[发明专利]一种光致变色涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种光致变色涂层，其特征在于，该涂层中含有聚氨酯/式(III)化合物/硫化锌光致变色复合微球，光致变色复合微球为三层复合核壳结构，其内核为硫化锌介孔纳米微球，中间层为式(III)化合物构成的光致变色层，外壳为聚氨酯；该复合微球的外径为50-350nm，其中，硫化锌介孔纳米微球的直径为30～250nm，中间层的厚度为5～25nm，外壳的厚度为5～25nm；

所述的聚氨酯/式(III)化合物/硫化锌光致变色复合微球采用以下方法制备：

a.制备式(III)化合物包覆硫化锌纳米球：

向乙二醇中加入硝酸锌，搅拌均匀后加入硫粉，升温到140-160℃反应20-24小时；冷却至40-60℃，滴加巯基乙醇稳定剂并搅拌；加入式(III)化合物，激烈搅拌20-40分钟，冷却至室温，反应液逐渐分层沉淀，过滤收集沉淀，洗涤，干燥，得到式(III)化合物包覆硫化锌介孔纳米球；其中，硝酸锌、硫粉、巯基乙醇与乙二醇四者质量比为(0.3-0.6)∶(0.1-0.2)∶(4-7)∶(90-110)，硝酸锌与式(III)化合物质量比为1∶(0.5-1)；

b.制备聚氨酯/式(III)化合物/硫化锌纳米复合微球：

将步骤a制备的式(III)化合物包覆硫化锌介孔纳米球、异氰酸酯单体化合物加入到溶剂中，搅拌均匀后，依次加入醇类化合物和分散剂；其中式(III)化合物包覆硫化锌介孔纳米球、异氰酸酯单体化合物、醇类化合物、分散剂与溶剂质量比为：(0.5-1.2)∶(0.5-1.2)∶(0.5-0.9)∶(1.2-2.2)∶100；温度保持在15-25℃，搅拌下预聚反应45-60min，得到预聚物溶液；将扩链剂、催化剂添加到预聚物溶液中，扩链剂、催化剂和异氰酸酯单体化合物三者质量比为(6-15)∶(0.1-0.3)∶(9-11)，加热至45-90℃搅拌下进行聚合扩链反应10-15min，生成聚氨酯包覆物沉淀，将沉淀过滤、洗涤，干燥，得到聚氨酯/式(III)化合物/硫化锌三层复合核壳结构光致变色纳米复合微球。

2.如权利要求1所述的光致变色涂层，其特征在于，所述硫化锌介孔纳米微球是由硫化锌纳米晶粒组成的单分散硫化锌介孔纳米球，所述中间层是由式(III)化合物纳米颗粒均匀分散在该硫化锌介孔纳米球的表面或缝隙，形成纳米复合介孔结构。

3.如权利要求1所述的光致变色涂层，其特征在于，所述聚氨酯是由含有二个以上的异氰酸酯基团的异氰酸酯单体化合物与醇类化合物聚合而成。

4.如权利要求3所述的光致变色涂层，其特征在于，所述异氰酸酯单体化合物选自：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；

所述醇类化合物为正丁醇、聚四氢呋喃醚二醇、季戊四醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷中的至少一种。

5.如权利要求1-4中任一项所述的光致变色涂层，其特征在于，所述涂层为聚硫代氨基甲酸酯中分散聚氨酯/式(III)化合物/硫化锌光致变色复合微球，该光致变色复合微球与聚硫代氨基甲酸酯的重量比为1∶(8.6～37.5)；所述聚硫代氨基甲酸酯是由聚硫代氨基甲酸酯单体聚合而成，该单体为2，2′-二巯基乙硫醚、2，2′-二巯基乙基硫代乙烷、2，3-二巯基乙基硫代丙硫醇或1，2，3-三巯基乙基硫代丙烷中的至少一种。