專利名稱：光致變色微膠囊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬功能高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種微膠囊包覆光致變色材料的制 備技術(shù)。
背景技術(shù)：
自從1899年，Marckwald首次發(fā)現(xiàn)某些固體或液體化合物具有光致變色性質(zhì)以來，光 致變色技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域中，如紡織品、日用品、特征感光材料及信息存貯材 料等，并發(fā)揮了重要作用。光致變色材料具有變色靈敏、色澤鮮艷的特點(diǎn)，但易受溫度、 光照、PH值和氧等環(huán)境因素的影響，而導(dǎo)致氧化劣變，耐疲勞性差。將光敏變色材料與織物結(jié)合，最早和最簡(jiǎn)便的方法是印花和染色技術(shù)。但大多數(shù)光敏 變色染料對(duì)纖維親和力不高，較難通過常規(guī)的染色印花工藝加工；熔融紡絲法中變色染料 分散于聚合物中，其性能受聚合物分子和微結(jié)構(gòu)的影響，故需對(duì)聚合物種類和纖維微結(jié)構(gòu) 加以選擇和控制，還要受紡絲條件限制。美國(guó)專利5208132，發(fā)明人Kamada主要研究了光致變色材料的用途，在光致變色微膠 囊的制備工藝上，沒有涉及詳細(xì)的研究。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為使光敏變色材料更好在防偽及紡織品領(lǐng)域中應(yīng)用，提出一種光致變 色微膠囊的制備方法，該方法大大減小了對(duì)人體健康的損害以及對(duì)環(huán)境的污染，且操作過 程簡(jiǎn)單，制得的微膠囊產(chǎn)品變色、褪色速度快，且變色次數(shù)達(dá)到1000次以上。本發(fā)明提出的方法，該方法利用蜜胺樹脂預(yù)聚物作為微膠囊壁材，通過原位聚合法制備光致變色微膠囊，該方法包括以下步驟1) 將光致變色材料以0.2% 1%的質(zhì)量濃度，溶解在有機(jī)溶劑中，制得10ml光致變 色溶液；2) 將0.1 5g乳化劑加入到30 70ml水中，使其完全溶解后，加入步驟l)的光致變 色溶液，將得到的共混溶液置于500 1500rpm電動(dòng)攪拌機(jī)下乳化5 90min，或?qū)⒐?混溶液置于10000 29000rpm轉(zhuǎn)速的乳化機(jī)下乳化，乳化時(shí)間5 20min，得到乳液；3) 在400 800rpm轉(zhuǎn)速的攪拌條件下向步驟2)中制備的乳液中加入25 50ml質(zhì)量濃 度為20 50%的蜜胺樹脂預(yù)聚物，并用酸性溶液調(diào)節(jié)pH值為3 6，再加入30 150ml 質(zhì)量濃度為0.05% 5%的分散劑，升溫至50 70'C，保溫1 4h，停止反應(yīng)，得到 光致變色微膠囊；4)將步驟3)得到的產(chǎn)物用去離子水清洗、干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。本發(fā)明的主要特點(diǎn)及效果本發(fā)明以蜜胺樹脂為壁材、含有光致變色材料材料的有機(jī)溶液為芯材，通過調(diào)整壁材 與芯材的比例、乳化時(shí)間和強(qiáng)度、聚合溫度及保溫時(shí)間、酸化過程的時(shí)間及pH值等，在 最優(yōu)化條件下制備具有快速可逆變色性能的微膠囊，使其更好的應(yīng)用在防偽及紡織品領(lǐng) 域。本制備方法中，甲醛的揮發(fā)量及殘余量較少，大大減小了對(duì)人體健康的損害以及對(duì)環(huán) 境的污染。微膠囊聚合過程在水相介質(zhì)中進(jìn)行，進(jìn)一步降低了環(huán)境污染，操作過程簡(jiǎn)單， 易于放大。通過控制乳化條件，可以制得不同粒徑的微膠囊產(chǎn)品。滿足其在紡絲及織物涂 層中的不同用途。本發(fā)明的光致變色微膠囊，囊內(nèi)的光致變色材料與外界環(huán)境相隔離，避免了外界環(huán)境 對(duì)光致變色材料的影響。微膠囊變色、褪色速度快，可逆變色次數(shù)高于上千次。微膠囊產(chǎn)品經(jīng)紫外和可見光照射后，可由無色變?yōu)榉凵?、紫紅色、藍(lán)色等，且變色次數(shù)達(dá)到1000次以上，能夠滿足防偽及紡織領(lǐng)域?qū)ψ兩牧系囊?，具有極強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。'具體實(shí)施方式
