一种具有自修复变色薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有自修复变色薄膜及其制备方法，属于薄膜材料技术领域，该自修复变色薄膜包括如下重量份原料：40

【技术实现步骤摘要】
一种具有自修复变色薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于薄膜材料
，具体地，涉及一种具有自修复变色薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]强烈的光照会对人的身体和生活环境造成影响；例如，强光会使眼睛不适；为此人们研制了变色眼镜，在制作镜片的材料中添加变色剂，来改变透过镜片的光线强度。建筑中使用的白玻璃改为有色玻璃或在白玻璃上粘贴有色贴膜等，虽然这些措施在炎夏能够柔和、减弱入射光线的强度，但由于其不可变色，在冬天还阻挡了可见光，降低了透明度及清晰度。关于车贴膜，市场上现有的车膜一般最常用的为镀金属膜，但价格昂贵，且不能变色，无法达到理想效果。
[0003]为此人们尝试研制一种能变色的光学保护膜，但是由于膜的厚度较薄，变色剂的添加量不能太多，否则其与基料的相溶性不好，容易从基料中析出，生成大量颗粒状杂质，造成清晰度和透光度的下降；如果变色剂的添加量太少，虽然保证清晰度和透光度，但变色效果不理想。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术提供一种具有自修复变色薄膜及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种具有自修复变色薄膜，包括如下重量份原料：
[0007]40
‑
50份聚四氢呋喃、35
‑
38份异佛尔酮二异氰酸酯、60
‑
70份分散剂、0.5
‑
0.6份催化剂、7
‑
9份变色组分、10
‑
12份二硫单体、7
‑
8份封端剂、14
‑
15份交联单体；
[0008]所述变色组分通过如下步骤制备：
[0009]在氮气保护条件下，将2,3,3
‑
三甲基吲哚啉和3
‑
溴
‑
1,2
‑
丙二醇混合，加热回流反应5h，反应结束后，将得到的反应液和乙酸乙酯混合，过滤收集沉淀，经过干燥，得到中间产物a；将中间产物a和水混合，加入3mol/L的氢氧化钠水溶液，加热回流搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，旋蒸除去溶剂，得到中间产物b，在氮气保护条件下，将4
‑
羟基
‑
1,3
‑
苯二甲醛和乙醇混合，然后加入中间产物b，加完后加热回流反应6h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，得到变色组分。变色组分的结构如下所示：
[0010][0011]进一步地，2,3,3
‑
三甲基吲哚啉和3
‑
溴
‑
1,2
‑
丙二醇的摩尔比为1：1；中间产物a、
水和氢氧化钠水溶液的用量比为5g：10mL：0.5mL；4
‑
羟基
‑
1,3
‑
苯二甲醛和中间产物b的用量质量比为2.3：1.5。
[0012]进一步地，交联单体通过如下步骤制备：
[0013]步骤S11、将乙醇和对硝基苯甲醛混合，加入冰醋酸搅拌，然后加入对硝基苯胺，回流反应12h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂得到席夫碱单体；
[0014]步骤S12、将席夫碱单体和催化剂悬浮液混合，在温度为50℃，常压、氢气条件下搅拌反应10h，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤液转移至旋转蒸发仪中，减压浓缩至滤液体积不变，得到氨基单体；
[0015]步骤S13、在氩气气氛下，将氨基单体和N，N
‑
二甲基甲酰胺混合，加入马来酸酐，在温度为20℃条件下搅拌24h，然后将得到的反应液和蒸馏水混合，经过过滤、干燥，得到中间产物c，将得到的中间产物c与乙酸钠和乙酸酐混合，在60℃条件下，反应3h，反应结束后，冷却至20℃，和蒸馏水混合，过滤收集沉淀，用质量分数5％的碳酸氢钠洗涤，经过干燥，得到交联单体。交联单体的结构中通过反应引入了席夫碱的C＝N双键，且C＝N双键与苯环相连，席夫碱中存在交换反应，本专利技术中利用了席夫碱本身的动态交换反应，使得合成的薄膜中含有双亚胺基团的弹性高分子，通过席夫碱的交换反应，可以使高分子链之间发生排列重组，提高薄膜的修复率。交联单体的结构如下所示：
[0016][0017]进一步地，步骤S11中对硝基苯甲醛、对硝基苯胺和冰醋酸的用量比为0.37g：0.34g：0.5mL；步骤S12中催化剂悬浮液为钯/炭催化剂和乙酸乙酯按照用量比1g：100mL混合而成，席夫碱单体、催化剂悬浮液的用量比为1g：10mL；步骤S13中氨基单体和马来酸酐的用量质量比为1：1；中间产物c、乙酸钠和乙酸酐的用量比为4g：0.2g：20mL。
