CN105400359A - 一种可逆温致变色材料、家具及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可逆温致变色材料及其制备方法，本发明还涉及一种家具及其制备方法；其中，本可逆温致变色材料包含如下重量百分比的组分：成膜基料60～90％，可逆温致变色粉5～30％，助剂0.1～10％。本可逆温致变色材料不仅能温感变色(即其颜色随着温度变化而改变)，而且其颜色可逆。另外，本可逆温致变色材料颜色变化灵敏度高，在常温环境下能根据环境的温度改变来影响其颜色变化。因本可逆温致变色材料含有成膜基料，其与家具表面具有较好的相容性，所以，可以将本可逆温致变色材料具体设于家具表面，形成感温变色面，使得家具拥有感温变色功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种变色材料，尤其涉及一种温度可逆变色材料及其制备方法；本发明还涉及一种表面设有温度可逆变色材料层的家具及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展和科学的进步，人们的生活水平逐步提高，在此背景下，个性化的需求得到越来越多的关注，在室内装饰市场里，传统家具单一的色调容易让人审美疲劳，一种新型的可温感变色功能的家具开发迎合了这方面的需求，通过新材料的使用赋予了家具新的功能，提高家具产品的附加值。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种可逆温致变色材料，本可逆温致变色材料能随温度变化发生颜色改变，并且颜色改变可逆。
本发明的目的之二是提供一种可逆温致变色材料的制备方法，本制备方法无需复杂设备，操作简单，成本低。
本发明的目的之三是提供一种家具，家具表面设有由可逆温致变色材料制得的变色层，将本可逆温致变色材料应用在家具上时，使得家具根据其所处环境的温度感温变色。
本发明的目的之四是提供一种家具的制备方法，本制备方法无需复杂设备，操作简单，成本低。
本发明所述的可逆温致变色材料，包含如下重量百分比的组分：
成膜基料60～90％
可逆温致变色粉5～30％
助剂0.1～10％。
优选的，本发明所述的可逆温致变色材料包含如下重量百分比的组分：
成膜基料75～85％
可逆温致变色粉10～24％
助剂0.1～3％。
其中，所述可逆温致变色材料的变色灵敏度为0.2～5℃，耐温温度为180～250℃；满足这两项条件的可逆温致变色材料与成膜基料相容性好，其可稳定变色次数在20000次左右。
优选的，所述可逆温致变色材料为微胶囊包覆型温感变色粉；
微胶囊包覆型温感变色粉即采用微胶囊化的处理方法而制得的变色材料，其一般有芯材和囊材两部分组成，其中，芯材具体为可逆温致变色粉，囊材指微囊形成囊壁所用的天然或合成高分子材料。因微胶囊包覆型温感变色粉的表层为高分子材料，其与成膜基料(尤其是三聚氰胺甲醛树脂、丙烯酸UV油漆、聚氨酯UV油漆)均能良好分散，且相容性好，其可稳定变色次数在20000次左右。
优选的，所述微胶囊包覆型温感变色粉的变色温度为18～100℃，例如20℃、30℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，变色灵敏度度1～5℃，耐温温度为180～200℃；
优选的，所述微胶囊包覆型温感变色粉的变色温度为18～40℃，进一步优选为28～35℃，更进一步优选为29～33℃；
优选的，所述微胶囊包覆型温感变色粉的囊材为乙基纤维素或明胶与阿拉伯树胶的共混物；其中，乙基纤维素性能稳定，安全无毒，可以很好的包覆感温变色粉，与成膜基料相容性、分散性好；明胶与阿拉伯树胶的共混物性能稳定，安全无毒，可以很好的包覆感温变色粉，与成膜基料相容性、分散性好。上述的囊材尤其与三聚氰胺甲醛树脂、聚丙烯酸UV树脂和聚氨酯UV树脂有更好的相容性和分散性。
优选的，所述可逆温致变色材料为有机温致变色材料和无机温致变色材料；这些可逆温致变色材料的特点是可在室温下变色，且变色是可逆的。
优选的，所述有机温致变色材料为热敏玫红/双酚A热致变色复配物，和/或，结晶紫内脂/双酚A热致变色复配物；
