[发明专利]一种刺激感应材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种刺激感应材料及其制备方法，该材料包括如下原料组分制成：聚酯、聚醚单体和刺激感应添加剂，聚醚单体在聚酯和聚醚单体的共聚酯中质量百分比为10.0～20.0％，刺激感应添加剂在刺激感应材料中的质量百分比为0.1％～2.0％，并提供该材料的制备方法。本发明的刺激感应材料具有足够的分子活动空间、显著的光变和温变刺激感应特点，其恢复时间在4min以内。相比常规聚酯加工温度降低15℃，有机添加剂不会热解失效。

技术领域

本发明涉及一种材料及其制备方法，尤其涉及一种刺激感应材料及其制备方法。

背景技术

目前光敏、温敏等刺激感应材料在聚烯烃等熔点较低的高聚物中有一定应用，而用于聚酯等高熔点聚合物较少，这是因为有机刺激感应化合物难以适应其较高的加工温度，存在容易降解的问题，而无机刺激感应化合物存在刺激感应效果较差的缺点。

为满足光敏、温敏等后道产品需求，一些学者进行了相关的研究。专利CN201320559072.0公开一种变色聚酯纤维，包括聚酯纤维本体，在聚酯纤维本体外表面依次有变色层和聚酯层，其中变色层为热敏变色材料、压敏变色材料或光敏变色材料，该实用新型专利仅涉及后道纤维制品的制备，未对变色层的具体原料及组成进行研究。专利CN201710443485.5公开一种用于聚酯纤维的石墨烯感温变色色母粒及其制备方法，色母粒的原料包括：石墨烯、三元乙丙橡胶、邻苯二甲酸二烯丙酯、色料、乙烯-辛烯共聚物、紫外线吸收剂、六甲基二硅氧烷、促进剂、丙烯/α-烯烃共聚物、增塑剂、苯乙烯和丙烯酸丁酯；先将三元乙丙橡胶、邻苯二甲酸二烯丙酯、乙烯-辛烯共聚物和丙烯/α-烯烃共聚物混合，再将混合料转入反应釜中，加入六甲基二硅氧烷和增塑剂，升温反应，然后将反应物、苯乙烯、丙烯酸丁酯、石墨烯、色料、紫外线吸收剂和促进剂混合、挤出造粒，得到用于聚酯纤维的石墨烯感温变色色母粒，该发明制备的母粒组分较为复杂难以大规模推广，且制备的聚酯中主要为烯烃组分熔点较低，与常规聚酯有较大差异。专利CN 201610096931.5提供了一种聚酰胺/聚酯光敏变色复合纤维，所述的复合纤维为皮芯型复合纤维，以加有光致变色体的聚酰胺纤维为皮层，以加有光致变色体的聚酯纤维为芯层，其使用的光致变色体为基于苯并噻吩砜烯桥的二噻吩乙烯光致变色体，其在常规聚酯加工温度下易发生降解失效，不适用于大规模推广应用。专利CN 201210521948.2公开了一种变色聚酯，其变色添加剂为粒径为10～30um的氧化镍和粒径为10～80um的三氟化铈，该发明所使用的的无机光变添加剂的光变效果较差。

聚酯广泛应用于纤维、薄膜、瓶用以及工程塑料等领域，是应用最广的高分子材料之一，但目前直接用于刺激感应用途不多，这是因为现有刺激感应添加剂无法在常规聚酯中得到较好的应用：无机添加剂的刺激感应效果较差且加入量较多；有机添加剂虽然有变色灵敏的特点，但存在容易氧化劣变、耐疲劳性差的缺点，尤其是PET熔点较高，常规有机变色材料难以适应PET的合成及后加工环境。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的为提供一种合适的异构反应分子活动空间、降低结晶度、降低熔点的刺激感应材料，本发明的第二目的为提供该刺激感应材料的制备方法。

技术方案：本发明的刺激感应材料，包括如下原料组分制成：聚酯、聚醚单体和刺激感应添加剂，聚醚单体在聚酯和聚醚单体的共聚酯中质量百分比为10.0～20.0％，刺激感应添加剂在刺激感应材料中的质量百分比为0.1％～2.0％。

进一步地，共聚酯的分子结构如下，其中，聚醚类分子链节数n＝20～180，聚酯类分子链节数m＝100-150：

刺激感应添加剂为螺吡喃、螺噁嗪、俘精酸酐中的一种或几种。

本发明的刺激感应材料的制备方法，包括如下步骤：(1)利用原位聚合制备聚酯，在酯化反应结束后，加入聚醚单体，经预缩聚反应、终缩聚反应制得共聚酯；

(2)将刺激感应共聚酯经预结晶、干燥后，将刺激感应共聚酯和刺激感应添加剂熔融共混，制得刺激感应材料。