專利名稱：一種光致變色材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光致變色材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光致變色材料的制備及其在玻璃、或裝飾裝潢的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
有機(jī)光致變色材料是一種具有潛在應(yīng)用前景的光信息存儲(chǔ)和光記錄材料，近年來(lái)引起了人們的極大興趣。吡喃類或螺噁嗪化合物由于具有較好的光響應(yīng)性、較快的褪色速度以及良好的光穩(wěn)定性，而且在分子體系內(nèi)液晶性與光致變色特性的結(jié)合，還會(huì)產(chǎn)生一些獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，因此成為一類具有很高使用價(jià)值的光致變色化合物，從而引起了科研工作者們的關(guān)注，如專利CN101215282A和專利CN100430404C公開的萘并吡喃類以及螺噁嗪
類化合物。同時(shí)，各種玻璃或裝飾裝潢用夾層、貼膜、膠目前應(yīng)用越來(lái)越普遍，而節(jié)能環(huán)保以及審美、品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，變色材料與上述材料的結(jié)合應(yīng)用能很好的解決了這一問(wèn)題。采用光致變色材料和PVB結(jié)合制得的薄膜用于制作玻璃的夾層材料，可使玻璃具備透明性好、抗沖擊強(qiáng)度大、節(jié)能、隔音、防紫外線等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于具備自動(dòng)調(diào)節(jié)光線的性能(日照強(qiáng)時(shí)變作有色玻璃，遮蔽陽(yáng)光，減少紫外線，調(diào)節(jié)屋內(nèi)光線和溫度；沒有日光照射時(shí)又變作無(wú)色玻璃)，所以在節(jié)能、透明性、防紫外線等方面優(yōu)勢(shì)更加突出，加之其審美特性，更加人性化。而光致變色材料與PET等玻璃貼膜的結(jié)合，使之在保留減少紫外線、增加審美性、安全防爆的優(yōu)點(diǎn)前提下，節(jié)能優(yōu)勢(shì)尤其凸顯，無(wú)需外加能源且產(chǎn)品壽命長(zhǎng)，比之目前采用LED燈技術(shù)的節(jié)能玻璃(本身需耗用能量，穩(wěn)定性和使用壽命短)無(wú)疑具備實(shí)用性與更加節(jié)能和低成本的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)審美性更加突出。光致變色材料與PVC膜的結(jié)合則無(wú)疑賦予其審美性和節(jié)能、防紫外特性，大大提升了其產(chǎn)品品質(zhì)和功能，在當(dāng)前PVC膜陷入成本競(jìng)爭(zhēng)的情況下大大增加了產(chǎn)品的品質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。光致變色材料與PU膠、聚氨酯涂料等的結(jié)合，同樣增加審美性和節(jié)能、防紫外特性，使產(chǎn)品在不喪失原有特性與優(yōu)勢(shì)的前提下更加具備人性化與高端品質(zhì)，大大豐富人們的生活，促進(jìn)環(huán)境的改善。光致變色材料應(yīng)用于各種玻璃或裝飾裝潢用夾層、貼膜、膠形成的新型的變色玻璃或裝飾裝潢用膜材料，可根據(jù)光照改變顏色、調(diào)節(jié)光線，既節(jié)約用電等能源又可以應(yīng)對(duì)窗簾、深色貼膜的應(yīng)用局限性，將是未來(lái)玻璃或裝飾裝潢及其相關(guān)行業(yè)的一個(gè)極其重要的發(fā)展方向。如專利CN1317536A公開的夾層玻璃用光致變色中間膜，但之前的專利或報(bào)道采用的光致變色材料多采用金屬離子等作為光敏劑，變色效果差、壽命短、穩(wěn)定性難以保證的同時(shí)成本也較高，故雖有部分報(bào)道但至今無(wú)法在應(yīng)用上取得突破，尚無(wú)批量產(chǎn)品問(wèn)世。但是目前很少有文獻(xiàn)報(bào)道用于玻璃、或裝飾裝潢用的光致變色材料、尤其是用于玻璃或裝飾裝潢用的夾層、貼膜、膠等變色膜材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的不足，提供了一種光致變色材料及其制備方法和在玻璃或汽車、建筑、裝飾裝潢的應(yīng)用。