优选的，所述无机温致变色材料为无机温致变色材料I、无机温致变色材料II、无机温致变色材料III、铬酸盐中的一种或两种以上；
所述无机温致变色材料I为Hg、Cu、Ag的碘化物、络合物、复盐，所述无机温致变色材料II为钴盐、镍盐与六次甲基四胺形成的化合物，所述无机温致变色材料III为钒、锰的氧化物；
优选的，所述成膜基料为三聚氰胺甲醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、氨基树脂、醇酸树脂、PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)、PLA(聚乳酸)、UV固化树脂中的一种或两种以上；
优选的，所述UV固化树脂为聚丙烯酸UV树脂或聚氨酯UV树脂；
优选的，所述成膜基料为三聚氰胺甲醛树脂；
优选的，所述助剂为固化剂、抗氧化剂、附着力剂中的一种或两种以上；
优选的，所述固化剂的添加量为成膜基料质量的0.5～2.0％；
优选的，所述抗氧剂的添加量为成膜基料质量的0.1～0.5％；
优选的，所述附着力剂的添加量为成膜基料质量的0.2～3.0％；
优选的，所述固化剂为三乙醇胺；
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010；
优选的，所述抗氧化剂为台湾长春抗氧剂1010；
优选的，所述附着力剂为KH-560。
其中，所述成膜基料为丙烯酸UV油漆和/或聚氨酯UV油漆；
所述丙烯酸UV油漆包含丙烯酸树脂，以可逆温致变色材料的质量为100％计，所述丙烯酸UV油漆中丙烯酸树脂的重量百分比为60～90％；
所述聚氨酯UV油漆包含聚氨酯树脂，以可逆温致变色材料的质量为100％计，所述丙烯酸UV油漆中聚氨酯树脂的重量百分比为60～90％。
一种可逆温致变色材料的制备方法，包括如下步骤：将所述成膜基料、可逆温致变色粉及助剂按配比混合，制得混合物料，所述混合物料搅拌均匀，制得可逆温致变色材料；
优选的，所述搅拌指采用搅拌机将混合物料混合均匀；
优选的，所述搅拌机的桨叶转速为50～2000转/min，进一步优选为100～1500转/min；
优选的，所述搅拌的时间为10～60min；
优选的，在所述搅拌后静置4～10h，制得可逆温致变色材料。
一种家具，包括家具本体，所述家具本体的表面设有由上述可逆温致变色材料制得的变色层；
优选的，所述家具本体的材质为纸质。家具本体还可以为本领域的常规材质，例如木质或皮革质地，试验验证，本发明所述的可逆温致变色材料应用在纸质家具上，效果更佳。
一种家具的制备方法，包括如下步骤：将所述可逆温致变色材料通过涂布或印刷的方式设于家具本体表面，烘干，制得家具。本制备方法指直接在家具本体(如纸质坯体)的表面涂布或印刷可逆温致变色材料。由本方法制备的家具实质包括家具本体和位于家具本体表面的变色层。
优选的，所述可逆温致变色材料中的成膜基料为三聚氰胺甲醛树脂；
优选的，采用涂布机将所述可逆温致变色材料涂布于家具本体表面；
优选的，所述涂布的线速为5～100m/min，进一步优选为15～50m/min；
优选的，所述涂布的宽度为0.5～6m，进一步优选为1～3m；
优选的，所述烘干的温度为50～250℃；
优选的，所述烘干在烘箱内进行；
优选的，所述烘箱包含第一烘箱、第二烘箱、第三烘箱、第四烘箱、第五烘箱、第六烘箱、第七烘箱和第八烘箱，所述第一烘箱和第二烘箱的温度为50～120℃，所述第三烘箱至第八烘箱的温度为50～200℃。
一种家具的制备方法，包括如下步骤：先在所述家具本体表面设置三聚氰胺甲醛树脂层，然后将所述可逆温致变色材料通过涂布或印刷的方式设于三聚氰胺甲醛树脂层表面，制得家具。本制备方法是指先在家具本体(如纸质坯体)的表面设置三聚氰胺甲醛树脂层，然后再在三聚氰胺甲醛树脂层表面涂布或印刷可逆温致变色材料。由本方法制备的家具实质包括三层，从上至下依次为变色层、三聚氰胺甲醛树脂层和家具本体。
优选的，所述三聚氰胺甲醛树脂层的制备过程为：将三聚氰胺甲醛树脂涂布于家具本体表面，烘干，制得三聚氰胺甲醛树脂层；
优选的，采用涂布机将所述三聚氰胺甲醛树脂涂布于家具本体表面；
优选的，所述涂布的线速为5～100m/min，进一步优选为15～50m/min；
优选的，所述涂布的宽度为0.5～6m，进一步优选为1～3m；
