光致變色的研究起源于上世紀初, 1904 年發現琥珀酸酯與芳香醛或酮縮合得到稱之為俘精酸酐的產物, 具有光致變色現象, 當時作為染料合成的一個環節進行了廣泛的研究。

   將有機光致變色化合物引入粉末涂料領域，企望能增加粉末涂料家族的新品種和多樣性，尤其是在防日曬的體育器材或者建筑上面使用光致變色粉末涂料，可以根據粉末涂料顏色的變化判斷太陽光紫外線的強弱，有一定的開發性和使用性。這種粉末涂料所形成的涂層具有在太陽光線照射下顏色轉變迅速，色澤艷麗、裝飾性強的特點，無論是室內還是室外環境中存在紫外線或其他高能射線，涂層就會迅速變色，提醒人們防止灼曬傷害或高頻電磁傷害。當環境中紫外線消失后，顏色又能迅速變回原色，顏色變化具有重復可逆性。

實驗原料

        所使用的主體成膜物質采用環氧丙烯酸酯體系，因為考慮長期在戶外高紫外線環境使用，采用耐侯性較好的ESTRON 公司EP-455 丙烯酸樹脂體系；固化劑采用“十二碳二羧酸DDDA 加少量的十八羧酸”固化劑，光致變色材料：采用螺吡喃衍生物等，顏料：鈦白粉及其他顏料若干；填料：**硫酸鋇等；流平劑：均聚丙烯酸正丁酯；抗干擾劑：采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）與苯乙烯（ST）、甲基丙烯酸丁酯（MBA）、丙烯酸丁酯（BA）的共聚合物（俗稱潤濕光亮劑701B）；日本DIC 公司的A-241 也有類似功能；消泡劑：安息香（又名二苯乙醇酮）或乙撐雙硬酯酸酰胺適量。

實驗方法

        可逆光致變色粉末涂料配方如表1所示。

將上述的丙烯酸酯、長鏈二羧酸固化劑、光致變色材料、顏料、填料和助劑等按以上比例準確稱量，倒入攪拌器中，混合6~15分鐘；再通雙螺桿擠出機擠出，下料口溫度設定在≤50℃；一段溫度設定在90℃~110℃度，二段溫度100℃~120℃；擠出、押片、ACM 超微粉碎、旋風分級、過篩，性能檢測；合格后包裝入庫，即成具有可逆光致變色粉末涂料。

光致變色顏料的變色機理：

       上述的光致變色顏料主要為雙苯并噻唑螺吡喃衍生物、螺噁嗪、俘精酸酐、螺噻喃其中一種或幾種混合物。在紫外光作用下，螺吡喃類螺環中螺C—O 鍵或C—N 鍵斷裂開環，吸收波長紅移，而開環后的螺環結構在可見光照射下，能重新合環，回復原來的吸收光譜。螺吡喃衍生物光致變色反應的原理圖如下：

光致變色性能

        將可逆光致變色粉末涂料噴涂在鋼片上，放在陽光底下照射后，顏色很快變深（3-5 秒），而在無照射時又能很快恢復原來的顏色（3~10 秒），如下圖所示。

 進一步通過可見-紫外吸收光譜儀對比分析光照前后粉末涂料的吸收峰也可以得到同樣的結論，見圖3。光照后的粉末涂料在500~570nm 附近出現很強的吸收峰，說明涂料吸收了黃光，從而表現出藍色，這與實際觀測到的現象一致。

 將光致變色材料引入粉末涂料領域后，可以獲得相應的可逆光致變色粉末涂料。涂覆使用后，所形成的涂層具有在太陽光線照射下顏色轉變迅速，色澤艷麗、裝飾性強的特點，無論是室內還是室外環境中存在紫外線或其他高能射線，涂層就會迅速變色，提醒人們防止灼曬傷害或高頻電磁傷害；當環境中紫外線消失后，顏色又能迅速變回原色，同時具有熱穩定性和抗疲勞性，可多次重復變色，成本低廉，使用方便。

       本文中的顏色可以從無色變為深藍色或鮮艷紫色，顏色變化較為單一，可以通過引入更多的光致變色有機物進行顏色上的調節，使得該種粉末涂料的應用范圍更為廣泛。

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wyf 03.16