一种热致变色涂料的制备方法与流程

文档序号:15196950发布日期:2018-08-19 00:26阅读:769来源:国知局

本发明涉及一种热致变色涂料的制备方法,属于功能涂料技术领域。



背景技术:

热致变色涂料是一种温度变化时涂膜颜色发生可逆或不可逆改变的功能涂料。随着我国炼油工业的发展,炼油装置需要超温报警涂料,热致变色涂料应运而生。七十年代,随着我国航空工业的发展,设计、选材都要根据表面温度分布而定,又促进了热致变色涂料向不可逆多变色方面发展。系列化的不可逆、多变色热致变色涂料的研制成功,为加速我国航空工业的发展作出了重要贡献。

上述热致变色涂料均属不可逆示温涂料。加热到某一温度颜色发生变化,冷却时颜色不能恢复到原来的颜色,从而记录表面经受过的温度。热致可逆变色涂料在加热到某一温度时颜色发生变化,冷却时恢复到原来的颜色。尤其在低温可逆变色涂料方面,发展至今,由于技术方面并不完全成熟,使其应用范围受到了限制,并没有获得更为广泛的应用。从目前的形势看来,热致变色涂料的发展趋势可归纳为几个方面:

(1)提高对温度的敏感度,缩短响应时间,开发耐热且具有多变色性的示温颜料。发展熔融示温涂料、液晶变色涂料。

(2)研制新型可逆变色材料,拓宽可逆变色范围(温度和颜色)。热致变色涂料己向低温延伸(-100℃~100℃),使其不仅满足工业上的需要(示温、报警),还可用于美化人民生活,如制造变色衣料、纸张等。

(3)进一步提高变色涂料的适用性和延长使用寿命。

(4)广泛应用微胶囊技术。由于微胶囊内、外组分可以变换,以多种微胶囊配成的变色涂料,在宽广的温度范围内可呈现出多种色彩。比如液晶微胶囊化后,可免受外界(如空气、湿气等)影响,提高灵敏性和延长使用寿命。

我国现有低温可逆热致变色涂料多使用金属盐作为变色材料,变色灵敏度不高,变色温度不可控,容易受到外界环境影响。近年来为拓展低温可逆变色材料的使用范围延长其使用寿命,广泛应用于织物印染、防伪等方面,因此,制备低温可逆热致变色涂料有很高的应用价值。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对我国现有低温可逆热致变色涂料变色灵敏度不高,变色温度不可控的问题,提供了一种热致变色涂料的制备方法。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种热致变色涂料的制备方法,具体制备步骤为:

(1)取碘化钾、醋酸铅、氧化铝、氯化铵,加入1/2去离子水中混合,倒出上清液后再加入1/2去离子水,搅拌20~30min,静置沉降1~2h后过滤得滤渣;

(2)将滤渣与色料混合均匀后在200~240℃下干燥并湿磨2~3h,球磨结束后干燥至恒重,得热致变色材料;

(3)取热致变色材料、硬脂酸,加入无水乙醇中混合,得a液;

(4)取双酚a,加入无水乙醇中混合,得b液;

(5)将a液以1~2g/min滴加入b液中,滴加完毕后加热搅拌2~3h,冷却至室温后出料,得热致变色涂料。

步骤(1)所述碘化钾、醋酸铅、氧化铝、氯化铵的重量份为10~15份碘化钾,30~35份醋酸铅,8~10份氧化铝,0.8~1.0份氯化铵。

步骤(1)所述去离子水用量为氧化铝质量的20.0~37.5倍。

步骤(2)所述色料为溴甲酚紫、溴甲酚红中的任意一种。

步骤(2)所述色料用量为氧化铝质量的1.0~2.5%。

步骤(3)所述热致变色材料、硬脂酸、无水乙醇的重量份为0.2~0.3份热致变步骤(4)所述双酚a用量为热致变色材料质量的150~300倍,所述无水乙醇的用量为热致变色材料质量的1000倍。

步骤(5)所述加热搅拌过程为加热至80~90℃,以800~1000r/min搅拌2~3h。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

(1)本发明使用的是无机热致变色料与有机热致变色料集合,利用无机热致变色料晶型转变而引起的颜色变化,变色物质在吸热后由低温稳定相向高温稳定相转变,结构的改变引起分子间电荷的转移,导致所吸收光的波长变化,从而颜色发生变化,冷却后晶格复原,颜色恢复原状,形成高温变色段,再利用有机热致变色料在低温时与显色剂通过供吸电子效应和溶剂固着作用,形成醌式共轭结构,从而颜色发生变化,在升温后温变涂料醌式结构在液体状态下又转变为内酯环结构,颜色恢复原状,形成低温变色段;

