[go: up one dir, main page]

CN112300632A - 一种可逆感光变色油墨及其制备方法 - Google Patents

一种可逆感光变色油墨及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112300632A
CN112300632A CN202011236781.6A CN202011236781A CN112300632A CN 112300632 A CN112300632 A CN 112300632A CN 202011236781 A CN202011236781 A CN 202011236781A CN 112300632 A CN112300632 A CN 112300632A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photochromic material
parts
organic photochromic
organic
emulsion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011236781.6A
Other languages
English (en)
Inventor
马振海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Baoke Stationery Co ltd
Original Assignee
Guangdong Baoke Stationery Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Baoke Stationery Co ltd filed Critical Guangdong Baoke Stationery Co ltd
Priority to CN202011236781.6A priority Critical patent/CN112300632A/zh
Publication of CN112300632A publication Critical patent/CN112300632A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/50Sympathetic, colour changing or similar inks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/06Making microcapsules or microballoons by phase separation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/06Making microcapsules or microballoons by phase separation
    • B01J13/14Polymerisation; cross-linking
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/03Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/08Printing inks based on natural resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/102Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/106Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09D11/108Hydrocarbon resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

本发明适用于高分子材料技术领域,提供了一种可逆感光变色油墨及其制备方法,以密胺树脂预聚体为壁材,有机光致变色材料为芯材,并对芯材进行超微粒子粉碎处理,提高了有机光致变色材料微胶囊耐光性和变色灵敏度,并且通过乳化剂种类、酸化、超声、水浴保温反应等工艺条件的调整处理,大大提高了包埋率,微胶囊颗粒大小更加均匀,粒径较小,表面光滑,对外界环境的稳定性提高,变色灵敏度高,具有感光变色可逆性。另外,将有机光致变色材料微胶囊与多元醇、连结料、水杨酸锌和助剂按照特定配比进行复配制得的油墨具有书写流畅、变色灵敏度高、稳定性好、摩擦牢固度好等优点。

Description

一种可逆感光变色油墨及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,尤其涉及一种可逆感光变色油墨及其制备方法。
背景技术
光致变色油墨,又称感光变色油墨、光敏变色油墨、日光变色油墨,是指用光致变色材料加入连接料中,配其他辅助物质,经过加工处理成为一种适应印刷的胶体。光致变色油墨因其具有原料成本便宜,无毒无味,环保,且能够带来丰富多彩的颜色变化等优点,而被广泛应用于印刷、油墨等行业。
光致变色油墨最主要的部分是光致变色颜料,通常分为有机光致变色材料和无机光致变色材料。由于无机光致变色材料主要是一些重金属氧化物或重金属盐,原料价格较高,有些本身有较强的毒性,并且此类颜料通常与连结料的亲和性不好,印刷适性差,目前已很少在印刷行业使用。而有机光致变色材料由于其变色范围广、变色灵敏度高等优点,优势明显,应用范围非常广,因此光致变色颜料的研究热点和重点将会聚焦在有机光致变色材料上。但是有机光致变色材料容易受外界环境的影响(如温度、光照、氧化剂、酸、碱等)而使其保存稳定性变差,变色灵敏性变差,甚至失去变色能力。
