一种可逆光致变色涂料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种可逆光致变色涂料及其制备方法。本发明提供的涂料包括：变色粉0.2％～5％，分散剂1％～5％，分散性聚合物4％～15％，溶剂余量；其中，分散剂选自淀粉、纤维素、植物胶、动物胶和聚合物A中的一种或几种；聚合物A包括聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种；分散性聚合物包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和共聚物B中的一种或几种；共聚物B包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸酯中的两种或两种以上共聚形成的共聚物。本发明的涂料能够明显提升变色褪色效率及涂布性能。

权利要求

1.一种可逆光致变色涂料，其特征在于，以质量比计，包括以下组分：所述分散剂选自淀粉、纤维素、植物胶、动物胶和聚合物A中的一种或几种；

所述聚合物A包括聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种；

所述分散性聚合物包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和共聚物B中的一种或几种；

所述共聚物B包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸酯中的两种或两种以上共聚所形成的共聚物；

所述褪色剂为光敏型褪色剂或非光敏型褪色剂；

所述光敏型褪色剂包括半导体类金属氧化物、卟啉类化合物、吲哚类化合物、噻吩类化合物和吡咯类化合物中的一种或几种；

所述非光敏型褪色剂包括过氧化氢、过硫酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锰酸、高锰酸盐、铬酸和高铬酸盐中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述变色粉为过渡金属氧化物。

3.根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于，所述变色粉包括二氧化钛、三氧化钨和三氧化钼中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于，所述变色粉的粒度为10nm～10μm。

5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，还包括催化剂；所述催化剂包括聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇中的一种或几种；

所述催化剂在所述涂料中的质量比为0.2％～2％。

6.一种权利要求1～5中任一项所述的可逆光致变色涂料形成的涂层。

7.一种权利要求1～5中任一项所述的可逆光致变色涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将变色粉悬浊液与分散剂溶液混合，得到混合液a；

所述变色粉悬浊液为变色粉分散于溶剂中形成的悬浊液；

所述分散剂溶液是分散剂溶于溶剂中所形成的溶液；

B1)将所述混合液a与水性聚合物分散体混合，得到混合液b；

B2)将所述混合液b与褪色剂溶液混合，得到混合液c；

B3)将所述混合液c与催化剂溶液混合，得到可逆光致变色涂料；

所述水性聚合物分散体是分散性聚合物的水性分散乳液；

所述褪色剂溶液为褪色剂溶于溶剂所形成的溶液；

所述催化剂溶液为催化剂溶于溶剂所形成的溶液。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述变色粉悬浊液的质量浓度为

20wt％～25wt％；

所述分散剂溶液的质量浓度为5wt％～10wt％；

所述水性聚合物分散体的质量浓度为8wt％～20wt％；

所述褪色剂溶液的质量浓度为0.5wt％～2wt％；

所述催化剂溶液的质量浓度为5wt％～10wt％。

说明书

一种可逆光致变色涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及变色材料技术领域，特别涉及一种可逆光致变色涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 可逆光致变色涂料是具有一定光响应性能的功能性材料，具体的，其受到光源激发后能够发生颜色变化，撤除光源后，颜色又逐渐恢复。该类涂料作为功能性底漆可广泛应用于可见光标记，如激光划线、光绘图复用型画板、无自重彩喷，及防伪等领域。

[0003] 目前，常见的光致变色涂料主要是光致变色粉体的悬浊液，使用时直接粉刷或以其它方式涂布。然而，该涂料组分简单，且由于干燥过程难以控制，导致干燥过程中变色粉体团聚，失去纳米粉体的特殊性能，导致光响应性能下降；具体的，发生光致变色时，多数粒子由于被屏蔽而导致无法实现变色，使变色效果差、效率低、变色速度慢。另一方面，上述涂料体系中毛细作用是唯一锁水方法，粉体通过毛细作用吸附固定少量水，其锁水量有限，使涂料体系水含量低，水的缺乏也导致变色褪色效率降低。另外，光致变色粉体的变色可逆性需要依靠氧化性实现，在自然敞口环境下依靠空气中的氧气实现褪色，效率较低，而在密封条件下缺乏氧化剂，褪色效率更低。因此，现有光致变色涂料变色效果差、效率低，且褪色效率也较低，即其光响应性能较差，限定了光致变色涂料的应用场合和范围。此外，现有涂料的涂膜牢固性差，实际涂料膜是纳米粉体以范德华力相互固定以及固定于涂布载体上，缺乏牢固性，易风化脱落或者冲刷剥离。因此，提高光致变色涂料的变色褪色效率、涂布性能等已成为亟待解决的问题。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可逆光致变色涂料及其制备方法。本发明提供的可逆光致变色涂料具有灵敏的光响应性能，其变色褪色速率明显提升，且涂膜附着性较好。

