[發(fā)明專利]一種快速變色、高循環(huán)次數(shù)的可擦重寫介質(zhì)的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110687284.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN113429638B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文壽;張曉;張?jiān)?/a>;趙敬梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L5/12
• 分類號(hào): C08L5/12;C08L29/04;C08L89/00;C08K3/18;C08K3/22;C08K3/24
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻(xiàn)龍

本發(fā)明提供一種快速變色、高循環(huán)次數(shù)的可擦重寫介質(zhì)的制備方法。本發(fā)明制備方法包括步驟：將有機(jī)基體材料溶解在去離子水中得到有機(jī)基體材料水溶液；所述有機(jī)基體材料為瓊脂糖、聚乙烯醇或明膠中的一種或兩種以上的混合；將無機(jī)光致變色材料充分分散到去離子水中得到光致變色材料水溶液；加入醇類溶劑混合均勻得到混合液；所述無機(jī)光致變色材料為溴氧鉍、氯氧鉍、三氧化鎢、三氧化鉬或鉬酸銨中的一種；將混合液與有機(jī)基體材料水溶液混合均勻；倒入模具中，自然冷卻到室溫即得可擦重寫介質(zhì)。本發(fā)明制備工藝操作簡單，適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)；所得可擦重寫介質(zhì)能夠快速變色，且循環(huán)性能優(yōu)良，柔性高并且能夠自支撐，在實(shí)際應(yīng)用中具有較大的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速變色、高循環(huán)次數(shù)的可擦重寫介質(zhì)的制備方法，屬于智能材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

造紙術(shù)是我國的四大發(fā)明之一，自西漢的蔡倫發(fā)明以來，紙張就成為信息的最主要載體，極大的促進(jìn)了人類文明的傳承與發(fā)展。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，我們現(xiàn)在生活在一個(gè)新媒體時(shí)代，進(jìn)而忽視了紙張的作用。恰恰相反的是，全球紙張消費(fèi)量在過去30年中增長了兩倍，不少企業(yè)的大部分信息目前仍記錄在紙面上。遺憾的是，大部分印刷紙沒有得到有效的利用，只在閱讀一次后就會(huì)被丟棄；這不僅引起了資源的浪費(fèi)，還造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。而能夠反復(fù)多次書寫，不需要額外的油墨進(jìn)行印刷的可擦重寫介質(zhì)，是一種極具吸引力的替代品。

自19世紀(jì)Fritsche觀察到并四苯在空氣和光的作用下，能夠由黃色變?yōu)闊o色，而后在熱作用下又可以恢復(fù)黃色，光致變色現(xiàn)象逐漸被人們所重視。自1940年以來，為了弄清楚變色的機(jī)理，即變色過程中化合物發(fā)生的變化、反應(yīng)后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化以及中間過渡態(tài)的形成，學(xué)者們進(jìn)行了大量的探究，并把這種現(xiàn)象稱為光致變色(photochromism)。光致變色材料的出現(xiàn)，為能夠反復(fù)多次書寫，不需要額外的油墨進(jìn)行印刷的可擦重寫介質(zhì)的發(fā)展提供了一種可能。

王文壽等人報(bào)道了一種二氧化鈦/亞甲基藍(lán)/水光致變色體系，通過在二氧化鈦/亞甲基藍(lán)/水光致變色體系添加高分子材料羥乙基纖維素(HEC)，羥乙基纖維素中的羥基可以與亞甲基藍(lán)分子結(jié)構(gòu)中的-N(CH₃)₂形成氫鍵作用，達(dá)到穩(wěn)定其分子的效果。(參考文獻(xiàn)“W.Wang,M.Ye,L.He,Y.Yin,Nanocrystalline TiO₂-Catalyzed Photoreversible ColorSwitching,Nano Lett.14(2014)1681-1686.”)然而，因?yàn)椴牧系南拗?，顯色單元亞甲基藍(lán)在變色過程中會(huì)不可避免地被破壞，該可擦重寫體系循環(huán)次數(shù)只能達(dá)到10次左右，還不能滿足多次書寫的要求，離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。

關(guān)于光致變色可擦重寫介質(zhì)也有一些專利報(bào)道，例如中國發(fā)明專利CN107446146A公布了一種具備光致變色特性的水凝膠。其的制備方法如下：(a)將陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、化學(xué)交聯(lián)劑N,N,-亞甲基雙丙烯酰胺、親水性單體丙烯酰胺和引發(fā)劑過硫酸鉀加入到去離子水中，并攪拌至完全溶解；然后向溶液中加入助劑四甲基乙二胺；將配置好的溶液裝入模具中，然后將模具置于30℃～40℃的烘箱中反應(yīng)1～3h；反應(yīng)后冷卻到室溫，最終制得光致變色水凝膠前體水凝膠；(b)將(a)步驟中制備好的前體水凝膠浸泡在鉬酸銨溶液中并輕微攪拌，浸泡2～4h后將水凝膠取出，最終制得具備光致變色特性的水凝膠。該方法制備的水凝膠步驟繁瑣，在成膜過程中需要加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑等材料，不夠環(huán)保，同時(shí)交聯(lián)過程中容易交聯(lián)不均勻，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)因?yàn)楹铣煞椒ǖ木壒剩盟z的變色性能以及循環(huán)能力并不優(yōu)秀。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種快速變色、高循環(huán)次數(shù)的可擦重寫介質(zhì)的制備方法。本發(fā)明制備工藝操作簡單，適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)；所得可擦重寫介質(zhì)能夠快速變色，且循環(huán)性能優(yōu)良，柔性高并且能夠自支撐，在實(shí)際應(yīng)用中具有較大的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種快速變色、高循環(huán)次數(shù)的可擦重寫介質(zhì)的制備方法，包括步驟：