[发明专利]一种低温可逆热致变色涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于热功能材料领域，具体的说是一种低温可逆热致变色涂料及其制备方法。

背景技术

热致变色材料是指一些化合物或混合物在受热或冷却时可见吸收光谱发生变化的功能材料，它具有颜色随温度改变而变化的特性。这种材料是一种热记忆功能材料，广泛应用于工业、纺织、军事、印刷、医疗保健、诊断、建筑、防伪标记、日用装饰、航空航天等各个领域。热致变色材料从热力学角度(按其热致变色的可逆性)，可以分为不可逆热致变色材料和可逆热致变色材料两大类。可逆热致变色材料是指将材料加热到某一温度或温度区间时，其颜色发生明显变化，呈现出新的颜色，而当温度恢复到初温后，颜色也会随之复原，颜色变化具有可逆性。

按照材料热致变色的温度范围，可以分为低温型(T<100℃)、中温型(100℃<T<600℃)和高温型(T>600℃)。从现有可逆热致变色材料的组成和性质来看，可分为无机类、有机类和液晶类三大类。80年代以来，热致变色材料的发展已趋向于低温、可逆两个方面，固体无机热致变色材料具有较好的耐温性、耐久性、耐光照性及良好的混合加工性，合成工艺简单，成本较低而受到广泛青睐。固体无机热致变色材料变色的机理主要包括以下几种：

1、晶型转变：物质在温度变化时，自身内部由一种晶型转变成另一种晶型而导致颜色的变化，当冷却到一定温度后晶格又可恢复原状，颜色也随之复原。但晶型转变时间较长，故所需的复色时间较长，滞后现象明显。

2、得失结晶水：温度的升降，导致物质所带结晶水的得失而发生颜色变化的过程。

3、电子转移：电子在不同组分中转移而引起氧化还原反应，导致外观颜色发生改变。例如，在PbCrO₄型热变色涂料中，温度升高，CrO₄^2-氧化能力增强，与Pb²⁺发生氧化还原反应，产生Pb⁴⁺。由于Pb⁴⁺与Pb²⁺之间的电荷转移，吸收波长较长的蓝紫色而显红色。温度越高，氧化产生的Pb⁴⁺越多，电荷转移所吸收的光量子越多，颜色越深。在冷却时，Pb⁴⁺变得不稳定，还原成Pb²⁺颜色复原。所以PbCrO₄型热变色涂料颜色变化明显，可以、精确度高，但变色温度在1000℃以上，属于高温型。

4、配位几何构型变化：键长键角物质在温度变化时，配位体的几何构型发生可逆变化，从而导致颜色发生变化。

现有技术中，如何制备变色温度低、复色时间短、色泽鲜艳、变色敏锐、可逆性能好的热致变色材料，且制备过程工艺简单、产率高、环境污染小，生产成本低，具有重要的现实意义和经济价值。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种低温、可逆热致变色涂料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种低温可逆热致变色涂料，包含以下重量份的组分：UV固化胶水8-25份、热致变色微胶囊3-8份、玻璃纤维2-5份、石墨烯3-8份、轻质碳酸钙2-6份、滑石粉2-10份、防老剂0.01-0.5份、分散剂0.01-1.5份、流平剂0.2-0.8份、消泡剂0.1-0.6份、溶剂50-75份。

所述的热致变色微胶囊随温度的变化而变化颜色,石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s。因此，石墨烯的添加改善了涂料整体的导热性能，提高了热致变色微胶囊的敏感度。

根据本发明，优选的，所述的低温可逆热致变色涂料包含以下重量份的组分：UV固化胶水12-20份、热致变色微胶囊4-8份、玻璃纤维3-5份、石墨烯4-7份、轻质碳酸钙3-6份、滑石粉4-10份、防老剂0.2-0.5份、分散剂0.1-1.2份、流平剂0.3-0.8份、消泡剂0.2-0.6份、溶剂50-75份。

更为优选的，所述的低温可逆热致变色材料包含以下重量份的组分：UV固化胶水15份、热致变色微胶囊6份、玻璃纤维4份、石墨烯5份、轻质碳酸钙5.5份、滑石粉7.5份、防老剂0.3份、分散剂0.8份、流平剂0.6份、消泡剂0.5份、溶剂60份。