[0005] 本发明提供了一种可逆光致变色涂料，以质量比计，包括以下组分：

[0006]

[0007] 所述分散剂选自淀粉、纤维素、植物胶、动物胶和聚合物A中的一种或几种；

[0008] 所述聚合物A包括聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种；

[0009] 所述分散性聚合物包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和共聚物B中的一种或几种；

[0010] 所述共聚物B包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸酯中的两种或两种以上共聚所形成的共聚物。

[0011] 优选的，所述变色粉为过渡金属氧化物。

[0012] 优选的，所述变色粉包括二氧化钛、三氧化钨和三氧化钼中的一种或几种。

[0013] 优选的，所述变色粉的粒度为10nm～10μm。

[0014] 优选的，还包括催化剂；所述催化剂包括聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇中的一种或几种；

[0015] 所述催化剂在所述涂料中的质量比为0.2％～2％。

[0016] 优选的，还包括褪色剂；所述褪色剂在涂料中的质量比为0.05％～1％。

[0017] 优选的，所述褪色剂为光敏型褪色剂或非光敏型褪色剂；

[0018] 所述光敏型褪色剂包括半导体类金属氧化物、卟啉类化合物、吲哚类化合物、噻吩类化合物和吡咯类化合物中的一种或几种；

[0019] 所述非光敏型褪色剂包括过氧化氢、过硫酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锰酸、高锰酸盐、铬酸和高铬酸盐中的一种或几种。

[0020] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的可逆光致变色涂料形成的涂层。

[0021] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的可逆光致变色涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0022] A)将变色粉悬浊液与分散剂溶液混合，得到混合液a；

[0023] B)将所述混合液a与水性聚合物分散体混合，得到可逆光致变色涂料。

[0024] 10、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)包括：

[0025] B1)将所述混合液a与水性聚合物分散体混合，得到混合液b；

[0026] B2)将所述混合液b与褪色剂溶液混合，得到混合液c；

[0027] B3)将所述混合液c与催化剂溶液混合，得到可逆光致变色涂料；

[0028] 所述变色粉悬浊液的质量浓度为20wt％～25wt％；

[0029] 所述分散剂溶液的质量浓度为5wt％～10wt％；

[0030] 所述水性聚合物分散体的质量浓度为8wt％～20wt％；

[0031] 所述褪色剂溶液的质量浓度为0.5wt％～2wt％；

[0032] 所述催化剂溶液的质量浓度为5wt％～10wt％。

[0033] 本发明提供了一种可逆光致变色涂料，包括：变色粉0.2％～5％，分散剂1％～5％，分散性聚合物4％～15％，溶剂余量；所述分散剂选自淀粉、纤维素、植物胶、动物胶和聚合物A中的一种或几种；所述聚合物A包括聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种；所述分散性聚合物包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和共聚物B中的一种或几种；所述共聚物B包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸酯中的两种以上共聚所形成的共聚物。本发明将变色粉与特定的分散剂及分散性聚合物混合，并以一定的比例搭配，分散剂先使变色粉体均匀化，分散性聚合物发挥再分散作用，使变色粉体纳米颗粒被乳球包覆，二者协同作用有利于提升变色粉体的分散效果，而且通过分散剂及分散性聚合物锁水提升体系含水量，通过上述多方面作用从而明显提升涂料的变色褪色效率，使涂料具有灵敏的光响应可逆变色性能；另外，在分散剂及分散性聚合物的协同作用下，还使涂料具有良好的贮存稳定性和涂层附着性。