本發(fā)明第一個(gè)目的是提供一種制備光致變色材料的方法，將光致變色化合物按照0. 05飛％的重量比例混合于膜材料或涂覆在膜材料表面。根據(jù)本發(fā)明所述方法的優(yōu)選實(shí)施例，步驟包括
步驟1，提供膜材料、光致變色化合物、抗氧化劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑、分散介質(zhì)，混合，控制溫度70°C -90°C，常壓。步驟2，步驟I中得到的混合物pH值調(diào)節(jié)至6-13，優(yōu)選為6-12，更優(yōu)選為6_10，排出廢液，水洗滌分離出的樹脂。
步驟3，擠出制備得到光致變色材料。其中，所述膜材料選自PVB (聚乙烯醇縮丁醛)、PVC (聚氯乙烯)、PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、PU (聚氨酯)中的任意一種或幾種，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，可以是在混合過(guò)程中聚合得到；并且可以是市售的改性產(chǎn)品。所述分散介質(zhì)可以是水、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、亞砜、亞胺、氯苯、醇、酯、醚、酮中的任意一種或幾種。所述光致變色化合物可以是吡喃類或螺噁嗪類化合物，如苯并吡喃和/或其衍生物、萘并吡喃和/或其衍生物、螺萘并噁嗪和/或其衍生物中的任意一種或幾種。根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述膜材料為PVB，步驟包括
步驟1，把聚乙烯醇縮丁醛、吡喃類化合物、水、抗氧化劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑、表面活性劑混合，溫度70°C -90°C，常壓；
步驟2，將步驟I中得到的混合物的pH值調(diào)節(jié)至6-12，在175°C 225°C的溫度，擠出樹脂組合物；
步驟3，將步驟2得到的樹脂擠出制備得到光致變色材料。其中，所述聚聚乙烯縮丁醛可以是聚乙烯醇、丁醛和酸一起加入到步驟I中的混合物中，在混合過(guò)程中反應(yīng)得到，所述酸可以是一種或多種無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸，并優(yōu)選為一種多種無(wú)機(jī)酸，如鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、氫溴酸中的任意一中或多種。根據(jù)本發(fā)明所述方法的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述膜材料為PU，步驟包括
步驟1，PU、螺噁嗪類化合物甲苯溶液混合，控制溫度70°C -90°c，常壓。步驟2，步驟I中得到的混合物pH值調(diào)節(jié)至彡9，并優(yōu)選調(diào)節(jié)至9 13，在175°C 225 0C的溫度，擠出樹脂組合物；排出廢液，水洗滌分離出的樹脂。步驟3，將步驟2得到的樹脂擠出制備得到光致變色材料。所述抗氧化劑可以是基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、叔丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)、硫代二丙酸二月桂酯、甲酚抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑中的一種或多種。所述受阻胺類光穩(wěn)定劑可以是Tinuvin770、Tinuvin622、GW-540、GW-944Z等物質(zhì)中的一種或多種。本發(fā)明上述方法中，光致變色化合物用量?jī)?yōu)選占物料總重量的0. 05飛％。根據(jù)本發(fā)明上述方法一種優(yōu)選實(shí)施例，其中，步驟I得到的混合物中還包括表面活性劑。根據(jù)本發(fā)明上述方法一種優(yōu)選實(shí)施例，其中，步驟3擠出前或擠出過(guò)程中，還加入助劑到樹脂中。
