[发明专利]一种电、温双控型变色染料及其微胶囊的制备方法

说明书

本发明公开了一种电、温双控型变色染料及其微胶囊的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。本发明通过将电解质、隐色体染料和有机固体材料按1：(2‑10)：(15‑50)混合后，可以制备变色温度在‑5℃‑+50℃范围内的一系列电、温双控制变色染料复配物，这种染料复配物需要电和温度的协同控制作用下变色，并能根据条件的不同，实现某种变色状态的持续稳定态，最终达到变色条件可控和变色稳定状态可控。本发明制备得到的双控制型变色微胶囊在电压和温度的驱动下，实现变色性能和变色稳定状态可控，驱动电压低于10V(远低于人体安全电压36V)。

技术领域

本发明涉及一种电、温双控型变色染料及其微胶囊的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。

背景技术

“隐色体”指白色。变色隐色体染料，指通过与显色剂的作用而变的有颜色的一类染料；或是通过如非还原的分子内环化反应(受加热、光照、变化等制约的反应)得到的无色形式的染料。一般有shifft碱类、螺环类、双蒽酮类、吩噻嗪类、苯酞类三芳甲烷类和荧烷类等。

温致变色染料一般变色隐色体染料、显色剂和固体溶剂的混合物，隐色体染料为发色基团，显色剂决定颜色深浅和溶剂决定变色温度。如：CN109667196A中，由4,4’-二羟基二苯砜、无色热敏染料、1,2-二苯氧基乙烷、和辅料，用双酚S替换双酚A，用1,2-二苯氧基乙烷作为增感剂，再配合上少量硬脂酸盐达到降低热敏纸的显色温度，同时解决了双酚S热感度低问题。CN104228385A中，在热敏显色层中运用几种多异氰酸酯及其预聚体微包裹隐性热敏染料形成微胶囊，利用不同微胶囊的软化温度来增大热敏层的显色温度范围，其最低显色温度范围在100℃～150℃。

有些用于温致变色的隐色体染料还可以在电场作用下发生变色，其变色原理是：通过电压的通断控制隐色体染料得失电子，使得染料的结构发生变化(内酯环开闭)，从而表现为颜色变化。但是，这类隐色体染料不论是电刺激还是温度刺激，这种单一控制变色元素在刺激值变为原始数值时，颜色立即变为原始颜色，不能稳定在刺激后所呈现的颜色状态。在特定场合下，需要一直施加电压和温度来维持某一种需要的颜色，影响了变色材料应用的轻便性，并具有不节能、不绿色环保等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过寻找和筛选合适的电解质、隐色体染料和有机固体材料，将其将其按一定比例混合后，可以制备变色温度在-5℃-+50℃、驱动电压在1-10V范围内的一系列电、温双控制变色微胶囊，这种变色微胶囊需要电和温度的协同控制作用下变色，并能在低温和断电情况下，实现某种变色状态的持续稳定态。

本发明的第一个目的是提供一种电、温双控型变色染料，所述电、温双控制型变色染料包括隐色体染料、电解质和有机固体材料。

在本发明一种实施方式中，隐色体染料包括1,3-二甲基-6-二乙氨基荧烷、2’-氯-6’-(二乙氨基)-3’-甲基荧烷、2’-氯-6’-(二乙氨基)荧烷、6’-(二乙氨基)-1’,3’-二甲基荧烷、三芳甲烷类和螺吡喃类。

在本发明一种实施方式中，所选用的电解质为四丁基高氯酸铵(TBAP)、四乙基高氯酸铵、硝酸铁、硫酸钡、碳酸钙、氯化汞、醋酸铅等。

在本发明一种实施方式中，所选用的有机固体材料为小分子有机烷基醇和烷基酸、大分子的醚类和酯类中的一种或者几种，有机固体材料包括但不限于以下材料：十八醇、十六醇、十四醇、十四酸、十六酸、十八酸、单硬脂酸甘油酯、单十八烷酸丙三醇酯、水杨酸苯酯、月桂酸甘油酯、对氧化偶氮苯甲醚、碳酸二苯酯、水杨酸苯酯，硬脂酸苯酯、苯甲酸苄酯。

在本发明一种实施方式中，优选地，所述有机固体材料为大分子的醚类和酯类中的一种或者几种，包括单硬脂酸甘油酯、单十八烷酸丙三醇酯、水杨酸苯酯、月桂酸甘油酯、对氧化偶氮苯甲醚、碳酸二苯酯、水杨酸苯酯，硬脂酸苯酯、苯甲酸苄酯。

在本发明一种实施方式中，隐色体染料、电解质和有机固体材料的比例为1：(2-10)：(15-50)。