一种图案化光致变色透明膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种图案化光致变色透明膜及其制备方法，通过将光致变色材料按照所需图案形成于制备的纳米纤维膜表面，并利用环氧树脂对其进行包覆与固化，从而制得图案化光致变色透明膜。通过上述方式，本发明专利技术能够使不透明的纳米纤维膜在环氧树脂的作用下呈现透明状态，从而在不影响光透过的同时，实现对光致变色材料的有效保护，延长其使用寿命；并利用纳米纤维膜与环氧树脂间的协同作用，既能够使制得的光致变色透明膜的非图案区域具有较高的透明度，又能够使光致变色透明膜具有较好的机械性能；且制备过程简单，光致变色材料的含量及图案形状均可根据需要自由选择，可控性强，能够实现大面积生产，实际应用范围广。

A patterned photochromic transparent film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种图案化光致变色透明膜及其制备方法
本专利技术涉及光致变色
，特别是涉及一种图案化光致变色透明膜及其制备方法。
技术介绍
光致变色膜是一种含有光致变色材料的薄膜，在受到光源激发后能够发生颜色变化，具有优异的光学敏感性和变色可逆性，因而被广泛应用于装饰、防护包装、防伪和信息存储等领域。现有的光致变色膜通常由光致变色材料与溶剂混合后直接制得，这类光致变色膜的光致变色材料直接暴露于空气中，长期受到紫外线的直接辐射，容易被氧化分解而老化，抗疲劳性较差，从而降低了光致变色膜的使用效果及寿命。因此，有必要提供一种新的光致变色膜，以提高其抗疲劳性，并改善其使用效果。目前，对光致变色膜的改善主要通过将其与高分子聚合物共混或增加保护层来实现。公开号为CN102219987A的专利提供了一种光致变色聚对苯二甲酸乙二酯混合膜及其制备方法，该方法将聚对苯二甲酸乙二酯与光致变色材料共混后，采用溶液成膜法制成薄膜，避免了光致变色材料与水、氧接触，从而防止其降解，提高其使用寿命；但该方法制得的薄膜中光致变色材料分布均匀，在光照下仅能整体变色，不能形成图案，美观性不足；同时，该方法制得的薄膜机械性能仍有待提高。公开号为CN206431385U的专利提供了一种感光塑料变色膜，通过在含有光致变色材料的变色层外设置保护层，避免变色层中的光致变色材料逸失，并通过在变色层内设置缺口，形成图案；但由于该变色膜的底部保护层和顶部保护层为分别设置，结合不够紧密，长期使用后易产生间隙，对光致变色材料的保护不足；同时，由于该变色膜的多层材料之间无相互作用，仅单纯叠加，其透明度则随层数的增加而降低，使得清晰度不高，影响图案的整体效果。有鉴于此，当前仍需要一种透明性高、机械性能好、且能够实现图案化的光致变色膜，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种图案化光致变色透明膜及其制备方法，通过在纳米纤维膜上负载图案化的光致变色材料，并利用环氧树脂对其进行包覆，既能够实现对光致变色材料的有效保护，又能够使环氧树脂与纳米纤维膜协同作用，实现透明度和机械性能的提高，从而获得强度高、寿命长、能够图案化的光致变色透明膜。为实现上述目的，本专利技术提供了一种图案化光致变色透明膜的制备方法，包括以下步骤：S1、采用静电纺丝法或熔融共混纺丝法制备纳米纤维膜；S2、将光致变色材料分散在溶剂中，形成混合溶液；再采用涂覆、喷涂或模板印刷法，将所述混合溶液按预设图案施于步骤S1得到的所述纳米纤维膜的表面；S3、将步骤S2得到的表面含有图案化光致变色材料的纳米纤维膜浸入含有固化剂的环氧树脂溶液中，充分浸润并取出固化后，得到图案化光致变色透明膜。进一步地，在步骤S1中，所述纳米纤维膜的折射率与步骤S3中固化的环氧树脂的折射率之差小于等于0.1，以使被环氧树脂包覆的纳米纤维膜呈透明状态。进一步地，在步骤S1中，所述纳米纤维膜的材质为聚酯、聚烯烃、聚酰胺、接枝共聚物中的一种或多种的混合物。进一步地，在步骤S1中，所述纳米纤维膜内的纳米纤维的直径为50-500nm。进一步地，在步骤S2中，所述光致变色材料为无机光致变色材料或有机光致变色材料，所述无机光致变色材料为过渡金属氧化物或金属卤化物，所述有机光致变色材料为螺吡喃类、二芳基乙烯类、或偶氮苯类化合物。进一步地，在步骤S2中，所述溶剂为水与挥发性有机溶剂组成的混合溶剂，所述挥发性有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚中的一种或多种的混合物。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种图案化光致变色透明膜，该图案化光致变色透明膜根据上述技术方案中任一技术方案制备得到，包括纳米纤维膜、施于纳米纤维膜表面的光致变色材料以及用于封装含有光致变色材料的纳米纤维膜的环氧树脂包覆层。进一步地，所述纳米纤维膜的质量占所述纳米纤维膜与所述环氧树脂包覆层总质量的30％-70％。进一步地，所述图案化光致变色透明膜包括图案区域和非图案区域，所述图案区域含有光致变色材料，呈不透明状态；所述非图案区域不含光致变色材料，呈透明状态。