发明内容
本发明实施例提供一种可逆感光变色油墨,旨在解决有机光致变色材料容易受外界环境的影响而使其保存稳定性变差,变色灵敏性变差,甚至失去变色能力的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种可逆感光变色油墨,按重量份数计,所述油墨包括如下组分:
多元醇50~65份、有机光致变色材料微胶囊8~12份、连结料5~13份、水杨酸锌0~2份和助剂0~5份;
所述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为60~70℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8~10,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为1~5μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为4~6,超声15~25min后,在50~65℃水浴保温30~60min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1~2h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
本发明实施例还提供了一种可逆感光变色油墨的制备方法,包括如下步骤:
按照上述的可逆感光变色油墨称取各组分,备用;
将多元醇、连结料加入分散容器中进行均质分散,得到A溶液;其中,均质条件为:均质速度为1300~1800r/min,均质时间为20~30min;
向所述A溶液中加入有机光致变色材料微胶囊、助剂,在搅拌速度为500~700r/min下搅拌5~15min,再加入水杨酸锌,超声10~20min,即得所述可逆感光变色油墨。
本发明实施例提供的可逆感光变色油墨,通过以密胺树脂预聚体为壁材,有机光致变色材料为芯材,通过对芯材进行超微粒子粉碎处理,提高了有机光致变色材料微胶囊耐光性和变色灵敏度,并且通过乳化剂种类、酸化、超声、水浴保温反应等工艺条件的调整处理,大大提高了包埋率,包埋率可达80%以上,并且可有效防止产品在反应过程中发生聚合成团,使制得的微胶囊颗粒大小更加均匀,粒径较小,表面光滑,对空气、光、热稳定,可耐弱酸或弱碱环境,且在紫外光或直射阳光下能迅速变色,除去紫外光源或脱离直射阳光时,又可恢复原状,以上变色过程可以反复进行,久不失效。另外,通过添加水杨酸锌,可以提高油墨的变色灵敏性,并且本发明制得的有机光致变色材料微胶囊在不影响其性能的条件下可有效地将其与隔绝外界,从而降低外界环境对有机光致变色材料的影响,大大延长了其使用寿命。将有机光致变色材料微胶囊与多元醇、连结料、水杨酸锌和助剂按照特定配比进行复配制得的油墨具有书写流畅、变色灵敏度高、稳定性好、摩擦牢固度好等优点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的可逆感光变色油墨,通过以密胺树脂预聚体为壁材,有机光致变色材料为芯材,通过对芯材进行超微粒子粉碎处理,提高了有机光致变色材料微胶囊耐光性和变色灵敏度,并且通过乳化剂种类、酸化、超声、水浴保温反应等工艺条件的调整处理,大大提高了包埋率,并且可有效防止产品在反应过程中发生聚合成团,使制得的微胶囊颗粒大小更加均匀,粒径较小,表面光滑,保存稳定性更好。另外,通过添加水杨酸锌,可以提高油墨的感光变色灵敏性,并且本发明制得的有机光致变色材料微胶囊在不影响其性能的条件下可有效地将其与隔绝外界,从而降低外界环境对有机光致变色材料的影响,大大延长了其使用寿命。将有机光致变色材料微胶囊与多元醇、连结料、水杨酸锌和助剂按照特定配比进行复配制得的油墨具有书写流畅、变色灵敏度高、稳定性好、摩擦牢固度好等优点。
本发明实施例提供了一种可逆感光变色油墨,按重量份数计,所述油墨包括如下组分:
多元醇50~65份、有机光致变色材料微胶囊8~12份、连结料5~13份、水杨酸锌0~2份和助剂0~5份;
所述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为60~70℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8~10,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为1~5μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为4~6,超声15~25min后,在50~65℃水浴保温30~60min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1~2h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
在本发明的优选实施例中,油墨的溶剂采用多元醇,例如可为乙二醇、1,2-丙二醇或季戊四醇中的一种或多种的复配物。较为优选地,溶剂为乙二醇和1,2-丙二醇或者季戊四醇中的任意两种的混合物。最为优选的为乙二醇、1,2-丙二醇和季戊四醇三者的混合物。经多次重复试验验证表明,当乙二醇、1,2-丙二醇和季戊四醇三者的混合质量比为10:8:5时,其与连结料等原料之间的溶解性、挥发速度等方面的的协调性最好。