所述助劑可以是聚合物加工領(lǐng)域常用的任意助劑，包括增塑劑、填充劑、增韌劑、增強(qiáng)劑等。所述增塑劑用量?jī)?yōu)選為3(T50ppm。所述增塑劑可以是聚合物加工領(lǐng)域可用的任意增塑劑中的一種或多種，如鄰苯二甲酸酯、檸檬酸酯，具體舉例包括鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三乙酯、乙酰檸檬酸三丁酯中的一種或多種。本發(fā)明上述的方法中，擠出可以是采用單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)。并且，擠出后，可以根據(jù)聚合物加工領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)制備成薄膜、粉狀、顆粒、板材等。本發(fā)明第二個(gè)目的是提供一種如上述方法制備得到的光致變色材料。本發(fā)明第三個(gè)目的是提供一種如上述光致變色材料在玻璃或裝飾裝潢用夾層、貼膜、膠等變色膜材料中的應(yīng)用。本發(fā)明將變色與玻璃或汽車、建筑、裝飾裝潢用各種夾層、貼膜、玻璃或裝飾裝潢用膠等材料結(jié)合使之具備變色效果，從而有效地實(shí)現(xiàn)了在無(wú)需外加能源的情況下強(qiáng)光下顏色加深、弱光下褪色這一優(yōu)點(diǎn)，具有很高的節(jié)能環(huán)保性能，并有效地增強(qiáng)了各種玻璃或汽車、建筑、裝飾裝潢用的審美性。


圖1為吸收光譜變化曲線。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
步驟I
摻混PVB (聚乙烯醇縮丁醛)、表面活性劑、抗氧化劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、光致變色粉(如螺噁嗪類化合物、萘并吡喃類化合物)。步驟2
使步驟I中獲得的混合物穩(wěn)定化，控制溫度70-90°C，常壓，其措施包括
(a)將混合物的pH值提高到至6-11 ;(b)通過(guò)排掉液體離析出樹脂，(c)用中性水洗滌該樹脂；
步驟3
以PVB樹脂干重為基準(zhǔn)計(jì)，用約30 約50ppm增塑劑增塑該P(yáng)VB樹脂組合物。任選地將(i)PVB漂白化合物和/或(ii)抗氧化劑和紫外光穩(wěn)定劑與PVB樹脂組合物混合。在約175°C 約225°C的溫度擠出PVB樹脂組合物，結(jié)果獲得一種玻璃或裝飾裝潢用或裝飾裝潢用化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)大于約32°C、YID小于約12、厚度在O.1mm-1Omm的PVB片材。步驟4
對(duì)步驟3制得的PVB片材取長(zhǎng)300 mm X寬度300 mmX厚度O. 38/0. 76mm各兩個(gè)試樣檢驗(yàn)得:霧度< O. 4 ;水分含量(％)0. 3-0. 6 ;拉伸強(qiáng)度(MPa)彡20. O ;收縮率(60°C /15min)(%)< 8 ;透光率(％)可見光> 90，紫外光30-70 ;外觀無(wú)色，表面平整不存在劃痕、折痕點(diǎn)狀物> O. 05mm2未檢測(cè)到。
其中，所述增塑劑可以是聚合物加工領(lǐng)域可用的任意增塑劑中的一種或多種，如鄰苯二甲酸酯、檸檬酸酯，具體舉例包括鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、檸檬酸三乙酯、乙酰檸檬酸三丁酯中的一種或多種；所述抗氧化劑為基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、叔丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)、硫代二丙酸二月桂酯、甲酚抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑中的一種或多種；所述受阻胺類光穩(wěn)定劑為Tinuvin770、Tinuvin622、GW-540、GW-944Z等物質(zhì)中的一種或多種。光致變色粉重量控制在占產(chǎn)品總重量的0. 05飛％。附圖1為實(shí)施例1制備的化合物1，配成5. 0X10_5 mol/L濃度的甲苯溶液，檢測(cè)光照射吸收光譜變化，從附圖1可以看出，在紫外光和可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)，本發(fā)明制備的苯并吡喃衍生物有較高的吸收度，并且顯褪色明顯。實(shí)施例2 步驟I
摻混PU樹脂、光致變色粉(如螺噁嗪類化合物)甲醛溶液、抗氧化劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑。步驟2
使步驟I中獲得的混合物穩(wěn)定化，其措施包括
(a)將混合物的pH值提高到至少為擴(kuò)13 ;(b)通過(guò)排掉液體離析出樹脂，(C)用中性水洗滌該樹脂；
步驟3