實(shí)施例1其制備方法包括以下步驟-1) 取0.12gl,3,3-三甲基螺[H引哚啉-2， 3'_[3H]-[2， 1-b]萘并[l, 4]噁嗪，溶解在10ml 四氯乙烯溶液中，制得光致變色溶液；2) 將3.5g乳化劑SDS加入到70ml水中，使其完全溶解后，加入步驟l)制備的光致 變色溶液，將得到的共混溶液置于1000rpm電動(dòng)攪拌機(jī)下乳化15min，得到乳液；3) 在600rpm轉(zhuǎn)速的攪拌條件下向步驟2)中制備的乳液中加入35ml質(zhì)量濃度為25% 的蜜胺樹脂預(yù)聚物(蜜胺樹脂預(yù)聚物具體制備:在三口燒瓶中加入7g三聚氰胺、12ml 37%的甲醛溶液和25ml去離子水，調(diào)節(jié)溶液的pH值為9，加熱到7CTC，保溫反應(yīng) 2h，得到三聚氰胺一甲醛預(yù)聚物水溶液)，并用鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值為4，再加入50ml 質(zhì)量濃度為2X的分散劑PVA溶液，升溫至6(TC，保溫2h,停止反應(yīng)，得到光致變 色微膠囊；4)將步驟3)得到的產(chǎn)物用去離子水清洗、'干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。 實(shí)施例2:1) 取0.08g 1-羥乙基-3,3-二甲基-8'-硝基吲哚啉#、吡喃，溶解在l(M甲苯中，制得 光致變色溶液；2) 將5g乳化劑SDS加入到70ml水中，使其完全溶解后，加入步驟l)制備的光致變 色溶液，將得到的共混溶液置于10000rpm電動(dòng)攪拌機(jī)下乳化10min，得到乳液；3) 在500rpm轉(zhuǎn)速的攪拌條件下向步驟2)中制備的乳液中加入25ml質(zhì)量濃度為25%的蜜胺樹脂預(yù)聚物(蜜胺樹脂預(yù)聚物具體制備:在三口燒瓶中加入7g三聚氰胺、12ml 37%的甲醛溶液和25ml去離子水，調(diào)節(jié)溶液的pH值為9，加熱到7(TC，保溫反應(yīng) 2h，得到三聚氰胺一甲醛預(yù)聚物水溶液)，并用氯化銨溶液調(diào)節(jié)pH值為4，再加入 150ml質(zhì)量濃度為2X的分散劑PVA溶液，升溫至7(TC，保溫2h，停止反應(yīng)，得到 光致變色微膠囊；4)將步驟3)得到的產(chǎn)物用去離子水清洗、干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。 實(shí)施例3:1) 取0.12gl，3，3-三甲基螺[d引哚啉-2, 3、-[3H]-[2' 1-b]萘并[l， 4]噁嗪，溶解在10ml 四氯乙烯溶液中，制得光致變色溶液；2) 將1.5g乳化劑SDS加入到70ml水中，使其完全溶解后，加入步驟l)制備的光致 變色溶液，將得到的共混溶液置于1000rpm電動(dòng)攪拌機(jī)下乳化60min,得到乳液；3) 在800rpm轉(zhuǎn)速的攪拌條件下向步驟2)中制備的乳液中加入25ml質(zhì)量濃度為25% 的蜜胺樹脂預(yù)聚物(蜜胺樹脂預(yù)聚物具體制備:在三口燒瓶中加入7g三聚氰胺、12ml 37%的甲醛溶液和25ml去離子水，調(diào)節(jié)溶液的pH值為9，加熱到7(TC,保溫反應(yīng) 2h，得到三聚氰胺一甲醛預(yù)聚物水溶液)，并用磷酸溶液調(diào)節(jié)pH值為6，再加入50ml 質(zhì)量濃度為2%的分散劑聚乙二醇溶液，升溫至60°C，保溫lh，將反應(yīng)體系的pH 調(diào)節(jié)到5，繼續(xù)保溫l小時(shí)，停止反應(yīng)，得到光致變色微膠囊；4)將步驟3)得到的產(chǎn)物用去離子水清洗、干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。實(shí)施例4:1) 取0.20gl,3,3-三甲基螺[卩引哚啉-2， 3'-[3H]-[2,1-b]萘并[l,4]噁嗪，溶解在固 四氯化碳溶液中，制得光致變色溶液；2) 將1.5g乳化劑十二垸基苯磺酸鈉加入到50ml水中，使其完全溶解后，加入步驟l) 制備的光致變色溶液，將得到的共混溶液置于1500rpm電動(dòng)攪拌機(jī)下乳化50min，得 到乳液；3) 在400rpm轉(zhuǎn)速的攪拌條件下向步驟2)中制備的乳液中加入20m質(zhì)量濃度為25% 的蜜胺樹脂預(yù)聚物(蜜胺樹脂預(yù)聚物具體制備:在三口燒瓶中加入7g三聚氰胺、12ml 37%的甲醛溶液和25ml去離子水，調(diào)節(jié)溶液的pH值為9，加熱到7CTC，保溫反應(yīng) 2h,得到三聚氰胺一甲醛預(yù)聚物水溶液)，并用磷酸溶液調(diào)節(jié)pH值為6，再加入150ml 質(zhì)量濃度為2%的分散劑聚乙二醇溶液，升溫至6(TC，保溫lh，將反應(yīng)體系的pH 調(diào)節(jié)到5，繼續(xù)保溫l小時(shí)，停止反應(yīng)，得到光致變色微膠囊；4)將步驟3)得到的產(chǎn)物用去離子水清洗、干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。