[0034] 实验结果表明，本发明所提供涂料的变色时间＜2s，褪色时间＜72h，贮存稳定性＞30天，涂层附着性达到1级。

附图说明

[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0036] 图1为实施例1所得投射图案的示意图；

[0037] 图2为实施例1所得镂空图案的示意图。

具体实施方式

[0038] 本发明提供了一种可逆光致变色涂料，以质量比计，包括以下组分：

[0039]

[0040] 所述分散剂选自淀粉、纤维素、植物胶、动物胶和聚合物A中的一种或几种；

[0041] 所述聚合物A包括聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种；

[0042] 所述分散性聚合物包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和共聚物B中的一种或几种；

[0043] 所述共聚物B包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸酯中的两种或两种以上共聚所形成的共聚物。

[0044] 本发明将变色粉与特定的分散剂及分散性聚合物混合，并以一定的比例搭配，分散剂先使变色粉体均匀化，分散性聚合物发挥再分散作用，使变色粉体纳米颗粒被乳球包覆，二者协同作用有利于提升变色粉体的分散效果；同时，水是粉体变色的关键之一，其参与变色反应，本发明通过上述分散剂及分散性聚合物锁水提升体系含水量；通过上述多方面共同作用能够明显提升涂料的变色效率和褪色效率，使涂料具有灵敏的光响应可逆变色性能。

[0045] 本发明提供的可逆光致变色涂料包括变色粉。所述变色粉用于接收激发光源并使涂料产生响应性色变。本发明中，所述变色粉优选为过渡金属氧化物；更优选包括二氧化钛、三氧化钨和三氧化钼中的一种或几种。本发明对所述变色粉的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

[0046] 本发明中，所述变色粉的粒度优选为10nm～10μm。若粒度过大，则会导致白色粉体性能下降，且会导致粉体透明性变差，对于玻璃等透明材质基底的透明度要求有一定影响。本发明中，所述变色粉在涂料中的质量比为0.2％～5％。

[0047] 本发明提供的可逆光致变色涂料包括分散剂。本发明中，所述分散剂选自淀粉、纤维素、植物胶、动物胶和聚合物A中的一种或几种。其中，所述淀粉优选包括羟甲基淀粉和/或醋酸淀粉。所述纤维素优选包括羟甲基纤维素和/或羧甲基纤维素。所述植物胶优选包括瓜尔胶和/或香豆胶。所述动物胶优选包括明胶和/或琼脂。所述聚合物A包括聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种。所述聚合物A的重均分子量优选为2000～100000。所述分散剂与本发明涂料体系中的其它组分均不发生化学反应，且能够良好实现对变色粉体的分散作用。本发明对所述分散剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，所述分散剂在涂料中的质量比为1％～5％。

[0048] 本发明提供的可逆光致变色涂料包括分散性聚合物。所述分散性聚合物包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和共聚物B中的一种或几种；所述共聚物B包括聚氨酯、苯丙乳液、聚丙烯酸、醇酸树脂、羟基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸酯中的两种或两种以上共聚所形成的共聚物。所述分散性聚合物与本发明涂料体系中的其它组分均不发生化学反应，成膜后有一定的耐油性、耐水性、耐酸碱性、耐候性，不易粉化、起皮。本发明对所述分散性聚合物的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，所述分散性聚合物在涂料中的质量比为4％～15％。

[0049] 本发明提供的可逆光致变色涂料包括溶剂。本发明对所述溶剂的种类没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的光致变色涂料用溶剂即可。所述溶剂优选包括有机溶剂和水中的一种或几种；更优选为水。所述有机溶剂的种类没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，包括但不限于乙醇、异丙醇、乙醚、丙酮、甲醇、四氢呋喃、乙酸乙酯和乙二醇二甲醚等中的一种或几种。本发明的一些实施例中，溶剂为水，采用水为溶剂，得到的是水性涂料，能够实现涂料安全环保、绿色无污染。

[0050] 与现有涂料相比，本发明提供的涂料具有以下有益效果：

[0051] 1、本发明将变色粉与特定的分散剂及分散性聚合物混合，在上述分散剂与分散性聚合物的协同作用下，能够明显提升变色粉体的分散效果；而且，水是粉体变色的关键之一，其参与变色反应，本发明通过上述分散剂及分散性聚合物锁水提升体系含水量；通过上述多方面共同作用能够明显提升涂料的变色褪色效率，使涂料具有灵敏的光响应可逆变色性能，实验结果显示其变色时间为＜2s，褪色时间＜72h。