在本发明实施例中,连结料为虫胶树脂、有机硅树脂、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的任意一种。选用虫胶树脂、有机硅树脂、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的任意一种,均可以很好地使有机光致变色材料微胶囊分散在其中,形成均匀连续的液体,从而保证了油墨的变色效果。
在本发明实施例中,所述有机光致变色材料可以为螺吡喃衍生物或偶氮苯类衍生物。
在本发明实施例中,在制备密胺树脂预聚体时,调整三聚氰胺和甲醛溶液的质量比为1:2~2.5,可以提高后续对有机光致变材料的包裹率和附着力,并提高了其与连结料的兼容性。
在本发明实施例中,当有机光致变色材料乳化液与密胺树脂预聚体的质量比为1:2~3时,有机光致变色材料乳化液可被很好地包裹在密胺树脂预聚体内,包埋率高,且密封性好。
在本发明实施例中,所述水性丙烯酸聚合物乳液由如下重量份的各组分组成:甲基丙烯酸甲酯5~10份、丙烯酸丁酯16~25份、苯乙烯5~15份、丙烯酰胺水溶液1~3份、硅烷偶联剂0.1~0.5份、表面活性剂0.2~0.7份、过硫酸盐0.1~0.4份、pH调节剂0.1~0.3份和水45~55份。
所述水性丙烯酸聚合物乳液由如下步骤制备得到:
按照如上所述的水性丙烯酸聚合物乳液配方称取各组分,备用;将所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺水溶液、硅烷偶联剂、表面活性剂和水加入乳化容器中,搅拌30~60min,得到预乳化液;将所述预乳化液升温至78~90℃,持续搅拌,加入过硫酸盐、pH调节剂,搅拌反应10~30min,保温1~3h,再降温至65~70℃,保温10~20min,即得。
在本发明实施例中,采用上述制备方法制得的水性丙烯酸聚合物乳液具有良好的抗粘性,可使得有机光致变色材料在乳液中均匀分散,配合采用边搅拌边缓慢滴加的方式,可以有效地防止微胶囊产品发生聚合成团的现象,使得到的微胶囊颗粒的粒径更加均匀,表面更加光滑,且密胺树脂预聚体对芯材的包裹率高,附着力好,能够很好地将有机光致变色材料与外界隔绝开,延长了有机光致变色材料的使用寿命。
在本发明实施例中,所述助剂包括触变剂、流平剂、分散剂中的一种或多种。其中,触变剂可选用聚乙烯醇、聚丙烯酸盐或者羟乙基纤维素等。流平剂可选用UV流平剂等,分散剂可选用聚羧酸盐、萘磺酸甲醛缩合物等。
在本发明实施例中,采用上述制备方法制得的有机光致变色材料微胶囊的平均粒径大小为1~15μm,其在油墨体系中的分散性能好,在阳光或紫外光照射下能迅速显色,遮光后可在短时间内恢复无色状态,且显色均匀,显色性好,摩擦牢固度好,保存稳定性好,并且应用于不同类型的油墨中(包括水基丝印油墨、油基油墨等)。
本发明实施例还提供了一种可逆感光变色油墨的制备方法,包括如下步骤:
按照如上所述的可逆感光变色油墨称取各组分,备用;将多元醇、连结料加入分散容器中进行均质分散,得到A溶液;其中,均质条件为:均质速度为1300~1800r/min,均质时间为20~30min;向所述A溶液中加入有机光致变色材料微胶囊、助剂,在搅拌速度为500~700r/min下搅拌5~15min,再加入水杨酸锌,超声10~20min,即得所述可逆感光变色油墨。
以下给出本发明某些实施方式的实施例,其目的不在于对本发明的范围进行限定。
另外,需要说明的是,以下实施例中所给出的数值是尽可能精确,但是本领域技术人员理解由于不可能避免的测量误差和实验操作问题,每一个数字都应该被理解为约数,而不是绝对准确的数值。例如,由于称量器具的误差,关于各实施例油墨中各原料的重量值,应该理解为其可能具有±2%或±1%的误差。
需要说明的是,本发明实施所采用的各种原料均可通过市售购得。
实施例1
实施例1中的可逆感光变色油墨的配方如下:
多元醇50份、有机光致变色材料微胶囊8份、连结料5份和助剂1份。
其中,上述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为60℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为2.3μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为5,超声15min后,在50℃水浴保温30min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
本实施例的可逆感光变色油墨的制备工艺如下:
将多元醇、连结料加入分散容器中进行均质分散,得到A溶液;其中,均质条件为:均质速度为1300r/min,均质时间为20min;
向所述A溶液中加入有机光致变色材料微胶囊、助剂,在搅拌速度为500r/min下搅拌5min,再加入水杨酸锌,超声10min,即得所述可逆感光变色油墨。
实施例2
实施例2中的可逆感光变色油墨的配方如下:
多元醇65份、有机光致变色材料微胶囊12份、连结料13份、水杨酸锌1份和助剂2份。
其中,上述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为70℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至9,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为1.1μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为4,超声15min后,在50℃水浴保温60min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1.5h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
