[发明专利]凹凸棒石基温敏变色复合颜料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温敏变色复合颜料，尤其涉及一种凹凸棒石基杂化温敏变色复合颜料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，人们不断寻求具有新特性、新功能的智能材料，温敏变色材料已日益引起人们的注意。温敏变色是指物质受热或冷却时所发生的颜色转变现象，广泛应用于纺织、印刷、医疗、诊断、交通、日用装饰、化学防伪、航空航天和科学研究等各个领域，如制造示温涂料、热敏变色油墨、特种变色纸、显像材料、变色服装、变色玩具等，显示出潜在的巨大经济效益和社会效益。

在可逆温敏变色材料中，无机类温敏变色材料温度偏高，对人体毒性大，颜色变化不够鲜明，价格偏贵。相比之下，有机类中得电子授受类可逆温敏变色复合材料是目前比较理想且极富应用潜力的可逆温敏变色材料，其变色温度可调，颜色组合自由度较高，价格较低，安全性好，符合日用条件。该可逆温敏变色复合材料主要是以一些具有潜在热致变色特性的染料与质子给体（显色剂）所组成的复配体系。随着温度变化，由于染料与质子给体之间的质子迁移作用，染料分子会发生可逆的结构转变，从而在可见光吸收光谱上表现为吸收带的迁移或吸收强度的变化——即颜色转变。但是该类可逆温敏变色材料的热致变色过程中伴随着小分子溶剂的固-液相转变，这给材料的实际应用带来了不便。

目前，研究者比较关注的温敏变色整理方法是微胶囊技术，通过对胶囊壁材结构的控制，避免可逆低温变色材料在后整理及使用过程中受强酸性、强碱性、紫外光照等环境因素的影响。但是，其所使用的胶囊壁材一般是有机化合物，产品的机械性能较差，耐高温性和化学稳定性差，在水相体系中分散性差，从而限制了温敏变色材料的应用。

凹凸棒石黏土（又名坡缕石或坡缕缟石）是一种以凹凸棒石为主要成分，具有独特纳米棒状结构的层链状含水富镁、铝硅酸盐黏土矿物。其独特的纳米棒状结构、类似分子筛的微孔结构以及表面活性硅烷醇基团赋予了其比表面积大、吸附能力强和相容性好等优异的理化性质。因此，将凹凸棒石作为温敏变色复配物的载体，不仅可以提高温敏杂化复合颜料对酸、碱、紫外光等外界因素的耐候性，还可以改善其热稳定性和水相体系中的分散性和悬浮性，从而扩展其在相关领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的耐候性和热稳定性的凹凸棒石基杂化温敏变色复合颜料；

本发明的另一目的是提供上述凹凸棒石基杂化温敏变色复合颜料的制备方法。

一、凹凸棒石基温敏变色复合颜料的制备

本发明凹凸棒石基温敏变色复合颜料的制备方法，是将染料与显色剂分散于显色溶剂中，形成温敏复配物；再将温敏复配物充分分散于水中形成稳定乳液；然后加入凹凸棒石，分散均匀后加入聚电解质，搅拌0.5~2 h使其进行物理交联；加入交联剂，在搅拌下交联反应1~4 h，过滤，水洗，干燥，即得产物。

所述染料为结晶紫内酯、孔雀绿内酯、甲酚红、溴酚蓝、溴甲酚紫、溴甲酚绿；显色剂为双酚A、双酚S、4-羟基香豆素或硼酸；显色溶剂为十四烷醇、十六烷醇或十八烷醇。温敏复配物中，染料、显色剂、显色溶剂的质量比为1:1:20~1:5:100。

所述温敏复配物与凹凸棒石的质量比为1:10~1:20。

聚电解质选用明胶、海藻酸钠、壳聚糖中的一种，其的加入量凹凸棒石质量的1~5%。

交联剂可选用戊二醛、CaCl₂或Ca(NO₃)₂，其用量为凹凸棒石黏土质量的1~10%。

为了调控凹凸棒石和温敏复配物之间表面电荷差异，凹凸棒石采用氨丙基三乙氧基硅烷改性。其具体改性工艺为：将凹凸棒石分散于无水乙醇中，然后加入凹凸棒石质量5~10%的氨丙基三乙氧基硅烷加热回流4~8 h，最后经乙醇洗涤、干燥后而得。

二、凹凸棒石基杂化温敏变色复合颜料的结构（以凹凸棒石/结晶紫杂化颜料为例）

1、红外谱图