[发明专利]一种具有光致变色性能的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光致变色复合材料及其制备方法。

背景技术

一类材料可以在受到光源激发后发生颜色的变化，这类材料被称为光致变色材料。因为具有光致变色的性能特点，光致变色材料在功能材料的研究与应用中占有了重要的地位。单纯的光致变色材料主要分为无机光致变色材料和有机光致变色材料两大类。随着研究的深入，新型的具有光致变色性能的复合材料也成为了研究重点。具有光致变色性能的复合材料一般由光致变色材料作为添加物，聚合物或陶瓷材料作为基体。无机光致变色材料因为具有优异的光、电、磁性能，高的热稳定性，抗疲劳性等优点成为了光致变色复合材料中重要的一类添加物。

无机光致变色材料主要有以下几类：过渡金属氧化物，稀土配合物，金属氧酸盐，金属叠氮化物等。其中，具有光致变色性能的过渡金属化合物因为其良好的光敏感性、环境稳定性、光学对比度和可逆致色性，成为了最有应用潜力的光致变色材料。钼材料作为过渡金属化合物中的典型代表，在光致变色、电致变色、光致催化、电致催化方面具有良好的性能和应用潜力。钼的化合物具有光致变色的特点主要是因为五价的Mo(Ⅴ)可以生成蓝色的钼青铜。目前，制备具有光致变色钼化合物的方法主要集中在利用钼盐化学反应合成法或者采用物理气相沉积或者化学沉淀法在基体上沉积氧化钼。化学反应合成法工艺复杂，且有时原料有毒或者生成副产物；基底沉积氧化钼设备复杂、成本高，且沉积质量也不稳定。因此，探索工艺简单、成本低廉、无污染的制备具有光致变色性能的钼的化合物成为了研究重点。

由无机光致变色材料和聚合物基体制备的复合材料具有优异的光致变色的性能。因为聚合物基体优异的环境适应性和稳定性，使该类复合材料的光致变色性能在复杂的环境中都可以稳定的存在。另外，聚合物材料具有高的透光率，无机光致变色分散在其中可以接受到更多的光源能量，使该复合材料的具有优异的光致变色敏感性。聚合物基体还具有优异的工艺性，可以根据不同的模具成型不同形状的复合材料以满足各种环境的不同需求；同时，聚合物基体还可以作为涂层涂覆于不同基底表面，使其具有光致变色的性能，大大扩大该种复合材料的应用领域和范围。具有光致变色性能的钼材料与聚合物材料有很好的相容性，将两者复合制备具有光致变色性能的复合材料将具有优异的性能和巨大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是要解决现有制备具有光致变色性能的复合材料的工艺复杂、成本高，所制备的具有光致变色性能的复合材料质量不稳定、光致变色性能不敏感和应用环境要求高的问题，而提供一种具有光致变色性能的复合材料及其制备方法。

一种具有光致变色性能的复合材料按重量份数由0.02份～1.5份具有光致变色性能的钼化合物、10份～35份溶剂、6份～20份固化剂和50份～150份树脂基体制备而成。

一种具有光致变色性能的复合材料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、制备具有光致变色性能的钼化合物：①、将乙醇或丙酮与蒸馏水混合，制备得到混合溶液；

步骤①中所述的混合溶液中乙醇或丙酮的体积分数为25％～75％；

②、将天然六方晶型的MoS₂粉末与混合溶液混合，得到含有MoS₂的混合液；

步骤②中所述的天然六方晶型的MoS₂粉末的质量与混合溶液的体积比为(25mg～180mg):1mL；

③、采用高速剪切乳化仪对含有MoS₂的混合液进行高速剪切处理，得到剪切处理后的混合液；

步骤③中所述的高速剪切处理是以8000r/min～19000r/min的速率剪切45min～150min；

④、对剪切处理后的混合液进行水浴超声处理，得到分散后的混合液；

步骤④中所述的超声处理的功率为200W～240W，超声时间为45min～90min；

⑤、将分散后的混合液静置6h～8h，取上层清液，得到具有光致变色性能的钼化合物悬浮液；

⑥、将具有光致变色性能的钼化合物悬浮液在温度为60℃～80℃下干燥4h～10h，得到具有光致变色性能的钼化合物；

二、称取：按重量份数称取0.02份～1.5份具有光致变色性能的钼化合物、10份～35份溶剂、6份～20份固化剂和50份～150份树脂基体；