热致变色组合物、热致变色可擦中性墨水及其装配笔芯的制作方法
【专利摘要】本发明提供热致变色组合物、由热致变色组合物制成的热致变色微胶囊、由热致变色微胶囊制成的热致变色可擦中性墨水以及装配热致变色可擦中性墨水的笔芯。所述热致变色组合物含有(1)供电子化合物；(2)受电子化合物；和(3)有机溶剂，其特征在于，所述有机溶剂为含苯环的羧酸与二元醇形成的二酯或二元羧酸与含苯环的脂肪醇形成的二酯。采用本发明的热致变色可擦中性墨水匹配特殊制备的可擦笔头装配成笔芯，可实现字迹的完全擦除和反复书写的功能。
【专利说明】热致变色组合物、热致变色可擦中性墨水及其装配笔芯
【技术领域】
[0001]本发明涉及热致变色组合物、由热致变色组合物制成的热致变色微胶囊、由热致变色微胶囊制成的热致变色可擦中性墨水以及装配热致变色可擦中性墨水的笔芯。
【背景技术】
[0002]热致变色即通过升温或降温来改变体系的颜色。现有的热致变色体系，其颜色的改变大多是可逆的，即升高(或降低)到某一温度体系颜色发生改变，一旦温度下降低于该温度(或上升高于该温度)时体系的颜色会立即恢复；或者体系的颜色改变是完全不可逆的，一旦温度变化体系颜色发生了改变，再无法恢复。上述体系都无法直接应用于可擦墨水体系，因为作为可擦墨水，其书写字迹在温度升高时颜色消失后不希望一旦温度降低颜色便立即恢复；同时考虑到运输过程中可能产生的高温使墨水消色，需要使其在某一环境下复色而正常书写。
[0003]常见的有机可逆热致变色体系是一类复配混合物，其主要由供电子显色有机化合物和受电子化合物组成。其中供电子显色有机化合物多为三芳甲烷、荧烷或螺环系列，受电子化合物为一种路易斯酸，它包括脂肪酸、酚类及其金属盐。两者种类繁多，在实际应用中可根据需求进行组合。该复配混合物可随着温度改变而可逆地改变颜色。
[0004]在上述复配混合物中添加一种有机溶剂，在其熔融状态能很好的溶解复配混合物并影响其变色特性。由这类有机溶剂和复配混合物组成的热致变色组合物，其在常温下为有色状态，加热到某一温度后发生消色且停止加热温度降低颜色不再恢复，将被消色的上述组合物置于低于消色温度的某一温度环境下颜色才能重新恢复。美国专利USP5，879，443报导了由含偶数碳的脂肪酸与含奇数碳的醇生成的酯能实现上述功能。美国专利USP7，708，913报导了通式为(e)的化合物亦能实现上述功能。
·[0005]
【权利要求】
1.热致变色组合物，其含有(I)供电子化合物；(2)受电子化合物；和(3)有机溶剂，其特征在于，所述有机溶剂为含苯环的羧酸与二元醇形成的二酯或二元羧酸与含苯环的脂肪醇形成的二酯。
2.根据权利要求1所述的热致变色组合物，其特征在于所述有机溶剂的通式由下式(a)或式(b)表示:
3.根据权利要求1或2所述的热致变色组合物，其特征在于所述供电子化合物:受电子化合物:有机溶剂的质量比为I: 0.1-10: 10-100，优选I: 0.5-2: 20-60。
4.根据权利要求1或2所述的热致变色组合物，其特征在于所述供电子化合物占所述热致变色组合物的质量百分比为1.5% _5.0%，所述受电子化合物占所述热致变色组合物的质量百分比为1% _9.0%，所述有机溶剂占所述热致变色组合物的质量百分比为86% -97.5%。
5.根据权利要求1所述的热致变色组合物，其特征在于所述供电子化合物为三芳甲烷或荧烧。
6.根据权利要求5所述的热致变色组合物，其特征在于所述三芳甲烷的通式由下式(C)表示：
7.根据权利要求5所述的热致变色组合物，其特征在于所述荧烷的通式由下式(d)表示:
8.根据权利要求1所述的热致变色组合物，其特征在于所述受电子化合物为酸性有机化合物，包括脂肪酸、酚类及其衍生物，优选含2个及以上酚羟基的酚类及其衍生物。
9.热致变色微胶囊，其含有包封囊芯的壁材和囊芯，其特征在于所述囊芯为权利要求1-8任一项所述的热致变色组合物。
10.根据权利要求9所述的热致变色微胶囊，其特征在于所述微胶囊的形状为圆球形或不规则多面体。
11.根据权利要求9所述的热致变色微胶囊，其特征在于所述微胶囊的粒径为0.5-20 μ m,优选 1-5 μ m。
12.根据权利要求9所述的热致变色微胶囊，其特征在于所述壁材由一种或一种以上选自苯乙烯、丙烯酸、马来酸或其衍生物的单体聚合而成，或选自带相反电荷亲水性胶体的复凝聚产物，如阿拉伯胶、果胶、明胶或黄原胶。
13.根据权利要求9所述的热致变色微胶囊，其特征在于所述壁材与囊芯的质量比为6:1-1: 1，优选 3: 1-1: 1。
