【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种红色可逆温敏变色新型功能材料及其制备方法与应用，特别涉及红色可逆温敏变色新型功能材料及其制备方法，还涉及以红色可逆温敏变色新型功能材料在制备温敏纸中的应用，属于新型功能材料。
技术介绍
1、温敏变色材料是一种当外界环境温度发生变化时，可以产生相应颜色变化的材料。而可逆温敏变色材料就是在外界温度升高时，颜色会从a色变到b色，而当外界温度降低时，又从b色变回a色。温敏变色材料由于变色明显，目前已应用于防伪领域、显温领域、服装领域、饰品领域。
2、根据热致变色材料性质和组成，温敏变色材料分为液晶类热致变色材料、无机类热致变色材料、有机类热致变色材料。其中液晶类热致变色材料灵敏度高，可逆性好，但是对化学物质敏感，成本高；无机热敏变色材料制备工艺比较简单、成本低，但是变色温度和颜色无法自主选择、温度范围较窄、毒性大；有机类热致变色材料具有变色温度可选性较大(-200～200℃)、变色区间窄、颜色组合自由、色彩鲜艳和变色明显等特点。有机可逆热致变色材料主要由电子给予体、电子接受体及溶剂化合物三部分组成。目前报道的红色可逆温敏材料相对较少，且有变色不明显等缺点。
技术实现思路
1、针对现有技术中红色可逆温敏材料存在用料多，显示效果差，红色温敏染料相对较少，应用范围受限制等技术缺陷，本专利技术的第一个目的是提供一种红色可逆温敏变色材料，该红色可逆温敏变色新型功能材料色泽鲜艳，变色灵敏度高，可逆性好。
2、本专利技术的第二个目的是在于提供一种操作简单、条件温
3、本专利技术的第三个目的是在于提供一种红色可逆温敏变色材料的应用，将其应用于温敏纸的制备，呈现低温红色，高温白色的良好变色效果，变色温度39～43℃左右。
4、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种红色可逆温敏变色材料，由热敏大红、显色剂和脂肪醇组成；所述热敏大红具有式i的结构式：
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6、本专利技术用热敏大红、显色剂和脂肪醇组成温敏变色材料。热敏大红本身是一种无色染料，作为发色剂以荧烷染料为母体提供电子，其提供电子后即变色；显色剂接受电子，使无色染料发色。脂肪醇则作为溶剂，在本专利技术的配方中至关重要。本专利技术的变色材料可以通过采用不同形态的脂肪醇来控制材料的显色。其中脂肪醇呈固态时，显色剂与发色剂发生酸碱作用，温敏变色材料显红色；而脂肪醇呈液态时，显色剂与溶液由于分子间作用力，温敏变色材料显无色。最终实现了本专利技术的红色可逆温敏材料热致变色现象为低温红色，高温无色，变色温度为39～43℃。
7、作为一种优选的方案，所述脂肪醇的碳原子数大于10。当碳原子数大于10时，脂肪醇可以呈现低温固态和高温液态两种形式，满足本专利技术变色材料所用溶剂的需求。
8、作为一个优选的方案，所述显色剂为双酚a、双酚s、4-羟基4’-异丙氧基二苯砜和2，4-二羟基二苯砜中的至少一种。本专利技术不仅可以使用常见的显色剂双酚a，还拓展了红色可逆温敏材料的复配物配比，采用毒性更低的双酚s，以及4-羟基4’-异丙氧基二苯砜、2，4-二羟基二苯砜做显色剂。
9、本专利技术的变色材料中热敏大红和显色剂的显色机理为：热敏大红为荧烷染料，本身为无色或浅色，在路易斯酸显色剂(如羧酸类、酚类等)的作用下，其中心碳原子构成的内酯环开环形成大π共轭结构而显色。由于中心碳原子成环构成sp3杂化的四面体结构，分子不在同一平面上，不能构成共轭体系，因此呈现无色。由于其中心碳原子具有一定的亲电子性，与显色剂反应后，在溶剂存在下，显色剂接受电子后解离出h+，h+进攻荧烷的内酯环的o原子，导致内酯环开环，中心碳原子由sp3杂化态转变为sp2杂化的平面构型，形成大的共轭结构，其吸收和发射光谱发生显著变化，从而呈现出可见光区的颜色。以双酚a做显色剂为例，其变色机理如式ⅱ所示：
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11、作为一个优选的方案，所述热敏大红、显色剂和脂肪醇的质量比为1：(1～2)：(20～60)。当发色剂热敏大红和显色剂的量固定时，脂肪醇含量太低则不能有效发挥调节材料变色温度的作用；脂肪醇含量过高则影响材料的变色效果使得材料的变色过程不明显。当发色剂热敏大红和脂肪醇的量固定时，显色剂含量太低则颜色较浅；而显色剂含量过高则影响材料的变色效果使得材料的变色过程不明显，无法实现可逆变色效果。
12、作为一种优选的方案，所述脂肪醇为十四醇、十六醇和十八醇中的至少一种。本专利技术所优选的脂肪醇中十四醇的熔点为37.8℃，十六醇的熔点为49.6℃，十八醇的熔点为59.4～59.8℃，通过其与热敏大红和显色剂的有效配合可以满足本专利技术的变色材料在39～43℃范围内变色，且呈现低温红色，高温无色的变色现象。进一步优选为十四醇。
