[发明专利]一种可刺激响应变色功能涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种可刺激响应变色功能涂料及其制备方法和应用。本发明提供了一种可刺激响应变色功能涂料，包括以下制备原料：环氧树脂、呋喃酮类颜料、胺类固化剂和溶剂。在本发明中，所述呋喃酮类颜料为有机共轭导电分子，通过胺类固化剂与呋喃酮类颜料反应形成含有氢键的交联分子，该交联分子在不同的环境刺激下均可表现出极佳的电子跃迁行为，且该交联分子不稳定，通过不同刺激条件可以产生不同特性的电子跃迁，赋予涂料变色特性，使其在不同的环境刺激下具有不同的颜色。实验结果表明，本发明所述可刺激响应变色功能涂料具有热致变色、紫外光致变色及强酸变色特性，变色刺激条件多样，变色范围宽。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种可刺激响应变色功能涂料及其制备方法和应用。

背景技术

可刺激响应变色材料是指在外界环境变化的刺激下，颜色发生可逆或不可逆转变的一类材料。这类材料所受到的刺激响应条件通常来源于材料所处环境中的温度、光照强度、酸碱度、电场强度和磁场强度等的变化，相应的发生热致变色、光致变色、酸碱变色、电致变色和磁致变色现象。通过赋予材料变色的功能，可以提高材料的功能化应用，例如将变色材料应用于涂料中可以通过涂料变色反映环境变化等。

环氧树脂涂料是一种综合性能优异的涂料，具有良好的耐蚀性和对金属的高附着力，已被广泛应用于地板、汽车、食品包装等行业。目前，本领域制备出了一些具有可刺激响应变色的环氧树脂涂料，如专利CN 102372993A通过物理共混法利用氧化锌等无机填料制备得到变色环氧树脂涂料，该涂料的颜色只能在温度为24～100℃的范围内随温度的变化而发生变化；专利CN102675580A通过化学合成法将三苯胺基及其衍生物结构单元引入到环氧树脂大分子主链上，制备出仅具有电致变色的环氧树脂材料；专利CN104945643A通过物理共混法利用五氧化二矾无机颜料制备得到光致变色环氧树脂涂料，该涂料仅在365mn波长的紫外光照下可发生变色。

上述变色环氧树脂涂料通过添加无机物质或改变环氧树脂分子主链结构，均只能在单一的刺激条件下(温度、电场或紫外光)发生变色现象，存在变色刺激单一的缺陷，无法满足现代社会对多功能变色涂料的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可刺激响应变色功能涂料，可随温度变化、紫外光照射或环境酸碱度变化发生颜色变化；本发明还提供了一种简单易行的该可刺激响应变色功能涂料的制备方法及应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供一种可刺激响应变色功能涂料，包括以下制备原料：环氧树脂、呋喃酮类颜料、胺类固化剂和溶剂。

优选的，所述呋喃酮类颜料为呋喃并呋喃二酮和/或苯并二呋喃二酮。

优选的，所述呋喃酮类颜料为1,8-苯并二呋喃二酮、1,5-苯并二呋喃二酮和呋喃并呋喃二酮中的一种或多种。

优选的，所述胺类固化剂为伯胺型胺类固化剂和/或仲胺型胺类固化剂；

所述溶剂为非活性稀释剂。

优选的，所述非活性稀释剂为丙酮、甲苯、二甲苯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

优选的，所述环氧树脂的用量以环氧基的量计，所述胺类固化剂的用量以胺氢的量计；所述环氧树脂和所述胺类固化剂的摩尔比为(0.5～2.0)：1；

所述呋喃酮类颜料的质量为所述环氧树脂、呋喃酮类颜料和胺类固化剂总质量的1.5～2.5％；

所述溶剂的质量为所述可刺激响应变色功能涂料总质量的15～30％。

本发明还提供了上述技术方案所述可刺激响应变色功能涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将呋喃酮类颜料与溶剂混合后去除气泡，得到呋喃酮颜料溶液；