CN104910714A - 一种可温变的微胶囊涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可温变的微胶囊涂料，以质量份计，该微胶囊涂料包括以下组分：温变微胶囊20-50份，间隔剂2-8份，胶黏剂2-10份，水100-250份；所述温变微胶囊包括芯材和包覆芯材的囊壁，所述芯材包括溶剂、发色剂和显色剂，发色剂为含有内酯环结构的酚酞系或者萤烷系化合物。本发明的一种可温变的微胶囊涂料存在变色温度范围较宽，可以在温度为30-80摄氏度的范围内进行变色反应，在微胶囊粉体的制备过程加入尿素吸收囊壁材料中的甲醛，实现了物料利用率的最大化，也保护了周围的环境。

Description

一种可温变的微胶囊涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及微胶囊领域，尤其是一种可温变的微胶囊涂料及其制备方法。

背景技术

微胶囊化始于上世纪50年代，但发展非常迅速，迄今有一百多个研究室在开发微胶囊技术。微胶囊化技术：指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中，使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术。其中，被包埋的物质称为芯材，包括香精香料、酸化剂、甜味剂、色素、脂类、维生素、矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添加剂。包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。微胶囊可以有效减少活性物质对外界环境因素（如光、氧、水）的反应，减少芯材向环境的扩散和蒸发，使得芯材在设定的条件下释放。

可温变的材料是指一种当温度高于或低于特定温度时，颜色能够发生变化的功能材料，且有记忆功能，可反复使用。随着防伪技术的发展，可温变的材料已成为制备具有高防伪性能制品的原料。但是可温变的材料置于空气中容易发生氧化，从而失去其随着温度变化而颜色发生变化的特性，现有的技术中，一般是将可温变的材料作为芯材包裹在囊壁中，从而对可温变的材料进行保护，使其保留在相对封闭的环境。现有的可温变的微胶囊涂料存在变色温度范围较窄，在温度高于50摄氏度时就无法实现变色的功能，且在微胶囊粉体的制备过程产生大量的甲醛气体，会严重危害周围环境，且降低了囊壁原材料的利用率。现有技术中温变材料的温变温度是不可调的，选择性少，且非微胶囊化的温变材料易于氧化，且失去特性、使用不方便，同时，对环境也有损害。

发明内容

为了克服现有技术中温度范围过窄且合成过程中会产生有毒气体、原材料利用率低下的缺陷，提供一种可温变的微胶囊涂料及其制备方法。

本发明通过下述方案实现：

一种可温变的微胶囊涂料，以质量份计，该微胶囊涂料包括以下组分：

温变微胶囊                   20-64.7份，

胶黏剂                       2-10份，

间隔剂                       2-8份，

水                           100-250份；

所述温变微胶囊包括芯材和包覆芯材的囊壁，所述芯材包括溶剂、发色剂和显色剂，发色剂为含有内酯环结构的酚酞系或者萤烷系化合物；

以质量份计，所述温变微胶囊包括以下组分，

溶剂                          8-20份，

发色剂                        0.2-1.2份，

显色剂                        0.3-1.5份，

乳化剂                       0.3-1份，

尿素                         0.2-4份，

囊壁                          11-37份。

该微胶囊涂料还包括以下组分：

填料                         2-40份，

分散剂                       0.1-2份，

消泡剂                       0.1-2份。

所述胶黏剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、白乳胶、淀粉和糊精中的一种或者数种；

所述填料为滑石粉、树脂、碳酸钙粉末、高岭土中的一种或者数种；

所述分散剂为聚丙烯酸钠、焦磷酸钠、PVA、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇中的一种或者数种；

所述间隔剂为纤维素或者淀粉；

所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯中的一种或者数种。

所述溶剂为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、硬脂酸中的一种或者数种；

所述发色剂为结晶紫内酯（CVL）、ODB（N102）、热敏绿、热敏红中的一种或者数种；

所述显色剂为双酚A、水杨酸锌树脂、改性酚醛树脂中的一种或者数种；

所述囊壁为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种。

所述温变微胶囊的粒径为1-30微米。

一种可温变的微胶囊涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，芯材制备，将8-20质量份的溶剂在50-90摄氏度下加热，向溶剂内加入0.2-1.2质量份的发色剂和0.3-1.5质量份的显色剂，待完全溶解后保持0.5-2小时；