本实施例的可逆感光变色油墨的制备工艺如下:
将多元醇、连结料加入分散容器中进行均质分散,得到A溶液;其中,均质条件为:均质速度为1500r/min,均质时间为30min;
向所述A溶液中加入有机光致变色材料微胶囊、助剂,在搅拌速度为700r/min下搅拌5min,再加入水杨酸锌,超声20min,即得所述可逆感光变色油墨。
实施例3
实施例3中的可逆感光变色油墨的配方如下:
多元醇55份、有机光致变色材料微胶囊11份、连结料10份、水杨酸锌2份和助剂2.5份。
其中,上述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为70℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至10,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为5μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为6,超声25min后,在60℃水浴保温40min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴2h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
本实施例的可逆感光变色油墨的制备工艺如下:
将多元醇、连结料加入分散容器中进行均质分散,得到A溶液;其中,均质条件为:均质速度为1800r/min,均质时间为20min;
向所述A溶液中加入有机光致变色材料微胶囊、助剂,在搅拌速度为600r/min下搅拌10min,再加入水杨酸锌,超声20min,即得所述可逆感光变色油墨。
实施例4
实施例4中的可逆感光变色油墨的配方如下:
多元醇60份、有机光致变色材料微胶囊10份、连结料12份、水杨酸锌1.5份和助剂3份。
其中,上述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为65℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8.5,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为2μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为5,超声20min后,在60℃水浴保温50min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
本实施例的可逆感光变色油墨的制备工艺如下:
将多元醇、连结料加入分散容器中进行均质分散,得到A溶液;其中,均质条件为:均质速度为1500r/min,均质时间为25min;
向所述A溶液中加入有机光致变色材料微胶囊、助剂,在搅拌速度为600r/min下搅拌10min,再加入水杨酸锌,超声20min,即得所述可逆感光变色油墨。
实施例5
实施例5中的可逆感光变色油墨的配方如下:
多元醇55份、有机光致变色材料微胶囊9份、连结料11份、水杨酸锌1份和助剂4份。
其中,上述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为65℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为3μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为5,超声20min后,在60℃水浴保温50min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
本实施例的可逆感光变色油墨的制备工艺与上述实施例4相同。
实施例6
实施例6中的可逆感光变色油墨的配方如下:
多元醇58份、有机光致变色材料微胶囊12份、连结料9份、水杨酸锌0.5份和助剂5份。
其中,上述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为65℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为3μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为5,超声20min后,在60℃水浴保温50min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
本实施例的可逆感光变色油墨的制备工艺与上述实施例4相同。
通过对本发明实施例制得的可逆感光变色油墨和有机光致变色材料微胶囊进行如下性能测试,以对本发明的技术效果进一步说明。
1、通过对本发明实施例1~6制得的有机光致变色材料微胶囊进行热稳定性、耐酸碱稳定性以及变色疲劳性能测试。
有机光致变色材料微胶囊的热稳定性测试:
热重分析可以反映在一定温度下,试样的重量变化与所处环境温度之间的关系。通过热重分析能够直观的观察到试样在不同温度时质量损失,由此可确定试样的耐热性能。对按照本发明实施例1~6的有机光致变色材料微胶囊的制备方法制得的微胶囊进行热重分析测试,测试结果见下表1。
表1
Figure BDA0002766965270000101
由上表1可知,本发明实施例制得的有机光致变色材料微胶囊自身在220℃以下热稳定。
有机光致变色材料微胶囊的耐酸碱稳定性测试:
将微胶囊产品分别溶解在浓度均为0.1moL/L的盐酸和氢氧化钠溶液中,静置12h,观察这些样品在酸、碱溶液中的溶解情况,测试结果见下表2。
表2
Figure BDA0002766965270000111
