專利名稱：一種熱敏變色材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及應用化學領域，具體而言，涉及一種熱敏變色材料及其制備方法。
背景技術：
紡織品中所用的熱敏變色材料通常為有機染料，其主要由隱色染料、電子受體材料、控溫劑和包覆材料四部份組成。其中，隱色染料是一些結合質子顯色的物質，像內酯類化合物，在變色體系中作為供電子部分。電子受體材料是一種可逆放出質子的化合物，在變色體系中作為受電子部分。控溫劑在變色體系中作為溫度感應部分。上述隱色染料、和控溫劑是熱敏變色的主體，即芯材，其變色機理為:紡織品等降到一定溫度后，放出質子，即得到電子，隱色材料分子重排，共軛雙鍵貫通，與的離子結合，從而呈現顏色。當溫度升到一定后，結合質子，則隱色染料又變成內酯結構，即閉環，顏色消失，呈無色。而包覆材料是芯材與紡織品中的漿料相容的介質，即包覆材料將芯材包覆在內，進而與漿料混合，印染在紡織品上，例如夏裝、毛巾、演員月艮、工作服、雨傘、雨披、窗簾等。其中，紡織品中所用的漿料以丙烯酸酯類化合物為主。相關技術中，熱敏變色材料中所用的包覆材料包括脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹月旨、殼聚糖等，但這些包覆材料與丙烯酸酯類漿料的相容性不好，因而固化在紡織品上易發生互相分離，導致印染在紡織品上的熱敏變色材料不牢固，已被水沖洗掉。
發明內容
本發明的目的在于提供一種熱敏變色材料及其制備方法，以解決上述的問題。在本發明的 實施例中提供了一種熱敏變色材料，包括:隱色染料，電子受體材料，控溫劑，苯乙烯和其它共聚單體，交聯劑，乳化劑，水，弓丨發劑；所述其它共聚單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、順丁烯二酸酐中的一種或多種；所述交聯劑為二乙烯基苯、羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺中的一種或多種；所述乳化劑為十_■燒基橫酸納、十_■燒基硫酸納、十_■燒基苯橫酸納、燒基酌■聚氧乙烯醚、吐溫-10、吐溫-20、吐溫-21、吐溫-40、吐溫-80、吐溫_81、阿拉伯膠粉、司班-60、司班-80、聚乙烯醇中的一種或多種；所述引發劑為硝酸鈰銨、硫酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種，以及所述硝酸鈰銨、所述硫酸鈰銨、所述過硫酸銨、所述過硫酸鉀中的一種與亞硫酸氫鈉組成的組合引發劑。在本發明的實施例中還提供了上述熱敏變色材料的制備方法，包括下列步驟:步驟A:取所述隱色材料、所述電子受體材料和所述控溫劑混合，在75_95°C下攪拌使其反應，得到芯材；步驟B:取所述苯乙烯和所述其它共聚單體、所述交聯劑、所述乳化劑、所述水并混合，攪拌使其乳化，再加入所述芯材和所述引發劑，并攪拌聚合，得到產品。本發明上述實施例的熱敏變色材料中，所述隱色染料、所述電子受體材料和所述控溫劑組成熱敏變色的主體，所述苯乙烯和所述其它共聚單體共聚形成包覆材料，所述交聯齊 、所述乳化劑、所述水和所述引發劑為共聚反應所用的功能性試劑；其中所述苯乙烯、所述其它共聚單體、所述交聯劑、所述乳化劑、所述水和所述引發劑形成的聚合物具有與丙烯酸酯類相似的結構，根據相似相容的原理，該聚合物包覆形成的熱敏變色材料與傳統的丙烯酸酯類漿料相容性好，因而固化在紡織品等附著物上，不易分離，使得本發明的熱敏變色材料在紡織品等附著物上更加牢固，不易被水沖洗掉；此外，本發明提供的制備方法通過所述步驟A和所述步驟B兩步可制得上述熱敏變色材料，并且制得的材料可達到上述有益效果。
具體實施例方式下面通過具體的實施例子對本發明做進一步的詳細描述。實施例一該實施例提供了一種熱敏變色材料，包括:隱色染料，電子受體材料，控溫劑，苯乙烯和其它共聚單體，交聯劑，乳化劑，水，弓丨發劑；所述其它共聚單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、順丁烯二酸酐中的一種或多種；所述交聯劑為二乙烯基苯、羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺中的一種或多種；所述乳化劑為十_■燒基橫酸納、十_■燒基硫酸納、十_■燒基苯橫酸納、燒基酌■聚氧乙烯醚、吐溫-10、吐溫-20、吐溫-21、吐溫-40、吐溫-80、吐溫_81、阿拉伯膠粉、司班-60、司班-80、聚乙烯醇中的一種或多種；所述引發劑為硝酸鈰銨、硫酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種，以及所述硝酸鈰銨、所述硫酸鈰銨、所述過硫酸銨、所述過硫酸鉀中的一種與亞硫酸氫鈉組成的組合引發劑。上述實施例中，所述隱色染料可以使用用于熱敏變色的多種隱色染料，所述電子受體材料可使用用于熱敏變色的多種顯色染料。實施例二該實施例提供了一種優選的熱敏變色材料，包括:按重量計，隱色染料1-5份，電子受體材料1-10份，控溫劑5-60份，苯乙烯和其它共聚單體共1-80份，交聯劑1-10份，乳化劑0.1-5份，水30-1000份，引發劑0.1_5份。