[发明专利]一种组合物及其制备方法与在力致变色材料领域的应用

说明书

本发明属于功能性聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种组合物及其制备方法与在力致变色材料领域的应用。本发明提供了一种组合物，组合物的原料包括：双羟基螺吡喃、多元醇、有机胺类催化剂、二异氰酸酯、扩链剂以及交联剂。本发明还提供了一种包括上述组合物的制备方法，本发明还提供了一种上述组合物或上述制备方法得到的产品在力致变色材料领域的应用。经拉伸实验测定可得，本发明提供的技术方案制得的产品，拉伸前后颜色变化明显，同时，具有良好的拉伸强度，其拉伸性能指标优于对照产品。本发明提供的一种组合物及其制备方法与在力致变色材料领域的应用，解决了现有技术中，聚氨酯基力致变色材料存在着力响应性差以及变色不灵敏的技术缺陷。

技术领域

本发明属于功能性聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种组合物及其制备方法与在力致变色材料领域的应用。

背景技术

力致变色材料是指在受到外力作用下能够实现颜色变化的一类智能型材料，是近年来重要的研究领域之一。力致变色材料以机械力作为刺激源，在受到外力作用时，能够改变自身的颜色来显示力的大小和位置，这种材料在预防灾难性伤害、材料的无损探伤、装饰、娱乐、体育等方面具有潜在的应用前景。

传统的力致变色材料主要是通过改变材料的聚集形态改变来实现力响应性，这种响应性是不明显的，而且能够应用的范围相当有限。近年来，人们通过将一些可力致变色的反应性小分子接入高分子链中制备了具有良好力响应性的有机力致变色材料，但是由于大多数小分子变色物质对力的刺激并不是很敏感，而且高分子材料本身对力的传导也不是非常有效，导致有机力致变色材料的应用受到较大限制。

一般来讲，接有螺吡喃基的聚氨酯力致变色材料需要克服的问题主要有两个，一个是改善外力传递地有效性，另外一个就是螺吡喃变色所需力的阈值的减小。作为基材，如果不能有效地将受到的外力传递给螺吡喃小分子，就不能使螺吡喃开环而表现出力致变色性能；另一方面，螺吡喃的在变色前后的构型转变需要一定的自由体积，否则螺吡喃也不能有效地受力而变色。现有技术中，聚氨酯基力致变色材料往往由于聚氨酯的力学性能较差，或者自由体积较小，使得螺吡喃的活化效率低甚至不能活化，导致变色材料的力响应性差、变色不灵敏，使用受到极大限制。

因此，研发出一种组合物及其制备方法与在力致变色材料领域的应用，用于解决现有技术中，聚氨酯基力致变色材料存在着力响应性差以及变色不灵敏的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组合物及其制备方法与在力致变色材料领域的应用，用于解决现有技术中，聚氨酯基力致变色材料存在着力响应性差以及变色不灵敏的技术缺陷。

本发明提供了一种组合物，所述组合物的原料包括：双羟基螺吡喃、多元醇、有机胺类催化剂、二异氰酸酯、扩链剂以及交联剂。

优选地，以摩尔份计，所述组合物的原料包括：双羟基螺吡喃0.002～0.01份、多元醇1份、有机胺类催化剂0.006～0.04份、二异氰酸酯2.5～5.2份、扩链剂0.5～3.5份以及交联剂0.4～3.0份。

优选地，所述双羟基螺吡喃的结构式为：

其中，R基选自-H、-Ph、烷基以及卤代烷中的任意一种，烷基以及卤代烷的碳元素的数量小于6。

优选地，所述二异氰酸酯为：脂肪族异氰酸酯和/或芳香族异氰酸酯。

优选地，所述有机胺类催化剂选自：1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、双(二甲氨基乙基)醚、三乙基胺、N,N-二甲基环己胺、N,N,N’,N’—四甲基亚烷基二胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-乙基吗啉以及N,N-二甲基卞胺中的任意一种或多种。

优选地，所述多元醇选自：聚四氢呋喃二醇、聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、聚乙二醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇以及聚己内酯二醇中的任意一种或多种。