[发明专利]纳米复合体相光敏变色材料及制备方法

权利要求书

1.一种纳米复合体相光敏变色材料，其特征在于，该材料包括聚氨酯以及核壳结构WO₃、ZnO和ZnS纳米材料；其中，该纳米材料的内核为WO₃、ZnO或ZnS纳米粒子，粒径为10-50nm；外壳为表面修饰剂或称表面改性剂，厚度为3-10nm。

2.如权利要求1所述的纳米复合体相光敏变色材料，其特征在于，所述核壳结构WO₃、ZnO和ZnS纳米材料占所述纳米复合体相光敏变色材料总重量的0.5％～6％；该核壳结构WO₃、ZnO和ZnS纳米材料的重量比为(100～30)∶(30～10)∶(100～10)。

3.如权利要求2所述的纳米复合体相光敏变色材料，其特征在于，所述纳米复合体相光敏变色材料中还包括核壳结构氧化铁、氧化钴、氧化钛和氧化铜纳米材料中的至少一种；其中，该纳米材料的内核为金属氧化物粒子，粒径为10-50nm；外壳为表面修饰剂或称表面改性剂，厚度为3-10nm。

4.一种纳米复合体相光敏变色材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.制备预聚溶液：将聚乙二醇和二羟甲基丙酸加入到丁酮中，室温下，将异氰酸酯单体和催化剂二月桂酸二丁基锡，分别加入到上述溶液中，升温至60～75℃，搅拌，反应1-4小时，得到预聚溶液；

b.制备光敏变色体系混合溶液：向步骤a制备的预聚溶液中加入丙烯酸-β-羟丙酯和催化剂二月桂酸二丁基锡，反应1-3小时后，将其加入到三乙胺水溶液中，搅拌后，分别加入核壳结构纳米ZnO、ZnS、WO₃纳米材料，搅拌1-3小时得到无色透明聚氨酯混合溶液；其中，该纳米材料的内核为WO₃、ZnO或ZnS纳米粒子，粒径为10-50nm；外壳为表面修饰剂或称表面改性剂，厚度为3-10nm；

c.制备光敏变色材料：步骤b制备的聚氨酯混合溶液除去溶剂，固化后形成光敏变色材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的聚乙二醇、二羟甲基丙酸、丁酮、异氰酸酯单体和二月桂酸二丁基锡的摩尔比为1∶(1～4)∶(1～8)∶(3～10)∶(0.001～0.01)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中的三乙胺水溶液浓度为1～6wt％；所述丙烯酸-β-羟丙酯、二月桂酸二丁基锡和三乙胺相对于步骤a中的聚乙二醇的摩尔比分别为1～6、0.001～0.1和1～6。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中ZnO、ZnS、WO₃三者的质量比为(100～30)∶(30～10)∶(100～10)，ZnO、ZnS、WO₃三者质量之和与所述聚氨酯混合溶液的质量百分比为(0.5-6)％。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b之后还包括聚氨酯溶液色度匹配步骤：

以标准色板作为参照物，选取辅助变色材料加入到步骤b制备的聚氨酯混合溶液中，该辅助变色材料是与三基色——红、蓝、绿相近的核壳结构过渡金属氧化物纳米材料，单用或复配出所需颜色的有色溶液；该过渡金属氧化物选自氧化铁、氧化钴、氧化钛和氧化铜中的至少一种，该材料内核为过渡金属氧化物粒子，粒径为10-50nm；外壳为表面修饰剂或称表面改性剂，厚度为3-10nm；辅助变色材料在聚氨酯混合溶液中的质量百分比为0～3％。