第二步，乳化，然后加入乳化剂0.3-1份，并且调节pH值至3.8-5后分散至颗粒度为1-30微米；

第三步，保温，加入11-37质量份的囊壁材料后升温至90摄氏度，搅拌反应2小时，然后加入0.2-4质量份的尿素，冷却后过滤、洗涤、温变微胶囊；

第四步，制备微胶囊涂料，在常温下将100-250质量份的水、2-8质量份的间隔剂、2-10质量份的胶黏剂、第三步制备的20-64.7质量份的温变微胶囊搅拌混匀后得到可变温的微胶囊涂料。

在第四步中，还可以加入2-40质量份的填料、0.1-2质量份的分散剂，0.1-2质量份的消泡剂。

所述胶黏剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、白乳胶、淀粉和糊精中的一种或者数种；

所述填料为滑石粉、树脂、碳酸钙粉末、高岭土中的一种或者数种；

所述分散剂为聚丙烯酸钠、焦磷酸钠、PVA、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇中的一种或者数种；

所述间隔剂为纤维素或者淀粉；

所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯中的一种或者数种。

所述溶剂为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、硬脂酸中的一种或者数种；

所述发色剂为结晶紫内酯（CVL）、ODB（N102）、热敏绿、热敏红中的一种或者数种；

所述显色剂为双酚A、水杨酸锌树脂、改性酚醛树脂中的一种或者数种；

所述囊壁材料为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种；

所述乳化剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯醇中的一种。

本发明的有益效果为：

本发明的可温变的微胶囊涂料具有变色温度范围较宽的优点，可以在一定范围内随便选择温变温度；本发明的可温变的微胶囊涂料把温变范围从30-50摄氏度扩展到30-80摄氏度，使得可温变的微胶囊涂料可以在温度为30-80摄氏度的范围内选择温变温度进行变色反应，避免了传统的涂料在温度高于50摄氏度时就无法实现变色的缺陷；且在微胶囊粉体的制备过程加入尿素吸收囊壁材料中的甲醛，实现了物料利用率的最大化，也避免产生大量甲醛气体，保护了周围的环境，提升了制备现场的安全水平。

具体实施方式

下面对本发明优选的实施例进一步说明：

实施1

一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于，以质量份计，该微胶囊涂料包括以下组分：

温变微胶囊                   20份，

胶黏剂                       10份，

间隔剂                       5份，

水                           250份；

所述温变微胶囊包括芯材和包覆芯材的囊壁，所述芯材包括溶剂、发色剂和显色剂，发色剂为含有内酯环结构的酚酞系或者萤烷系化合物；

以质量份计，所述温变微胶囊包括以下组分，

溶剂                          8份，

发色剂                        0.2份，

显色剂                        0.3份，

乳化剂                       0.3份，

尿素                         0.2份，

囊壁                          11份。

该微胶囊涂料还包括以下组分：

填料                         40份，

分散剂                       1份，

消泡剂                       0.1份。

所述温变微胶囊的粒径为1微米。

一种可温变的微胶囊涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，芯材制备，将8质量份的溶剂在90摄氏度下加热，向溶剂内加入0.2质量份的发色剂和0.3质量份的显色剂，待完全溶解后保持2小时；

第二步，乳化，然后加入乳化剂0.3份，并且调节pH值至3.8-5后分散至颗粒度为1微米；

第三步，保温，加入11质量份的囊壁材料后升温至90摄氏度，搅拌反应2小时，然后加入0.2质量份的尿素，冷却后过滤、洗涤、得到温变微胶囊；

第四步，制备微胶囊涂料，在常温下将250质量份的水、5质量份的间隔剂、10质量份的胶黏剂、第三步制备的20质量份的温变微胶囊搅拌混匀后得到可变温的微胶囊涂料。

在第四步中，还加入40质量份的填料、1质量份的分散剂，0.1质量份的消泡剂。

所述胶黏剂为聚乙烯醇；所述填料为滑石粉；所述分散剂为聚丙烯酸钠；所述间隔剂为纤维素；所述消泡剂为乳化硅油。

所述溶剂为十八醇；本发明使用十八醇作为溶剂，使得制备得到的可温变的微胶囊涂料的变色温度为60-80摄氏度，使其可以在较高温度下变色，传统材料在温度为40-50摄氏度就发生变色，避免了变色温度较低的缺陷。