进一步地，所述图案区域的图案能够在所用光致变色材料对应波长的光源刺激下改变颜色，并在移除所述光源刺激后恢复原有颜色。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的图案化光致变色透明膜通过将图案化的光致变色材料涂覆于纳米纤维膜表面，并利用环氧树脂对涂有光致变色材料的纳米纤维膜进行包覆，能够使不透明的纳米纤维膜在环氧树脂的作用下呈现透明状态，从而在不影响光透过的同时，实现对光致变色材料的有效保护，从而提高所得图案化光致变色透明膜的使用寿命。2、本专利技术使用的纳米纤维膜具有与环氧树脂相近的折射率，当纳米纤维膜浸入环氧树脂溶液中时，纳米纤维膜的多孔结构和大比表面积使得环氧树脂溶液能够扩散至纳米纤维膜中并充分包覆纳米纤维膜，而其相近的折射率能够减少光散射和反射引起的损耗，提高其透明度；同时，本专利技术通过控制纳米纤维的直径，实现小尺寸效应，使所制得的光致变色透明膜的非图案区域具有较高的透明度。3、本专利技术使用的纳米纤维膜不仅可以作为光致变色材料的载体，还可以作为环氧树脂的增强体；纳米纤维膜中的纳米纤维既能够与环氧树脂紧密连接，增强界面间的结合作用，又能够对环氧树脂进行填充和粘附，对环氧树脂起到增强作用，从而使制得的光致变色透明膜具有较好的机械性能。4、本专利技术提供的图案化光致变色透明膜中的光致变色材料可直接涂覆在纳米纤维膜表面，制备过程简单，且光致变色材料的含量及图案形状均可根据需要自由选择，可控性强，能够实现大面积生产，实际应用范围广。附图说明图1是本专利技术实施例1制得的图案化光致变色透明膜在紫外光照射下的颜色变化图；图2是本专利技术实施例1制得的图案化光致变色透明膜与对比例1制得的纯环氧树脂的机械性能对比图；图3是对比例2制得的纳米纤维膜在使用环氧树脂封装前后的对比图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。本专利技术提供了一种图案化光致变色透明膜的制备方法，包括以下步骤：S1、采用静电纺丝法或熔融共混纺丝法制备纳米纤维膜；S2、将光致变色材料分散在溶剂中，形成混合溶液；再采用涂覆、喷涂或模板印刷法，将所述混合溶液按预设图案施于步骤S1得到的所述纳米纤维膜的表面；S3、将步骤S2得到的表面含有图案化光致变色材料的纳米纤维膜浸入含有固化剂的环氧树脂溶液中，充分浸润并取出固化后，得到图案化光致变色透明膜。在步骤S1中，所述纳米纤维膜的材质为聚酯、聚烯烃、聚酰胺、接枝共聚物中的一种或多种的混合物，其纳米纤维的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图案化光致变色透明膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、采用静电纺丝法或熔融共混纺丝法制备纳米纤维膜；/nS2、将光致变色材料分散在溶剂中，形成混合溶液；再采用涂覆、喷涂或模板印刷法，将所述混合溶液按预设图案形成于步骤S1得到的所述纳米纤维膜的表面；/nS3、将步骤S2得到的表面含有图案化光致变色材料的纳米纤维膜浸入含有固化剂的环氧树脂溶液中，充分浸润并取出固化后，得到图案化光致变色透明膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种图案化光致变色透明膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用静电纺丝法或熔融共混纺丝法制备纳米纤维膜；
S2、将光致变色材料分散在溶剂中，形成混合溶液；再采用涂覆、喷涂或模板印刷法，将所述混合溶液按预设图案形成于步骤S1得到的所述纳米纤维膜的表面；
S3、将步骤S2得到的表面含有图案化光致变色材料的纳米纤维膜浸入含有固化剂的环氧树脂溶液中，充分浸润并取出固化后，得到图案化光致变色透明膜。


2.根据权利要求1所述的一种图案化光致变色透明膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述纳米纤维膜的折射率与步骤S3中固化的环氧树脂的折射率之差小于等于0.1，以使被环氧树脂包覆的纳米纤维膜呈透明状态。


3.根据权利要求1所述的一种图案化光致变色透明膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述纳米纤维膜的材质为聚酯、聚烯烃、聚酰胺、接枝共聚物中的一种或多种的混合物。


4.根据权利要求1所述的一种图案化光致变色透明膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述纳米纤维膜内的纳米纤维的直径为50-500nm。


5.根据权利要求1所述的一种图案化光致变色透明膜的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述光致变色材料为无机光致变色材料或有机光致变色材料；所述无机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，李沐芳，赵旭，王文，陆莹，向晨雪，梅涛，李颖颖，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42