[发明专利]一种光致变色双壳微胶囊及其制备方法和应用

说明书

技术领域：

本发明属功能高分子材料制备技术领域，涉及一种光致变色双壳微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术：

光致变色材料是指一种化合物A受到一定波长的光照射时，可发生光化学反应得到产物B，A和B的颜色（即对光的吸收）明显不同。B在另外一束光的照射下或经加热又可恢复到原来的形式A。光致变色材料具有可逆性。

光致变色材料变色灵敏、色泽鲜艳，使用光致变色材料的制成的涂料可以制作成各种日用品、服装、玩具、装饰品、童车或涂布到内外墙上、公路标牌和建筑物等的各种标示、图案，在光照下会呈现出色彩丰富、艳丽的图案或花纹，美化人们的生活及环境，但是光致变色材料易受温度、光照、pH值和氧等环境因素的影响而导致氧化劣变，耐疲劳性差。

光致变色材料及其应用材料方面的研究已经有一定的进展，其中关于光致变色微胶囊的研究也只是起步。专利200810057392.X制备了一种单壳层光致变色微胶囊，但是由于使用的蜜胺树脂预聚体在聚合初期易发生粘连，制得的微胶囊易形成多芯粒子，导致粒径分布较宽，微胶囊表面不易形成致密光洁的壳层，内部光致变色有机溶液易流失。

发明内容：

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的第一方面目的是提供一种外壳耐磨性和耐久性好，不易发生内部光致变色有机溶液泄露的光致变色双壳微胶囊。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种光致变色双壳微胶囊，其特征在于，所述光致变色双壳微胶囊包括：

芯材，芯材为光致变色材料；

内层壳体，内层壳体以乙烯基单体为聚合单体，并通过界面聚合包裹芯材；

外层壳体，外层壳体以醚化蜜胺树脂预聚体为聚合单体，并通过原位聚合包裹内层壳体。

进一步的设置如下：

所述芯材采用的光致变色材料优选为6-硝基-1`,3`,3`-三甲基吲哚啉螺苯并吡喃或N-乙基-3，3-二甲基螺吲哚啉萘并恶嗪的螺吡喃或罗噁嗪类光致变色材料中的任意一种。

考虑到微胶囊的致密性以及与共混物的反应性，所述的乙烯基单体结构为以下结构式1和式2中的一种或几种；

式1

式1中：R¹为H、CH₃或者C₂H₅，R²为苯基、取代苯基、Cl、CN、烷基醚或者OCOCH₃；

式2

式2中：R¹为H、CH₃、或者C₂H₅，X为C1-C8的脂肪链或含羟基的C1-C8的脂肪链；

所述的醚化蜜胺树脂预聚体为三羟甲基三聚氰胺或六羟甲基三聚氰胺的醚化体。

本发明的第二方面目的是提供一种光致变色双壳微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将光致变色有机溶液、高分子系统调节剂和蒸馏水在高剪切混合乳化机中高速均化，高速均化的速度为10000-12000rpm；高速均化后，搅拌升温至75-80℃并加入引发剂和乙烯基单体，乙烯基单体聚合进行内层壳体造壁，并形成内层壳体；然后冷却至30℃以下，调节pH值3-5，搅拌并滴加醚化蜜胺树脂预聚体水溶液，升温至55-65℃保温1-2h，聚合进行外层壳体造壁，并形成外层壳体；然后冷却，氨水调节至pH=7，出料，抽滤干燥得到光致变色双壳微胶囊。

所述的制备方法中：

所述的光致变色有机溶液是指将光致变色材料溶解于有机溶剂中获得的。

所述的高分子系统调节剂采用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物或乙烯马来酸酐共聚物之中的任意一种。

所述高分子系统调节剂用量为芯材质量的10%-200%，乙烯基单体用量为芯材质量的10%-200%，蜜胺树脂预聚体用量为芯材质量的50%-1000%。

所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

本发明所述制备方法原理如下：首先，通过乙烯基单体缩聚反应制得内层壳体，再通过醚化蜜胺树脂预聚体聚合制得外层壳体，得到光致变色双壳微胶囊。

为提高微胶囊壁材的耐磨性和耐久性，所述的内层壳体造壁为不同量的乙烯基单体进行二次或二次以上重复造壁。

为更进一步提高微胶囊壁的耐磨性及耐久性，所述的外层壳体造壁为不同量的醚化蜜胺树脂预聚体进行二次或二次以上重复造壁。

本发明的第三方面目的是提供一种光致变色双壳微胶囊在纺织品个性化整理上的应用。