阅读说明：本技术 一种用在织物的温敏变色微胶囊及制备方法 (Temperature-sensitive color-changing microcapsule for fabric and preparation method thereof ) 是由 翁朝阳 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于变色微胶囊技术领域,涉及一种用在织物的温敏变色微胶囊及制备方法。本发明的温敏变色微胶囊由内核和外壳组成,外壳包覆内核,外壳为密胺树脂,所述内核为由发色剂、显色剂、纳米电气石、导热材料和溶剂组成的复合物,其中导热材料和纳米电气石提高了发色剂和显色剂的电子转移速率,提高了变色的灵敏度,在一些对变色要求灵敏的场合具有较好的实用性。(The invention belongs to the technical field of color-changing microcapsules, and relates to a temperature-sensitive color-changing microcapsule used for fabrics and a preparation method thereof. The temperature-sensitive color-changing microcapsule comprises an inner core and an outer shell, wherein the inner core is coated by the outer shell, the outer shell is melamine resin, and the inner core is a compound consisting of a color former, a color developing agent, nano tourmaline, a heat conducting material and a solvent, wherein the heat conducting material and the nano tourmaline improve the electron transfer rate of the color former and the color developing agent, improve the color-changing sensitivity, and have better practicability in some occasions with sensitive requirements on color change.)

一种用在织物的温敏变色微胶囊及制备方法

技术领域

本发明属于变色微胶囊技术领域，具体是涉及一种用在织物的温敏变色微胶囊及制备方 法。

背景技术

温敏变色微胶囊是通过将可随着温度变化而呈现不同颜色的发色剂和显色剂采用外加包 覆材料的方法形成的较为稳定的一种微纳米材料，已经在纺织、鞋服等方面具有应用，其中 变色温度是最重要的参数，而变色时间对于一些场合，比如仪器仪表温度变化显示，也是重 要的参数。

CN109758990A公开了一种具有高灵敏度的温致变色微胶囊的制备方法及应用，采取在微 胶囊的壁材中加入石墨烯的方法，提高显色剂和隐色剂之间的电子转移速度和增强壁材的力 学性能。但是该方法采用石墨烯具有成本高，操作不方便，还不能大规模应用的不足。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用在织物的温敏变色微胶囊，充分利用电气石材料的压电 效应和热电效应，同时利用了导热材料增加对温度变化的敏感性，提高了微胶囊对温度变化 敏感，减少变色反应时间。

本发明还有一个目的是提供一种温敏变色微胶囊的制备方法。

本发明采用以下的技术方案，

一种用在织物的温敏变色微胶囊，由内核和外壳组成，所述外壳包覆所述内核，所述外 壳为密胺树脂，所述内核为由发色剂、显色剂、纳米电气石、导热材料和溶剂组成的复合物； 所述发色剂选自结晶紫内酯和2-苯胺基-6-二乙胺基荧烷中的至少一种；所述显色剂选自双酚 A、草酸、双酚F、对羟基苯乙酸苯乙酯和1,5-双羟基萘中的至少一种。

优选的，所述纳米电气石的粒径为0.5～100nm。电气石表面可以修饰或无修饰，更优选的， 纳米电气石表面采用硅烷偶联剂进行修饰。可以用于修饰纳米电气石的硅烷偶联剂有甲基三 甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、3-巯基丙基三 甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二乙 氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基 硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基甲基二甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基甲基 二乙氧硅烷、月桂基三甲氧基硅烷、月桂基甲基三甲氧基硅烷、月桂基甲基三乙氧基硅烷、 月桂基甲基二乙氧基硅烷、β-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、β-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅 烷、β-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷和β-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷等。

优选的，所述导热材料选自氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化镁、氮化硼、氮化铝和氧化 铍中的至少一种，所述导热材料的粒径不超过200nm。导热材料表面可以修饰或无修饰，更 优选的，导热材料表面采用硅烷偶联剂进行修饰。可以用于修饰导热材料的硅烷偶联剂有甲 基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、3-巯基丙 基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基 二乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙 氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基甲基二甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基 甲基二乙氧硅烷、月桂基三甲氧基硅烷、月桂基甲基三甲氧基硅烷、月桂基甲基三乙氧基硅 烷、月桂基甲基二乙氧基硅烷、β-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、β-氨乙基氨丙基甲基二甲氧 基硅烷、β-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷和β-氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷等。