[0052] 2、现有涂料的贮存稳定性差，贮存很短时间涂料体系便很快出现沉降、絮凝，需经充分的超声等处理才可恢复；而本发明的涂料，在分散剂及分散性聚合物的协同作用下，能够明显提升涂料的贮存稳定性，放置30天以上仍为良好分散体系，不发生沉淀、絮凝。

[0053] 3、现有涂料涂布后，料膜是纳米粉体以范德华力相互固定以及固定于涂布载体上，其附着性差，触碰即脱落或者自发脱落；而本发明的涂料，在涂布后具有良好的附着效果，根据涂层附着力划格法评定标准(GB/T9286-88)测试显示为一级。

[0054] 本发明提供的可逆光致变色涂料优选还包括催化剂。本发明中，所述催化剂优选包括聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇中的一种或几种。本发明在分散剂与分散性聚合物协同作用改善变色粉体分散性及涂料体系含水特性的基础上，引入上述催化剂，能够进一步加快变色反应，提升涂料的变色速率；即催化剂能够与上述分散剂及分散性聚合物进一步协同，共同提升涂料体系的变色效率。本发明对所述催化剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，所述催化剂的重均分子量优选为2000～10000。本发明中，所述催化剂在涂料中的质量比优选为0.2％～2％。

[0055] 本发明提供的可逆光致变色涂料优选还包括褪色剂。本发明中，所述褪色剂优选为光敏型褪色剂或非光敏型褪色剂。光敏型褪色剂是通过光反应实现褪色，非光敏型褪色剂是在涂层中通过自身反应而褪色。

[0056] 其中，所述光敏型褪色剂优选包括半导体类金属氧化物、卟啉类化合物、吲哚类化合物、噻吩类化合物和吡咯类化合物中的一种或几种。所述半导体类金属氧化物优选包括氧化钛和/或氧化钨。所述卟啉类化合物优选包括铁卟啉、铁卟啉衍生物、铜卟啉、铜卟啉衍生物、镁卟啉和镁卟啉衍生物中的一种或几种。所述吲哚类化合物优选包括二氢吲哚和其衍生物中的一种或几种。所述噻吩类化合物优选包括融环噻吩、融环噻吩衍生物、多融噻吩和多融噻吩衍生物中的一种或几种。所述吡咯类化合物优选包括氟硼吡咯、氟硼吡咯衍生物、二噻吩并吡咯和二噻吩并吡咯衍生物中的一种或几种。

[0057] 所述非光敏型褪色剂优选包括过氧化氢、过硫酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锰酸、高锰酸盐、铬酸和高铬酸盐中的一种或几种。其中，上述各种酸盐优选为钠盐、钾盐、镁盐和铵盐中的一种或几种。

[0058] 本发明对所述褪色剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，所述褪色剂占涂料的质量比优选为0.05％～1％。现有光致变色粉体的变色可逆性需要依靠氧化性实现，在自然敞口环境下依靠空气中的氧气实现褪色，效率较低，而在密封条件下缺乏氧化剂，褪色效率更低。本发明向涂料体系中加入上述褪色剂，与本发明的聚合物体系协同作用，能够进一步明显提高褪色速率，提升涂料变色可逆性的灵敏性。

[0059] 本发明还提供了一种由上述技术方案所述的可逆光致变色涂料形成的涂层。本发明对涂料形成涂层的方式没有特殊限制，按照本领域技术人员熟知的制备涂料涂层的方式进行即可，如将涂料涂布于基材后干燥，即可形成涂层。所述干燥优选为阴干，即避光干燥。采用上述可逆光致变色涂料所形成的涂层，具有灵敏的光响应性能，其变色效率大大提升，且涂层附着性明显改善。所述涂层中，变色粉含量为5wt％～50wt％，分散剂含量为10wt％～50wt％，催化剂含量为0～10wt％，褪色剂含量为0～2wt％，分散性聚合物含量为20wt％～50wt％，余量为水。

