[發(fā)明專利]螺吡喃類光致變色光學(xué)材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711110837.1
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107778510B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王明華;張鶴軍;紀(jì)立軍;范為正;喬振安;司云鳳;王志飛;鄭永華;薛曉花;吳瀟;劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 南京米蘭達視光科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: C07D491/107
• 分類號: C07D491/107;C08J7/04;C08J7/14;B01J13/18;C08G18/76;C08G18/48;C08G18/12;C08G18/66;C07D311/94;G02C7/10;C08L75/04
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

一種螺吡喃類光致變色樹脂光學(xué)材料的制備方法，該方法制備的光學(xué)材料表面涂覆光致變色涂層，涂層中含有聚氨酯/螺吡喃/硫化鋅復(fù)合多層光致變色材料，其內(nèi)核為硫化鋅介孔納米微球，中間層為螺吡喃類化合物構(gòu)成的光致變色層，外殼為聚氨酯；該復(fù)合微球的外徑為50?350nm，其中，硫化鋅介孔納米微球的直徑為30～250nm，中間層的厚度為5～25nm，外殼的厚度為5～25nm。本發(fā)明方法制備的光學(xué)材料在紫外線照射下，能從無色變?yōu)橛猩贤饩€消失后，又能快速褪變?yōu)闊o色，具有抗疲勞性強、穩(wěn)定性好、變色速度快等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光致變色技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及涂層中含有螺吡喃類光致變色納米復(fù)合微球的光學(xué)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

光致變色指的是某些化合物在一定的波長和強度的光作用下，隨著吸收光譜的變化，材料的分子結(jié)構(gòu)改變，從而導(dǎo)致材料吸光度和顏色發(fā)生變化，且這種改變一般是可逆的，當(dāng)光照停止后又能自動恢復(fù)到原來狀態(tài)的一種功能性材料，作為光學(xué)材料細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)一種新材料，在光學(xué)透鏡、光信息存儲、分子開關(guān)、防偽識別等高技術(shù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。人類發(fā)現(xiàn)光致變色現(xiàn)象已有一百多年的歷史。第一個成功的商業(yè)應(yīng)用，始于20世紀(jì)60年代，美國的Corning工作室的兩位材料學(xué)家Amistead和Stooky首先制備了含鹵化銀玻璃的光致變色材料，隨后人們對其機理和應(yīng)用作了大量研究，并開發(fā)出了新型變色眼鏡。但由于其較高的成本及復(fù)雜的加工技術(shù)，不適于制作大面積光色玻璃，限制了其在建筑領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用。此后，光致變色的應(yīng)用重心轉(zhuǎn)向了價格便宜且質(zhì)量較輕的聚合物基材料，將光致變色化合物加入透明樹脂中，制成光敏變色材料，可以用于樹脂眼鏡片，國內(nèi)外在變色眼鏡方面已開始應(yīng)用。由于鹵化銀光致變色材料不適用于樹脂眼鏡，已逐步被淘汰。目前有機光致變色化合物在樹脂鏡片上的應(yīng)用主要包含以下幾類：螺吲哚啉萘并噁嗪、萘并吡喃、俘精酸酐光致變色化合物等。盡管在實際應(yīng)用方面取得了重要的成果，但還存在著變色化合物光穩(wěn)定性差、光致變色響應(yīng)值低、熱穩(wěn)定性不足等弊端，如：光致變色化合物容易受到pH值、氧化作用、光照強度、溫度、基體環(huán)境等的影響而導(dǎo)致其光化學(xué)疲勞度變差，并且在受到多次反復(fù)輻照后發(fā)生降解劣變而失去可逆的光致變色性能，或者變色響應(yīng)時間延長、色度減弱、褪色恢復(fù)時間遲緩等情況。

變色化合物光穩(wěn)定性，也即抗疲勞性，是變色化合物在實際應(yīng)用中存在的重要問題之一。光致變色機理研究表明，引發(fā)疲勞的原因主要是化合物在光異構(gòu)化反應(yīng)時發(fā)生光氧化降解，出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象。因此，抗氧化研究已成為化合物提高抗疲勞性能的主要途徑。目前，主要利用如下方法提高抗疲勞性能：一是在含有變色化合物的聚合物介質(zhì)中加入光穩(wěn)定劑或抗氧劑；二是在化合物分子上直接鍵入抗氧基團；三是將富電雜芳基團引入到化合物分子側(cè)鏈上；四是通過加入單基太氧淬滅劑，或者采用誘捕試劑(spin-trapping agent)來提高抗疲勞性。故有研究者通過將變色化合物微膠囊化來提升性能，如：專利ZL200810057392公開了一種光致變色微膠囊的制備方法，該方法可提高光致變色材料的耐酸堿性及耐疲勞性，延長使用壽命。ZL201410195430.3專利公開了一種聚氨酯-殼聚糖雙殼光致變色微膠囊的制備方法，雙層包覆可以進一步提高光致變色化合物的包覆率和耐疲勞性等。因此，開發(fā)具有良好的光致變色性能的化合物及復(fù)合材料已成為近年來光致變色材料的研究熱點之一，特別是開發(fā)抗疲勞性能優(yōu)越、熱穩(wěn)定性好、光譜響應(yīng)值高的變色材料，更具有推廣使用價值。