样膜剪成IOmmX IOOmm的样条，夹具间距为20 50mm，拉伸速度为2 5mm/ min,计算公式为其中P为试样膜断裂的负荷，N ;d、b为试样的宽度和厚度，mm山、!^为试样初始时与断裂时的两测量线的之间的距离，mm。c.热性能在N2环境下，2 5mg的样品先以10 20°C /min的速率自室温加热到80 140°C 出去水分，冷却至10 30°C再进行熔融温度Tm测定升温速率为10 20°C /min，扫描范围为30 290°C。d.光致变色性能的检测样品的光致变色性能测试利用500W高压Hg灯作为灯源，样品在光照时与灯源保持6 30cm的距离，光照过程是在室温下空气中进行的。样品每隔Imin光照一次，利用紫外可见分光光度计测定其吸收峰强度。e.吸水率将样品膜裁剪成5cmX 5cm后，浸入蒸馏水中，M小时后取出，用滤纸小心吸掉膜表面水分后称重得到Ww，于45 100°C下干燥至恒重后称重得到Wd，吸水率Q按下式计算
权利要求
1.一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜，其特征在于，将聚对苯二甲酸乙二酯固体溶解在溶剂中，配成溶液，并与光致变色材料进行共混，采用溶液成膜法制成薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜，其特征在于，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯和氯苯的混合液、甲基丙烯酸丁酯、苯酚和四氯乙烷的共混溶液。
3.根据权利要求1所述的一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二酯固体溶解在溶剂中配成溶液的浓度为5% IOwt%。
4.根据权利要求1所述的一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜，其特征在于，所述光致变色材料的加入量为0. 5% 4. Owt%。
5.一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行(1)将聚对苯二甲酸乙二酯固体溶解在溶剂中，配成溶液；(2)将步骤(1)配成的溶液和光致变色材料进行共混；(3)采用溶液成膜法制成薄膜。
6.根据权利要求5所述的一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯和氯苯的混合液、甲基丙烯酸丁酯、苯酚和四氯乙烷的共混溶液。
7.根据权利要求5所述的一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的聚对苯二甲酸乙二酯固体溶解在溶剂中配成溶液的浓度为5% IOwt %。
8.根据权利要求5所述的一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤O)中光致变色材料的加入量为0.5% 4.0Μ%。
9.根据权利要求5所述的一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤C3)中，把玻璃板洗净置于烘箱内恒温预热温度从室温至100°C ^KTC, 把光致变色PET混合溶液浇注在玻璃板上，放入100°C 260°C的烘箱中恒温，待溶剂挥发成膜后取出；干燥后再在上面浇注一层不含光致变色材料的纯PET溶液保护层；放入烘箱中恒温，待溶剂挥发完之后，将玻璃板放在水中浸泡以使薄膜与其脱离。
全文摘要
本发明公开了一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜(PET)及其制备方法，具体来说，将PET溶液溶解在合适的溶剂中，并与光致变色材料进行共混，采用溶液成膜法制成薄膜，使光致变色化合物基本上不与水和氧接触，能够有效防止降解过程的产生，从而延长了光致变色材料的使用寿命，降低了成本，而且对PET作为薄膜的各项性能的影响不大。这种光致变色PET共混膜可以用于高档建筑物外墙和标示性建筑及汽车外观贴膜，能够增加城市的神奇色彩，装饰和美化环境，具有广泛的应用前景。
文档编号C08L67/02GK102219987SQ20111014527
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者侯信, 毛盼盼, 王松 申请人:天津大学