(2)本发明制备的热致变色涂料适用于织物的温致变色涂料,表明温致变色涂料具有良好热稳定性和适合应用于织物的变色温度,变色膜色差大,变色灵敏度高,在温变涂料中添加微量红黄蓝不同配比涂料,依然具有温致变色性能,涂料的加入不会影响温变涂料变色温度,是一种有效调节温变涂料颜色的途径。

具体实施方式

取10~15g碘化钾,30~35g醋酸铅,8~10g氧化铝,0.8~1.0g氯化铵,加入100~150ml去离子水中,以300~400r/min搅拌20~30min,倒出上清液后再加入100~150ml去离子水,继续搅拌20~30min,静置沉降1~2h后过滤得滤渣,将滤渣与0.1~0.2g色料混合均匀后置于干燥箱中,在200~240℃下干燥至恒重,再将干燥后的产物装入球磨机中,并加入20~40ml无水乙醇,以180~240r/min球磨2~3h,球磨结束后置于干燥箱中,在110~120℃下干燥至恒重,得热致变色材料,取0.2~0.3g热致变色材料,3.0~4.5g硬脂酸,加入20~30g无水乙醇中,以300~400r/min搅拌20~30min,得a液,取45~60g双酚a,加入200~300g无水乙醇中,以300~400r/min搅拌20~30min,得b液,将a液以1~2g/min滴加入b液中,滴加完毕后加热至80~90℃,以800~1000r/min搅拌2~3h,冷却至室温后出料,得所述热致变色涂料。

实例1

取10g碘化钾,30g醋酸铅,8g氧化铝,0.8g氯化铵,加入100ml去离子水中,以300r/min搅拌20min,倒出上清液后再加入100ml去离子水,继续搅拌20min,静置沉降1h后过滤得滤渣,将滤渣与0.1g色料混合均匀后置于干燥箱中,在200℃下干燥至恒重,再将干燥后的产物装入球磨机中,并加入20ml无水乙醇,以180r/min球磨2h,球磨结束后置于干燥箱中,在110℃下干燥至恒重,得热致变色材料,取0.2g热致变色材料,3.0g硬脂酸,加入20g无水乙醇中,以300r/min搅拌20min,得a液,取45g双酚a,加入200g无水乙醇中,以300r/min搅拌20min,得b液,将a液以1g/min滴加入b液中,滴加完毕后加热至80℃,以800r/min搅拌2h,冷却至室温后出料,得所述热致变色涂料。

实例2

取13g碘化钾,33g醋酸铅,9g氧化铝,0.9g氯化铵,加入125ml去离子水中,以350r/min搅拌25min,倒出上清液后再加入125ml去离子水,继续搅拌25min,静置沉降1h后过滤得滤渣,将滤渣与0.15g色料混合均匀后置于干燥箱中,在220℃下干燥至恒重,再将干燥后的产物装入球磨机中,并加入30ml无水乙醇,以210r/min球磨2h,球磨结束后置于干燥箱中,在115℃下干燥至恒重,得热致变色材料,取0.25g热致变色材料,4.0g硬脂酸,加入25g无水乙醇中,以350r/min搅拌25min,得a液,取52g双酚a,加入250g无水乙醇中,以350r/min搅拌25min,得b液,将a液以1g/min滴加入b液中,滴加完毕后加热至85℃,以900r/min搅拌2h,冷却至室温后出料,得所述热致变色涂料。

实例3

取15g碘化钾,35g醋酸铅,10g氧化铝,1.0g氯化铵,加入150ml去离子水中,以400r/min搅拌30min,倒出上清液后再加入150ml去离子水,继续搅拌30min,静置沉降2h后过滤得滤渣,将滤渣与0.2g色料混合均匀后置于干燥箱中,在240℃下干燥至恒重,再将干燥后的产物装入球磨机中,并加入40ml无水乙醇,以240r/min球磨3h,球磨结束后置于干燥箱中,在120℃下干燥至恒重,得热致变色材料,取0.3g热致变色材料,4.5g硬脂酸,加入30g无水乙醇中,以400r/min搅拌30min,得a液,取60g双酚a,加入300g无水乙醇中,以400r/min搅拌30min,得b液,将a液以2g/min滴加入b液中,滴加完毕后加热至90℃,以1000r/min搅拌3h,冷却至室温后出料,得所述热致变色涂料。

将本发明制备的热致变色涂料及上海某公司生产的变色涂料进行检测,具体检测结果如下表表1:

表1热致变色涂料性能表征

表1可知本发明制备的热致变色涂料,具有良好热稳定性和适合应用于织物的变色温度,变色膜色差大,变色灵敏度高,具有广阔的应用前景。

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