由上表2的测试结果可以看出,本发明实施例1~6制得的有机光致变色材料微胶囊在0.1moL/L的盐酸和氢氧化钠溶液中静置12h均没有出现溶解情况,可见,本发明的微胶囊产品具有良好的耐酸碱性能。
微胶囊的变色疲劳性能测试:
将本发明实施例1~6制得的有机光致变色材料微胶囊分别用紫外光照射,在电脑测色配色仪上测试颜色参数,然后在遮光等待其褪色,再将其放置到测色配色仪上测试颜色参数。循环往复进行上述操作,根据颜色参数的变化情况来表征它们的耐光疲劳性。测试结果显示,本发明实施例1~6制得的有机光致变色材料微胶囊经紫外光照射后,可迅速变色,开始变色时间在1~2s之间,完全变色时间在15~16s之间,且循环往复变色次数达到上万次仍能保持其变色灵敏度和变色效果。
2、通过对本发明实施例1~6制得的可逆感光变色油墨进行光泽度、粘度和附着力、稳定性测试,测试结果见下表3。其中,光泽度按GB/T13217.2-1991进行测试;粘度按GB/T13217.3-1991进行测试;附着牢度按GB/T13217.7-1991进行测试;稳定性按GB 567-83的测试方法进行测试。
表3
Figure BDA0002766965270000121
由上表3可知,本发明实施例1~6制得的可逆感光变色油墨具有良好的光泽度、附着力和稳定性,印刷适性好。
另外,通过采用本发明实施例1~6制得的可逆感光变色油墨K-打样而制得测试样品。K-打样过程包括从加热而熔融油墨的板将测试油墨的薄层置于纸基材上。使用K凹版打样机在140℃下在DCEG纸上制备K-打样,观察各样品的光致变色行为。测试结果显示,每组样品在初始状态为透明(或者着色),暴露于UV光(365nm,6w灯,10秒)下则变色,撤去UV光源照射后,又变回透明无色状态,可见,本发明制得的油墨具有光致变可逆性。
此外,本发明经大量实验发现,上述有机光致变色材料微胶囊的包埋率会因其制备工艺中的芯材与壁材的质量比的变化而受到明显影响,具体见以下对比例1~6。
对比例1~6
保持有机光致变色材料微胶囊的制备原料及工艺不变,分别控制有机光致变色材料乳化液与密胺树脂预聚体的质量比为1:1、1:2、1:3、2:1、3:1、1:4,制备有机光致变色材料微胶囊,并对各组有机光致变色材料微胶囊包埋率进行测试,测试结果见下表4。
包埋率是指芯材被壁材包裹的比率。其计算公式如下:
Figure BDA0002766965270000131
表4
Figure BDA0002766965270000132
由上表4可知,当有机光致变色材料乳化液与密胺树脂预聚体的质量比为1:2~3时,有机光致变色材料乳化液的包埋率高达80%以上,而少于或者大于该质量比,有机光致变色材料乳化液的包埋率明显下降,故本发明优选机光致变色材料乳化液与密胺树脂预聚体的质量比为1:2~3。
另外,本发明经大量实验发现,上述有机光致变色材料微胶囊的包埋率或变色灵敏度会因其乳化剂种类、对有机光致变色材料的预处理工艺以及有机光致变色材料的粉碎粒度的不同而受到明显的影响,具体见以下对比例7~11。
对比例7
在制备有机光致变色材料微胶囊时,除将水性丙烯酸聚合物乳液替换为吐温80之外,其余原料与制备工艺与上述实施例4一致。
对比例8
在制备有机光致变色材料微胶囊时,除将水性丙烯酸聚合物乳液替换为十二烷基磺酸钠之外,其余原料与制备工艺与上述实施例4一致。
对比例9
在制备有机光致变色材料微胶囊时,除不将将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎外,其余原料与制备工艺与上述实施例4一致。
对比例10~11
在制备有机光致变色材料微胶囊时,分别控制有机光致变色材料的粉碎平均粒度为0.5μm、6μm,其余原料与制备工艺与上述实施例4一致。
对上述实施例4以及对比例7~11所制得的有机光致变色材料微胶囊进行紫外光照射,并记录各试验的开始变色时间,测试结果见下表5。
表5
试样 对比例7 对比例8 对比例9 对比例10 对比例11 实施例4
包埋率(%) 57.8 62.4 78.2 80.7 79.5 83.5
开始变色时间(s) 1.5 2 12 3 8 1
由上表5可知,乳化剂采用吐温80的对比例7与乳化剂采用十二烷基苯磺酸钠的对比例8所制得的有机光致变色材料微胶囊的包埋率均不如乳化剂采用水性丙烯酸聚合物乳液的实施例4所得的有机光致变色材料微胶囊,因此本发明的乳化剂种类优选采用水性丙烯酸聚合物乳液。而乳化剂的种类不同对于微胶囊产品的开始变色时间的影响不大。
从对比例9~11与实施例4的测试结果可知,对比例9~11所制得的有机光致变色材料微胶囊的变色灵敏度均不如实施例4所制得的有机光致变色材料微胶囊,而包埋率相当。也就是说,对有机光致变色材料进行超微粒子粉碎处理有利于提高有机光致变色材料微胶囊的变色灵敏度,变色迅速,并且有机光致变色材料的粉碎粒度也对制得的有机光致变色材料微胶囊的变色灵敏度有明显的影响,而对于微胶囊的包埋率的影响不大。
综上所述,本发明实施例提供的可逆感光变色油墨,通过以密胺树脂预聚体为壁材,有机光致变色材料为芯材,通过对芯材进行超微粒子粉碎处理,提高了有机光致变色材料微胶囊耐光性和变色灵敏度,并且通过乳化剂种类、酸化、超声、水浴保温反应等工艺条件的调整处理,大大提高了包埋率,包埋率可达80%以上,并且可有效防止产品在反应过程中发生聚合成团,使制得的微胶囊颗粒大小更加均匀,粒径较小,表面光滑,对空气、光、热稳定,可耐弱酸或弱碱环境,且在紫外光或直射阳光下能迅速变色,除去紫外光源或脱离直射阳光时,又可恢复原状,以上变色过程可以反复进行,久不失效。另外,通过添加水杨酸锌,可以提高油墨的变色灵敏性,并且本发明制得的有机光致变色材料微胶囊在不影响其性能的条件下可有效地将其与隔绝外界,从而降低外界环境对有机光致变色材料的影响,大大延长了其使用寿命。将有机光致变色材料微胶囊与多元醇、连结料、水杨酸锌和助剂按照特定配比进行复制得的油墨具有印刷适性好、变色灵敏度高、稳定性好、摩擦牢固度好等优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可逆感光变色油墨,其特征在于,按重量份数计,所述油墨包括如下组分:
多元醇50~65份、有机光致变色材料微胶囊8~12份、连结料5~13份、水杨酸锌0~2份和助剂0~5份;
所述有机光致变色材料微胶囊由如下步骤制备得到:
在温度为60~70℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8~10,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体;
将固体有机光致变色材料进行超微粒子粉碎,得平均粒度为1~5μm的超微粉末,加入有机溶剂溶解,再加入水性丙烯酸聚合物乳液,均质,得到有机光致变色材料乳化液;
向所述有机光致变色材料乳化液中滴加酸性溶液,调节其pH值为4~6,超声15~25min后,在50~65℃水浴保温30~60min,再边搅拌边缓慢滴加所述密胺树脂预聚体,继续保温水浴1~2h,过滤、洗涤、干燥,即得所述有机光致变色材料微胶囊。
2.如权利要求1所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,在所述在温度为60~70℃下,将三聚氰胺加入甲醛溶液中,调节pH值至8~10,并搅拌至三聚氰胺完全溶解,得到密胺树脂预聚体的步骤中,所述三聚氰胺和甲醛溶液的质量比为1:2~2.5。
3.如权利要求1所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,所述有机光致变色材料乳化液与密胺树脂预聚体的质量比为1:2~3。
4.如权利要求1所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇或季戊四醇中的一种或多种的复配物。
5.如权利要求1所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,所述水性丙烯酸聚合物乳液由如下重量份的各组分组成:
甲基丙烯酸甲酯5~10份、丙烯酸丁酯16~25份、苯乙烯5~15份、丙烯酰胺水溶液1~3份、硅烷偶联剂0.1~0.5份、表面活性剂0.2~0.7份、过硫酸盐0.1~0.4份、pH调节剂0.1~0.3份和水45~55份。
6.如权利要求5所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,所述水性丙烯酸聚合物乳液由如下步骤制备得到:
按照如权利要求5所述的水性丙烯酸聚合物乳液配方称取各组分,备用;
将所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺水溶液、硅烷偶联剂、表面活性剂和水加入乳化容器中,搅拌30~60min,得到预乳化液;
将所述预乳化液升温至78~90℃,持续搅拌,加入过硫酸盐、pH调节剂,搅拌反应10~30min,保温1~3h,再降温至65~70℃,保温10~20min,即得。
7.如权利要求1所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,所述连结料为虫胶树脂、有机硅树脂、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的任意一种。
8.如权利要求1所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,所述助剂包括触变剂、流平剂、分散剂中的一种或多种。
9.如权利要求1所述的可逆感光变色油墨,其特征在于,所述有机光致变色材料微胶囊的平均粒径大小为1~15μm。
10.如权利要求1~9任意一项所述的可逆感光变色油墨的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
按照如权利要求1~9任意一项所述的可逆感光变色油墨称取各组分,备用;
将多元醇、连结料加入分散容器中进行均质分散,得到A溶液;其中,均质条件为:均质速度为1300~1800r/min,均质时间为20~30min;
向所述A溶液中加入有机光致变色材料微胶囊、助剂,在搅拌速度为500~700r/min下搅拌5~15min,再加入水杨酸锌,超声10~20min,即得所述可逆感光变色油墨。
CN202011236781.6A 2020-11-09 2020-11-09 一种可逆感光变色油墨及其制备方法 Pending CN112300632A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011236781.6A CN112300632A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种可逆感光变色油墨及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011236781.6A CN112300632A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种可逆感光变色油墨及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112300632A true CN112300632A (zh) 2021-02-02

Family