13、作为一个优选的方案，所述热敏大红的制备方法为：将3-二乙氨基苯酚和邻苯二甲酸酐发生酰化反应，得到中间产物；所述中间产物与3-甲基-4-氯苯酚在甲磺酸溶液中发生闭环反应后，调节ph至碱性静置收集沉淀；所述沉淀经重结晶即得；其中，中间产物具有式ⅲ的结构式：
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16、本专利技术所述的发色剂热敏大红染料分子合成路线简单，成本较低，产率高，该类红色可逆温敏变色新型功能材料色泽鲜艳，变色灵敏度高，可逆性好。
17、作为一个优选的方案，所述3-二乙氨基苯酚和邻苯二甲酸酐的物质的量比为1：(1～2)。
18、作为一个优选的方案，所述中间产物与3-甲基-4-氯苯酚的物质的量比为1：(0.5～1.2)。
19、作为一个优选的方案，所述酰化反应的条件为：温度为100～120℃；时间为6～10h。
20、作为一个优选的方案，所述闭环反应的条件为：温度为80～100℃；时间为4～8h。
21、作为一个优选的方案，所述红色可逆温敏变色材料变色温度为39～43℃。本专利技术的变色温度为中温变色，变色范围较宽。
22、本专利技术还提供了一种红色可逆温敏变色材料的制备方法，将热敏大红、显色剂和脂肪醇加热熔融混合后，冷却即得。该制备方法具有操作简单、条件温和、生成成本低等优势。
23、本专利技术还提供了一种红色可逆温敏变色材料的应用，应用于制备温敏纸。该温敏纸可呈现低温红色，高温白色的良好变色效果。
24、作为一种优选的方案，所述制备温敏纸的过程为：将可逆温敏材料加热至熔融后将滤纸条浸入，干燥后即得。
25、与现有技术相比，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：
26、1)本专利技术的红色可逆温敏变色材料致变色现象为低温红色，高温无色，具有温度敏感性高，变色明显，可视化效果强的特点。
27、2)本专利技术通过酰化反应和闭环反应制备了热敏大红，并与显色剂配合，可使无色的热敏大红显示不同颜色，再通过脂肪醇用作溶剂，可根据脂肪醇的不同熔点，调节变色温度和变色效果。
28、3)本专利技术提供的热敏大红的制备方法，合成路线简单，成本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：由热敏大红、显色剂和脂肪醇组成；
2.根据权利要求1所述的一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：所述显色剂为双酚A、双酚S、4-羟基4’-异丙氧基二苯砜和2，4-二羟基二苯砜中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：所述热敏大红、显色剂和脂肪醇的质量比为1：(1～2)：(20～60)。
4.根据权利要求3所述的一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：所述脂肪醇为十四醇、十六醇和十八醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：所述红色可逆温敏变色材料变色温度为39～43℃。
6.权利要求1～5任一项所述的一种红色可逆温敏变色材料的制备方法，其特征在于：将热敏大红、显色剂和脂肪醇加热熔融混合后，冷却即得。
7.权利要求1～5任一项所述的一种红色可逆温敏变色材料的应用，其特征在于：应用于制备温敏纸。
8.根据权利要求7所述的一种红色可逆温敏变色材料的应用，其特征在于：所述制备温敏纸的过程为
...【技术特征摘要】
1.一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：由热敏大红、显色剂和脂肪醇组成；
2.根据权利要求1所述的一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：所述显色剂为双酚a、双酚s、4-羟基4’-异丙氧基二苯砜和2，4-二羟基二苯砜中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：所述热敏大红、显色剂和脂肪醇的质量比为1：(1～2)：(20～60)。
4.根据权利要求3所述的一种红色可逆温敏变色材料，其特征在于：所述脂肪醇为十四醇、十六醇和十八醇中的至少一种。
...【专利技术属性】
技术研发人员：胡国昌，王亮，程乔，李用之，罗玮，秦燕华，丁多，马畛，
申请(专利权)人：湖南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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