[0060] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的可逆光致变色涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0061] A)将变色粉悬浊液与分散剂溶液混合，得到混合液a；

[0062] B)将所述混合液a与水性聚合物分散体混合，得到可逆光致变色涂料。

[0063] 按照本发明，先将变色粉悬浊液与分散剂溶液混合，得到混合液a。

[0064] 其中，所述变色粉悬浊液为变色粉分散于溶剂中形成的悬浊液。所述变色粉及溶剂的种类、含量及来源均与上述技术方案中所述一致，在此不再赘述。本发明中，所述变色粉悬浊液的质量浓度优选为20wt％～25wt％。

[0065] 所述分散剂溶液是分散剂溶于溶剂中所形成的溶液。所述分散剂及溶剂的种类、含量及来源均与上述技术方案中所述一致，在此不再赘述。本发明中，所述分散剂溶液的质量浓度优选为5wt％～10wt％。

[0066] 所述变色粉悬浊液与分散剂溶液混合的方式没有特殊限制，能够将二者充分混匀即可。在本发明的一些实施例中，采用超声振荡将二者混匀。本发明的制备过程中，先将变色粉悬浊液与分散剂溶液混合均匀，形成均匀分散的混合液a后再进行后续操作，才能使最终涂料体系中的变色粉体分散均匀，若打乱该步骤或直接将所有原料混合，则会降低粉体分散性，影响涂料变色性能及贮存稳定性和涂层附着性。

[0067] 按照本发明，在得到混合液a后，将所述混合液a与水性聚合物分散体混合，得到可逆光致变色涂料。

[0068] 其中，所述水性聚合物分散体是分散性聚合物的水性分散乳液，是一类有机聚合物的乳液，该乳液具有一定的铺展能力和优良的水分散性，其与本发明涂料体系中的其它组分均不发生化学反应，成膜后有一定的耐油性、耐水性、耐酸碱性、耐候性，不易粉化、起皮。所述水性聚合物分散体中的分散性聚合物的种类与上述技术方案中所述一致，即所述水性聚合物分散体包括水性聚氨酯、水性苯丙乳液、水性聚丙烯酸、水性醇酸树脂、水性羟基纤维素、水性聚乙烯醇、水性聚丙烯酸酯和水性共聚物B中的一种或几种；所述水性共聚物B包括水性聚氨酯、水性苯丙乳液、水性聚丙烯酸、水性醇酸树脂、水性羟基纤维素、水性聚乙烯醇和水性聚丙烯酸酯中的两种或两种以上共聚所形成的聚合物乳胶粒。本发明中，所述水性聚合物分散体的质量浓度优选为8wt％～20wt％。

[0069] 所述混合液a与分散剂溶液混合的方式没有特殊限制，能够将二者充分混匀即可。在本发明的一些实施例中，采用超声振荡将二者混匀。

[0070] 本发明中，作为优选，该步骤具体包括：

[0071] B1)将所述混合液a与水性聚合物分散体混合，得到混合液b；

[0072] B2)将所述混合液b与褪色剂溶液混合，得到混合液c；

[0073] B3)将所述混合液c与催化剂溶液混合，得到可逆光致变色涂料

[0074] 其中，所述褪色剂溶液为褪色剂溶于溶剂所形成的溶液。所述褪色剂及溶剂的种类、含量及来源均与上述技术方案中所述一致，在此不再赘述。本发明中，所述褪色剂溶液的质量浓度优选为0.5wt％～2wt％。

[0075] 所述催化剂溶液为催化剂溶于溶剂所形成的溶液。所述催化剂及溶剂的种类、含量及来源均与上述技术方案中所述一致，在此不再赘述。本发明中，所述催化剂溶液的质量浓度优选为5wt％～10wt％。

[0076] 本发明的制备过程中，每种物料均以分散液或溶液形式引入，并以一定的浓度进行混合，且按照先将变色粉悬浊液与分散剂溶液混合的顺序混料，有利于使各组分混匀并提升体系的分散性。可以看出，本发明的制备过程简单易行，仅将各种物料混合即可，条件温和，室温下进行即可，整体制备方法简便快捷，便于实现规模化生产，且所得涂料具有优异的光响应性能，变色速率明显提升，贮存稳定性和涂层附着性也明显改善。

