[發明專利]一種三色光致變色微膠囊及其制備方法

在審

• 申請號: 202211446963.5
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN116064028A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 孟家光;張蘭;孫昭玲;薛濤;支超;程燕婷;宋慶文;宋瑤;王永臻;劉亞明;林穎蕾
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02
• 代理公司: 西安正華恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 61271
• 代理人: 黃鑫

本發明公開了一種三色光致變色微膠囊及其制備方法，該微膠囊以有機光致變色材料為芯材，以聚氨酯等高分子材料為壁材，以聚乙二醇作為壁材的一種單體，三者混合后作為油相，與水相均質乳化后制得乳液，在乳液中加入催化劑和溶劑，再加熱并加入擴鏈劑反應后，離心、清洗、干燥、研磨即可制得本發明的三色光致變色微膠囊。本發明制備的三色光致變色微膠囊不但具有靈敏的光響應性、光可逆性，而且具有一定的耐光疲勞性，平均粒徑較小且分布均勻，具有優異的熱穩定性。

技術領域

本發明屬于變色材料技術領域，具體涉及到一種三色光致變色微膠囊及其制備方法。

背景技術

近年來智能材料廣泛應用于各個領域，也引起越來越多的關于對智能材料的研究探討。光致變色材料也是在智能材料中熱門的一類研究，光致變色功能材料具有變色敏感、色彩鮮艷、應用范圍廣等特點，可應用于防偽、裝飾、紡織等領域，受到眾多研究者的青睞。

現有光致變色材料主要有：偶氮類化合物、俘精酸酐類化合物、二芳基乙烯類化合物、螺吡喃類化合物、螺噁嗪類化合物。但是光致變色材料應用受限的一個很大的問題就在于該材料對外界環境非常敏感，外界環境的影響會致使材料的抗疲勞性能下降，最終可能失去變色效果。

現有改善光致變色材料抗疲勞性能的一些途徑：接枝共聚引入大分子、制成微球、制成微膠囊等。微膠囊是一種用成膜形式的聚合物基質活性材料，能夠對核心材料達到保護和控制的一種微型容器。因此微膠囊技術可以將核心材料與外部環境隔離，對光致變色材料用適合的聚合物基質進行包覆，從而在提高光致變色材料的抗疲勞性能的同時不影響其變色效果。

現有制備微膠囊技術的方法主要有：界面聚合法、原位聚合法、溶劑揮發法、復凝聚法、噴霧干燥法等。但是以往有微膠囊包覆所使用的脲醛樹脂、蜜胺/福爾馬林樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂存在甲醛的問題。目前，相關的研究主要是探索微膠囊技術對有機變色材料的保護作用，而對螺吡喃顏色的可調性研究較少，單一的顏色也將限制螺吡喃的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是提供一種三色光致變色微膠囊及其制備方法，可以制備出一種平均粒徑為2.951μm的有機光致變色微膠囊，具有靈敏的光響應性和光可逆性、良好的耐疲勞性能。

為達上述目的，本發明提供了一種三色光致變色微膠囊的制備方法，包括以下步驟：

(1)將壁材與單體共溶于溶劑中，加入有機光致變色材料，制得油相；

有機光致變色材料為螺吡喃類、螺噁嗪類、俘精酸酐類、二芳基乙烯類和偶氮苯類中的任意兩種按照質量比1:1混合后的組合物，單體為聚乙二醇400，溶劑為乙酸乙酯、甲苯或丙酮，有機光致變色材料與溶劑的比例關系為0.04-0.06g：50mL；

(2)將油相與水相混合后均質乳化，制得O/W型乳液；水相為乳化劑與水離子水的混合物；

(3)加熱條件下，于步驟(2)制得的O/W型乳液中加入質量比為1.5-2.5:0.07的聚乙二醇與催化劑，攪拌后再加入擴鏈劑，反應后離心、清洗、干燥并研磨后制得三色光致變色微膠囊。

優選的，壁材為合成殼聚糖、聚氨酯、蜜胺樹脂和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。

優選的，步驟(1)中壁材與聚乙二醇400的摩爾比為1:2，壁材與有機光致變色材料的質量比為1-5:1。

優選的，步驟(2)中的乳化劑為司班、OP-10、PVA或Tween?80，水相中乳化劑的質量分數為0.25-1％。

優選的，步驟(2)中乳化的轉速為4000-8000rpm，乳化的時間為5-10min，油相與水相的混合體積比為50-70:200。