實(shí)施例5:1) 取0.20gl,3,3-三甲基螺[n引哚啉-2， 3'-[3H]-[2, 1-b]萘并[l,4]噁嗪，溶解在10ml 四氯化碳溶液中，制得光致變色溶液；2) 將2.5g乳化劑苯乙烯一馬來酸酐共聚物加入到50ml水中，使其完全溶解后，加入 步驟1)制備的光致變色溶液，將得到的共混溶液置于800ipm電動(dòng)攪拌機(jī)下乳化 90min，得到乳液；3) 在400rpm轉(zhuǎn)速的攪拌條件下向步驟2)中制備的乳液中加入45ml質(zhì)量濃度為25% 的蜜胺樹脂預(yù)聚物(蜜胺樹脂預(yù)聚物具體制備:在三口燒瓶中加入7g三聚氰胺、12ml 37%的甲醛溶液和25ml去離子水，調(diào)節(jié)溶液的pH值為9，加熱到70°C，保溫反應(yīng) 2h，得到三聚氰胺一甲醛預(yù)聚物水溶液)，并用磷酸溶液調(diào)節(jié)pH值為5，再加入50ml 質(zhì)量濃度為2%的分散劑聚乙烯醇溶液，升溫至70'C，保溫2h，停止反應(yīng)，得到光 致變色微膠囊；4)將步驟3)得到的產(chǎn)物用去離子水清洗、干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1、一種光致變色微膠囊的制備方法，其特征在于，該方法利用蜜胺樹脂預(yù)聚物作為微膠囊壁材，通過原位聚合法制備光致變色微膠囊，該方法包括以下步驟1)將光致變色材料以0.2％～1％的質(zhì)量濃度，溶解在有機(jī)溶劑中，制得10ml光致變色溶液；2)將0.1～5g乳化劑加入到30～70ml水中，使其完全溶解后，加入步驟1)的光致變色溶液，將得到的共混溶液置于500～1500rpm電動(dòng)攪拌機(jī)下乳化5～90min，或?qū)⒐不烊芤褐糜?0000～29000rpm轉(zhuǎn)速的乳化機(jī)下乳化，乳化時(shí)間5～20min，得到乳液；3)在400～800rpm轉(zhuǎn)速的攪拌條件下向步驟2)中制備的乳液中加入25～50ml質(zhì)量濃度為20～50％的蜜胺樹脂預(yù)聚物，并用酸性溶液調(diào)節(jié)pH值為3～6，再加入30～150ml質(zhì)量濃度為0.05％～5％的分散劑，升溫至50～70℃，保溫1～4h，停止反應(yīng)，得到光致變色微膠囊；4)將步驟3)得到的產(chǎn)物用去離子水清洗、干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的乳化劑采用十二 烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、苯乙烯一馬來酸酐共聚物或乙烯馬來酸酐共聚物之中任 一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的的制備方法，其特征在于，所述步驟l)中的光致變色材料 采用1-羥乙基-3,3-二甲基-8'-硝基吲哚啉螺吡喃或1,3，3-三甲基螺[卩引哚啉-2， 3'-[3H]-[2, l-b]萘并[l,4]噁嗪中的螺吡喃或螺噁嗪類光致變色材料中的任一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟l)中的有機(jī)溶劑采^苯、甲 苯、乙醇、四氯乙烯或四氯化碳之中的任一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟3)中的分散劑采用聚乙二醇、 聚乙烯醇或十二垸基苯磺酸鈉中的任一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于步驟3)中的調(diào)節(jié)溶液的pH值采 用鹽酸、氯化銨或磷酸之中任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及光致變色微膠囊的制備方法，屬于功能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括將光致變色材料溶解在有機(jī)溶劑中，制得光致變色溶液；將乳化劑其完全溶解后，加入光致變色溶液，將共混溶液乳化得到乳液；向乳液中加入蜜胺樹脂預(yù)聚物，并調(diào)節(jié)pH值為3～6，再加入分散劑，清洗、干燥得到光致變色微膠囊產(chǎn)品。本發(fā)明方法可大大減小了對(duì)人體健康的損害以及對(duì)環(huán)境的污染，且操作過程簡(jiǎn)單，可提高變色材料的耐酸堿性及抗疲勞性，延長(zhǎng)使用壽命。制備的微膠囊具有良好的光致變色性能，其變色、褪色迅速，在防偽及紡織領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09K9/00GK101225296SQ20081005739
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者周靜宜, 王曉春, 裴廣玲, 趙國(guó)樑, 玲 金 申請(qǐng)人:北京服裝學(xué)院