[发明专利]一种热致变色的复合胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种热致变色的复合胶囊和制备方法及其应用，所述复合胶囊包括第一囊壁和被第一囊壁包裹的多个微胶囊，所述微胶囊包括第二囊壁和被第二囊壁包裹的囊芯；所述囊芯为热致变色材料。本发明制备的热致变色复合胶囊，极大的提高了胶囊的分解温度和胶囊变色物质抗老化的能力；同时使得胶囊反复冷热循环的变色的能力大大提高；选择多种显色剂，使得变色颜色更加多样化，变色温度更广；可调控复合胶囊的粒径，以便于满足其在不同使用环境中高需要；具有优良的力学性能，能保证其在不同环境下的使用。

技术领域

本发明涉及一种热致变色的复合胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

热致变色材料是会随温度变化而改变颜色的物质，当它的温度高于变温点时，热致变色材料显白色，有较大的太阳反射率；当它的温度低于变温点时，热致变色材料呈现其本来的颜色，有较大的太阳吸收率。因此将热至变色材料制备成胶囊加入到沥青中制备的热致变色沥青，用来创建理想的太阳反射率的新路面，在夏天温度很高时，即它们在高温下反射更多的太阳能，在冬天温度很低时反射更少的太阳能。所以热致变色材料作为建筑节能材料在沥青路面中拥有广泛的应用前景。

2020年，毛冬宇、刘红茹等人在《三组分热致变色微胶囊的制备及性能研究》的文献中公开了：以结晶紫内酯、双酚A和十四醇制备的热致变色复配物为芯材(囊芯)，明胶-阿拉伯树胶为壁材制备的热致变色微胶囊变色温度较为灵敏。但是这种微胶囊在150℃开始发生分解，200摄氏度左右完全分解，这就对使用环境温度有一定的要求。同时明胶-阿拉伯树胶作为壁材(囊壁)，抗机械强度差，在使用中容易破裂，导致变色复配物流出，从而使胶囊失去变色性能。

现有的绝大多数的热致变色微胶囊的变色复配物体系中含有毒性物质(如双酚A),双酚A将会被分解释放到自然环境中，造成生态环境污染，会通过各种方式来危害生物体。双酚A能直接从环境中进入生物体中，或者通过食物链的方式在生物体内积累，经过生物化学作用和生理作用，使得生物体的生理功能降低，对破坏免疫系统并导致多种疾病的生物体造成癌症、天性畸形，以及对生物体造成的严重破坏等。因此，规避双酚A显色剂可以明显减少对环境的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有的热致变色微胶囊耐高温性能较差，机械强度较低，在使用中容易破裂。

本发明的技术方案是，提供一种热致变色的复合胶囊，所述复合胶囊包括第一囊壁和被第一囊壁包裹的多个微胶囊，所述微胶囊包括第二囊壁和被第二囊壁包裹的囊芯；所述囊芯为热致变色材料。

优选地，所述复合胶囊的粒径为20～2000μm；优选40～1500μm。

本发明中，复合胶囊的粒径可以根据需要进行调节，比如可以选择50～200μm；200～400μm；400～600μm；600～800μm；800～1100μm；1100～1500μm。

优选地，所述第一囊壁的成分为海藻酸钙。

优选地，所述热致变色材料为组合物，按质量份，所述热致变色材料包括1份发色剂、2-5份显色剂和50-100份溶剂。

优选地，所述发色剂为结晶紫内酯；所述显色剂为4-十二烷基酚、己二酸、二水氯化钡中的一种或几种组合；所述溶剂为十四醇、十六醇、十八醇中的一种或几种组合。

优选地，所述热致变色材料的热致变色温度为20-50℃。复合胶囊的变色颜色可以为红色变白色、蓝色变白色、草绿色变白色、棕黄色变白色等。

本发明得到的复合胶囊可承受载荷最大值大于40N。

本发明还提供一种热致变色的复合胶囊的制备方法，包括以下步骤：

(a)制备微胶囊；

(b)将微胶囊与海藻酸钠溶液共混，得到共混物；

(c)将共混物加入氯化钙溶液中，制备成复合胶囊。