CN104497326A - 一种变色防雾膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变色防雾膜的制备方法，属于材料化学领域，它包括以下步骤:（1）通入氮气排空，同时将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯加入反应釜，搅拌均匀，滴加甲基丙烯酸、丙烯酸，升温反应一段时间，加入过硫酸铵，反应得到丙烯酸树脂；（2）降温，加入氨水，调节pH，添加Ν-羟甲基丙烯酰胺的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠，形成液晶溶液；（3）加入光致变色色素，搅拌均匀后，涂在洁净的玻璃片表面，烘制冷却得到变色防雾膜。本发明具有变色、防雾的功能，具有不易疲劳，长效的特点。

Description

一种变色防雾膜的制备方法

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体涉及一种变色防雾膜的制备方法。

背景技术

生活中，例如眼镜、车窗玻璃等各种基体，在光照强度变化的时候其仍旧维持原状不变，容易引起人们的视觉疲劳，造成危险。此外，日常生活当中，例如眼镜、车窗玻璃、卫生间镜子、建筑内外窗玻璃、农业大棚等各种基体，在高温度差或者高湿度差的地方往往会出现结雾而影响生活生产中的使用，甚至会造成大量人力及物力的损失。例如，冬天佩戴眼镜由较低温度的室外进入较高温度的室内时，镜片上会不可避免地产生一层雾气，影响正常的行动；同样，车窗玻璃会在潮湿阴冷或多雨季节里产生窗雾，影响司机驾驶；另外，农业大棚往往会因棚内水汽蒸发而结雾，影响棚内植物的阳光摄入，从而影响植物的正常生长。由此可见，基体表面结雾的现象会给日常生活及生产带来巨大的影响，而研究基体表面的防雾膜是解决该问题的有效方法，具有很重要的应用价值。

在专利申请公开号02818546.3中使用变色材料组合物形成变色膜，且该变色材料组合物包含含有特定结构的甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚物的粘结剂树脂（组分A）、至少一种荧光着色物质（组分B）和具有可光致聚合的烯属不饱和基团的单体和/或低聚物（组分C）；在专利申请公开号02114966.6中固化变色膜的制备中先将纤维素衍生物与烯类单体混合形成溶致性胆甾型液晶搭液，加入光引发剂，均匀后制成液膜，其特征在于，对该液膜施加剪切作用，然后静置，再在紫外光下光聚2～5分钟的时间得到保留有胆甾相结构的固化变色材料；在专利申请公开号201110146708.4中涉及一种有机防雾膜，采用“上疏下亲型”双层膜结构，涂覆在基体表面的下层膜是由亲水性聚合物或含有亲水性链段的聚合物分子构成，位于下层膜表面的上层膜是由低表面能的材料构成，上层膜和下层膜之间通过范德华力、氢键、静电力以及共建化学键中的一种作用力或几种作用力组合而结合在一起。但这些膜具有的功能单一，仅仅只具有防雾或变色功能，很少两者兼顾。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有膜的单一性，提供一种变色防雾膜的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术实现：一种变色防雾膜的制备方法，它包括以下步骤：

（1）向反应釜中以20～30L/h的速率通入氮气30～60min，将空气排光，同时将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯加入反应釜，搅拌均匀，向反应釜中以60～80mL/h的速率滴加甲基丙烯酸、丙烯酸，并将反应釜温度升高到68～75℃，反应5～6h后，加入过硫酸铵，反应3～4h，得到丙烯酸树脂；

（2）使温度下降至55～65℃，向丙烯酸树脂中加入氨水，调节pH至8.2～8.6，添加Ν-羟甲基丙烯酰胺的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠，形成液晶溶液，其中，乙醇的重量为丙烯酸树脂的45%～55%；

（3）向液晶溶液里加入光致变色色素，搅拌均匀后，涂在洁净的玻璃片表面，放置在室温下4～5h，使乙醇挥发，后放在100～110℃下，烘制30～50min，等固化后，冷却2～3h，即得到变色防雾膜。

所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、过硫酸铵、Ν-羟甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠重量份为：甲基丙烯酸甲酯10～14，丙烯酸β-羟乙酯8～10，丙烯酸乙酯6～10，甲基丙烯酸8～13，丙烯酸60～100，过硫酸铵2～5，Ν-羟甲基丙烯酰胺5～8，十二烷基苯磺酸钠3～5。