[0077] 本发明还提供了一种利用上述可逆光致变色涂料进行光绘图的方法，包括：利用特定透射图案的光源(如直线、十字线等)透射到涂层上进行绘图，得到具有相同图案的绘制品。在该制备方法中，一般需用到两种光进行绘图，用一种不会变色反应的波段的激光进行定位，再利用另一种会产生光致变色的波段的激光进行绘图。

[0078] 本发明还提供了另一种利用上述可逆光致变色涂料进行光绘图的方法，包括：将光源透过预制镂空板照射到涂层上，得到具有相同镂空图案的绘制品。该方法中通过对受光面积控制进行绘图，应用镂空板进行了图案形态控制。

[0079] 本发明中，在上述光绘图后，还可向绘制品表面选择性地喷涂褪色剂来进一步加速褪色速率。

[0080] 本发明提供的上述两种制备方法中，所述光源包括但不限于激光。所述光的波段包括但不限于红外光、可见光或紫外光。所述光源的能量优选≤2W/cm2。上述光绘图方法在上述技术方案中所述的可逆光致变色涂料干燥后形成的涂层上进行图案绘制，借助一定种类、波段及能量的光源实现，该方法即刻显色，大大提升了变色效率，且图案线条清晰，变色对比明显，达到较好的变色效果；且上述方法可逆褪色，能够使涂层达到灵活的可逆变色褪色效果，实现图像的显现与还原。

[0081] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。以下实施例中，各种物料溶液均以水为溶剂。

[0082] 实施例1

[0083] 1.1样品的制备

[0084] 将0.0318g光致变色粉体悬浊液(浓度为25wt％，变色粉体为纳米MoO3)加入试剂瓶中，加入0.7105g聚乙烯醇水溶液(浓度为5wt％，聚乙烯醇重均分子量为80000)，室温超声振荡1分钟。

[0085] 加入1.5859g水性醇酸树脂(固含量为8.5wt％，型号为STW-301)，室温超声振荡3分钟。

[0086] 加入0.0828g聚丙烯酸水溶液(浓度为10wt％，聚丙烯酸重均分子量为3000)，超声振荡均匀，得到可逆光致变色涂料。

[0087] 经试管反复抽吸均匀化后，吸取适量涂料涂布于载玻片上(载玻片预先用去离子水冲洗并烘干)，避光阴干，形成1mm厚的涂层，得到可逆光致变色涂料涂片。

[0088] 1.2样品的测试

[0089] (1)采用十字激光(光源为半导体激光，能量为0.2mW/cm2)照射涂片，结果如图1所示，图1为实施例1所得投射图案的示意图。

[0090] 利用蓝光LED(能量为＜0.2mW/cm2)透过镂空板照射涂片，结果如图2所示，图2为实施例1所得镂空图案的示意图。

[0091] 由图1和图2可以看出，利用本发明提供的涂料进行相应光绘图后，涂片变色明显，线条清晰，对比鲜明，颜色柔和，具有较好的变色效果。

[0092] 记录上述光绘图过程中的变色速率，测试结果参见表1。

[0093] (2)将上述涂料于室温下(20℃)避光贮存，考察涂料的贮存稳定性，记录涂料能够保持良好分散稳定性、不发生沉淀、絮凝等现象的时长，测试结果参见表1。

[0094] (3)根据涂层附着力划格法评定标准GB/T9286-88测试涂层的附着性，测试结果参见表1。

[0095] 实施例2

[0096] 将0.0294g光致变色粉体悬浊液(浓度为25wt％，变色粉体为纳米TiO2)加入试剂瓶中，加入0.6588g聚乙烯醇水溶液(浓度为5wt％，聚乙烯醇重均分子量为80000)，室温超声振荡1分钟。

