光致變色的研究起源于上世紀(jì)初, 1904 年發(fā)現(xiàn)琥珀酸酯與芳香醛或酮縮合得到稱之為俘精酸酐的產(chǎn)物, 具有光致變色現(xiàn)象, 當(dāng)時(shí)作為染料合成的一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了廣泛的研究。

   將有機(jī)光致變色化合物引入粉末涂料領(lǐng)域，企望能增加粉末涂料家族的新品種和多樣性，尤其是在防日曬的體育器材或者建筑上面使用光致變色粉末涂料，可以根據(jù)粉末涂料顏色的變化判斷太陽(yáng)光紫外線的強(qiáng)弱，有一定的開(kāi)發(fā)性和使用性。這種粉末涂料所形成的涂層具有在太陽(yáng)光線照射下顏色轉(zhuǎn)變迅速，色澤艷麗、裝飾性強(qiáng)的特點(diǎn)，無(wú)論是室內(nèi)還是室外環(huán)境中存在紫外線或其他高能射線，涂層就會(huì)迅速變色，提醒人們防止灼曬傷害或高頻電磁傷害。當(dāng)環(huán)境中紫外線消失后，顏色又能迅速變回原色，顏色變化具有重復(fù)可逆性。

實(shí)驗(yàn)原料

        所使用的主體成膜物質(zhì)采用環(huán)氧丙烯酸酯體系，因?yàn)榭紤]長(zhǎng)期在戶外高紫外線環(huán)境使用，采用耐侯性較好的ESTRON 公司EP-455 丙烯酸樹(shù)脂體系；固化劑采用“十二碳二羧酸DDDA 加少量的十八羧酸”固化劑，光致變色材料：采用螺吡喃衍生物等，顏料：鈦白粉及其他顏料若干；填料：**硫酸鋇等；流平劑：均聚丙烯酸正丁酯；抗干擾劑：采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）與苯乙烯（ST）、甲基丙烯酸丁酯（MBA）、丙烯酸丁酯（BA）的共聚合物（俗稱潤(rùn)濕光亮劑701B）；日本DIC 公司的A-241 也有類似功能；消泡劑：安息香（又名二苯乙醇酮）或乙撐雙硬酯酸酰胺適量。

實(shí)驗(yàn)方法

        可逆光致變色粉末涂料配方如表1所示。

將上述的丙烯酸酯、長(zhǎng)鏈二羧酸固化劑、光致變色材料、顏料、填料和助劑等按以上比例準(zhǔn)確稱量，倒入攪拌器中，混合6~15分鐘；再通雙螺桿擠出機(jī)擠出，下料口溫度設(shè)定在≤50℃；一段溫度設(shè)定在90℃~110℃度，二段溫度100℃~120℃；擠出、押片、ACM 超微粉碎、旋風(fēng)分級(jí)、過(guò)篩，性能檢測(cè)；合格后包裝入庫(kù)，即成具有可逆光致變色粉末涂料。

光致變色顏料的變色機(jī)理：

       上述的光致變色顏料主要為雙苯并噻唑螺吡喃衍生物、螺噁嗪、俘精酸酐、螺噻喃其中一種或幾種混合物。在紫外光作用下，螺吡喃類螺環(huán)中螺C—O 鍵或C—N 鍵斷裂開(kāi)環(huán)，吸收波長(zhǎng)紅移，而開(kāi)環(huán)后的螺環(huán)結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光照射下，能重新合環(huán)，回復(fù)原來(lái)的吸收光譜。螺吡喃衍生物光致變色反應(yīng)的原理圖如下：

光致變色性能

        將可逆光致變色粉末涂料噴涂在鋼片上，放在陽(yáng)光底下照射后，顏色很快變深（3-5 秒），而在無(wú)照射時(shí)又能很快恢復(fù)原來(lái)的顏色（3~10 秒），如下圖所示。

 進(jìn)一步通過(guò)可見(jiàn)-紫外吸收光譜儀對(duì)比分析光照前后粉末涂料的吸收峰也可以得到同樣的結(jié)論，見(jiàn)圖3。光照后的粉末涂料在500~570nm 附近出現(xiàn)很強(qiáng)的吸收峰，說(shuō)明涂料吸收了黃光，從而表現(xiàn)出藍(lán)色，這與實(shí)際觀測(cè)到的現(xiàn)象一致。

 將光致變色材料引入粉末涂料領(lǐng)域后，可以獲得相應(yīng)的可逆光致變色粉末涂料。涂覆使用后，所形成的涂層具有在太陽(yáng)光線照射下顏色轉(zhuǎn)變迅速，色澤艷麗、裝飾性強(qiáng)的特點(diǎn)，無(wú)論是室內(nèi)還是室外環(huán)境中存在紫外線或其他高能射線，涂層就會(huì)迅速變色，提醒人們防止灼曬傷害或高頻電磁傷害；當(dāng)環(huán)境中紫外線消失后，顏色又能迅速變回原色，同時(shí)具有熱穩(wěn)定性和抗疲勞性，可多次重復(fù)變色，成本低廉，使用方便。

       本文中的顏色可以從無(wú)色變?yōu)樯钏{(lán)色或鮮艷紫色，顏色變化較為單一，可以通過(guò)引入更多的光致變色有機(jī)物進(jìn)行顏色上的調(diào)節(jié)，使得該種粉末涂料的應(yīng)用范圍更為廣泛。

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