14.热致变色可擦中性墨水，其含有权利要求9-13任一项所述热致变色微胶囊、添加剂和水。
15.根据权利要求14所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述添加剂选自一种或多种下列成分:水溶性树脂、分散剂、粘度调节剂、消泡剂、保湿剂和防腐剂。
16.根据权利要求15所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述水溶性树脂为苯乙烯聚丙烯酸树脂。
17.根据权利要求15所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述分散剂选自吐温；聚氧乙烯烷基苯基醚；脂肪酸单乙醇酰胺；聚氧乙烯烷基胺；阴离子表面活性剂:脂肪硫酸酯单乙醇胺盐、脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、十六烷基溴化吡啶；阳离子表面活性剂:脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、三甲基硬脂酰胺卤化物中的一种或多种成分。
18.根据权利要求15所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述粘度调节剂选自聚丙烯酸钠、羟乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、黄原胶和烷氧基聚氨酯中的一种或多种成分。
19.根据权利要求15所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述消泡剂选自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的两种或多种成分。
20.根据权利要求15所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述保湿剂选自丙三醇、丁二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇，己二醇、山梨糖醇或木糖醇中的两种或多种成分。
21.根据权利要求15所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述防腐剂选自对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯、山梨酸、山梨酸钾、山梨酸钙、苯甲酸和苯甲酸钠中的两种或多种成分。
22.根据权利要求14-21中任一项所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于各组分所占质量百分比如下:热致变色微肢囊 10-30wt%水溶性树脂10~30wt%分散剂0.5-3wt%枯度调节剂0.5-5 wt%消泡剂0.5-2wt%保湿剂0.5-L5wt%防腐剂0.1-0.5wt%/?28-78wt%0
23.根据权利要求14-22中任一项所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述热致变色可擦中性墨水在常 温下为有色状态，加热到消色温度或高于消色温度时发生消色反应，墨水颜色消失且停止加热后颜色不再恢复；将被消色的热致变色可擦中性墨水置于复色温度或低于复色温度时颜色重新恢复。
24.根据权利要求23所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述消色温度高于复色温度。
25.根据权利要求23所述的热致变色可擦中性墨水，其特征在于所述消色温度高于45 0C，所述复色温度低于0°C。
26.装配热致变色可擦中性墨水的笔芯，其由权利要求14-25中任一项所述的热致变色可擦中性墨水、笔头及其他辅助配件构成。
27.根据权利要求26所述的笔芯，其特征在于所述笔头选自子弹形或针管形笔头，其球珠直径大小为0.5-0.7mm，笔头墨水槽的数量为3条或3条以上，球珠与碗口的径向间隙处于15-30 μ m范围内，球珠与球座的轴向间隙处于45_75 μ m范围内。
【文档编号】C09K9/02GK103788939SQ201210429205
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】陈湖雄, 陈义军, 丁云峰, 姚鹤忠 申请人:上海晨光文具股份有限公司