[发明专利]一种耐高温光致变色TPU薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种耐高温光致变色TPU薄膜及其制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯(TPU)是一种新型的有机高分子合成材料，其各项性能优异，可以代替橡胶、软性聚氯乙烯材料PVC。TPU具有优异的物理性能，例如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯和PVC，耐老化性优于橡胶，可以说是替代PVC和PU的最理想的材料。

光致变色制品，特别是用于光学应用的光致变色塑料材料，已成为倍受关注的主题。特别是，光致变色眼用有机玻璃镜片因其相较于普通玻璃镜片表现出的重量优势和耐冲击性，已获商业青睐。此外，光致变色透明片层，例如，交通工具如汽车，船只和飞机上的光致变色玻璃窗，由于该透明片层表现出的潜在的安全特性已引起了人们的兴趣。

CN 105254910 A公开了一种光致变色薄膜材料及其制备方法，所述光致变色薄膜材料，按质量百分比由叔胺型苯甲酸酯为20-50％，水杨酸酯为1-15％，苯并三氮唑为1-5％，有机硅树脂为5-50％，固化剂为0.5-5％，磷钼酸为10-25％组成；其中所述有机硅树脂与固化剂的质量比为10:1；所述制备方法，将按质量百分比配比、称量好的叔胺型苯甲酸酯，水杨酸酯，苯并三氮唑，有机硅树脂和磷钼酸，放在搅拌机中以300r/min的速度搅拌混合0.5-1.0h，然后加入固化剂，继续以300r/min的转速搅拌0.5h，混合均匀后采用丝网或喷墨印刷的方法涂布在聚氨酯薄膜上，在25-150℃条件下干燥后得到光致变色薄膜材料。该发明将磷钼酸与苯并三氮唑组合，提高了光致变色的灵敏度，然而该光致变色薄膜材料只是将光敏化合物通过一定配比涂敷在聚氨酯表面，长时间使用会出现涂覆层脱落，同时双层膜的折射率不同会导致光透过薄膜后颜色与理论值不同，因此该薄膜材料的制作难度大，且使用寿命短。

CN 1824686 A公开了一种耐高温光致变色聚氨酯及其制备方法，所述耐高温光致变色聚氨酯以4,4’-双[(4-氨基)苯硫基]二苯甲酮为二胺单体，利用聚氨酯分子设计的灵活性，该二胺单体和双官能度的异氰酸酯、含叔胺结构的二元醇经过逐步缩聚反应，制得端羟基或者端氨基的光敏性聚氨酯。该化合物中同时含有二苯甲酮和供氢体叔胺结构，其可以单独作为一种新型高分子光引发剂使用，亦可作为低分子量的聚氨酯预聚物使用或用于制备其它感光材料。该发明所述的耐高温光致变色聚氨酯材料为紫外光照射下通过硫键的断裂来产生自由基，进而达到光固化的作用。本发明虽然将感光基团引入聚氨酯的主链中，有利于聚氨酯薄膜的制备，但是结合于主链中通过改变聚合度以及聚合单体的比例来控制光敏程度的难度大，由于聚合度的可控性差，导致所述聚氨酯不可控性高，难以进行应用。

同时，现有技术中光致变色TPU薄膜，在室温下可变色，但在高温环境下颜色不稳定，颜色产生不可控变化。

因此，为了解决上述问题，研究一种性能更好的耐高温光致变色TPU薄膜十分重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种耐高温光致变色TPU薄膜及其制备方法，所述耐高温光致变色TPU薄膜感光灵敏度高，且在高温下不变色，物理性能良好，生产工艺简单，可用于工业化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种耐高温光致变色TPU薄膜，其特征在于，所述耐高温光致变色TPU薄膜的原料包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂、偶氮二异丁腈以及催化剂，其中所述4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与偶氮二异丁腈的质量比为(5～15):1。

所述4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与偶氮二异丁腈的质量比可以是5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

偶氮二异丁腈的分子结构中具有偶氮键，而偶氮键在光照下会发生光致异构化，从而导致偶氮二异丁腈中的苯环共轭体系发生变化，进而导致偶氮二异丁腈吸收光的波长发生变化，从而导致薄膜变色，但是在高温下偶氮二异丁腈会变回光照前的结构，而4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中具有两个苯环，可以有效稳定偶氮二异丁腈光致变色后的分子结构，使其在高温下仍保持光照后的构型。另一方面偶氮二异丁腈在高温下容易分解，4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯可以稳定偶氮二异丁腈，使其在高温下不分解，保证其加工性能。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。