[發明專利]一種可自恢復的力致變色熒光水基聚氨酯的制備方法

有效

• 申請號: 201911036930.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110862507B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 田賽琦;蔡志凌;陳楚穎
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/34;C08G18/12
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 王庭輝

本發明提供一種可自恢復的力致變色熒光水基聚氨酯的制備方法。所制備的羥基羅丹明可與異氰酸酯發生化學反應，永久的鍵合在聚氨酯鏈上，解決了外添加型力致熒光材料在聚氨酯內分散性差、易聚集的缺陷，可防止熒光猝滅現象的發生，具有持久熒光特性，該聚氨酯在紫外等下發射出強烈的黃色熒光，經過機械力作用后，羅丹明內C?N鍵發生斷裂，因而熒光顏色發生改變，當力的作用消失后，斷裂的C?N恢復，熒光也逐漸自恢復到原有黃色。且以水為分散介質，可減少有機溶劑的使用，減少環境污染，同時制備方法簡單有效、工藝簡單、操作條件易控，適用于大規模生產與推廣應用。

技術領域

本發明涉及高分子材料合成技術領域，特別涉及一種可自恢復的力致變色熒光水基聚氨酯的制備方法。

背景技術

功能性材料根據其特性被開發出各種各樣的用途，對外界刺激有響應的智能變色熒光材料在人們的實際生活中具有非常廣泛的應用前景，比如它們在光學記錄、商標防偽、傳感器、記憶芯片和數據安全保護等領域都具有潛在的應用價值。其中具有力致變色熒光性質的材料力致熒光變色材料在機械外力(剪切、拉伸、壓力等)刺激下，材料的光學性質會發生相應的改變，多數情況下這些顏色變化是肉眼可見的。迄今為止，已被文獻報道的實現力致變色現象的途徑有兩種：一種是外力的作用使得分子的化學結構發生改變，另一種是在外力的作用下改變物質的物理聚集狀態。前者是外力的作用使得材料分子發生了化學反應，即有舊鍵的斷裂和新鍵的形成，本質上是受力前后形成的不同分子所發出的不同顏色的光；后者則是在外力的作用下，材料分子的分子間相互作用力、分子之間的堆積方式等發生改變，最終使得熒光顏色發生了變化。力致變色材料作為一種新型的刺激響應材料，與其相關的研究已經成為智能材料領域一個十分重要的研究熱點。

羅丹明類的熒光劑是一種見的熒光劑，在紫外燈下可以發出強烈的熒光。如下圖所示，在對它的分子施加力的作用時，分子內的C-N鍵可發生斷裂，發生電子的轉移，得到另外一種結構，從而使得熒光的顏色改變，當力的作用消失后，分子內C-N重新恢復，從而產生可自恢復的力至變色熒光效果

聚氨酯因其具有優異的耐摩擦性、力學性能、低溫柔順性等優點，廣泛應用于皮革涂飾、合成革制造、織物涂層、建筑道路涂料、膠粘劑和醫療等行業。隨著人們對于高性能、高品質、高環保的生態聚氨酯的需求持續上升，單一性能的聚氨酯產品已經不能滿足的需求，近年來，如熒光、變色、吸波、電磁屏蔽等功能性聚氨酯產品備受消費者青睞。

將羅丹明類力致變色熒光材料引入聚氨酯，機械力刺激前后可發生顯著的顏色變化，有望在人們日常生活當中用于壓力傳感，對制備機械力刺激后顯著的顏色變化材料來說具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種熒光特性持久、具有自恢復力致變色性質、具有環境友好性、制備方法簡單有效、工藝簡單、操作條件易控并適用于大規模生產與推廣應用的可自恢復的力致變色熒光水基聚氨酯的制備方法。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種可自恢復的力致變色熒光水基聚氨酯的制備方法，包括如下步驟：

(1)羥基羅丹明的制備

將羅丹明類化合物溶于乙腈，加入單乙醇胺，控制體系溫度恒定，并回流攪拌一定時間，攪拌完成后過濾得到濾餅，用去離子水充分洗滌濾餅，直至濾液顏色澄清，將濾餅于真空干燥箱中烘干，得到羥基羅丹明；

(2)可自恢復的力致變色熒光水基聚氨酯的制備

將在設置烘干條件的真空烘箱中烘干過夜的聚合物二元醇、二異氰酸酯、小分子二元醇擴鏈劑和催化劑加入反應容器，在持續攪拌和氮氣氣氛保護下，于65-85℃下反應2-3h制得預聚體，向所得預聚體中加入溶劑溶解有親水擴鏈劑和步驟(1)制得的羥基羅丹明的有機溶劑，維持體系溫度在65-85℃繼續反應2-3h，然后加入三乙胺中和預聚體，在高剪切力作用下，加入去離子水，高速乳化后，即得可自恢復的力致變色熒光水基聚氨酯；