优选的，所述烘干的温度为50～250℃；
优选的，所述烘干在烘箱内进行；
优选的，所述烘箱包含第一烘箱、第二烘箱、第三烘箱、第四烘箱、第五烘箱、第六烘箱、第七烘箱和第八烘箱，所述第一烘箱和第二烘箱的温度为50～120℃，所述第三烘箱至第八烘箱的温度为50～200℃。
优选的，所述可逆温致变色材料的成膜基料为UV固化树脂；并采用UV紫外固化机将所述可逆温致变色材料涂布于三聚氰胺甲醛树脂层表面；
优选的，所述UV紫外固化机的功率为0.5～5KW，进一步优选为1～3KW；
优选的，所述涂布的线速为0.5～30m/min，进一步优选为5～20m/min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：因含有可逆温致变色粉，本可逆温致变色材料不仅能温感变色(即其颜色随着温度变化而改变)，而且其颜色可逆。另外，本可逆温致变色材料颜色变化灵敏度高，在常温环境下能根据环境的温度改变来影响其颜色变化。
因本可逆温致变色材料含有成膜基料，其与家具表面具有较好的相容性，所以，可以将本可逆温致变色材料具体设于家具表面，形成感温变色面，使得家具拥有感温变色功能。
本发明的家具不仅可以根据其所处环境的温度感温变色，还可以手触摸感温变色，因此，可在家具的感温面上重复写字画画；另外，本发明的家具还可以测试热水温度，便于服药和避免烫到等功能，赋予了家具新的价值。
附图说明
图1为本发明实施例1未变色前的家具表面；
图2为本发明实施例1手触摸变色后的家具表面。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例的可逆温致变色材料含有如下重量百分比的组分：
其中，三聚氰胺甲醛树脂是成膜基料，可逆感温粉选用深圳市东方变色科技有限公司的红色31度，此变色粉可以在31℃由红色变成无色，三乙醇胺为固化剂，固化成膜基料，抗氧剂1010具体为台湾长春抗氧剂1010，KH-560是中科院的硅烷偶联剂。
可逆温致变色材料的制备方法，包括如下步骤：将成膜基料、可逆温致变色粉及助剂按配比混合，使用搅拌机进行搅拌，直至分散均匀，静置4～10h，制得可逆温致变色材料。
其中，搅拌机的桨叶转速为1200转/min；搅拌的时间为23min。
本实施例的可逆温致变色材料可应用在家具上，具体的，将可逆温致变色材料通过涂布的方式涂布在防火纸上制成三聚氰胺贴面纸，涂布过程中涉及的烘烤工艺包含第一烘箱、第二烘箱、第三烘箱、第四烘箱、第五烘箱、第六烘箱、第七烘箱和第八烘箱，第一烘箱和第二烘箱的温度为70℃，第三烘箱至第八烘箱的温度为160℃。
通过压合机将上述有可逆变色功能的三聚氰胺贴面纸压合到家具本体上，制得家具。由本方法制备的家具实质包括家具本体和位于家具本体表面的变色层。
本实施例的家具表面温度未变化时，其表面如图1所示未发生颜色变化；但是若家具表面温度发生了变化，例如使用者手触摸家具表面后，因家具表面的温度发生了变化，其颜色也随之改变，详见图2。
其中，涂布可采用涂布机，其涂布线速为25m/min，涂布宽度为3m。
涂布也可以采用UV紫外固化机，其涂布线速为22m/min，涂布宽度为3m。
实施例2
本实施例的可逆温致变色材料包含如下重量百分比的组分：
UV固化树脂81.7％
可逆感温变色粉18％
抗氧剂10100.3％；
其中，UV固化树脂是成膜基料，具体选用广东花王涂料有限公司的PU光固化油漆，可逆感温粉选用深圳市东方变色科技有限公司的红色31度，此变色粉可以在31℃由红色变成无色，抗氧剂为台湾长春抗氧剂1010。
本实施例的可逆温致变色材料也可应用于家具，具体的，先在所述家具本体表面设置三聚氰胺甲醛树脂层，然后将所述可逆温致变色材料通过涂布或印刷的方式设于三聚氰胺甲醛树脂层表面，紫外固化，制得家具。本制备方法是指先在家具本体(如纸质坯体)的表面设置三聚氰胺甲醛树脂层，然后再在三聚氰胺甲醛树脂层表面涂布或印刷可逆温致变色材料。由本方法制备的家具实质包括三层，从上至下依次为变色层、三聚氰胺甲醛树脂层和家具本体。
另外，本实施例家具的制备方法与实施例1不同之处在于：变色层的成膜基料是UV固化树脂，具体优选的UV紫外固化机的功率为1～3KW，优选的涂布线速为5～20m/min。
