一種光致變色組合物及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機光致變色材料，具體涉及一種光致變色組合物及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機光致變色材料由于在太陽光或紫外光作用下具有可逆的光致變色性質(zhì)，而引 起廣泛關(guān)注，其已應(yīng)用于塑料、玻璃等基材，用來制備光學透鏡、太陽鏡、防偽油墨、紡織品、 建筑外墻涂料、室內(nèi)裝飾材料、膜、工藝品、玩具、光盤等。
[0003] 盡管有機光致變色物質(zhì)有如上述的多種應(yīng)用，但是通過實際應(yīng)用和專利報道發(fā)現(xiàn) 其在工業(yè)應(yīng)用上有諸多問題。
[0004] 限制有機光致變色物質(zhì)廣泛應(yīng)用的因素有兩個。一是該類物質(zhì)的耐光牢度不足， 大部分是由于光致變色染料被光過快地分解和劣化，使得光致變色材料的平均使用壽命較 短，難于存在于商業(yè)用品中，這是由光致變色染料自身的可逆變色機理決定的。例如：現(xiàn)有 光致變色防偽產(chǎn)品由于使用壽命短，無法滿足防偽商業(yè)化需求。二是光致變色染料的成本 高，限制了該類物質(zhì)在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，需要穩(wěn)定的有機光致變色物質(zhì)，并降低商業(yè) 化成本。
[0005] 為了制備具有更好耐光牢度的光致變色物質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提出數(shù)種方法。
[0006] -種方法是化學共聚或接枝法，指通過化學共聚或接枝反應(yīng)，將光致變色結(jié)構(gòu)單 元連接在聚合物的主鏈或支鏈上以達到變色的功能，從而實現(xiàn)賦予聚合物材料光致變色性 能。例如EP0195898A中即將光致變色化合物加入受阻胺光穩(wěn)定劑的可聚合基質(zhì)中；又如 KR2000-0067988中公開了一種基質(zhì)，能夠把受阻胺光穩(wěn)定劑連接在聚合物的主鏈上，形成 接枝結(jié)構(gòu)，該基質(zhì)對光致變色化合物起到了一定的延長使用壽命作用。
[0007] 另一種方法是利用光致變色物質(zhì)與聚合物通過物理共混的方法獲得具有光致變 色性質(zhì)的材料。具體可分為聚合物成膜法、微膠囊化或微球法及通過紡絲技術(shù)制備纖維等 方法。例如KR1995-0009349描述了在螺環(huán)光致變色化合物中加入添加劑、油和明膠制備包 膠型光致變色組合物；CN1594732A和CN102382232A分別公開了光致變色樹脂微球和光致 變色水溶性微球的制備方法。盡管包裹光致變色物質(zhì)的方法能夠改善光致變色材料的穩(wěn)定 性，但是由于工藝復雜，仍存在批量生產(chǎn)時難于商品化的問題。聚合物成膜法操作更為簡 便，例如，JP63234084A公開了一種具有很好耐光牢度的光致變色組合物，耐光牢度40小時 后仍具有光致變色性能。
[0008]
[0009] 但是，在該光致變色組合物中光致變色染料的使用量較大，從而成本較高,使用大 量有機溶劑不利用環(huán)境環(huán)保，難于滿足商品化要求。因此，需要開發(fā)一種具有更好耐光性能 的環(huán)境友好型光致變色材料，同時成本低，易于工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為了克服現(xiàn)有光致變色組合物中耐光牢度不好、成本高的缺點，本發(fā)明提供一種 光致變色組合物及其應(yīng)用。
[0011] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0012] -種光致變色組合物，組合物為光致變色化合物和聚合物；其中，光致變色化合物 為萘并吡喃類光致變色化合物中的一種或幾種；所述的聚合物選自水性聚氨酯；所述光致 變色化合物的加入量占聚合物干重質(zhì)量的〇. 1% -10%。
[0013] 所述組合物中還可加入添加劑，其中添加劑為染料、抗氧化劑、溶劑、增稠劑、光穩(wěn) 定劑、熱穩(wěn)定劑、紫外吸收劑、紫外遮蔽劑、紫外抑制劑、自由基消除劑、凝膠劑、粘合促進劑 中的一種或幾種；所述添加劑加入量占聚合物干重質(zhì)量的0~50%。
[0014] 所述的萘并吡喃類光致變色化合物為結(jié)構(gòu)如式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃、結(jié) 構(gòu)如式II所示的3H萘并[2, Ι-b]吡喃中的一種或幾種。
