[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

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

背景技术

光致变色是指物质在适当波长的光辐照下颜色发生可逆变化的现象。这种颜色的变化可以在去掉激发或换用另一种不同波长的光辐照时在室温下自然复原，或者在升高温度的条件下也可以被热复原。细菌视紫红质是一种特殊的光致变色蛋白质，具有极高的光敏感性和光循环次数，大大优越于光致变色的合成材料，以细菌视紫红质蛋白为基础的蛋白智能油墨是一种新型防伪材料，它将光致变色、光存储和分子追踪融为一体，是一种将生物技术、材料学、光学、印刷学融为一体的新技术。

然而，细菌视紫红质易于受环境影响而变性，其变色性质明显依赖于周围环境的pH 值，当其与某些有机溶剂或表面活性剂接触时也会对其造成致命影响。中国专利文献CN102413917 A提供了一种含有细菌视紫红质的微胶囊，其外壳由聚合物和/或长链饱和烃和/或长链饱和脂肪酸制成，并进一步优选该外壳由凝固点为45℃至65℃的石蜡和/ 或熔化范围为70-90℃巴西棕榈蜡制成。上述材料对部分有机溶剂的稳定性较差，会导致其中的细菌视紫红质在部分有机溶剂环境下变性。当所使用的封装材料的熔点较低，在将细菌视紫红质用作防伪材料加入到油墨中时，在印刷干燥过程中，瞬间干燥温度过高可能会使细菌视紫红质暴露于环境之中，受到环境不利因素如有机溶剂或H⁺、OH^-等的侵害从而变性。

中国专利文献CN102596186A和CN102112219A中公开了包含有有效成分和金属氧化物壳的微胶囊，上述两篇文献中采用将金属氧化物的颗粒加入到所述水相中的物理包覆方法，选择用于包覆层中的颗粒虽然较小，但是由于易出现团聚，在分散过程中很难分散成较小的颗粒，且各金属氧化物纳米颗粒之间互相是独立的，进而使得包覆层不完整、不致密。包覆层的不完整、不致密，易于微胶囊使用过程中药物有效成分的散逸，从而使微胶囊中的有效成分发挥药效。但是中国专利文献CN102596186A和CN102112219A中的微胶囊与中国专利文献CN102413917 A中记载的视紫红质微胶囊只是字面名称上的相同，其实质不同，对外层壳体的要求截然不同，如上所述，含有有效成分的微胶囊的壳体在该微胶囊应用前具有装载有效成分的作用，在微胶囊应用过程中还要保证有效成分可以从壳体内部散逸到外界环境中，而中国专利文献CN102413917 A中记载的视紫红质微胶囊的外层壳体必须是稳定的封装材料，用于隔绝视紫红质和外部环境，因为一旦外壳封装壳体出现脱落、因反应而变质等现象，将会导致视紫红质变性，从而失去使用的价值和意义。

此外，细菌视紫红质微胶囊本身呈现紫色，在接收到可见光发生变色之后，呈现浅黄色。如果对其进行包覆等操作，首先要保证其本身所呈现的紫色，或者做的操作可以使其呈现出一种饱和度较高的颜色。其次，所包覆的外壳必须对可见光的透过性达到一定要求，这样才能保证细菌视紫红质在被可见光照射的时候，可以接收到足够的光子，从而达到明显的变色效果。第三，包覆后的细菌视紫红质微胶囊在接收光照之后所呈现的颜色必须和光照前有所区别。换句话说，包覆的外壳必须保证光致变色效果肉眼可鉴别，并且要尽量小的影响所观察到的变色后的颜色—黄色。中国专利文献CN102596186A和CN102112219A中披露的几种金属氧化物呈粉体状态的时候，照射到上面的光会发生漫反射，使颗粒呈白色，将其分散于乳液中，之后将其包裹于微胶囊的表面的过程均不能改变其颜色。若采用上述方法直接进行包覆，不论包覆层薄厚，均会对细菌视紫红质的颜色造成影响。当包覆层相对较薄以勉强保证视紫红质微胶囊对透光性的要求时，薄的外层壳体中无机颗粒与无机颗粒之间会存在缝隙，无以抵抗外界环境的干扰。反之，尽量增加包覆层的厚度以增强外层壳体对环境的抵抗能力时，由于厚度的增加包覆层的白色将会严重影响细菌视紫红质本身的颜色、影响其对可见光的吸收，进而影响其光致变色效果，从而失去其使用价值。

发明内容

为解决现有技术中具有单层包覆层的光致变色材料微胶囊，单层包覆层稳定性差，包覆效果差的问题，进而提供一种光致变色双壳微胶囊，并进一步提供了所述光致变色双壳微胶囊的制备方法和用途。

为此，本发明采取的技术方案为：

一种光致变色双壳微胶囊，包括由光致变色材料形成的内核，和包覆所述内核的壳体，所述壳体包括由聚合物、长链饱和烃、长链饱和脂肪酸中的一种或几种形成的内层壳体，所述壳体还包括包覆于所述内层壳体外部的外层壳体，所述外层壳体是由非金属氧化物、金属氧化物或金属氧化物的盐中的一种或几种形成的用于阻止液体透过的致密层。