实施例3
本实施例的可逆温致变色材料包括如下重量百分比的组分：
UV固化树脂80％
可逆感温变色粉19.7％
抗氧剂10100.3％；
其中，UV树脂是成膜基料，具体选用选用广东花王涂料有限公司的PU光固化油漆，可逆感温粉选用深圳市东方变色科技有限公司的红色31度，此变色粉可以在31℃由红色变成无色，抗氧剂为台湾长春抗氧剂1010。
本实施例可逆温致变色材料的制备方法、家具及其制备方法参考实施例1。
实施例4
本实施例的可逆温致变色材料含有如下重量百分比的组分：
其中，三聚氰胺甲醛树脂是成膜基料，可逆感温粉选用包覆NiCl2·2C6H12N4·10H2O材料的微胶囊变色粉，此微胶囊变色粉的囊材为乙基纤维素，此微胶囊变色粉可以在60℃由绿色变成黄色，三乙醇胺为固化剂，固化成膜基料，KH-560是中科院的硅烷偶联剂。此配方的产品可用于测试水杯温度。
本实施例可逆温致变色材料的制备方法、家具及其制备方法参考实施例1。
实施例5
本实施例与实施例4不同之处在于：可逆感温粉选用包覆Co(NO3)2·C6H12N4·10H2O材料的微胶囊变色粉，此微胶囊变色粉的囊材为乙基纤维素，此微胶囊变色粉可以在75℃由粉红色变成绛红色；其他组分如同实施例4。此配方的产品同样可用于测试水杯温度。
本实施例可逆温致变色材料的制备方法、家具及其制备方法参考实施例1。
实施例6
本实施例的可逆温致变色材料含有如下重量百分比的组分：
本实施例的可逆感温变色粉为红色感温变色粉与黄色有机色粉的混合物。
三聚氰胺甲醛树脂是成膜基料，红色感温粉选用深圳市东方变色科技有限公司的红色31度，此变色粉可以在31℃由红色变成无色，黄色有机色粉选用深圳立华塑胶颜料有限公司的有机颜料黄180HG，三乙醇胺为固化剂，固化成膜基料，抗氧剂1010具体为台湾长春抗氧剂1010，KH-560是中科院的硅烷偶联剂。经过充分混合后，产品呈橙色，在31℃产品由橙色变成黄色。此方法降低了产品成本，增加了产品颜色的多样性和可调性，便于产品的个性化设计。
本实施例可逆温致变色材料的制备方法、家具及其制备方法参考实施例1。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种可逆温致变色材料，其特征在于，包含如下重量百分比的组分：
成膜基料60～90％
可逆温致变色粉5～30％
助剂0.1～10％。
2.根据权利要求1所述的可逆温致变色材料，其特征在于，包含如下重量百分比的组分：
成膜基料75～85％
可逆温致变色粉10～24％
助剂0.1～3％。
3.根据权利要求1或2所述的可逆温致变色材料，其特征在于：所述可逆温致变色材料的变色灵敏度为0.2～5℃，耐温温度为180～250℃；
优选的，所述可逆温致变色材料为微胶囊包覆型温感变色粉；
优选的，所述微胶囊包覆型温感变色粉的囊材为乙基纤维素或明胶与阿拉伯树胶的共混物；
优选的，所述微胶囊包覆型温感变色粉的变色温度为18～100℃，变色灵敏度度1～5℃，耐温温度为180～200℃；
优选的，所述微胶囊包覆型温感变色粉的变色温度为18～40℃，进一步优选为28～35℃，更进一步优选为29～33℃；
优选的，所述可逆温致变色材料为有机温致变色材料和无机温致变色材料；
优选的，所述有机温致变色材料为热敏玫红/双酚A热致变色复配物，和/或，结晶紫内脂/双酚A热致变色复配物；
优选的，所述无机温致变色材料为无机温致变色材料I、无机温致变色材料II、无机温致变色材料III、铬酸盐中的一种或两种以上；
所述无机温致变色材料I为Hg、Cu、Ag的碘化物、络合物、复盐，所述无机温致变色材料II为钴盐、镍盐与六次甲基四胺形成的化合物，所述无机温致变色材料III为钒、锰的氧化物；
优选的，所述成膜基料为三聚氰胺甲醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、氨基树脂、醇酸树脂、PVC、PP、PE、PET、ABS、PMMA、PBAT、PLA、UV固化树脂中的一种或两种以上；
优选的，所述UV固化树脂为聚丙烯酸UV树脂或聚氨酯UV树脂；
优选的，所述成膜基料为三聚氰胺甲醛树脂；
优选的，所述助剂为固化剂、抗氧化剂、附着力剂中的一种或两种以上；