以PU樹脂干重為基準(zhǔn)計(jì)，用約30 約50ppm增塑劑增塑該P(yáng)U樹脂組合物。任選地將抗氧化劑和紫外光穩(wěn)定劑與樹脂組合物混合。擠出PU樹脂組合物，結(jié)果獲得一種玻璃或裝飾裝潢用或裝飾裝潢用的PU片材。所述抗氧化劑為基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)、叔丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)、硫代二丙酸二月桂酯、甲酚抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑中的一種或多種；所述受阻胺類光穩(wěn)定劑為Tinuvin770、Tinuvin622、GW-540、GW-944Z等物質(zhì)中的一種或多種。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備光致變色材料的方法，其特征在于，將光致變色化合物按照O. 05 5%的重量比例混合于膜材料或涂覆在膜材料表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟包括 步驟I，把膜材料、光致變色化合物、分散介質(zhì)、抗氧化劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑混合，溫度700C -90°C，常壓； 步驟2，將步驟I中得到的混合物的pH值調(diào)節(jié)至6-13，在175°C 225°C的溫度，擠出樹脂組合物； 步驟3，將步驟2得到的樹脂擠出，制備得到光致變色材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述分散介質(zhì)選自水、苯、甲苯、ニ氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、亞砜、亞胺、氯苯、醇、酷、醚、酮中的任意ー種或幾種；所述抗氧化劑為基羥基茴香醚、ニ丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酷、叔丁基對(duì)苯ニ酚、硫代ニ丙酸二月桂酷、甲酚抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑中的ー種或多種；所述受阻胺類光穩(wěn)定劑為Tinuvin770、Tinuvin622、GW-540、GW-944Z 物質(zhì)中的ー種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述膜材料選自PVB、PVC、PET、PU中的任意ー種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光致變色化合物選自吡喃類或螺噁嗪類化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟包括 步驟1，把聚こ烯醇縮丁醛、吡喃類化合物、水、抗氧化劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑、表面活性劑混合，溫度70°C -90°C，常壓； 步驟2，將步驟I中得到的混合物的pH值調(diào)節(jié)至6-12，在175°C 225°C的溫度，擠出樹脂組合物； 步驟3，將步驟2得到的樹脂擠出制備得到光致變色材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟I得到的混合物中還包括表面活性齊 。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟3擠出前或擠出過(guò)程中，還加入助劑到樹脂中。
9.一種如權(quán)利要求1所述方法制備的光致變色材料，其特征在于，包括重量百分含量為O. 05飛％的光致變色化合物，所述光致變色化合物混合于膜材料中或涂覆在膜材料表面。
10.一種如權(quán)利要求9所述的光致變色材料的應(yīng)用，其特征在于，將光致變色化合物按照O. 05飛％的重量百分含量混合于膜材料或涂覆在膜材料表面，并用于玻璃或裝飾裝潢用的夾層、貼膜、膠變色膜材料中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備光致變色材料的方法，將光致變色化合物按照0.05~5%的重量比例混合于膜材料或涂覆在膜材料表面。本發(fā)明將變色與玻璃或裝飾裝潢用或裝飾裝潢用用各種夾層、貼膜、玻璃或裝飾裝潢用膠等材料結(jié)合使之具備變色效果，從而有效地實(shí)現(xiàn)了在無(wú)需外加能源的情況下強(qiáng)光下顏色加深、弱光下褪色這一優(yōu)點(diǎn)，具有很高的節(jié)能環(huán)保性能，并有效地增強(qiáng)了各種玻璃或裝飾裝潢用或裝飾裝潢的審美性。
文檔編號(hào)C09K9/02GK102993613SQ201210244719
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者甘家安 申請(qǐng)人:上海甘田光學(xué)材料有限公司