[0015] 所述結(jié)構(gòu)如式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃的結(jié)構(gòu)式如下，
[0016]
[0017]其中，
[0018] &，R2, R5, R6選自氫、鹵素 、Q 1Q直鏈鏈烷基、Q 1Q支鏈烷基、Q 1Q烷氧基、被羥基取 代的G i。烷氧基、Q i。烷氧基（Q 1())烷氧基、苯基、Q i。烷氧基苯基、Q 5竣基、被鹵素取代 的Ci 5的烷基、Ci 5氨基烷基、Ci 5二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、Ci 5芳基烷基或被取 代基取代的5-10元含氮雜環(huán)基；其中，5-10元含氮雜環(huán)基中的取代基為鹵素 ，Ci 3直鏈烷 基、Q 3支鏈烷基或Q 3羥基烷基；
[0019] R/，R2'選自氫或分別與其同環(huán)上的&或1?2形成五元環(huán)、六元環(huán)的碳環(huán)或雜環(huán)；其 中，雜環(huán)的雜原子選自氧、硫或N(R)，R選自氫或Q i。烷基；
[0020] R3選自氫、Q i。直鏈烷基、Q i。支鏈烷基、Q i。烷氧基、Q i。羥基烷基、Q i。氨基烷 基、C3 2。環(huán)烷基、c814 一環(huán)烷基、C2 i。烯基、Q 2。烷氧基撰基、鹵素、芳氧基醜基、甲醜基、乙醜 基、芳酰基或Cp。含氮雜環(huán)；
[0021] 心選自氫、Q i。直鏈烷基、Q i。支鏈烷基、苯基、Q i。烷氧基苯基、Q i。二烷氧基苯 基、Ci i。烷基苯基、Ci i。二烷基苯基、Ci i。烷氧基、Ci i。羥基烷基、Ci i。氨基烷基、c3 2。環(huán)烷 基、C8 14 _環(huán)烷基、C2 i。烯基、Ci 2。烷氧基撰基、鹵素、芳氧基醜基、甲醜基、乙醜基、芳醜基、 Ci i。含氮雜環(huán)或r4與r3形成c4 7的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；
[0022] 式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃的進一步優(yōu)選：
[0023] &，R2, R5, R6選自氫、鹵素、C15直鏈烷基、C15支鏈烷基、C15烷氧基、羥基_(： 15烷 氧基、G 5烷氧基G 5烷氧基、苯基、G 5烷氧基苯基、G 5的竣基，被鹵素任意取代的G 5燒 基，Ci 5氨基烷基，Ci 5二烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，Ci 5芳基烷基或被取代基取代的 5-10元含氮雜環(huán)基；其中，5-10元含氮雜環(huán)基中的取代基為鹵素 ，Q 3直鏈烷基、Q 3支 鏈烷基或C13羥基烷基；
[0024] R/，R2'選自氫或分別與其同環(huán)上的札或R2形成五元環(huán)、六元環(huán)的碳環(huán)或雜環(huán)；其 中，雜環(huán)的雜原子選自氧、硫或N(R)，R選自氫或Q i。烷基；
[0025] R3選自氫、Q 5直鏈烷基或Q 5支鏈烷基、Q 5烷氧基、Q 5羥基烷基、Q 5氨基烷 基、二環(huán)烷基，C2 5烯基，Q i。烷氧基羰基，?；?，鹵素，芳氧基?；?，甲?；阴；减；?3-10元含氮雜環(huán)。
[0026] R4選自苯基、氫、Q 5直鏈烷基或Q 5支鏈烷基、Q 5烷氧基、Q 5羥基烷基、Q 5氨 基烷基、-環(huán)烷基，C2 5烯基，Q i。烷氧基撰基，醜基，鹵素，芳氧基醜基，甲醜基，乙醜基芳醜 基、3_10兀含氣雜環(huán)、Q 5烷氧基苯基、Q 5 _烷氧基苯基、Q 5烷基苯基、Q 5 _烷基苯基或 R4與R3形成4-7元環(huán)狀結(jié)構(gòu)；
[0027] 式I所示的2H萘并[1，2-b]吡喃的更進一步優(yōu)選：
[0028] Rp R2, R5, Re選自氧，G 3烷氧基或苯基；
[0029] R/，R2' 選自氫；
[0030] R3選自氫，Q 3直鏈烷基、Q 3支鏈烷基，Q 3烷氧基，Q 3羥基烷基或羥基3烷 氧基；
[0031] R4選自氫，Q 3直鏈烷基、Q 3支鏈烷基，Q 3烷氧基，Q 3羥基烷基、羥基3烷氧 基或R4與R3形成4-7元環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0032] 所述結(jié)構(gòu)如式II所示的3H萘并[2, Ι-b]吡喃的結(jié)構(gòu)式如下，
[0033]
[0034] 其中，
[0035] 札~R5選自氫、鹵素 、Q i