所述发色剂为结晶紫内酯（CVL）；所述显色剂为双酚A；

所述囊壁材料为三聚氰胺甲醛树脂；所述乳化剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。

本发明的可温变的微胶囊涂料可以涂刷在纸、布或者其他的载体上，在温度发生变化时，材料发生变色，可以起到指示、防伪等作用。

在微胶囊粉体的制备过程加入尿素吸收囊壁材料中的甲醛，实现了物料利用率的最大化，也避免产生大量甲醛气体，保护了周围的环境，提升了制备现场的安全水平。

实施例2

一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于，以质量份计，该微胶囊涂料包括以下组分：

温变微胶囊                   35份，

胶黏剂                       2份，

间隔剂                       8份，

水                           100份；

所述温变微胶囊包括芯材和包覆芯材的囊壁，所述芯材包括溶剂、发色剂和显色剂，发色剂为含有内酯环结构的酚酞系或者萤烷系化合物；

以质量份计，所述温变微胶囊包括以下组分，

溶剂                          12份，

发色剂                        1份，

显色剂                        1份，

乳化剂                       0.5份，

尿素                         0.5份，

囊壁                          20份。

该微胶囊涂料还包括以下组分：

填料                         2份，

分散剂                       2份，

消泡剂                       1份。

所述温变微胶囊的粒径为30微米。

一种可温变的微胶囊涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，芯材制备，将12质量份的溶剂在50摄氏度下加热，向溶剂内加入1质量份的发色剂和1质量份的显色剂，待完全溶解后保持0.5小时；

第二步，乳化，然后加入乳化剂0.5份，并且调节pH值至3.8-5后分散至颗粒度为30微米；

第三步，保温，加入20质量份的囊壁材料后升温至90摄氏度，搅拌反应2小时，然后加入0.5质量份的尿素，冷却后过滤、洗涤、得到温变微胶囊；

第四步，制备微胶囊涂料，在常温下将100质量份的水、8质量份的间隔剂、2质量份的胶黏剂、第三步制备的35质量份的温变微胶囊搅拌混匀后得到可变温的微胶囊涂料。

在第四步中，还加入2质量份的填料、2质量份的分散剂，1质量份的消泡剂。

所述胶黏剂为羧甲基纤维素；所述填料为碳酸钙粉末；所述分散剂为焦磷酸钠；所述间隔剂为淀粉；所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物。

所述溶剂为十二醇；所述发色剂为热敏绿；所述显色剂为水杨酸锌树脂；所述囊壁材料为脲醛树脂；所述乳化剂为聚乙烯醇。

实施例3

一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于，以质量份计，该微胶囊涂料包括以下组分：

温变微胶囊                   64.7份，

胶黏剂                       6份，

间隔剂                       2份，

水                           200份；

所述温变微胶囊包括芯材和包覆芯材的囊壁，所述芯材包括溶剂、发色剂和显色剂，发色剂为含有内酯环结构的酚酞系或者萤烷系化合物；

以质量份计，所述温变微胶囊包括以下组分，

溶剂                          20份，

发色剂                        1.2份，

显色剂                        1.5份，

乳化剂                       1份，

尿素                         4份，

囊壁                          37份。

该微胶囊涂料还包括以下组分：

填料                         20份，

分散剂                       0.1份，

消泡剂                        2份。

所述温变微胶囊的粒径为15微米。

一种可温变的微胶囊涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，芯材制备，将20量份的溶剂在70摄氏度下加热，向溶剂内加入1.2质量份的发色剂和1.5质量份的显色剂，待完全溶解后保持0.5-2小时；

第二步，乳化，然后加入乳化剂1份，并且调节pH值至3.8-5后分散至颗粒度为15微米；

第三步，保温，加入37质量份的囊壁材料后升温至90摄氏度，搅拌反应2小时，然后加入4质量份的尿素，冷却后过滤、洗涤、得到温变微胶囊；

第四步，制备微胶囊涂料，在常温下将200质量份的水、2质量份的间隔剂、6质量份的胶黏剂、第三步制备的64.7质量份的温变微胶囊搅拌混匀后得到可变温的微胶囊涂料。

在第四步中，加入20质量份的填料、0.1质量份的分散剂， 2质量份的消泡剂。

所述胶黏剂为丁苯乳胶；所述填料为高岭土；所述分散剂为甲基戊醇；所述间隔剂为纤维素；所述消泡剂为聚氧乙烯。所述溶剂为十四醇；所述发色剂为热敏红；所述显色剂为改性酚醛树脂；所述囊壁为聚脲。所述乳化剂为聚乙烯醇。