优选的，所述溶剂选自十二醇、十四醇、十六醇和十八醇中的一种。

优选的，所述发色剂、显色剂、纳米电气石、导热材料和溶剂的重量比为 1:3～6:1～10:3～15:30～60。

一种上述任一实施方案所述的温敏变色微胶囊的制备方法，包括以下步骤，

S1、将所述发色剂、显色剂、纳米电气石、导热材料和溶剂混合，加热至60～70℃，恒温 搅拌分散均匀，获得所述复合物；

S2、维持步骤S1中所述复合物的温度，加入相同温度的由乳化剂和水组成的混合溶液， 乳化均匀，调节pH为3～6，加入密胺树脂预聚体，反应1～4小时，降温至室温，获得微胶囊 分散液，抽滤、清洗、干燥，获得所述温敏变色微胶囊。

优选的，步骤S2中所述乳化剂选自苯乙烯-马来酸酐共聚物盐、十二烷基苯磺酸钠、脂肪 醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠中的至少一种。

优选的，步骤S2中所述复合物、乳化剂和水的重量比为1:0.6～1.3:3～10。

优选的，步骤S2中所述复合物和密胺树脂预聚体的重量比为1:0.4～1.2。

本发明的变色微胶囊对温度变化颜色变化反应较快，可用于对温度变化敏感的领域，比 如织物、仪器仪表等。

本发明的有益效果：

(1)本发明的温敏变色微胶囊内核复合物中加入导热材料，导热材料提高了发色剂和显 色剂对温度变化的敏感性，提高变色的反应速率。

(2)本发明的温敏变色微胶囊内核复合物中加入纳米电气石，纳米电气石具有压电效应 和热电效应，在受压或者温度变化时会产生极化现象，提高了发色剂和显色剂的电子转移速 度，提高变色的反应效率。同时，电气石会发射远红外线和产生负离子，对人体健康和环境 有利。

(3)本发明的温敏变色微胶囊内核复合物中加入导热材料和纳米电气石，导热材料提高 环境温度变化对微胶囊的传递速率，提高了纳米电气石对温度变化的敏感性，促使电气石在 环境温度变化时产生更强的极化现象，进一步提高了发色剂和显色剂的电子转移速度，进一 步提高变色的反应效率。

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所 揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例1

1重量份结晶紫内酯、3重量份双酚A、1重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米纳米电气 石、3重量份正辛基三甲氧基硅烷修饰的纳米氧化铝和30重量份十四醇混合，加热至65℃， 恒温搅拌分散均匀，获得复合物1。

维持复合物1的温度，取1重量份复合物1，加入相同温度的由0.1重量份苯乙烯-马来酸 酐共聚物钠盐、0.5重量份AEO-10乳化剂和3重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH 为3.5，加入0.4重量份密胺树脂预聚体，反应1.5小时，降温至室温，获得微胶囊分散液， 抽滤、清洗、干燥，获得温敏变色微胶囊1。

实施例2

1重量份2-苯胺基-6-二乙胺基荧烷、4重量份双酚F、3重量份3-氨基丙基三甲氧基硅烷 修饰的纳米电气石、5重量份3-氨基丙基三甲氧基硅烷修饰的二氧化硅和38重量份十二醇混 合，加热至60℃，恒温搅拌分散均匀，获得复合物2。

维持复合物2的温度，取1重量份复合物2，加入相同温度的由0.6重量份AEO-10、0.2 重量份十二烷基苯磺酸钠和5重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为4，加入0.65 重量份密胺树脂预聚体，反应2.5小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得温敏变色微胶囊2。