步骤（3）所述的光致变色色素重量份为1～5，且光致变色色素通过以下过程得到：将2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷反应，其中2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷的摩尔比为1:1.5～2，反应完全后，将生成物加入三乙胺存在的环境中，在无水乙醇中与2-羟基-5-硝基苯甲醛反应生成。

本发明具有以下有益效果：（1）生产过程中，丙烯酸的适量添加，使膜的水溶性、防雾性和附着力得到平衡；（2）生产中，采用甲基丙烯酸和丙烯酸共聚，丙烯酸共聚活性高，甲基丙烯酸亲水性大，使共聚反应速度转化率和丙烯酸防雾树脂的亲水性提高；（3）生产过程中，逐渐滴加丙烯酸和甲基丙烯酸，使得到的分子组成均匀，性能稳定；（4）生产方法实施简单、可靠，生成的膜具有一定的韧性，可以适当弯曲；（5）本发明得到的产品可以随着光照强度的变化变色，调整人的视觉效果，使人不容易疲劳；（6）本发明的产品本身不易疲劳，经历上万次明暗变化后，依旧有效，具有长效性；（7）本发明的产品具有成本低、膜透明的优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1：一种变色防雾膜的制备方法，它包括以下步骤：

（1）向反应釜中以20L/h的速率通入氮气60min，将空气排光，同时将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯加入反应釜，搅拌均匀，向反应釜中以60mL/h的速率滴加甲基丙烯酸、丙烯酸，并将反应釜温度升高到68℃，反应5h后，加入过硫酸铵，反应3h，得到丙烯酸树脂；

（2）使温度下降至55℃，向丙烯酸树脂中加入氨水，调节pH至8.2，添加Ν-羟甲基丙烯酰胺的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠，形成液晶溶液，其中，乙醇的重量为丙烯酸树脂的45%；

（3）向液晶溶液里加入光致变色色素，搅拌均匀后，涂在洁净的玻璃片表面，放置在室温下4h，使乙醇挥发，后放在100℃下，烘制50min，等固化后，冷却2h，即得到变色防雾膜。

所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、过硫酸铵、Ν-羟甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠重量份为：甲基丙烯酸甲酯10，丙烯酸β-羟乙酯8，丙烯酸乙酯6，甲基丙烯酸8，丙烯酸60，过硫酸铵2，Ν-羟甲基丙烯酰胺5，十二烷基苯磺酸钠3。

步骤（3）所述的光致变色色素质量份为1，且光致变色色素通过以下过程得到：将2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷反应，其中2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷的摩尔比为1:1.5，反应完全后，将生成物加入三乙胺存在的环境中，在无水乙醇中与2-羟基-5-硝基苯甲醛反应生成。

实施例2：一种变色防雾膜的制备方法，它包括以下步骤：

（1）向反应釜中以30L/h的速率通入氮气30min，将空气排光，同时将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯加入反应釜，搅拌均匀，向反应釜中以80mL/h的速率滴加甲基丙烯酸、丙烯酸，并将反应釜温度升高到75℃，反应6h后，加入过硫酸铵，反应4h，得到丙烯酸树脂；

（2）使温度下降至65℃，向丙烯酸树脂中加入氨水，调节pH至8.6，添加Ν-羟甲基丙烯酰胺的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠，形成液晶溶液，其中，乙醇的重量为丙烯酸树脂的55%；

（3）向液晶溶液里加入光致变色色素，搅拌均匀后，涂在洁净的玻璃片表面，放置在室温下5h，使乙醇挥发，后放在110℃下，烘制30min，等固化后，冷却3h，即得到变色防雾膜。

所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、过硫酸铵、Ν-羟甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠重量份为：甲基丙烯酸甲酯14，丙烯酸β-羟乙酯0，丙烯酸乙酯10，甲基丙烯酸13，丙烯酸100，过硫酸铵5，Ν-羟甲基丙烯酰胺8，十二烷基苯磺酸钠5。

步骤（3）所述的光致变色色素质量份为5，且光致变色色素通过以下过程得到：将2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷反应，其中2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷的摩尔比为1:2，反应完全后，将生成物加入三乙胺存在的环境中，在无水乙醇中与2-羟基-5-硝基苯甲醛反应生成。

实施例3：一种变色防雾膜的制备方法，它包括以下步骤：

（1）向反应釜中以23L/h的速率通入氮气50min，将空气排光，同时将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯加入反应釜，搅拌均匀，向反应釜中以68mL/h的速率滴加甲基丙烯酸、丙烯酸，并将反应釜温度升高到70℃，反应5.5h后，加入过硫酸铵，反应3.5h，得到丙烯酸树脂；

