CN1330118A - 具有时间显示功能的变色涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种具有时间显示功能的变色涂料及其制备方法。其特征是以酸碱指示剂为变色剂,固体碱为促变剂,丙烯酸树脂或乳液为成膜物质,有机硅树脂为包覆剂,利用包覆层厚度的不同来延缓变色剂与促变剂之间的反应速度,从而达到控制变色时间的目的。本发明的变色涂料能在8～14天内产生与时间有很好对应关系的颜色变化。本涂料可用于食品包装标签以显示食品的保质期,相对于传统的打印日期的方法具有更好的美观感和可信度。
Description
本发明是一种具有时间显示功能的变色涂料及其制备方法，它能在一定温度下随着时间的变化而产生多种不可逆的颜色变化，即是有时间——颜色对应关系的变色涂料。
这种涂料可用于商品(特别是食品)包装标签上，印制成图案或文字以显示其保质期，相对于打印日期的方法，可更好地提高商品包装的美观感和可信度。
本发明的涂料包括变色剂、促变剂、成膜物质和包覆剂。
变色剂：是一类当分子结构或组成变化后能产生颜色变化的物质。如酸碱指示剂、灵敏指示剂。
促变剂：能促使变色剂变色的物质。如酸或碱能促使酸碱指示剂变色，铁离子能使铁试剂变色，锌离子能使锌试剂变色。
成膜物质：制备涂料的基料。包括(1)乳液型：丙烯酸乳液、白乳胶、醋丙乳液：(2)溶剂型：丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧树脂等。
包覆剂：将变色剂和/或促变剂颗粒外表进行包覆。利用包覆材料的不同、包覆厚度的不同，使变色剂与促变剂的相互渗透速度得以控制。从而控制变色时间。包覆材料的选择原则：(1)对被包覆材料没有不良影响，与之不产生化学反应；(2)与成膜物质没有不良反应。(3)有一定的孔隙率，即对被包覆材料有一定透过性。
本涂料的延时变色原理是：变色剂和促变剂构成一个反应对，一旦混合即会发生颜色变化，但这种变色是发生在很短的时间内的。因此本发明的特点是利用一些瞬时变色反应对，将他们的颗粒外表分别进行包覆，变色剂和促变剂必须渗透迁移通过包覆层才能相互接触从而发生变色反应。这样我们就能通过改变包覆层的种类和厚度来控制变色速度，以满足食品具有不同的保质期之要求。
包覆剂包括有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等，本发明所用包覆剂为有机硅树脂。
各种变色剂与促变剂的变色行为见表1：
表1：变色剂与促变剂在成膜物中的变色行为
注：在常温下，先加入变色剂0.2g和树脂4.0g在研钵中均匀研磨，再加入促变剂0.4g共研，然后观察其变色效果。
| 变色剂 | 促变剂 | 成膜物质 | 结 果 |
| 2，2’—联吡啶 | 硫酸亚铁铵 | 丙烯酸树脂 | 淡黄色变粉红色。 |
| 镁试剂 | NaOH | 丙烯酸树脂 | 深褐色变深褐色。 |
| 甲基七叶亭 | NaOH | 丙烯酸树脂 | 土黄变大黄(色艳) |
| 甲酚红 | NaHCO3 | 丙烯酸乳液 | 姻红色变红色。 |
| 甲基红 | Na2CO3 | 丙烯酸乳液 | 紫红色变黄色。 |
| 麝香草酚蓝 | Na2CO3 | 丙烯酸乳液 | 暗紫色变蓝色 |
| NaOH | 丙烯酸树脂 | 暗紫色变蓝色 | |
| 溴百里香酚蓝 | NaHCO3 | 丙烯酸乳液 | 金黄色变蓝色 |
| NaOH | 丙烯酸树脂 | 金黄色变蓝色。 |
对上表所述变色剂和促变剂分别用有机硅树脂进行包覆，然后将二者各自配制成涂料组分(1)和组分(2)，再按一定比例混合均匀，涂刷于纸片或铁片上，发现产生了不同程度的延时变色功能，详见实施例。
实施例一：
在备有回流冷凝器、恒压漏斗、温度计和搅拌器的250ml的四口瓶中，加入包覆剂有机硅树脂(GD-01)1.0克，三氯甲烷(CHCl3)60克，以300转/min速度均匀搅拌至完全溶解后，再加入研磨成300目粉末颗粒状的促进剂NaOH8克，在50℃以300转/min速度均匀搅拌的条件下，润湿20min，再由恒压漏斗以5ml/min的速度滴加正己烷70克，包覆1.5小时结束。将固体物滤出，用正己烷洗涤2—3次，40℃干燥至恒重得到8.08g固体粉末颗粒，为组分(1)。
