CN108948786A - 光致变色染料、光致变色布料和光致变色服装 - Google Patents

光致变色染料、光致变色布料和光致变色服装 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光致变色染料、光致变色布料和光致变色服装。所述光致变色染料包括染料、树脂或者糊料、助剂和光致变色材料，其中所述光致变色材料包括无机光致变色化合物、发光材料、吸收剂以及采用互补色原理的材料中的任意一种或两种以上的组合。本发明提供的光致变色染料可以使经所述光致变色染料染整后的布料可以具有颜色或者根据吸收的光线而改变颜色。

Description

光致变色染料、光致变色布料和光致变色服装
技术领域
本发明涉及一种染料，特别涉及一种光致变色染料，通过此光致变色染料可制备光致变色布料和光致变色服装，属于纺织工业领域。
背景技术
随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，人们对于服装的功能性，舒适性和美感等提出了更为苛刻的要求。而目前，多数的面料缝制成的服装缺少动感，颜色单一，显得过于单调和呆板，无法给人们尤其是喜欢追求时尚元素的年轻人带来更多的美感与乐趣，单一颜色的面料满足不了市场的需求，也束缚了服装设计师对个性服装面料的选择。近来，在衣服基本功能不变的基础上，人们越来越多的注重衣物附加功效，不断的研发衣服的新材料，利用适当的工艺将不同材料的各种功效添加到衣料中，增加了衣服的功能性。光致变色织物是指在太阳光或紫外光等光源的照射下颜色会发生变化的织物，当光线消失后又可逆的变回原来颜色。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光致变色染料、光致变色布料和光致变色服装，使用本发明中光致变色染料染整后的布料以及服装可以具有根据吸收的光线而改变成不同颜色的能力。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决，光致变色染料，其特征在于，包括光致变色材料，所述的光致变色材料为无机光致变色化合物、发光材料、吸收剂、采用互补色原理材料中的一种或两种以及两种以上的组合物。
上述技术方案中，优选的，还包括基础染料、助剂，树脂或者糊料中的一种或两种及两种以上的组合物。
上述技术方案中，优选的，以重量分数计，光致变色染料中所述的光致变色材料在5 wt％-100wt％之间。
上述技术方案中，优选的，所述无机光致变色化合物为过渡金属氧化物、金属卤化物和稀土配合物的任意一种，所述过渡金属氧化物为WO3、MoO3和TiO2的任意一种，所述金属卤化物为碘化钙和碘化汞混合晶体、氯化铜、氯化锅、氯化银的任意一种或两种及两种以上的组合物，所述稀土配合物为斓系元素一N，N一二（2一氧毗咯一l一甲基）、甘氨酸、一邻菲咯琳三元配合物中的任意一种。
上述技术方案中，优选的，所述发光材料为发蓝光材料、发绿光材料和发红光材料中的任意一种或两种及两种以上的组合物。
上述技术方案中，优选的，所述发蓝光的材料包括铒，或化合物A
，
其中化合物A 中Ar1~Ar8独立地选自H、C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠杂环基团、五元的杂环或取代杂环、六元的杂环或取代杂环、三芳胺基基团、芳醚团基、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种，且Ar1~Ar8不同时为H；
或化合物B
，
其中化合物B中Ar1~Ar8独立地选自H、C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠杂环基团、五元的杂环或取代杂环、六元的杂环或取代杂环、三芳胺基基团、芳醚团基、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种，且Ar1~Ar8不同时为H；
或化合物C
、，
其中化合物C中Ar1~Ar12独立地选自H、C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠杂环基团、五元的杂环或取代杂环、六元的杂环或取代杂环、三芳胺基基团、芳醚团基、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种，且Ar1~Ar8不同时为H，Ar13选自C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种；
或化合物D
，
其中化合物D中R1和R2独立地选自C1～C20烷基、取代或未取代的C6～C50芳香族烃基中的基团，或者R1和R2为经由C2～C20的二价亚烷基或亚芳基连接形成的环状结构，A1结构为
或
中的任意一种，
A2为H、、中的任意一种，其中在A1和A2中的R3和R6 独立地选自取代或非取代的芳香族烃基，A1和A2中*表示与母核的取代位置，L1选自取代或 未取代的C6～C50的亚芳基；
或化合物E
；
所述发蓝光的材料选用铒、化合物A、化合物B、化合物C、化合物D、化合物E中的任意一种或两种及两种以上的组合。
上述技术方案中，优选的，所述发红光的材料包括铕、或化合物A1
，
其中化合物A1中Ar14和Ar15独立地选自H、C6～C20的芳香基团、C4～C20的杂环芳香基团和C4～C20的稠环芳香基团中的任意一种， Ar14和Ar15不同时为氢原子或4-(2，2-二苯基乙烯基)取代的苯基，R7~R10独立地选自H、C1～C30的烷基和C6～C20的芳香基中的任意一种；
或化合物B1
，
其中化合物B1中Ar14和Ar15独立地选自H、C6～C20的芳香基团、C4～C20的杂环芳香基团和C4～C20的稠环芳香基团中的任意一种， Ar14和Ar15不同时为氢原子或4-(2，2-二苯基乙烯基)取代的苯基，R7~R10独立地选自H、C1～C30的烷基和C6～C20的芳香基中的任意一种；
或化合物C1
，
其中化合物C1中Ar14和Ar15独立地选自H、C6～C20的芳香基团、C4～C20的杂环芳香基团和C4～C20的稠环芳香基团中的任意一种， Ar14和Ar15不同时为氢原子或4-(2，2-二苯基乙烯基)取代的苯基，且n为1~4中的任意一个整数；
所述发红光材料选用铕、化合物A1、化合物B1、化合物C1中的任意一种或两种及两种以上的组合。
上述技术方案中，优选的，所述发绿光材料包括：铽、
化合物A2
，
其中化合物A2中R11、R12和R13独立地选自被取代的苯基、被取代的联苯基、被取代的萘基、被取代的蒽基、被取代的菲基和被取代的芴基中的任意一种，且取代基独立地选自C1～C18烷基；
化合物B2
，
其中化合物B2中A3和A4独立地选自C6～C25芳香基团，或者A3和A4独立地选自
或任意一种，其中Ar16和Ar17独立地选自C6～ C25芳香基团，L2为C6～C25亚芳香基团，Ar18选自H或C1～C6烷烃，L3为C6～C25亚芳香基团；
所述发绿光的材料选用铽、化合物A2、化合物B2中的任意一种或两种及两种以上的组合。
上述技术方案中，优选的，所述的吸收剂为碘化物。
上述技术方案中，优选的，所述采用互补色原理材料为光反射材料与能够吸收可见光或者近红外部分波段光材料形成的混合物，其中光反射材料为Ag、Al、Au颗粒中的任意一种或两种及两种以上的组合物，能够吸收可见光或者近红外部分波段光材料为酞菁系化合物、萘菁系化合物、双硫醇金属配合物系化合物、二氧化钛中的任意一种或两种及两种以上的组合物，互补色原理材料中光反射材料与能够吸收可见光或者近红外部分波段光材料的质量比在1-10~10-1之间。
光致变色布料，由光致变色染料染整形成，所述的布料还包括UV截止层，所述的UV截止层覆盖在所述的布料表面，所述UV截止层为UV吸收剂涂抹形成的涂层，所述的UV吸收剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的任意一种或两种及两种以上的组合物，所述的UV截止层对波长为200-395nm的紫外光线的透过率小于20％。
光致变色服装，由光致变色布料制成。
光致变色材料，是指受到光源激发后能够发生颜色变化的一类材料。光致变色材料在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生改变，从而导致其对光的吸收峰值的改变，即颜色的相应改变，且这种改变一般是可逆的。本发明提供的光致变色染料可以是由本发明提供的光致变色材料与普通染料混合形成，亦可以仅采用光致变色材料形成，即其中的光致变色材料的含量为15-100wt％。树脂、糊料、助剂根据染料和光致变色材料的用量进行选择，采用对两者（光致变色材料和染料）的相容性比较好，又不影响染色效果的材料。其均可以通过市购获得，例如助剂可以采用山东卡亚化工有限公司生产的ZG-327染料助剂；树脂可以采用东莞旭亿华化工有限公司生产的改性聚氨酯树脂XH-PU408；糊料可以采用上海申致化工有限公司生产的酸性和金属络合染料动物纤维印花糊料。
其中选取的基础染料（即不具有光致变色功能的普通染料）可以包括天然染料、活性染料、酸性染料、分散染料等等；天然染料一般为植物染料，如靛蓝、姜黄等；分散染料为菲诺金黄P-XGT或大红PD-GR或安诺其申兰HGL或闰土元色AM-SRL等,都为市场上所售常规、常用的分散染料；酸性染料可以选用；红GRS、黄GN、品兰6B、黑AMR、大红F-3GL、青莲4BL、艳兰G、果绿3GM、橙GSN中一种或二种以上组合；活性染料可以选用黑C-NN、红C-2B、黄C-4G、蓝C-M、藏青C-MR 中一种或二种以上组合。其中的基础染料均可以通过市购或者按照现有配方自行生产获得。
本发明的提供的光致变色染料中的光致变色材料可以具有颜色或者根据吸收的光线而改变颜色。经本发明提供的所述光致变色染料染整后的布料形成光致变色布料，其以具有颜色或者根据吸收的光线而改变颜色。
染整前的布料可以采用梭织面料或者针织面料，梭织面料是把经纱和纬纱相互垂直交织在一起形成的织物。针织面料用织针将纱线或长丝构成线圈，再把线圈相互串套而成。染整前的织物面料可以为纯色或者面料原色，通过印花染整工序将染料配方配成的色浆按照预定图案印制在织物上。其中的染整工艺可以与现有技术的中染整工艺相同或不同。
具体实施方式
如下将结合具体实施例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
实施例1
光致变色布料的制备过程包括：以质量百分比计，将基础染料2%、树脂或者糊料5%、助剂1%和光致变色材料1%混合形成呈白色的光致变色染料，其他为溶剂；其中助剂采用山东卡亚化工有限公司生产的ZG-327染料助剂；树脂采用东莞旭亿华化工有限公司生产的改性聚氨酯树脂XH-PU408；糊料采用上海申致化工有限公司生产的酸性和金属络合染料动物纤维印花糊料；基础染料（即不具有光致变色功能的普通染料）可以包括天然染料、活性染料、酸性染料、分散染料等等（其可以通过市购或者自行配制）。
其中所述光致变材料采用
，
Ar1~Ar7独立地选自H、C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠杂环基团、五元的杂环或取代杂环、六元的杂环或取代杂环、三芳胺基基团、芳醚团基、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种，且Ar1~Ar7不同时为H。将梭织面料或者针织面料经由所述光致变色染料染整形成白色布料。染整形成的白色布料在白光照射下呈蓝色。
实施例2
实施例2提供的光致变色染料与实施例1中的光致变色染料基本一致，不同之处在于采用的光致变色材料采用
，
Ar14和Ar15独立地选自H、C6～C20的芳香基团、C4～C20的杂环芳香基团和C4～C20的稠环芳香基团中的任意一种， Ar14和Ar15不同时为氢原子或4-(2，2-二苯基乙烯基)取代的苯基，R7~R10独立地选自H、C1～C30的烷基和C6～C20的芳香基中的任意一种、将经由实施例2中的光致变色染料染整形成的白色布料在白光照射下呈红色。
实施例3
实施例3提供的光致变色染料与实施例1中的光致变色染料基本一致，不同之处在于采用的光致变色材料采用
，
其中R11、R12和R13独立地选自被取代的苯基、被取代的联苯基、被取代的萘基、被取代的蒽基、被取代的菲基和被取代的芴基中的任意一种，且取代基独立地选自C1～C18烷基；将经由实施例3中的光致变色染料染整形成的白色布料在白光照射下呈绿色。
实施例4
实施例4提供的光致变色染料与实施例1中的光致变色染料基本一致，不同之处在于采用的光致变色材料采用斓系元素一N，N一二（2一氧毗咯一l一甲基）；将经由实施例5中的光致变色染料染整形成的黄色布料在白光照射下呈红色。
实施例5
实施例5提供的光致变色染料与实施例1中的光致变色染料基本一致，不同之处在于采用的光致变色材料采用碘化物；将经由实施例6中的光致变色染料染整形成的蓝布料在白光照射下蓝色布料的颜色逐渐变浅。
实施例6
实施例6提供的光致变色染料与实施例1中的光致变色染料基本一致，不同之处在于采用的光致变色材料采用酞菁系化合物和铝颗粒按照2：5的比例混合形成的采用互补色原理的材料；将经由实施例6中的光致变色染料染整形成的蓝色布料在白光照射下呈红紫色颜色变化。
本发明的其余实施例不在一一举例，其完全可以从说明书中推导，应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.光致变色染料，其特征在于，包括光致变色材料，所述的光致变色材料为无机光致变色化合物、发光材料、吸收剂、采用互补色原理材料中的一种或两种以及两种以上的组合物。
2.根据权利要求1所述的光致变色染料，其特征在于，还包括基础染料、助剂，树脂或者糊料中的一种或两种及两种以上的组合物。
3.根据权利要求2所述的光致变色染料，其特征在于，以重量分数计，光致变色染料中所述的光致变色材料在5 wt％-100wt％之间。
4.根据权利要求1或2或3所述的光致变色染料，其特征在于，所述无机光致变色化合物为过渡金属氧化物、金属卤化物和稀土配合物的任意一种，所述过渡金属氧化物为WO3、MoO3和TiO2的任意一种，所述金属卤化物为碘化钙和碘化汞混合晶体、氯化铜、氯化锅、氯化银的任意一种或两种及两种以上的组合物，所述稀土配合物为斓系元素一N，N一二（2一氧毗咯一l一甲基）、甘氨酸、一邻菲咯琳三元配合物中的任意一种。
5.根据权利要求1或2或3所述的光致变色染料，其特征在于，所述发光材料为发蓝光材料、发绿光材料和发红光材料中的任意一种或两种及两种以上的组合物。
6.根据权利要求5所述的光致变色染料，其特征在于，所述发蓝光的材料包括铒，或化合物A
，
其中化合物A 中Ar1~Ar8独立地选自H、C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠杂环基团、五元的杂环或取代杂环、六元的杂环或取代杂环、三芳胺基基团、芳醚团基、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种，且Ar1~Ar8不同时为H；
或化合物B
，
其中化合物B中Ar1~Ar8独立地选自H、C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠杂环基团、五元的杂环或取代杂环、六元的杂环或取代杂环、三芳胺基基团、芳醚团基、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种，且Ar1~Ar8不同时为H；
或化合物C
，
其中化合物C中Ar1~Ar12独立地选自H、C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠杂环基团、五元的杂环或取代杂环、六元的杂环或取代杂环、三芳胺基基团、芳醚团基、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种，且Ar1~Ar8不同时为H，Ar13选自C6～C30的取代或非取代的芳烃基团、C6～C30的取代或非取代的稠环芳烃基团、C1～C12的取代或非取代的脂肪族烷基基团中的任意一种；