[0018]进一步地，二硫单体包括4，4
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二氨基二苯二硫醚、2
‑
羟乙基二硫化物中的一种。二硫单体中含有的二硫键断裂重组，可以得到不同结构的高分子，当受到外力破坏时，二硫键断裂形成硫醇，在自然条件下，硫醇被重新氧化为二硫键，可以得到自修复。
[0019]进一步地，聚四氢呋喃为PEG
‑
2000，分散剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺；催化剂为二月桂酸二丁基锡；封端剂为糠醇。
[0020]一种具有自修复变色薄膜的制备方法，包括如下步骤：
[0021]第一步、将聚四氢呋喃和异佛尔酮二异氰酸酯混合，加入分散剂和催化剂，在70℃条件下搅拌3h，然后加入变色组分和二硫单体，继续搅拌3h，得到预聚体，然后升温至75℃，加入封端剂，搅拌反应4h，得到封端预聚物；
[0022]第二步、将交联单体加入封端预聚物中，在70℃条件下，搅拌反应24h，然后将得到的反应液倒入模具中在80℃条件下干燥固化，得到一种具有自修复变色薄膜。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术制备的变色组分属于螺吡喃衍生物，在制备过程中，通过对其原料进行调
整，在分子结构中引入羟基，然后以其作为功能单体与二硫单体、聚四氢呋喃和异佛尔酮二异氰酸酯反应，将变色组分引入聚氨酯的网络结构中，进一步提高其变色效应，且对于成膜后材料的力学性能具有良好的提升作用。
[0025]本专利技术还制备了一种交联单体，交联单体的结构中含有马来酰亚胺，可以进行扩链反应，增强产品的力学强度，并通过双硫单体中的双硫键与席夫碱的C＝N双键进行配合，提高薄膜的自修复性能。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1
[0028]制备变色组分：
[0029]在氮气保护条件下，将2,3,3
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三甲基吲哚啉和3
‑
溴
‑
1,2
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自修复变色薄膜，其特征在于，包括如下重量份原料：40
‑
50份聚四氢呋喃、35
‑
38份异佛尔酮二异氰酸酯、60
‑
70份分散剂、0.5
‑
0.6份催化剂、7
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9份变色组分、10
‑
12份二硫单体、7
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8份封端剂、14
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15份交联单体；所述变色组分通过如下步骤制备：在氮气保护条件下，将2,3,3
‑
三甲基吲哚啉和3
‑
溴
‑
1,2
‑
丙二醇混合，加热回流反应5h，得到中间产物a；将中间产物a和水混合，加入3mol/L的氢氧化钠水溶液，加热回流搅拌3h，得到中间产物b，在氮气保护条件下，将4
‑
羟基
‑
1,3
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苯二甲醛和乙醇混合，然后加入中间产物b，加完后加热回流反应6h，得到变色组分。2.根据权利要求1所述的一种具有自修复变色薄膜，其特征在于，2,3,3
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三甲基吲哚啉和3
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溴
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1,2
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丙二醇的摩尔比为1：1；中间产物a、水和氢氧化钠水溶液的用量比为5g：10mL：0.5mL；4
‑
羟基
‑
1,3
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苯二甲醛和中间产物b的用量质量比为2.3：1.5。3.根据权利要求1所述的一种具有自修...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家福，
申请(专利权)人：瑞年新材料广东有限公司，
类型：发明
国别省市：