一种阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊及其制备方法与流程

本申请涉及变色材料，特别涉及一种阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊及其制备方法。

背景技术：

1、温致变色材料是指物质材料在感受外界环境温度变化的同时自身的颜色发生变化，颜色变化伴随着自身物理结构或化学结构的变化，物质结构发生变化导致其光谱性质转变，从而表现出宏观颜色的变化。温致变色材料作为一类具有热记忆功能的智能材料，在防伪、示温、纺织及日常生活等各个领域得到了广泛应用。

2、与具有温致变色性的单一化合物相比，有机类温致变色材料原料易得，价格低廉，可作为隐色剂、显色剂和相变材料的有机物种类多，受到广泛关注。有机温致变色材料具有从有色到无色的可逆变色性能，但自身极易受外界环境影响，因此，研究者们利用微胶囊的保护作用将有机温致变色材料经微胶囊化封装后应用于基体，不仅扩大了温致变色材料的应用范围，而且增强了温致变色材料的使用便捷性。将有机温致变色材料制成微胶囊时，常用的壳材为密胺树脂，例如专利cn102477290a公开了一种热敏变色材料微胶囊及其制备方法，该微胶囊的芯材为芯材为发色剂、显色剂和溶剂组成的热敏变色复配物，壁材为密胺树脂预聚体。密胺树脂预聚体在聚合过程中，水相中仍存在较多游离的预聚体，整个反应体系呈现黏度增大且剪切变稀的特性，从而导致以密胺树脂预聚体为壳材的变色微胶囊存在粒径易呈双峰分布、易产生空包、壳材致密程度降低的问题。

3、基于以上分析，提供一种空包率低、壳材致密程度高的变色微胶囊十分重要。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，以解决相关技术中现有的变色微胶囊在制备过程中易产生空包、壳材致密程度低的问题。

2、本申请提供一种阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤s101，将三聚氰胺、甲醛和阳离子改性剂混合，加入碱溶液调节ph值至8.3-8.6，加热反应，得到无色澄清透明的阳离子改性密胺树脂预聚体；

4、步骤s102，将隐色染料、显色剂和相变材料混合熔融，得到芯材溶液；

5、步骤s103，向阴离子型乳化剂中加入酸溶液调节ph值至4-5，加热，之后将芯材溶液加入阴离子型乳化剂中乳化5-15 min，得到温致变色芯材乳液；

6、步骤s104，将阳离子改性密胺树脂预聚体加入温致变色芯材乳液中，加热搅拌，加入酸溶液调节ph值至4-5，再次加热，之后冷却至室温，得到温致变色微胶囊乳液；

7、步骤s105，向温致变色微胶囊乳液中加入去离子水进行稀释，之后干燥，即得到温致变色微胶囊粉末。

8、一些实施例中，所述阳离子改性剂为氯化胆碱、甜菜碱、聚季铵盐-10中的一种或多种的混合。

9、一些实施例中，所述碱溶液为碳酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠中的一种或多种的混合。

10、一些实施例中，所述酸溶液为柠檬酸、醋酸、硫酸中的一种或多种的混合。

11、一些实施例中，所述隐色染料为结晶紫内酯或绿色素-5。

12、一些实施例中，所述显色剂为双酚a、双酚af、双酚s、没食子酸甲酯、没食子酸丙酯中的一种或多种的混合。

13、一些实施例中，所述相变材料为正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇中的一种或多种的混合。

14、一些实施例中，三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:3-1:4，三聚氰胺与阳离子改性剂的摩尔比为1：0.03-1：0.08。

15、一些实施例中，阳离子改性密胺树脂预聚体与芯材溶液的重量比1：1-1：4。

16、一些实施例中，步骤s101中，加热的温度为75-85℃。

17、一些实施例中，步骤s102中，熔融的温度为125-135℃。

18、一些实施例中，步骤s103中，加热的温度为70-80℃。

19、一些实施例中，步骤s104中，加热的温度为70-80℃，再次加热的温度为85-95℃。

20、一些实施例中，步骤s105中，干燥的温度为80-90℃。

21、第二方面，本申请还提供了一种阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊，所述微胶囊的壁材为阳离子改性密胺树脂，芯材为隐色染料、显色剂和相变材料。

