一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法

摘要

一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，属于POSS基材料合成技术领域。本发明解决了目前同时兼具热致变色和紫外屏蔽性能材料较少，且POSS应用范围固定的问题，所述方法为：将POSS溶解在水中；将铜盐和铬盐加入到POSS水溶液中，室温搅拌3h；20‑40℃搅拌1～24h，20‑80℃挥发溶剂，得到兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料。本发明首次合成了兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料，POSS基膜材料在80℃，由绿色变成亮黄色，变色明显，且膜材料的在200‑400nm处几乎没有紫外透过，紫外透过率几乎为0％，可用作紫外屏蔽材料。本发明室温合成，绿色环保的方法，将POSS同时应用到变色和紫外屏蔽领域。

权利要求

1.一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、将POSS溶解在水中；所述POSS为多氨丙基POSS或多氨苯基POSS，POSS的官能团数量为2‑8个；

步骤二、将铜盐和铬盐加入到POSS水溶液中，室温搅拌3h；所述铜盐为五水合硫酸铜或二氯化铜；所述铬盐为九水合硝酸铬或六水合氯化铬；

步骤三、20‑40℃搅拌1～24h，20‑80℃挥发溶剂，得到兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料。

2.根据权利要求1所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，其特征在于：步骤一中，所述POSS与水的质量比为0.1～1：1。

3.根据权利要求1所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，其特征在于：步骤二中，所述铜盐和铬盐总量与POSS的质量比为1～2：1～4。

4.根据权利要求3所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，其特征在于：步骤二中，所述铜盐和铬盐的质量比为1：4。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，其特征在于：制备的POSS基膜材料在80～200℃保持30s‑10min，发生颜色变化。

说明书

一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法

技术领域

[0001] 本发明属于POSS基材料合成技术领域，具体涉及一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法。

背景技术

[0002] 多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane，简称POSS)，是一类具有笼型骨架的有机‑无机纳米化合物。由于POSS的笼型骨架对称架构，使得POSS具
有优异的介电，热稳定性等，通常被用作添加剂或者纳米颗粒，来提高树脂等材料的介电，
污染，热稳定性等。

[0003] 目前，高温区(变色温度在200‑1000℃)的可逆热致变色材料种类较多，大多为无机填料，POSS在热致变色和紫外屏蔽领域应用较少。

发明内容

[0004] 本发明解决了目前同时兼具热致变色和紫外屏蔽性能材料较少，且POSS应用范围固定的问题，提供一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，合成的材料
可以通过温度来控制其颜色变化，可逆是指颜色变化后，还会恢复原来的颜色。

[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

[0006] 一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，所述方法包括以下步骤：

[0007] 步骤一、将POSS溶解在水中；

[0008] 步骤二、将铜盐和铬盐加入到POSS水溶液中，室温搅拌3h；

[0009] 步骤三、20‑40℃搅拌1～24h，20‑80℃挥发溶剂，得到兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料。

[0010] 本发明相对于现有技术的有益效果为：

[0011] (1)本发明首次合成了兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料，POSS基膜材料在80℃，由绿色变成亮黄色，变色明显，且膜材料的在200‑400nm处几乎没有紫外透过，紫外
透过率几乎为0％，可用作紫外屏蔽材料。

[0012] (2)本发明室温合成，绿色环保的方法，将POSS同时应用到变色和紫外屏蔽领域。

[0013] (3)本发明合成的膜材料具有合成简单，变色灵敏，紫外屏蔽性能优异等优点。

[0014] (4)使用水作为溶剂，低温反应生成兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料，绿色环保且反应条件温和。

附图说明

[0015] 图1为兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的紫外‑可见透过谱图。

[0016] 图2为实施例1得到的兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的变色图片。

[0017] 图3为实施例2得到的兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的变色图片。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应
涵盖在本发明的保护范围之中。

[0019] 具体实施方式一：本实施方式记载的是一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，所述方法包括以下步骤：

[0020] 步骤一、将POSS溶解在水中；

[0021] 步骤二、将铜盐和铬盐加入到POSS水溶液中，室温搅拌3h；

[0022] 步骤三、20‑40℃搅拌1～24h，20‑80℃挥发溶剂，得到兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料。

[0023] 具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，步骤一中，所述POSS为多氨丙基POSS或多氨苯基POSS，POSS的官能团数
量为2‑8个。氨基与金属配位，数量2‑8个可形成交联结构。

[0024] 具体实施方式三：具体实施方式一或二所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，步骤一中，所述POSS与水的质量比为0.1～1：1。

[0025] 具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，步骤二中，所述铜盐和铬盐总量与POSS的质量比为1～2：1～4。

[0026] 具体实施方式五：具体实施方式四所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，步骤二中，所述铜盐和铬盐的质量比为1：4。

[0027] 具体实施方式六：具体实施方式一、四或五所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，步骤二中，所述铜盐为五水合硫酸铜或二氯化铜。

[0028] 具体实施方式七：具体实施方式一、四或五所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，步骤二中，所述铬盐为九水合硝酸铬或六水合氯化铬。

[0029] 具体实施方式八：具体实施方式一至七任一项所述的一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，制备的POSS基膜材料在80～200℃保持30s‑10min，发生颜
色变化。

[0030] 实施例1：

[0031] 一种兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料的合成方法，所述方法包括以下步骤：

[0032] 一、取8g POSS(多氨丙基POSS，多氨苯基POSS，POSS的官能团数量为2‑8个)，加入到15ml水中溶解。

[0033] 二、缓慢加入0.5g铜盐(五水合硫酸铜或二氯化铜)和2.0g铬盐(九水合硝酸铬或六水合氯化铬)，加入到上述POSS水溶液中。

[0034] 三、20‑40℃反应3h，所得混合溶液20‑80℃挥发溶剂，待溶剂挥发后，即得兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料，颜色为黄绿色，如图2所示。该材料同时具有优异的热
致变色和紫外屏蔽性能，如图1所示。

[0035] 实施例2：

[0036] 本实施例与实施例1不同的是：将合成的兼具可逆变色和紫外屏蔽的POSS基膜材料在80℃保持30s‑10min，颜色发生变化，颜色为黄褐色，如图3所示。