本发明的可温变的微胶囊涂料在使用十八醇作为溶剂溶剂时，涂料的变色温度为60-80摄氏度，而传统的微胶囊涂料的变色温度在50摄氏度以下，炎热天气的室外或者地面温度可能会高于微胶囊涂料的变色温度，使其自然变色，达不到所需要的在高温条件下变色，本发明的微胶囊涂料的变色温度范围较宽，根据所使用的溶剂不同，可以在温度为30-80摄氏度的范围内进行变色反应，避免了传统的涂料在温度高于50摄氏度时就无法实现变色的缺陷，且在微胶囊粉体的制备过程加入尿素吸收囊壁材料中的甲醛，实现了物料利用率的最大化，也避免产生大量甲醛气体，保护了周围的环境，提升了制备现场的安全水平。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于，以质量份计，该微胶囊涂料包括以下组分：

温变微胶囊                   20-64.7份，

胶黏剂                       2-10份，

间隔剂                       2-8份，

水                           100-250份；

所述温变微胶囊包括芯材和包覆芯材的囊壁，所述芯材包括溶剂、发色剂和显色剂，发色剂为含有内酯环结构的酚酞系或者萤烷系化合物；

以质量份计，所述温变微胶囊包括以下组分，

溶剂                          8-20份，

发色剂                        0.2-1.2份，

显色剂                        0.3-1.5份，

乳化剂                       0.3-1份，

尿素                         0.2-4份，

囊壁                          11-37份。

2.根据权利要求1所述的一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于，该微胶囊涂料还包括以下组分：

填料                         2-40份，

分散剂                       0.1-2份，

消泡剂                       0.1-2份。

3.根据权利要求2所述的一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于:

所述胶黏剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、白乳胶、淀粉和糊精中的一种或者数种；

所述填料为滑石粉、树脂、碳酸钙粉末、高岭土中的一种或者数种；

所述分散剂为聚丙烯酸钠、焦磷酸钠、PVA、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇中的一种或者数种；

所述间隔剂为纤维素或者淀粉；

所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯中的一种或者数种。

4.根据权利要求1所述的一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于：

所述溶剂为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、硬脂酸中的一种或者数种；

所述发色剂为结晶紫内酯（CVL）、ODB（N102）、热敏绿、热敏红中的一种或者数种；

所述显色剂为双酚A、水杨酸锌树脂、改性酚醛树脂中的一种或者数种；

所述囊壁为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种。

5.根据权利要求1所述的一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于：所述温变微胶囊的粒径为1-30微米。

6.一种可温变的微胶囊涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，芯材制备，将8-20质量份的溶剂在50-90摄氏度下加热，向溶剂内加入0.2-1.2质量份的发色剂和0.3-1.5质量份的显色剂，待完全溶解后保持0.5-2小时；

第二步，乳化，然后加入乳化剂0.3-1份，并且调节pH值至3.8-5后分散至颗粒度为1-30微米；

第三步，保温，加入11-37质量份的囊壁材料后升温至90摄氏度，搅拌反应2小时，然后加入0.2-4质量份的尿素，冷却后过滤、洗涤、温变微胶囊；

第四步，制备微胶囊涂料，在常温下将100-250质量份的水、2-8质量份的间隔剂、2-10质量份的胶黏剂、第三步制备的20-64.7质量份的温变微胶囊搅拌混匀后得到可变温的微胶囊涂料。

7.根据权利要求6所述的一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于：在第四步中，还可以加入2-40质量份的填料、0.1-2质量份的分散剂，0.1-2质量份的消泡剂。

8.根据权利要求7所述的一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于：所述胶黏剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯乳胶、苯丙乳胶、白乳胶、淀粉和糊精中的一种或者数种；

所述填料为滑石粉、树脂、碳酸钙粉末、高岭土中的一种或者数种；

所述分散剂为聚丙烯酸钠、焦磷酸钠、PVA、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇中的一种或者数种；

所述间隔剂为纤维素或者淀粉；

所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯中的一种或者数种。

9.根据权利要求6所述的一种可温变的微胶囊涂料，其特征在于：所述溶剂为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、月桂酸、硬脂酸中的一种或者数种；

所述发色剂为结晶紫内酯（CVL）、ODB（N102）、热敏绿、热敏红中的一种或者数种；

所述显色剂为双酚A、水杨酸锌树脂、改性酚醛树脂中的一种或者数种；

所述囊壁材料为三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚脲、异氰酸酯中的一种或者数种；

所述乳化剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯醇中的一种。