前兩個實施例中，優 選地，所述隱色染料為3，3-雙(4- 二甲氨基苯基)-6- 二甲氨基苯肽；所述電子受體材料為十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、4-烷氧基取代苯甲酸、4-烷基取代苯甲酸、2，2_雙(4-羥基苯基)丙烷、苯酚、對苯二酚、沒食子酸、沒食子酸甲酯、沒食子酸乙酯中的一種多種；所述控溫劑為十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、十二酸、十四酸、十六酸、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一種或多種。以下實施例三至六中，所述隱色材料均為3，3-雙(4-二甲氨基苯基)-6_ 二甲氨
基苯肽。
實施例三該實施例提供了一種優選的熱敏變色材料，包括:按重量計，I份隱色材料，2份2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，40份十六醇，40份苯乙烯，10份甲基丙烯酸甲酯，3份丙烯酸，I份二乙烯基苯，3份吐溫-10，0.5份過硫酸鉀，200份水。實施例四該實施例提供了一種優選的熱敏變色材料，包括:按重量計，I份隱色材料，2份十六酸，I份2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，40份十六醇，50份苯乙烯，10份甲基丙烯酸甲酯，3份丙烯酸，I份二乙烯基苯，2份吐溫-10，0.5份過硫酸鉀，0.5份亞硫酸氫鈉，200份水。實施例五該實施例提供了一種優選的熱敏變色材料，包括:按重量計，I份隱色材料，2份沒食子酸甲酯，I份2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，40份十六醇，50份苯乙烯，10份甲基丙烯酸甲酯，3份丙烯酸，I份二乙烯基苯，2份吐溫-10，
0.5份過硫酸鉀，200份水。
實施例六 該實施例提供了一種優選的熱敏變色材料，包括:按重量計，I份隱色染料，2份十六酸，2份2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，40份十四醇，30份苯乙烯，20份甲基丙烯酸甲酯，2份順丁烯二酸酐，I份二乙烯基苯，0.4份羥甲基丙烯酰胺，2份吐溫一 80，0.5份過硫酸鉀，0.5份亞硫酸氫鈉，200份水。上述六個實施例提供的熱敏變色材料都可以達到下列有益效果:所述隱色染料、所述電子受體材料和所述控溫劑組成熱敏變色的主體，所述苯乙烯和所述其它共聚單體共聚形成包覆材料，所述交聯劑、所述乳化劑、所述水和所述引發劑為共聚反應所用的功能性試劑；其中所述苯乙烯、所述其它共聚單體、所述交聯劑、所述乳化劑、所述水和所述引發劑形成的聚合物中含有與丙烯酸酯類結構單元相似的鏈段結構，根據相似相容的原理，該聚合物包覆形成的熱敏變色材料與傳統的丙烯酸酯類漿料相容性好，因而固化在紡織品等附著物上，不易分離，使得本發明的熱敏變色材料在紡織品等附著物上更加牢固，不易被水沖洗掉，即耐水洗。此外，本發明提供的熱敏變色材料還可以達到下列有益效果:變色溫度可調，變色敏感。此外，本發明提供了上述熱敏變色材料的制備方法，包括下列步驟:步驟A:取所述隱色材料、所述電子受體材料和所述控溫劑并混合，在75_95°C下攪拌使其反應，得到芯材；步驟B:取所述苯乙烯和所述其它共聚單體、所述交聯劑、所述乳化劑、所述水并混合，攪拌使其乳化，再加入所述引發劑和所述芯材，并攪拌聚合，得到產品。上述方法通過兩步可制得熱敏變色材料，并且制得的材料可達到上述熱敏變色材料的有益效果。其中，優選地，所述B步驟所述聚合的方法為:升溫至60_90°C，保溫l_2h，再冷卻至40°C保溫0.5-1小時。
優選地，所述步驟B中，攪拌使其乳化的攪拌方法為:在16-60 °C下，攪拌20_60mino此外，本發明還提供了上述實施例三至六的更為優選的制備方法，具體如下。實施例四的熱敏變色材料的制備方法向裝有溫度計，冷凝管，機械攪拌器，進料口的四口燒瓶中加入結晶紫內酯、十六酸，十六醇，2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，90°C下攪拌反應I小時，制備芯材。將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、二乙烯基苯、吐溫-10、水加入裝有溫度計、冷凝管、機械攪拌器的四口燒瓶中，攪拌乳化I小時；向上述乳液中加入芯材、過硫酸鉀在40V攪拌30分鐘，升溫至85-90V保溫1.5h，冷卻至40°C以下出料，即得苯乙烯-丙烯酸酯熱敏變色微乳液。實施例三、五及六的制備方法與實施例四相同，只是將其中不同的試劑更換即可。總之，本發明的制備方法中，聚合方法采用原位乳液聚合法。