将变色剂300目粉末颗粒状的麝香草酚蓝(C27H30O5S)0.2克按照上述方法进行包覆，再与25克丙烯酸树脂在250ml容器中用800转/min高速搅拌20min，制得组分(2)。
使用时将组分(1)2克与组分(2)25克在容器中手工搅拌5min，配成变色涂料，涂刷在胶板纸和马口铁片上，将试片置于4℃冰箱内，每天定时观察记录颜色变化。见表2：
表2：变色涂料(实施例一)在4℃下的颜色变化情况
注：色标代码为彩通(PANTONE)公司颜色配方指南。
| 时间 | 颜色 | 色标代码 |
| 第1天 | 深蓝 | 2748C |
| 第2天 | 灰蓝 | 2767C |
| 第3天 | 深墨绿 | 447C |
| 第4天 | 深绿 | 574C |
| 第5天 | 黄绿 | 573C |
| 第6天 | 浅黄绿 | 581C |
| 第7天 | 浅黄绿 | 456C |
| 第8天 | 黄 | 1245C |
| 第9天 | 黄 | 1245C |
| 第10天 | 金黄 | 124C |
| 第12天 | 金黄 | 124C |
实施例二：
在备有回流冷凝器、恒压漏斗、温度计和搅拌器的250ml的四口瓶中，加入包覆剂有机硅树脂(GD-01)1.0克，三氯甲烷(CHCl3)60克，以300转/min速度均匀搅拌至完全溶解后，再加入研磨成300目粉末颗粒状的促进剂NaHCO3 10克，在50℃以300转/min速度均匀搅拌的条件下，润湿20min，再由恒压漏斗以5ml/min的速度滴加正己烷70克，包覆1.5小时结束。将固体物滤出，用正己烷洗涤2—3次，40℃干燥至恒重得到10.5克固体粉末颗粒，为组分(1)。
将变色剂300目粉末颗粒状的溴百里香酚蓝0.2克按照上述方法进行包覆，再与25克丙烯酸树脂在250ml容器中用800转/min高速搅拌20min，制得组分(2)。
使用时将组分(1)2克与组分(2)25克在容器中手工搅拌5min，配成变色涂料，涂刷在胶板纸和马口铁片上，将试片置于4℃冰箱内，每天定时观察记录颜色变化。见表3：
表3：变色涂料(实施例二)在4℃下的颜色变化情况
注：色标代码为彩通(PANTONE)公司颜色配方指南。
| 时间 | 颜色 | 色标代码 |
| 第1天 | 深蓝 | 2748C |
| 第2天 | 灰蓝 | 2767C |
| 第3天 | 深墨绿 | 447C |
| 第4天 | 墨绿 | 5743C |
| 第5天 | 深绿 | 574C |
| 第6天 | 黄绿 | 456C |
| 第7天 | 土黄 | 1255C |
| 第8天 | 金黄 | 124C |
Claims (5)
1.一种具有时间显示功能的变色涂料，其特征在于这种涂料由变色剂、促变剂、包覆剂和成膜物质所组成。
2.根据权项1，本发明之特征在于变色剂和促变剂构成一个变色反应对，本发明所用的变色剂为酸碱指示剂如：麝香草酚蓝(百里香酚蓝)、溴百里香酚蓝、溴甲酚绿等；促变剂为固体碱性物质如：NaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3等。
3.根据权项1和2，本发明的特点是利用有机硅树脂为包覆材料，对变色剂或促变剂进行包覆，以达到延缓和控制变色时间的目的。
4.一种制备显时变色涂料的包覆工艺，其特征在于包覆剂为有机硅的0.5～20％的三氯甲烷溶液10～20份，变色剂(或促变剂)1～10份；沉淀剂正己烷20～100份，包覆温度20～150℃，最好为50～80℃；包覆时间0.5～10h，最好为1～2h。
5.根据权项1，本发明所用成膜物质为：丙烯酸树脂和丙烯酸乳液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |