天然胶原基热致变色薄膜的制备方法

本发明属于薄膜材料制备，具体涉及天然胶原基热致变色薄膜的制备方法。

背景技术：

1、被动辐射热调节按照实际热管理需求，可分为被动辐射冷却和太阳能加热两种。被动辐射冷却通过最大程度反射太阳光，并在大气透明窗口向外辐射自身热量。而太阳能加热技术则恰恰相反，需要最大程度吸收太阳光来进行光热转化。为了实现这种动态的调节，研究者们进行了大量的工作研究并取得了较为显著的成果。但是，被动式的调节方式不仅需要额外的能源消耗，且通常制备成本高，很难大规模生产；而主动式由于不需要外力驱动便可自发进行切换，因此颇受研究者的青睐，但大多数制备出的热致变色材料均存在制备成本高及工艺复杂、相变温度不可控、力学强度低、光学调控性能差以及无法降解等缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，制备得到的热致变色薄膜表现出优异的降解性及光学调控性能。

2、本发明所采用的技术方案是，天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，具体按照以下步骤实施：

3、步骤1，制备胶原聚集体溶胀液；

4、步骤2，将聚乙烯醇溶液、胶原聚集体溶胀液和甘油混合，搅拌，加入热致变色微胶囊，继续搅拌使其充分分散，最后在聚四氟乙烯成模板上成膜，形成变色薄膜；

5、步骤3，将紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂及pdms溶于正己烷中，形成混合溶液，将变色薄膜浸渍于混合溶液中，取出后干燥，得到天然胶原基热致变色薄膜。

6、本发明的特点还在于，

7、步骤1中，具体为：将酸皮切块，浸泡在醋酸溶液中至其酸肿成透明状，随后用水冲洗掉表面醋酸，再与醋酸溶液混合并在匀浆机内匀浆，即可制成胶原聚集体溶胀液。

8、浸泡时所用的醋酸的质量分数为40％-60％；浸泡时间为12-36h；匀浆时醋酸的浓度为0.1-0.3mol/l，匀浆时间为5-15min。

9、酸皮为浸过酸的羊皮、浸过酸的猪皮、浸过酸的牛皮、浸过酸的马皮中的任意一种。

10、步骤2中，聚乙烯醇、胶原聚集体溶胀液、甘油、热致变色微胶囊的质量比为14-18：10-30：1-3：0.5-2；聚乙烯醇溶液的质量分数为3-7％。

11、步骤2中，第一次搅拌时间为2-4h，第二次搅拌时间为3-5h；成膜时间为16-32h；变色薄膜的厚度为100-300μm。

12、步骤3中，紫外线吸收剂为2-(2′-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑，抗氧化剂为受阻酚类的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯；光稳定剂为受阻胺类的癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯；紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、pdms、正己烷的质量比为0.1-0.3：0.1-0.3：0.1-0.3：0.5-1.5：16-20。

13、步骤3中，干燥温度为60℃，干燥时间为1-3h；浸渍时间为3-5min。

14、本发明的有益效果是：

15、(1)本发明方法采用的胶原聚集体是源于生物质资源的天然动物皮，该材料具有资源丰富、成本低、可再生和生物降解等优点，一定程度上能有效地节约化石资源和保护生态环境；

16、(2)本发明制备的天然胶原基热致变色薄膜具有优异的降解性、光学调制能力和自适应热管理性能，具有53.5％的可见光调节率和32.2％的太阳光调制能力，中红外波段也表现出86.7％的发射率。室内模拟太阳光及多项实际测试中，在无需额外能源输入的情况下，均表现出了优异的自适应热管理性能；另外，本发明制备工艺简单，操作流程简便，有利于大规模生产；

17、(3)本发明方法解决了传统热致变色材料存在制备成本高及工艺复杂、相变温度不可控、力学强度低、光学调控性能差以及无法降解等缺点。

技术特征：

1.天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

2.如权利要求1所述的天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：将酸皮切块，浸泡在醋酸溶液中至其酸肿成透明状，随后用水冲洗掉表面醋酸，再与醋酸溶液混合并在匀浆机内匀浆，即可制成胶原聚集体溶胀液。

3.如权利要求2所述的天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，浸泡时所用的醋酸的质量分数为40％-60％；浸泡时间为12-36h；匀浆时醋酸的浓度为0.1-0.3mol/l，匀浆时间为5-15min。

4.如权利要求2所述的天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，酸皮为浸过酸的羊皮、浸过酸的猪皮、浸过酸的牛皮、浸过酸的马皮中的任意一种。

5.如权利要求1所述的天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，聚乙烯醇、胶原聚集体溶胀液、甘油、热致变色微胶囊的质量比为14-18：10-30：1-3：0.5-2；聚乙烯醇溶液的质量分数为3-7％。

6.如权利要求1所述的天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，第一次搅拌时间为2-4h，第二次搅拌时间为3-5h；成膜时间为16-32h；变色薄膜的厚度为100-300μm。

7.如权利要求1所述的天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，紫外线吸收剂为2-(2′-羟基-5′-特辛基苯基)苯并三唑，抗氧化剂为受阻酚类的十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯；光稳定剂为受阻胺类的癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯；紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、pdms、正己烷的质量比为0.1-0.3：0.1-0.3：0.1-0.3：0.5-1.5：16-20。

8.如权利要求1所述的天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，干燥温度为60℃，干燥时间为1-3h；浸渍时间为3-5min。

技术总结本发明公开了天然胶原基热致变色薄膜的制备方法，具体为：制备胶原聚集体溶胀液；将聚乙烯醇溶液、胶原聚集体溶胀液和甘油混合，搅拌，加入热致变色微胶囊，继续搅拌使其分散，最后在聚四氟乙烯成模板上成膜，形成变色薄膜；将紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂及PDMS溶于正己烷中，形成混合溶液，将变色薄膜浸渍于混合溶液中，干燥，即可。本发明的天然胶原基热致变色薄膜，具有优异的降解性、光学调制能力和自适应热管理性能，具有53.5％的可见光调节率和32.2％的太阳光调制能力，中红外波段也表现出86.7％的发射率。室内模拟太阳光及多项实际测试中，在无需额外能源输入的情况下，均表现出了优异的自适应热管理性能。技术研发人员：王学川,谢龙,刘新华受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18