（2）使温度下降至58℃，向丙烯酸树脂中加入氨水，调节pH至8.3，添加Ν-羟甲基丙烯酰胺的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠，形成液晶溶液，其中，乙醇的重量为丙烯酸树脂的49%；

（3）向液晶溶液里加入光致变色色素，搅拌均匀后，涂在洁净的玻璃片表面，放置在室温下4.5h，使乙醇挥发，后放在103℃下，烘制42min，等固化后，冷却2.5h，即得到变色防雾膜。

所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、过硫酸铵、Ν-羟甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠重量份为：甲基丙烯酸甲酯11，丙烯酸β-羟乙酯9，丙烯酸乙酯7，甲基丙烯酸10，丙烯酸70，过硫酸铵3，Ν-羟甲基丙烯酰胺6，十二烷基苯磺酸钠4。

步骤（3）所述的光致变色色素质量份为2，且光致变色色素通过以下过程得到：将2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷反应，其中2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷的摩尔比为1:1.7，反应完全后，将生成物加入三乙胺存在的环境中，在无水乙醇中与2-羟基-5-硝基苯甲醛反应生成。

实施例4：一种变色防雾膜的制备方法，它包括以下步骤：

（1）向反应釜中以27L/h的速率通入氮气40min，将空气排光，同时将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯加入反应釜，搅拌均匀，向反应釜中以75mL/h的速率滴加甲基丙烯酸、丙烯酸，并将反应釜温度升高到73℃，反应5.5h后，加入过硫酸铵，反应3.5h，得到丙烯酸树脂；

（2）使温度下降至62℃，向丙烯酸树脂中加入氨水，调节pH至8.4，添加Ν-羟甲基丙烯酰胺的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠，形成液晶溶液，其中，乙醇的重量为丙烯酸树脂的52%；

（3）向液晶溶液里加入光致变色色素，搅拌均匀后，涂在洁净的玻璃片表面，放置在室温下4.5h，使乙醇挥发，后放在108℃下，烘制36min，等固化后，冷却2.5h，即得到变色防雾膜。

所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、过硫酸铵、Ν-羟甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠重量份为：甲基丙烯酸甲酯13，丙烯酸β-羟乙酯10，丙烯酸乙酯9，甲基丙烯酸11，丙烯酸85，过硫酸铵4，Ν-羟甲基丙烯酰胺7，十二烷基苯磺酸钠4。

步骤（3）所述的光致变色色素质量份为4，且光致变色色素通过以下过程得到：将2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷反应，其中2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷的摩尔比为1:1.9，反应完全后，将生成物加入三乙胺存在的环境中，在无水乙醇中与2-羟基-5-硝基苯甲醛反应生成。

Claims (4)

1.一种变色防雾膜的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）向反应釜中以20～30L/h的速率通入氮气30～60min，将空气排光，同时将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯加入反应釜，搅拌均匀，向反应釜中以60～80mL/h的速率滴加甲基丙烯酸、丙烯酸，并将反应釜温度升高到68～75℃，反应5～6h后，加入过硫酸铵，反应3～4h，得到丙烯酸树脂；

（2）使温度下降至55～65℃，向丙烯酸树脂中加入氨水，调节pH至8.2～8.6，添加Ν-羟甲基丙烯酰胺的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠，形成液晶溶液，其中，乙醇的重量为丙烯酸树脂的45%～55%；

（3）向液晶溶液里加入光致变色色素，搅拌均匀后，涂在洁净的玻璃片表面，放置在室温下4～5h，使乙醇挥发，后放在100～110℃下，烘制30～50min，等固化后，冷却2～3h，即得到变色防雾膜。

2.根据权利要求1所述的一种变色防雾膜的制备方法，其特征在于，所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、过硫酸铵、Ν-羟甲基丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠重量份为：甲基丙烯酸甲酯10～14，丙烯酸β-羟乙酯8～10，丙烯酸乙酯6～10，甲基丙烯酸8～13，丙烯酸60～100，过硫酸铵2～5，Ν-羟甲基丙烯酰胺5～8，十二烷基苯磺酸钠3～5。

3.根据权利要求1所述的一种变色防雾膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的光致变色色素重量份为1～5。

4.根据权利要求3所述的一种变色防雾膜的制备方法，其特征在于，所述的光致变色色素通过以下过程得到：将2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷反应，其中2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷的摩尔比为1:1.5～2，反应完全后，将生成物加入三乙胺存在的环境中，在无水乙醇中与2-羟基-5-硝基苯甲醛反应生成。