[发明专利]具有高灵敏度的温致变色微胶囊的制备方法及应用

说明书

本申请公开了一种具有高灵敏度的温致变色微胶囊的制备方法及应用，属于变色材料技术领域。本申请将石墨烯改性密胺树脂预聚物作为微胶囊材料的壁材；将隐色剂、显色剂和溶剂混合熔融，作为微胶囊材料的芯材；向所述芯材中加入石墨烯分散液，进行乳化后得到均匀乳液；将所述均匀乳液加入所述壁材中，经反应交联及后处理后得到石墨烯改性温致变色微胶囊。本申请利用石墨烯提高显色剂和隐色剂之间的电子转移速度以及增强壁材的力学性能，使得制备得到的石墨烯改性微胶囊的变色响应速度加快，整体结构和热稳定性得到提高。

技术领域

本申请属于变色材料技术领域，更具体地说，涉及一种具有高灵敏度的温致变色微胶囊的制备方法及应用。

背景技术

温致变色材料是指温度高于或低于某个特定的温度区间(由材料本身决定)时，颜色能够随温度升降可逆变化的一种功能材料，即具有颜色记忆功能，可以反复使用，大多应用于人体感温的系列产品，如医疗、广告纺织、儿童玩具等，也可用于商业防伪。

温致变色材料可分为无机、有机和液晶三大类，具有材料颜色随着温度变化而改变的特性。有机类由于在变色温度调节、颜色组合度和价格具有优势，具有更广阔的应用前景，但其应用常受到强酸性、强碱性及环境杂质污染等外界因素的限制，所以常常采用微胶囊化技术将温致变色材料包裹为几十微米的小球，提高材料的耐候性、耐久性以及与其它材料的混溶性。

有机温致变色材料主要由隐色剂、显色剂和溶剂3部分组成，在现有技术下，隐色剂和显色剂分别为电子给予体和电子接受体，在温度发生变化时电子发生转移，电子转移过程中会吸收或辐射一定波长的光，在表观上产生颜色的变化。而在对隐色剂和显色剂进行微胶囊化后，由于微胶囊壁厚不均，其变色时间会延长，响应灵敏度会降低。

公开日为2015年12月23日的中国专利201510408001.4公开了一种可逆热致变色微胶囊颜料的制备方法，包括以下步骤：按质量百分比称取结晶紫内酯0.08％～0.1％、双酚A 0.4％～0.5％、十六醇3％～6％；三聚氰胺2％～4％、甲醛溶液4.03％～5％、十二烷基苯磺酸钠0.4％～0.6％、十二烷基硫酸钠铵0.09％～0.11％、蒸馏水87％～90％；先制备复配物A，再制备O/W型乳液和三聚氰胺-甲醛预聚液，经缩聚反应制得。公开日为2018年4月20日的中国专利201711331286.1公开了一种温致变色防伪涂料，包括以下质量百分比的各组分：微胶囊3％～20％，颜料2％～10％，分散剂1％～10％，粘合剂1％～5％，水55％～80％，成膜物质1％～10％；所述微胶囊包括囊心和壁材，所述囊心包括：染料1％～8％，显色剂1％～10％，热敏植物纤维5％～15％，溶剂70％～90％，所述壁材为尿素与甲醛共聚物。以上技术均存在温致变色微胶囊材料的灵敏度不高的问题。

发明内容

针对现有技术存在的微胶囊后温致变色材料变色灵敏度下降的问题，本申请的目的之一在于提供一种变色响应速度快、整体结构和热稳定性高的温致变色微胶囊的制备方法；本申请的目的之二在于提供该方法制备得到的温致变色微胶囊的应用。

为了解决上述问题，本申请所采用的技术方案如下：

一种具有高灵敏度的温致变色微胶囊的制备方法，将石墨烯改性密胺树脂预聚物作为微胶囊材料的壁材；将隐色剂、显色剂和溶剂混合熔融，作为微胶囊材料的芯材；向所述芯材中加入石墨烯分散液，进行乳化后得到均匀乳液；将所述均匀乳液加入所述壁材中，经反应交联及后处理后得到石墨烯改性温致变色微胶囊。

包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯加入密胺树脂预聚物中制备得到石墨烯改性密胺树脂预聚物，作为壁材；

步骤2，称取质量比为1:(4～10):(50～70)的隐色剂、显色剂和溶剂，在80～100℃下保温并搅拌混合1～2h得到熔融混合物，作为芯材；

步骤3，向熔融混合物中加入乳化剂、石墨烯分散液和适量去离子水，进行乳化分散处理得到均匀乳液；