ID=74326476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011236781.6A Pending CN112300632A (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种可逆感光变色油墨及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112300632A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113956716A (zh) * 2021-12-13 2022-01-21 中山市中益油墨涂料有限公司 一种水性光变油墨及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105709672A (zh) * 2016-02-17 2016-06-29 广州印田新材料有限公司 一种光致可逆变色微胶囊及其制备方法和应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105709672A (zh) * 2016-02-17 2016-06-29 广州印田新材料有限公司 一种光致可逆变色微胶囊及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周耀华等: "《食用香精制备技术》", 30 September 2007, 中国纺织出版社 *
潘长华主编: "《林化制品·农化制品·生化制品·天然色素·有机中间体·涂料》", 30 April 1998, 化学工业出版社 *
王立久等: "《新型屋面材料》", 31 October 2012, 中国建材工业出版社 *
管学茂等: "《现代材料分析测试技术》", 30 April 2018, 中国矿业大学出版社 *
钱鹭生等: "《涂布加工纸技术手册》", 31 May 2000, 中国轻工业出版社 *
黄文等: "《食品添加剂》", 30 November 2006, 中国计量出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113956716A (zh) * 2021-12-13 2022-01-21 中山市中益油墨涂料有限公司 一种水性光变油墨及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4945121A (en) Thermosetting dyed latex colorant dispersions
EP2678167B1 (en) Recording material
US5871872A (en) Dye incorporated pigments and products made from same
CN109943094A (zh) 一种微胶囊型温变颜料及其制备方法和应用、一种温变墨水及其应用
US8378006B2 (en) Composition of decolorable ink and decoloring method
CN105567020B (zh) 化学指示组合物、蒸汽灭菌指示物及其制备方法
EP4566832A1 (en) Method for environmentally-friendly long-lasting thermal paper
CN102220047A (zh) 一种可褪色印刷油墨及其制备方法
US4069176A (en) Process for producing dyed finely divided hardened benzoguanamine resins having uniform particle size and excelling in dispersibility
CN112300632A (zh) 一种可逆感光变色油墨及其制备方法
JP3859260B2 (ja) 水性着色樹脂分散体、水性インク及びインクジェット用記録液
JP2006257418A (ja) 剪断安定ラテックス粒子
CN110204956A (zh) 一种可生物降解绿色印刷油墨连接料、油墨及其制备方法
CN103443153B (zh) 氯乙烯系树脂乳液及其制造方法以及水性墨和记录用纸
CN109593400A (zh) 纳米级水性窄分子量分布丙烯酸共聚酯的应用
DE112012005547B4 (de) Toner
US5387634A (en) Tinted plexiglass with organic pigments
Wu et al. Investigation of relationship between microcapsule shell structure, dispersion state and coating performance
CN111196903A (zh) 一种可逆感温变色油墨及其制备方法和应用
KR101121541B1 (ko) 마커펜용 수성 잉크 조성물의 제조방법
CN116239950B (zh) 一种运用微球降低光固化涂料收缩应力的方法及应用
CN114381139B (zh) 一种长耐候微胶囊型光致变色颜料及其油墨的制备
JP2007224141A (ja) 蛍光顔料組成物およびその使用
JPH0567675B2 (zh)
CN110684398B (zh) 一种pvc家具膜/asa塑料膜水性复合油墨及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210202