22、一些实施例中，所述阳离子改性密胺树脂由三聚氰胺、甲醛和阳离子改性剂制得。

23、一些实施例中，隐色染料和显色剂的摩尔比为1：3-1：6。

24、一些实施例中，相变材料的质量为芯材总质量的80%-90%。

25、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请提供的制备方法先利用三聚氰胺与甲醛在弱碱性条件下发生亲核加成反应形成水溶性密胺树脂预聚体，之后阳离子改性剂的羟甲基与预聚体羟甲基脱水缩合，形成同时含有正电荷和负电荷的阳离子改性密胺树脂预聚体，将该阳离子改性密胺树脂预聚体加入反应体系后，一方面阴阳离子间的静电作用极大增强了阴离子乳化剂对阳离子改性密胺树脂预聚体的吸附能力，减少了水相中游离的密胺树脂预聚体，另一方面微胶囊壳材表面形成了由乳化剂及阳离子改性剂形成的双电子层，阻碍了瞬态分子桥的形成，因此整个反应体系在加入阳离子改性密胺树脂预聚体前后黏度稳定、无明显变化，得到的微胶囊产物无明显空包，且壳材更加致密均匀，耐磨性能明显优于未经阳离子改性的微胶囊。

技术特征：

1.一种阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，所述阳离子改性剂为氯化胆碱、甜菜碱、聚季铵盐-10中的一种或多种的混合。

3.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，所述碱溶液为碳酸钠、三乙醇胺、氢氧化钠中的一种或多种的混合；所述酸溶液为柠檬酸、醋酸、硫酸中的一种或多种的混合。

4.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，所述隐色染料为结晶紫内酯或绿色素-5；所述显色剂为双酚a、双酚af、双酚s、没食子酸甲酯、没食子酸丙酯中的一种或多种的混合；所述相变材料为正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇、正十八烷醇中的一种或多种的混合。

5.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，所述阴离子型乳化剂为苯乙烯-马来酸酐或十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:3-1:4，三聚氰胺与阳离子改性剂的摩尔比为1：0.03-1：0.08；阳离子改性密胺树脂预聚体与芯材溶液的重量比1：1-1：4。

7.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，隐色染料和显色剂的摩尔比为1：3-1：6；相变材料的质量为芯材总质量的80%-90%。

8.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤s101中，加热的温度为75-85℃；步骤s102中，熔融的温度为125-135℃；步骤s103中，加热的温度为70-80℃；步骤s104中，加热的温度为70-80℃，再次加热的温度为85-95℃；步骤s105中，干燥的温度为80-90℃。

9.根据权利要求1所述的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤s101中，加入碱溶液调节ph值至8.3-8.6；步骤s103和s104中，加入酸溶液调节ph值至4-5。

10.权利要求1-9任一项所述制备方法制得的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊，其特征在于，所述微胶囊的壁材为阳离子改性密胺树脂，芯材为隐色染料、显色剂和相变材料。

技术总结
本申请涉及变色材料技术领域，特别涉及一种阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊及其制备方法。本申请提供的阳离子改性密胺树脂温致变色微胶囊的制备方法包括以下步骤：将三聚氰胺、甲醛和阳离子改性剂混合，加入碱溶液调节pH值，加热反应，得到阳离子改性密胺树脂预聚体；将隐色染料、显色剂和相变材料混合熔融，得到芯材溶液；向阴离子型乳化剂中加入酸溶液调节pH值，之后将芯材溶液加入阴离子型乳化剂中进行乳化，得到温致变色芯材乳液；将阳离子改性密胺树脂预聚体加入温致变色芯材乳液中，加热搅拌，加入酸溶液调节pH值，得到温致变色微胶囊乳液；向温致变色微胶囊乳液中加入去离子水进行稀释，之后干燥，即得到温致变色微胶囊粉末。

技术研发人员：李星宇,邓宇昊,刘丹,周衡
受保护的技术使用者：武汉中科先进材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14