功能变色墙纸的进展2014
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第１４卷第１期２０１４年３月上海应用技术学院学报（自然科学版）ＪＯＵＲＮＡＬ（）ＦＳＨＡＮＧＨＡＩＩＮＳＴＩＴＵＴＥ（）ＦＴＥＣＨＮ（）Ｌ（）ＧＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ）文章编号：１６７１—７３３３（２０１４）０１一００２９一０４Ｖ０１．１４Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１４
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—７３３３．２０１４．０１．００７功能变色墙纸的进展
何英１，康家祥１，康仲贤１，张明星●上海欣旺壁纸有限公司，上海２０１４１１；２．上海应用技术学院黄晨２，许旭２＋
化学与环境工程学院，上海２０１４１８）
摘要：变色墙纸可以按照设计要求出现预定的颜色变化，并可以在条件恢复时变回原来的颜色，满足特殊的视觉功能需求．目前已经出现了热变色、光变色、湿变色、电控变色和光栅变色墙纸．其中热变色、光变色和湿变色墙纸可以看成是使用变色染料的墙纸，电控变色墙纸是使用电控发光装置来控制墙纸改变颜色，而光栅墙纸则利用光栅相差的光学效应产生变色效果．结合变色墙纸的发展现状，分类综述了变色壁纸中热变色、光变色和湿变色墙纸的原理与应用现状，并简单介绍了电控变色墙纸和光栅墙纸．关键词：变色墙纸；热敏染料；光敏染料；湿敏染料中图分类号：ＴＵ５６＋４．５文献标志码：Ａ
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作为一种室内墙体装饰材料，墙纸的应用相当广泛．在满足了人们对于视觉美的追求后，功能性墙纸需求开始形成，变色、屏蔽、吸音、除甲醛等特种功
能开始广泛应用于墙纸制作生产．与普通壁纸的褪色现象不同，功能变色墙纸可以按照设计要求而出现预定的颜色变化，并可以在
收稿日期：２０１３一０４０８作者简介：何英（１９７２一），女，主要研究方向为墙纸的性能与开发．Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｅｙｉｎｇ＠ｕｎｉｗａｌ．ｃｏ。．ｃｎ通讯联系人：许旭，Ｅ—ｍａｉｉ：ｘｕｘｕ３４２６＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
万方数据上海应用技术学院学报（自然科学版）第１４卷条件恢复时变回原来的颜色，满足特殊的视觉功能需求．可以在不增加较多成本的情况下，营造出不同的室内气氛，克服了传统墙纸图案单一和更换复杂等缺点．此外，功能性变色墙纸还可运用于对温度、光照等有特殊要求的场所，起到明确指示作用，例如某些恒温场所若采用温敏变色墙纸，可以通过墙纸颜色变化直观指示不同区域的温度差异．由于墙纸的生产过程有涂布印刷工艺，墙纸的变色效果大多使用变色印刷材料产生．将含有变色染料的变色印刷浆料印刷到特定区域，就会得到有颜色变化和图案变化的墙纸．目前常见的变色壁纸有热变色（热敏）、光变色（光敏）和湿变色（湿敏），是基于变色印刷胶料的原理产生变色效果的．而另一种电控（致）变色的墙纸，则基于电子元件感应的方式实现电子控制变色，是一种电子产品的变色墙纸．尽管目前部分产品已有商品出现，但对功能变色墙纸公开发表的文献不多．本文根据现有报道，对相关文献和公开专利进行整理和综述，试图对目前功能变色墙纸的发展提供较为全面的介绍．１热变色墙纸热变色材料研发始于二战后，由欧美在军工、航天领域率先进行．早期研发的热变色材料基本属于不可逆变色，在实际应用过程中有较大局限性，后期热变色材料逐渐向可逆变色演进，得以在军工、航天等高科技领域广泛推广．冷战时代结束后，全球军工产业由于市场收缩，开始寻求新增长点，部分非敏感高科技产品开始向民用市场推广，热变色材料开始应用于民用领域．早期热变色材料的温变温度在８０℃以上，进人民用领域后，开始研发在生存温度范围内可变色的温变材料．热变色墙纸主要通过添加变色物质产生变色效果，变色物质以热敏染料为主．韩国的Ｋｉｍ［１］等公开的热变色壁纸使用的热敏染料包括液晶、胆甾型液晶或液晶聚合物．广东工业大学的易国斌等比］公开的耐水性温敏变色液体壁纸使用温变粉作为主要变色材料，以有机硅改性丙烯酸乳液作为成膜成分，提高壁纸的耐水性、稳定性、耐热性和成膜性．朴云［３１发明的一种动画壁纸，也利用热敏材料的变色原理，使壁纸的图像可以随着温度不断变换，形成动态装饰效果．热敏染料（或称温敏染料、温变粉、变色粉等）是热变色墙纸的主要功能成份．热敏染料的应用范围很广，可以测定温度计和热电偶不能测定部位的表面温度．在机器运转部分、复杂机器零件、内燃机内表面、化工设备、机车轴承和发动机等目标表面都可使用热敏涂料进行无损探伤或无损测温．用于墙纸的热敏染料为低温可逆型热敏染料，是热敏染料的一个小范围的品种［４］，其化学成分为无机物和有机物两类．无机类中钴盐使用较多，其变色机理为含水钴盐络合物在温度升高时由红变蓝的现象．有机热敏染料包括胆甾型液晶、苯肽类和荧烷类隐色染料等．胆甾型液晶因晶格结构变化引起变色，灵敏度高，但成本高；苯肽类和荧烷类隐色染料通过与吸电子化合物助剂产生电子效应显色，可以通过极性有机助剂调节变色温度［５。７ｊ．值得注意的是，热敏染料的性能，包括变色性能，可能会受到涂料中其他成分的影响．王建基等［８］研究了显色剂、增感剂、光稳定剂和抗氧剂等助剂对热敏绿热变色的影响，研究发现，这些助剂都会对热变色材料产生不同程度的影响，如褪色、影响色光、影响颜色深浅以及示温材料牢度等。另外，热敏染料的加入还会使印刷水墨的黏度显著降低，从而降低印刷速度，印刷不良率也会提高．因此在墙纸行业产品研发过程中，对热敏染料的物理、化学性能还需进一步的研究和试验．
２光变色墙纸光变色材料自２０００年起，在纺织、服装面料中大量运用，并已形成成熟技术．随着纸张印刷工艺技术的快速发展及墙纸市场的不断扩张，光变色材料开始应用于墙纸生产．车容俊等［９］公开了一种感光变色墙纸，能根据环境光线的强弱进行色彩和图案变化．所用感光变色层为感光变色染料一微胶囊粉复合层，但没有提供变色染料的成分．王建华等［１叫公开的一种感光变色纸，利用光变色材料，用一般特种纸机生产感光变色纸．将光变色染料与造纸涂料相结合，形成可使纸张变色的特殊涂层．原纸涂布后，在不同光源照射下显示不同的颜色，如在日光灯下显淡蓝色，自然光下显粉红色，节能灯下则显淡绿色．所用的变色颜料为含钕、铒的无机混合物．可用于墙纸的有机光敏变色染料有二苯乙烯类、螺环类、降冰片二烯类、俘精酸酐类、三苯甲烷类衍生物和水杨叉苯胺类化合物等；无机光敏染料有氯化银、溴化银以及上述稀土混合物等．常用的光敏染料为无色，在紫外照射下才显色．光敏染料的变色机理为其吸收光后发生的变化．一般有机化合物分子结构变化引起光变色有以下几种途径：顺／反异构
万方数据
