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低温热致可逆变色涂料的研制

吴落义  
【摘要】: 本论文简要地综述了热致变色涂料及其所用颜料发展的现状,详细地介绍了作者采用相分离复合凝聚法制备变色颜料微胶囊的工艺及在涂料中的应用结果。 在热致变色涂料的制备过程中,采用了两种不同的变色颜料体系。一种是以双酚A/结晶紫内酯为囊芯,以明胶/阿拉伯树胶为壁材,采用相分离复合凝聚法制得的变色颜料微胶囊产品;在相分离复合凝聚法中,使用了两种带异种电荷的聚合物——带负电荷的阿拉伯树胶和明胶,碱处理明胶在中性条件下带负电荷,当pH值降低为3.5~4.5时却带正电荷。另一种是以CoCl_2·2C_6H_(12)N_4·10H_2O作为变色颜料组分。本文着重分析了在热致变色颜料微胶囊的制备过程中,明胶/阿拉伯树胶的浓度、质量比、稀释水用量、pH值、芯材与壁材的质量比,固化剂用量等因素对生成微胶囊的影响。研究得出:以10%(质量浓度)明胶和阿拉伯树胶为壁材,以液态的双酚A/结晶紫内酯为芯材,保温于50~60℃,高速搅拌直至囊芯粒子直径分散到100μm以下,然后加入1mol/L的HCl溶液调节pH=3.5~4.5,明胶和阿拉伯树胶所带正负电荷中和,相分离发生,在缓慢搅拌的条件下加入37%的甲醛溶液作为固化剂,在0~5℃保温30分钟,最后以1℃/分的速度缓慢升温至50~60℃,明胶和甲醛之间的交联反应完成,微胶囊壁逐渐硬化后,洗涤,过滤得变色颜料微胶囊成品。同时也分析了搅拌速度和溶胶浓度对微胶囊直径的影响。 将微胶囊化技术作为一种改性手段应用于双酚A/结晶紫内酯变色颜料的改性,一定程度上解决了油性颜料与水性涂料互不相溶,难以分散的困难,而且,由于囊壁的存在,保护了囊芯不受外界有害化学物质的影响。最后,比较了分别用双酚A/结晶紫内酯颜料微胶囊和CoCl_2·2C_6H_(12)N_4·10H_2O为变色颜料制备的涂料的性能,得出:使用双酚A/结晶紫内酯微胶囊为变色组分的涂料在变色灵敏度、变色时间以及变色温度等方面均优于以CoCl_2·2C_6H_(12)N_4·10H_2O为变色组分的涂料。 这一研究结果为使油性变色颜料组分应用于水溶性涂料提供了一条可行的途径,而且为制备水性低温可逆变色涂料提供了一种有较大适用价值的技术。同时试验情况预示着把用于涂料中的变色颜料微胶囊化在今后变色涂料的开发中将会占有一席之地。


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