[发明专利]一种凹凸棒-染料可逆热致变色复合颜料及其制备方法

说明书

本发明涉及变色颜料技术领域，提供了一种凹凸棒‑染料复合颜料及其制备方法。本发明将染料负载在凹凸棒上，得到本发明的复合颜料，凹凸棒呈细长的纳米板条状，染料分子以极强的作用力作用于其孔洞之中或棒晶凹槽处。本发明提供的复合颜料能够根据研磨力度和温度的变化发生颜色变化，并且温度引起的颜色变化可逆，是一种新型热致变色复合颜料，具有广阔的应用前景。本发明提供的制备方法步骤简单，容易操作。

技术领域

本发明涉及变色颜料技术领域，尤其涉及一种凹凸棒-染料可逆热致变色复合颜料及其制备方法。

背景技术

智能热致变色材料是一种能随温度的升高或降低而变色的材料。它具有自由选色、可逆变色、寿命长、灵敏度高等优点，广泛应用于医疗诊断、建筑节能、防伪、纺织设计等领域。目前，大多数具有热致变色性质的化合物都是有机共轭分子，如液晶、共轭聚合物和凝胶网络，它们具有改性能力强、颜色丰富等优点。然而，有机热致变色化合物制备工艺复杂，制备成本较高，寻求制备可逆热致变色材料的新技术势在必行。

颜料是一种有色的细颗粒粉状物质，又可称为着色剂，一般不溶于水、油脂、树脂、有机溶剂等介质中，是纺织印染、涂料、油墨、以及着色塑料和橡胶等工业产品中的重要组分。按结构可分为无机颜料和有机颜料。其中，有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱齐全、相对密度小，但存在颜料粒子易团聚、耐热性、耐候性不强等缺陷，这会对其应用领域的产品质量产生不利影响。因此，改善有机颜料的上述缺陷是决定其应用前景的关键所在。

受到玛雅蓝(一种玛雅文化中常使用的天然颜料，具有极佳的稳定性，历经千年不褪色)的启发，近年来将有机染料分子嵌入粘土内部制备新型主-客体复合颜料的研究日益高涨。这种制备思路不但可以提升染料分子的耐光、热稳定性，显著降低有机颜料制备成本，而且由于粘土矿物表面含有丰富的带电性和硅(铝)羟基，为设计多功能新型复合颜料提供了无限可能，展现出诱人的理论和实用价值。

凹凸棒(Attapulgite，ATP)，是一种2:1型链层状结构含水镁铝硅酸盐矿物，是一种少有的天然一维纳米材料，晶体呈针状、棒状或纤维状。凹凸棒具有优异的增稠性、悬浮性和悬挂性，被广泛应用于涂料、油漆行业中，具有非常高的使用价值。近年来，陆续有研究人员将凹凸棒作为主体材料，引入不同结构的染料分子进行复合，制备了多种颜色的复合颜料。这些颜料大多展现出优异的光热和化学稳定性，这主要归因于染料分子与凹凸棒晶体间强的相互作用。但是，本领域目前尚没有将凹凸棒和染料复合，制备具有可逆热致变色复合颜料的先例。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种凹凸棒-染料可逆热致变色复合颜料及其制备方法。本发明将染料分子负载在凹凸棒上，所得复合颜料能够随研磨力度和温度发生颜色变化，且制备方法简单，成本低，具有广阔的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种凹凸棒-染料可逆热致变色复合颜料，包括凹凸棒和负载在凹凸棒上的染料；所述凹凸棒和染料的重量比为1:(0.05～0.5)；所述染料以酸式结构存在。

优选为，所述染料包括刚果红和/或茜素红。

本发明提供了上述方案所述凹凸棒-染料可逆热致变色复合颜料的制备方法，包括以下步骤：

将凹凸棒和染料溶液在酸性条件下搅拌混合，得到凹凸棒-染料混合料；

将所述凹凸棒-染料混合料离心，将所得固体产物水洗至中性后干燥，得到凹凸棒-染料可逆热致变色复合颜料。

优选的，所述搅拌混合的过程包括：在搅拌条件下，将凹凸棒加入部分染料溶液中，然后加入剩余部分染料溶液，将所得混合体系的pH值调节至酸性，并继续搅拌0.5～24h，得到凹凸棒-染料混合料；当所述染料为刚果红时，将所述混合体系的pH值调节至2～3.5，当所述染料为茜素红时，将所述混合体系的pH值调节至2～3.7。

优选的，所述染料溶液的质量分数为0.01～5％。