[发明专利]一种可逆热致变色的材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可逆热致变色的材料及其制备方法

背景技术

热致变色材料是指在一定温度范围内，其颜色随温度的改变而发生明显变化的功能材料，无论在基础制备和实际应用方面都引起了人们的广泛关注。目前热致变色材料已被广泛应用在包括食品包装、纺织产业、塑料用品等许多领域。目前，热致变色材料可分为无机、有机、液晶、聚合物以及生物大分子等多种类型。

    专利ZL 01823268描述了一种采用无机金属氧化物制备的热致变色材料，其主要变色温度在200~400℃，且采用的元素多为镉，汞等重金属化合物，对环境有危害。专利CN1546603以中性红为发色剂，六次甲基四胺或氯化亚铁为显色剂，制备一种可逆热致变色材料，其变色温度在71℃左右。专利CN1930005则利用给电子化合物和电子接受化合物的配对，并利用颜色显色剂制成了可逆的热致变色材料。当温度加热到显色剂的熔点以上时，则材料的颜色会发生变化，如果温度降低到显色剂的熔点以下，则材料会恢复原来的颜色。

热致变色材料的制备虽然受到了人们的广泛重视，但仍有一些问题需要解决。比如目前使用的电子给予体和电子接受体化合物的毒性都比较大，对环境有污染。对变色温度的控制也在向低温方向发展，比如在人体体温的范围内（30~40℃）变色。

发明内容

本发明的目的为了解决上述的技术问题而提供一种可逆热致变色的材料，该材料具有对环境污染少，变色温度及变色范围均可调且制备方法简单。

本发明的技术原理

选择价钱便宜的具有酯类结构和内酰胺类结构的物质作为发色剂，硼酸作为显色剂以降低感温变色材料的毒性并使得变色材料的性能更良好，采用适用较为广泛的十四醇和草酸等为溶剂并降低感温变色材料的变色温度。通过改变电子给体和溶剂的种类、电子给体、电子受体和溶剂间的配比和反应温度等实现对可逆热致变色材料的变色温度的调节以及复色时间长短的控制。

本发明的技术方案

一种可逆热致变色材料，按重量份数计算，其原材料组成及含量如下：

电子给体化合物       0.25~8份

电子受体化合物       350~400份

溶剂                 100份

所述的电子给体化合物为罗丹明B、溴甲酚紫或罗丹明B与溴甲酚紫组成的混合物；

所述的电子受体化合物为硼酸；

所述的溶剂为草酸、十四醇或草酸与十四醇组成的混合物。

上述的可逆热致变色材料的制备方法，步骤如下：

将电子给体化合物、电子受体化合物和溶剂进行混合后得到混合物，再进行研磨至该混合物颜色、相态均一为止，即可得到可逆热致变色材料。

本发明的有益效果

本发明的一种可逆热致变色的材料，所选的原材料对环境无毒，污染性小，价钱便宜，因此具有对环境污染小，生产成本低的特点。

进一步，通过改变电子给体化合物和溶剂的种类、电子给体、电子受体和溶剂的配比和反应温度等实现对可逆热致变色材料变色温度的调节以及复色时间长短的控制。

另外，本发明的一种可逆热致变色材料的制备方法简单，即通过简单的室温机械研磨法即可制备。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

本发明所用的各种原料的规格及生产厂家如下：

罗丹明B，分子式：C₂₈H₃₁C_lN₂ O₃；分子量：479.01；分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

溴甲酚紫，分子式：C₂₁H₁₆Br₂O₅S；分子量：540.22；分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

硼酸，分子式：H₃BO₃；分子量：61.83；分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

草酸，分子式：C₂H₂O₂·2H₂O；分子量：126.07；分析纯，来源：国药集团化学试剂有限公司；

溶剂：十四醇，分子式：C₁₄H₃₀O；分子量：214.39；分析纯，来源：国药集团化学试剂有限公司。

实施例1