实施例3

1重量份2-苯胺基-6-二乙胺基荧烷、5重量份对羟基苯乙酸苯乙酯、7重量份二甲基二甲 氧基硅烷修饰的纳米电气石、8重量份二甲基二甲氧基硅烷修饰的纳米碳化硅和46重量份十 六醇混合，加热至68℃，恒温搅拌分散均匀，获得复合物3。

维持复合物3的温度，取1重量份复合物3，加入相同温度的由0.8重量份OP-10、0.2重量份十二烷基硫酸钠和7重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为5，加入0.8重 量份密胺树脂预聚体，反应3小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得温敏变色微胶囊3。

实施例4

1重量份结晶紫内酯、6重量份1,5-双羟基萘、10重量份二甲基二甲氧基硅烷修饰的纳米 电气石、15重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米氧化铝和60重量份十八醇混合，加热至70℃， 恒温搅拌分散均匀，获得复合物4。

维持复合物4的温度，取1重量份复合物4，加入相同温度的由1重量份OP-10、0.3重量份十二烷基苯磺酸钠和10重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为5.5，加入1.2重量份密胺树脂预聚体，反应4小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得温敏变色微胶囊4。

实施例5

1重量份结晶紫内酯、4重量份双酚A、5重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米电气石、8 重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米氧化铝和45重量份十六醇混合，加热至67℃，恒温搅拌 分散均匀，获得复合物5。

维持复合物5的温度，取1重量份复合物5，加入相同温度的由0.6重量份OP-10、0.2重量份十二烷基苯磺酸钠和7重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为4，加入0.6 重量份密胺树脂预聚体，反应2.5小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得温敏变色微胶囊5。

实施例6

1重量份结晶紫内酯、4重量份双酚A、5重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米电气石、 10重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米氧化铝和45重量份十六醇混合，加热至67℃，恒温 搅拌分散均匀，获得复合物6。

维持复合物6的温度，取1重量份复合物6，加入相同温度的由0.8重量份OP-10、0.1重量份十二烷基苯磺酸钠和7重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为4，加入0.6 重量份密胺树脂预聚体，反应2.5小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得温敏变色微胶囊6。

对比例1

1重量份结晶紫内酯、4重量份双酚A和45重量份十六醇混合，加热至67℃，恒温搅拌 分散均匀，获得复合物7。

维持复合物7的温度，取1重量份复合物7，加入相同温度的由0.6重量份OP-10、0.2重量份十二烷基苯磺酸钠和7重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为4，加入0.6 重量份密胺树脂预聚体，反应2.5小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得对比变色微胶囊1。

对比例2

1重量份结晶紫内酯、4重量份双酚A、5重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米电气石和 45重量份十六醇混合，加热至67℃，恒温搅拌分散均匀，获得复合物8。

维持复合物8的温度，取1重量份复合物8，加入相同温度的由0.6重量份OP-10、0.2重量份十二烷基苯磺酸钠和7重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为4，加入0.6 重量份密胺树脂预聚体，反应2.5小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得对比变色微胶囊2。

对比例3

1重量份结晶紫内酯、4重量份双酚A、8重量份甲基三甲氧基硅烷修饰的纳米氧化铝和 45重量份十六醇混合，加热至67℃，恒温搅拌分散均匀，获得复合物9。

维持复合物9的温度，取1重量份复合物9，加入相同温度的由0.6重量份OP-10、0.2重量份十二烷基苯磺酸钠和7重量份水组成的混合溶液，乳化均匀，调节pH为4，加入0.6 重量份密胺树脂预聚体，反应2.5小时，降温至室温，获得微胶囊分散液，抽滤、清洗、干燥， 获得对比变色微胶囊3。

实施例1-6中的温敏变色微胶囊1-6和对比例1-3中的对比微胶囊的性能对比如表1所示。

变色温度、变色时间、复色温度和复色时间测试方法：待测样品中置入精密温度计，置 于80℃的烘箱中，观察出现颜色变色的温度和时间，分别为变色时间和变色温度；温度计显 示80℃后，取出置于10℃环境中，观察出现颜色变化的温度和时间，分别为复色温度和复色 时间。

表1