CN110687693A - 一种热致变色膜 - Google Patents
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Abstract
一种热致变色膜，该热致变色膜包括量子点膜、位于所述量子点膜上下两侧的阻隔层，所述量子点膜内包含具有出热致变色性的量子点。本发明中，量子点对光、热的耐受性好，因此热致变色膜具有良好的耐热性、耐光性，而且量子点膜两侧具有隔绝水氧的阻隔层，具有良好的长期稳定性。本发明提供的热致变色膜与市面上现有的热致变色膜相比，具有颜色选择性大，变色连续，耐光、耐热、耐久等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种一种热致变色膜。
背景技术
不论是军工还是日常生活中，热致变色材料都扮演着重要的角色。在军事领域中，现代战场的变色术就是利用可逆变色材料，使得被保护的目标颜色随着背景颜色的不同而变色，与所处背景混成一体，从而达到视觉隐身的目的。在日常生活中，热致变色材料可以指示冷热，做成指示冷热的变色茶杯、婴儿用的汤勺、奶瓶等。
目前，热致变色材料主要集中在如下几种材料中：
无机热致相变材料，主要包括一些金属、金属氯化物、金属氧化物和多种金属氧化物的多晶体、钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐等。这些无机热致相变材料主要优点是具有良好的耐热性、耐久性、耐光性及混合加工性。但是其变色原理是利用物质固有的性质，无法自主选择所希望的变色温度和颜色，应用上受到很大的限制。
有机热致相变材料，根据其化合物的命名，可以分为：三芳甲烷苯酞类、荧烷类、三苯甲烷类等。这些有机变色材料的主要优点是变色温度可选择性较大、变色区间狭窄、颜色自由组合等，但是其耐久性，耐光照性较差，在温度较高时容易发生分解而失去温度敏感性。
发明内容
为了克服现有技术中热致变色材料的上述不足，本发明提供一种热致变色膜，兼具了无机热致相变材料的耐热性、耐久性、耐光性及混合加工性与有机热致相变材料的变色温度可选择性较大、颜色自由组合等特点。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种热致变色膜，包括量子点膜、位于所述量子点膜上下两侧的阻隔层，所述量子点膜内包含具有出热致变色性的量子点。
所述的量子点可以为CdSe量子点，或者所述的量子点为ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs中的一种或多种。
若量子点选用CdSe，推荐CdSe量子点的合成过程采用如下步骤:
S1：在容器中加入超纯水，磁力搅拌并通氮气气氛，以排除容器和超纯水中的氧气；
S2：在容器中加入Se粉和过量的NaBH4，待反应至Se粉完全消失，得NaHSe前驱体溶液。
S3：取另一容器加入超纯水，通氮气以排除容器和超纯水中的氧气，随后加入反应量的CdCl2，用NaOH调节pH值至7-12；
S4：迅速将S2步骤制备的NaHSe前驱体溶液倒入S3步骤制备的溶液中，回流1-2h，获得CdSe量子点。
优选的，步骤S3完成后，在30秒内将S2步骤制备的NaHSe前驱体溶液倒入S3步骤制备的溶液中。
优选的，在步骤S3中用NaOH调节pH值至8。
优选的，所述量子点占量子点层质量的0.1%-5%。
本发明的有益效果在于：量子点随着温度的降低，光致发光光谱的半高宽随之减小，因此热致变色膜在不同温度下反映出不同的颜色；同时，量子点随着温度的降低，光致发光光谱发生蓝移，因此热致变色膜在不同温度下反映出不同的颜色；同时，量子点随着温度的降低，相同照射强度下光致发光光谱的强度增加，因此热致变色膜在不同温度下反映出不同的颜色；同时，量子点光致发光光谱随温度的变化具有连续性，其颜色变化随温度变化具有连续性，因此热致变色膜颜色随温度变化具有连续性。
本发明中，量子点对光、热的耐受性好，因此热致变色膜具有良好的耐热性、耐光性，而且量子点膜两侧具有隔绝水氧的阻隔层，具有良好的长期稳定性。本发明提供的热致变色膜与市面上现有的热致变色膜相比，具有颜色选择性大，变色连续，耐光、耐热、耐久等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
一种热致变色膜，该热致变色膜包括量子点膜、位于所述量子点膜上下两侧的阻隔层，所述量子点膜内包含具有出热致变色性的量子点。量子点膜可采用PET等材质，阻隔层的作用是隔绝水分和氧气，可采用聚丙烯膜等。量子点膜和阻隔层之间的复合是常规的膜复合技术，在此不再赘述。而量子点混入量子点膜中的方法采用的也是常规的现有技术，在此不再赘述。
所述的量子点可以为CdSe量子点，而且推荐采用CdSe量子点。当然所述的量子点也可以采用ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs中的一种或多种。量子点的推荐含量为：所述量子点占量子点层质量的0.1%-5%，在这个范围内科取得更好的热致变色效果。
当量子点采用CdSe量子点时，CdSe量子点的合成过程包括如下步骤:
S1：在三颈圆底烧瓶中加入60ml超纯水，磁力搅拌并通氮气气氛1h，以排除容器和超纯水中的氧气。
S2：在三颈烧瓶中加入0.02gSe粉和过量的NaBH4，待反应至Se粉完全消失，得NaHSe前驱体溶液。
S3：取另一三颈烧瓶加入60ml超纯水，通氮气30min以排除瓶中和超纯水中的氧气，随后加入0.34gCdCl2，用NaOH调节pH值至7-12，pH值在7-12之间都是可接受的，最优质的pH值为8；
S4：迅速将步骤2制备的NaHSe前驱体溶液倒入S3步骤制备的溶液中，回流1-2h，获得CdSe量子点，回流时间决定量子点的粒径大小，回流1-2小时制备的量子点的半径在1-30nm之间，具有更好的热致变色效果。在这个步骤中，在步骤S3完成后，最好在30秒内将S2步骤制备的NaHSe前驱体溶液倒入S3步骤制备的溶液中。
Claims (8)
1.一种热致变色膜，其特征在于：该热致变色膜包括量子点膜、位于所述量子点膜上下两侧的阻隔层，所述量子点膜内包含具有出热致变色性的量子点。
2.如权利要求1所述的热致变色膜，其特征在于：所述的量子点为CdSe量子点。
3.如权利要求1所述的热致变色膜，其特征在于：所述的量子点为ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs中的一种或多种。
4.权利要求2所述的热致变色膜，其特征在于：CdSe量子点的合成过程包括如下步骤:
S1：在容器中加入超纯水，磁力搅拌并通氮气气氛，以排除容器和超纯水中的氧气；
S2：在容器中加入Se粉和过量的NaBH4，待反应至Se粉完全消失，得NaHSe前驱体溶液；
S3：取另一容器加入超纯水，通氮气以排除容器和超纯水中的氧气，随后加入反应量的CdCl2，用NaOH调节pH值至7-12；
S4：迅速将S2步骤制备的NaHSe前驱体溶液倒入S3步骤制备的溶液中，回流1-2h，获得CdSe量子点。
5.如权利要求4所述的热致变色膜，其特征在于：步骤S3完成后，在30秒内将S2步骤制备的NaHSe前驱体溶液倒入S3步骤制备的溶液中。
6.如权利要求4所述的热致变色膜，其特征在于：在步骤S3中用NaOH调节pH值至8。
7.如权利要求1-6之一所述的热致变色膜，其特征在于：所述量子点占量子点层质量的0.1%-5%。
8.如权利要求1-6之一所述的热致变色膜，其特征在于：所述量子点占量子点层质量的0.1%-5%。
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