优选的，所述固化剂的添加量为成膜基料质量的0.5～2.0％；
优选的，所述抗氧剂的添加量为成膜基料质量的0.1～0.5％；
优选的，所述附着力剂的添加量为成膜基料质量的0.2～3.0％；
优选的，所述固化剂为三乙醇胺；
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010；
优选的，所述抗氧化剂为台湾长春抗氧剂1010；
优选的，所述附着力剂为KH-560。
4.根据权利要求1所述的可逆温致变色材料，其特征在于：所述成膜基料为丙烯酸UV油漆和/或聚氨酯UV油漆；
所述丙烯酸UV油漆包含丙烯酸树脂，以可逆温致变色材料的质量为100％计，所述丙烯酸UV油漆中丙烯酸树脂的重量百分比为60～90％；
所述聚氨酯UV油漆包含聚氨酯树脂，以可逆温致变色材料的质量为100％计，所述丙烯酸UV油漆中聚氨酯树脂的重量百分比为60～90％。
5.一种权利要求1～4任一项所述的可逆温致变色材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述成膜基料、可逆温致变色粉及助剂按配比混合，制得混合物料，所述混合物料搅拌均匀，制得可逆温致变色材料；
优选的，所述搅拌指采用搅拌机将混合物料混合均匀；
优选的，所述搅拌机的桨叶转速为50～2000转/min，进一步优选为100～1500转/min；
优选的，所述搅拌的时间为10～60min；
优选的，在所述搅拌后静置4～10h，制得可逆温致变色材料。
6.一种家具，包括家具本体，其特征在于：所述家具本体的表面设有由权利要求1～4任一项所述可逆温致变色材料制得的变色层；
优选的，所述家具本体的材质为纸质。
7.一种权利要求6所述家具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述可逆温致变色材料通过涂布或印刷的方式设于家具本体表面，烘干，制得家具；
优选的，所述可逆温致变色材料中的成膜基料为三聚氰胺甲醛树脂；
优选的，采用涂布机将所述可逆温致变色材料涂布于家具本体表面；
优选的，所述涂布的线速为5～100m/min，进一步优选为15～50m/min；
优选的，所述涂布的宽度为0.5～6m，进一步优选为1～3m；
优选的，所述烘干的温度为50～250℃；
优选的，所述烘干在烘箱内进行；
优选的，所述烘箱包含第一烘箱、第二烘箱、第三烘箱、第四烘箱、第五烘箱、第六烘箱、第七烘箱和第八烘箱，所述第一烘箱和第二烘箱的温度为50～120℃，所述第三烘箱至第八烘箱的温度为50～200℃。
8.一种权利要求6所述家具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先在所述家具本体表面设置三聚氰胺甲醛树脂层，然后将所述可逆温致变色材料通过涂布或印刷的方式设于三聚氰胺甲醛树脂层表面，制得家具。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺甲醛树脂层的制备过程为：将三聚氰胺甲醛树脂涂布于家具本体表面，烘干，制得三聚氰胺甲醛树脂层；
优选的，采用涂布机将所述三聚氰胺甲醛树脂涂布于家具本体表面；
优选的，所述涂布的线速为5～100m/min，进一步优选为15～50m/min；
优选的，所述涂布的宽度为0.5～6m，进一步优选为1～3m；
优选的，所述烘干的温度为50～250℃；
优选的，所述烘干在烘箱内进行；
优选的，所述烘箱包含第一烘箱、第二烘箱、第三烘箱、第四烘箱、第五烘箱、第六烘箱、第七烘箱和第八烘箱，所述第一烘箱和第二烘箱的温度为50～120℃，所述第三烘箱至第八烘箱的温度为50～200℃。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述可逆温致变色材料的成膜基料为UV固化树脂；并采用UV紫外固化机将所述可逆温致变色材料涂布于三聚氰胺甲醛树脂层表面；
优选的，所述UV紫外固化机的功率为0.5～5KW，进一步优选为1～3KW；
优选的，所述涂布的线速为0.5～30m/min，进一步优选为5～20m/min。
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