[0097] 加入1.4688g水性苯丙乳液(固含量为15wt％，型号为KL-420)，室温超声振荡3分钟。

[0098] 加入0.0770g聚丙烯酸水溶液(浓度为10wt％，聚丙烯酸重均分子量为3000)，超声振荡均匀，得到可逆光致变色涂料。

[0099] 按照实施例1的方法处理上述涂料，得到可逆光致变色涂料涂片。

[0100] 按照实施例1的样品测试方法进行性能测试，测试结果参见表1。

[0101] 实施例3

[0102] 将0.0293g光致变色粉体悬浊液(浓度为25wt％，变色粉体为纳米WO3)加入试剂瓶中，加入0.6509g羟甲基纤维素水溶液(浓度为5wt％)，室温超声振荡1分钟。

[0103] 加入1.4527g水性聚氨酯(固含量为10wt％，型号为PU-601)，室温超声振荡3分钟。

[0104] 加入0.0820g聚醋酸乙烯酯水溶液(浓度为10wt％，聚醋酸乙烯酯重均分子量为17000)，超声振荡均匀，得到可逆光致变色涂料。

[0105] 按照实施例1的方法处理上述涂料，得到可逆光致变色涂料涂片。

[0106] 按照实施例1的样品测试方法进行性能测试，测试结果参见表1。

[0107] 实施例4

[0108] 将0.0306g光致变色粉体悬浊液(浓度为25wt％，变色粉体为纳米WO3)加入试剂瓶中，加入0.6767g羟甲基纤维素水溶液(浓度为5wt％)，室温超声振荡1分钟。

[0109] 加入1.5005g水性聚丙烯酸酯(固含量为20wt％，型号为YZ-128)，室温超声振荡3分钟。

[0110] 加入0.0789g聚醋酸乙烯酯水溶液(浓度为10wt％，聚醋酸乙烯酯重均分子量为50000)，超声振荡均匀，得到可逆光致变色涂料。

[0111] 按照实施例1的方法处理上述涂料，得到可逆光致变色涂料涂片。

[0112] 按照实施例1的样品测试方法进行性能测试，测试结果参见表1。

[0113] 表1实施例1～4所得涂料的性能

[0114]

[0115]

[0116] 由以上测试结果可知，本发明提供的涂料中粉料粒径小，涂料变色效果较好，变色速率快，且褪色效率提高(现有技术中褪色速率通常为120h以上)，同时，其贮存稳定性和涂层附着性较好。

[0117] 实施例5

[0118] 按照实施例1的制备过程进行，不同的是，加入水性醇酸树脂后以及加入聚丙烯酸溶液前，还加入了0.3180g过氧化氢溶液(浓度为1wt％)并振荡均匀。

[0119] 实施例6

[0120] 按照实施例2的制备过程进行，不同的是，加入水性苯丙乳液后以及加入聚丙烯酸溶液前，还加入了0.7435g过硫酸钠溶液(浓度为1wt％)并振荡均匀。

[0121] 实施例7

[0122] 按照实施例3的制备过程进行，不同的是，加入水性聚氨酯后以及加入聚醋酸乙烯酯溶液前，还加入了0.1463g过硫酸铵溶液(浓度为1wt％)并振荡均匀。

[0123] 实施例8

[0124] 按照实施例4的制备过程进行，不同的是，加入水性聚丙烯酸酯后以及加入聚醋酸乙烯酯溶液前，还加入了0.3082g过锰酸溶液(浓度为1wt％)并振荡均匀。

[0125] 按照实施例1的样品测试方法对实施例5～8进行性能测试，并对涂层进行可逆褪色测试，记录避光后褪色时长，各项测试结果参见表2。

[0126] 表2实施例5～8所得涂料的性能

[0127]   粉体平均粒径 固含量 变色速率 褪色速率 贮存稳定性 附着性实施例5 54.5nm 6.95wt％ ＜2s ＜2h ＞30天 1级
实施例6 57.3nm 6.05wt％ ＜2s ＜16h ＞30天 1级
实施例7 49.8nm 7.33wt％ ＜2s ＜16h ＞30天 1级
实施例8 53.9nm 6.94wt％ ＜2s ＜12h ＞30天 1级

[0128] 由以上测试结果可知，本发明提供的涂料中粉料粒径小，涂料变色效果较好，变色速率快，且可逆褪色速率进一步提升，具有灵敏的光响应性能；同时，其贮存稳定性和涂层附着性较好。

[0129] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。