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進 等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種熱敏變色材料，其特征在于，包括: 隱色染料，電子受體材料，控溫劑，苯乙烯和其它共聚單體，交聯劑，乳化劑，水，引發劑； 所述其它共聚單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、順丁烯二酸酐中的一種或多種； 所述交聯劑為二乙烯基苯、羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺中的一種或多種； 所述乳化劑為十~二烷基橫酸納、十二烷基硫酸納、十二烷基苯橫酸納、烷基酚聚氧乙稀醚、吐溫-10、吐溫-20、吐溫-21、吐溫-40、吐溫-80、吐溫_81、阿拉伯膠粉、司班-60、司班-80、聚乙烯醇中的一種或多種； 所述引發劑為硝酸鈰銨、硫酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種，以及所述硝酸鈰銨、所述硫酸鈰銨、所述過硫酸銨、所述過硫酸鉀中的一種與亞硫酸氫鈉組成的組合引發劑。
2.根據權利要求1所述的熱敏變色材料，其特征在于，包括: 按重量計，隱色染料1-5份，電子受體材料1-10份，控溫劑5-60份，苯乙烯和其它共聚單體共1-80份，交聯劑1-10份，乳化劑0.1-5份，水30-1000份，引發劑0.1_5份。
3.根據權利要求2所述的熱敏變色材料，其特征在于，包括: 所述隱色染料為3，3-雙(4- 二甲氨基苯基)-6- 二甲氨基苯肽； 所述電子受體材料為十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、4-烷氧基取代苯甲酸、4-烷基取代苯甲酸、2，2_雙(4-羥基苯基)丙烷、苯酚、對苯二酚、沒食子酸、沒食子酸甲酯、沒食子酸乙酯中的一種多種； 所述控溫劑為十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、十二酸、十四酸、十六酸、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的熱敏變色材料，其特征在于，包括: 按重量計，I份隱色材料，2份2，2-雙(4-羥基苯基)丙燒，40份十六醇，40份苯乙烯，10份甲基丙烯酸甲酯，3份丙烯酸，I份二乙烯基苯，3份吐溫-10，0.5份過硫酸鉀，200份水。
5.根據權利要求3所述的熱敏變色材料，其特征在于，包括: 按重量計，I份隱色材料，2份十六酸，I份2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，40份十六醇，50份苯乙烯，10份甲基丙烯酸甲酯，3份丙烯酸，I份二乙烯基苯，2份吐溫-10，0.5份過硫酸鉀，0.5份亞硫酸氫鈉，200份水。
6.根據權利要求3所述的熱敏變色材料，其特征在于，包括: 按重量計，I份隱色材料，2份沒食子酸甲酯，I份2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，40份十六醇，50份苯乙烯，10份甲基丙烯酸甲酯，3份丙烯酸，I份二乙烯基苯，2份吐溫-10，0.5份過硫酸鉀，200份水。
7.根據權利要求3所述的熱敏變色材料，其特征在于，包括: 按重量計，I份隱色染料，2份十六酸，2份2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷，40份十四醇，30份苯乙烯，20份甲基丙烯酸甲酯，2份順丁烯二酸酐，I份二乙烯基苯，0.4份羥甲基丙烯酰胺，2份吐溫一 80，0.5份過硫酸鉀，0.5份亞硫酸氫鈉，200份水。
8.根據權利要求1-7任一項所述的熱敏變色材料的制備方法，其特征在于，包括下列步驟:步驟A:取所述隱色材料、所述電子受體材料和所述控溫劑混合，在75-95°C下攪拌使其反應，得到芯材； 步驟B:取所述苯乙烯和所述其它共聚單體、所述交聯劑、所述乳化劑、所述水并混合，攪拌使其乳化，再加入所述芯材和所述引發劑，并攪拌聚合，得到產品。
9.根據權利要求8所述的熱敏變色材料的制備方法，其特征在于，所述聚合的方法為: 升溫至60-90°C，保溫l_5h，再冷卻至40°C，保溫0.5-2小時。
10.根據權利要求9所述的熱敏變色材料的制備方法，其特征在于，所述步驟B中，攪拌使其乳化的攪拌方法為: 在 16-60°C下攪拌 20-·60min。
全文摘要
本發明涉及應用化學領域，具體而言，涉及一種熱敏變色材料及其制備方法。熱敏變色材料包括隱色染料，電子受體材料，控溫劑，苯乙烯和其它共聚單體，交聯劑，乳化劑，水，引發劑。其制備方法為取所述隱色材料、所述電子受體材料和所述控溫劑混合，在75-95℃下攪拌使其反應，得到芯材；取所述苯乙烯和所述其它共聚單體、所述交聯劑、所述乳化劑、所述水并混合，攪拌使其乳化，再加入所述芯材和所述引發劑，并攪拌聚合，得到產品。本發明提供的熱敏變色材料及其制備方法可以固化在紡織品等附著物上，不易分離，使得本發明的熱敏變色材料在紡織品等附著物上更加牢固，不易被水沖洗掉。
文檔編號C08F2/24GK103242820SQ20131018716
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月17日 優先權日2013年5月17日
發明者張衛群 申請人:青島天耀商貿有限公司