或化合物D
，
其中化合物D中R1和R2独立地选自C1～C20烷基、取代或未取代的C6～C50芳香族烃基中的基团，或者R1和R2为经由C2～C20的二价亚烷基或亚芳基连接形成的环状结构，A1结构为
或
中的任意一种，
A2为H、、中的任意一种，其中在A1和A2中的R3 和R6独立地选自取代或非取代的芳香族烃基，A1和A2中*表示与母核的取代位置，L1选自取 代或未取代的C6～C50的亚芳基；
或化合物E
；
所述发蓝光的材料选用铒、化合物A、化合物B、化合物C、化合物D、化合物E中的任意一种或两种及两种以上的组合。
7.根据权利要求5所述的光致变色染料，其特征在于，所述发红光的材料包括铕、或化合物A1
，
其中化合物A1中Ar14和Ar15独立地选自H、C6～C20的芳香基团、C4～C20的杂环芳香基团和C4～C20的稠环芳香基团中的任意一种， Ar14和Ar15不同时为氢原子或4-(2，2-二苯基乙烯基)取代的苯基，R7~R10独立地选自H、C1～C30的烷基和C6～C20的芳香基中的任意一种；
或化合物B1
，
其中化合物B1中Ar14和Ar15独立地选自H、C6～C20的芳香基团、C4～C20的杂环芳香基团和C4～C20的稠环芳香基团中的任意一种， Ar14和Ar15不同时为氢原子或4-(2，2-二苯基乙烯基)取代的苯基，R7~R10独立地选自H、C1～C30的烷基和C6～C20的芳香基中的任意一种；
或化合物C1
，
其中化合物C1中Ar14和Ar15独立地选自H、C6～C20的芳香基团、C4～C20的杂环芳香基团和C4～C20的稠环芳香基团中的任意一种， Ar14和Ar15不同时为氢原子或4-(2，2-二苯基乙烯基)取代的苯基，且n为1~4中的任意一个整数；
所述发红光材料选用铕、化合物A1、化合物B1、化合物C1中的任意一种或两种及两种以上的组合。
8.根据权利要求5所述的光致变色染料，其特征在于，所述发绿光材料包括：铽、
化合物A2
，
其中化合物A2中R11、R12和R13独立地选自被取代的苯基、被取代的联苯基、被取代的萘基、被取代的蒽基、被取代的菲基和被取代的芴基中的任意一种，且取代基独立地选自C1～C18烷基；
化合物B2
，
其中化合物B2中A3和A4独立地选自C6～C25芳香基团，或者A3和A4独立地选自
或任意一种，其中Ar16和Ar17独立 地选自C6～C25芳香基团，L2为C6～C25亚芳香基团，Ar18选自H或C1～C6烷烃，L3为C6～C25亚芳 香基团；
所述发绿光的材料选用铽、化合物A2、化合物B2中的任意一种或两种及两种以上的组合。
9.根据权利要求1或2或3所述的光致变色染料，其特征在于，所述的吸收剂为碘化物。
10.根据权利要求1或2或3所述的光致变色染料，其特征在于，所述采用互补色原理材料为光反射材料与能够吸收可见光或者近红外部分波段光材料形成的混合物，其中光反射材料为Ag、Al、Au颗粒中的任意一种或两种及两种以上的组合物，能够吸收可见光或者近红外部分波段光材料为酞菁系化合物、萘菁系化合物、双硫醇金属配合物系化合物、二氧化钛中的任意一种或两种及两种以上的组合物，互补色原理材料中光反射材料与能够吸收可见光或者近红外部分波段光材料的质量比在1-10~10-1之间。
11.光致变色布料，其特征为，由布料经权利要求1或2或3中任一项所述的光致变色染料染整形成，所述的布料还包括UV截止层，所述的UV截止层覆盖在所述的布料表面，所述UV截止层为UV吸收剂涂抹形成的涂层，所述的UV吸收剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的任意一种或两种及两种以上的组合物，所述的UV截止层对波长为200-395nm的紫外光线的透过率小于20％。
12.光致变色服装，其特征为，由权利要求11所述的光致变色布料制成。
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