[发明专利]热致变色透明膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种热致变色透明膜及其制备方法和应用。所述热致变色透明膜包括主体部和用于包覆所述主体部的封装层；所述主体部包括聚合物纳米纤维膜和负载于所述聚合物纳米纤维膜表面的热致变色材料层，所述封装层的材质为环氧树脂层。本发明提供的制备方法为首先制备聚合物纳米纤维膜，然后将热致变色材料溶于溶剂中形成热致变色混合溶液，再将所述热致变色混合溶液以预定图案负载于所述纳米纤维膜表面；最后将负载有图案化热致变色材料层的纳米纤维膜浸渍入环氧树脂溶液中，充分浸润并取出固化后，制备得到图案化热致变色透明膜。本发明制备的热致变色透明膜在柔性器件、智能响应、航天航空等领域具有巨大的应用价值。

技术领域

本发明属于薄膜制备技术领域，具体是涉及一种热致变色透明膜及其制备方法和应用。

背景技术

热致变色材料是一类当温度达到某一特定的范围时，材料的可见吸收光谱发生变化导致颜色发生改变，而当温度恢复到初始温度后，材料颜色也会随之恢复的智能型材料。热致变色现象是由于变色材料的光谱性质发生可逆性变化产生的，因此热致变色材料是一种热记忆功能材料，广泛应用于防伪、数字显示、智能图案显示、航天航空等领域。

目前，随着柔性器件的飞速发展，柔性变色器件已成为当前的研究热点,并在军事伪装、航天航空、可视化传感等领域具有巨大的应用潜力，并且正在朝着智能化以及可穿戴的方向发展。因此，更多的研究者将柔性器件与热致变色材料结合起来，对柔性热致变色薄膜展开了研究，而且对柔性热致变色薄膜的要求也越来越往轻量化的方向发展。与传统的热致变色功能薄膜相比，柔性热致变色薄膜除了具备优良的透光性和热致变色功能特性之外，还具备柔性、轻质、廉价且能大规模工业生产等优势。

但是柔性热致变色薄膜的稳定性能容易受到外界环境如空气中水分、氧气、酸碱度等因素的影响，导致其被氧化致使变色过程逐渐失效。因此亟需研究并且选用光学常数匹配且具有自疏水性材料作为保护层包覆材料，对热致变色薄膜的界面进行包覆，可以提高薄膜热致变色效果，同时实现热致变色薄膜使用寿命的大幅提升。

另外，基于实际使用的需要，柔性热致变色薄膜对柔性基层透明度的要求较高，但是目前常用的高分子聚合物原料所制备的柔性基层的透明度参差不齐，能制备出高透明度薄膜的聚合物种类受限，从而在一定程度上限制了聚合物原料在柔性热致变色薄膜中的应用。

申请号为CN201610179028.5的发明专利公开了一种透明柔性热致变色膜，通过在透明基材上添加导电涂层，并使用透明绝缘保护层对导电涂层进行保护，再配合使用热致变色凝胶层，制备得到透明柔性热致变色膜。但是该方法制备的薄膜为层层堆叠结构，在反复弯曲及受力作用下，层与层之间易于发生剥离，导致材料的破坏。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种热致变色透明膜及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种热致变色透明膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、利用静电纺丝法或熔融共混相分离法制备聚合物纳米纤维膜；

S2、热致变色材料的负载：将预定量的热致变色材料溶于溶剂中制备热致变色混合溶液，再将所述热致变色混合溶液涂覆、喷涂或模板印刷于所述聚合物纳米纤维膜的表面；

S3、环氧树脂包覆及固化：将步骤S2制备得到的所述表面负载有热致变色材料的纳米纤维膜浸渍于含有固化剂的环氧树脂溶液中，充分浸润并取出固化，制备得到热致变色透明膜。

优选的，在所述热致变色透明膜中，所述纳米纤维膜与所述环氧树脂的质量比为30～70％：30～70％。

优选的，所述纳米纤维膜的折射率与所述环氧树脂的折射率之差小于等于0.1。

优选的，在步骤S2中，所述热致变色混合溶液以预设图案形成于所述聚合物纳米纤维膜的表面；所述预设图案包括但不限于为规则形状或者不规则形状。