氧气敏感的变色油墨及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油墨领域，尤其涉及一种氧气敏感的变色油墨及其制备方法。
【背景技术】
[0002]食品、饮料和药品等易腐产品只有在无氧环境下才能获得预定的保质期，它们在有氧环境下容易腐败变质，如何确定易腐产品的包装密封程度是否符合要求，目前并无有效的对应手段。因此，有必要开发一种对氧气敏感的油墨，并以印刷的形式应用于产品包装上，用于确认产品的密封程度，从而确认处于保质期内的产品是否腐败变质。
[0003]现有技术中有一种智能颜料及变色薄膜，该智能颜料的氧气敏感活性染料成分可与氧气发生氧化还原反应而变色，进而可作为成分检测试剂或防伪材料加以运用。然而，当其运用于包装上时，存在以下问题:
[0004]1、当该智能颜料使用时，其粘结性差，采用涂布或浸染的方式应用于包装材料上，当其溶剂干燥后，颜料以颗粒的形式附着在包装材料表面上，附着力、耐摩擦性能、耐折性能都无法满足包装设计的要求，生产过程中的抖动或刮擦使颜料颗粒极易脱落；同时，该智能颜料的氧气敏感活性染料成分具有一定的毒性，采用涂布或浸染的方式运用于包装材料时，尤其在颜料附着力不强的情况下，处于包装材料表层具有毒性的氧气敏感活性染料成分极易沾染至产品或人体上，食用或使用此产品对人体健康具有一定的危害。
[0005]2、该智能颜料的氧气敏感活性染料成分具有亲水的性质，当其处于高湿环境时，容易吸潮甚至呈液体态渗出，因此，该智能颜料只适合于干燥环境使用。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种氧气敏感的变色油墨，旨在解决现有的智能颜料的粘结性差以及该智能颜料具有亲水吸湿性导致其只能在干燥环境中使用的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本发明提供一种氧气敏感的变色油墨，所述变色油墨包括组分如下:
[0008]氧气敏感活性染料、还原剂、粘结剂、疏水剂以及有机溶剂。
[0009]优选地，所述氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料和靛蓝染料中的至少一种。
[0010]优选地，所述还原剂为连二亚硫酸盐、硫代硫酸盐、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、硼氢化盐和抗坏血酸中的至少一种。
[0011]优选地，所述粘结剂为明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
[0012]优选地，所述疏水剂为磺化聚苯乙烯，所述磺化聚苯乙烯的磺化度为10?30%。
[0013]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种氧气敏感的变色油墨，所述变色油墨包括组分如下:
[0014]氧气敏感活性染料、光触媒材料、电子供体材料、粘结剂、疏水剂以及有机溶剂。
[0015]优选地，所述光触媒材料为纳米二氧化钛、纳米钛酸锶、纳米氧化锡、纳米氧化钨和纳米氧化锌中的至少一种；
[0016]所述电子供体材料为乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羟基己烷和柠檬酸中的至少一种。
[0017]优选地，所述氧气敏感活性染料为噻嗪染料、恶嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料和靛蓝染料中的至少一种；
[0018]所述粘结剂为明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
[0019]所述疏水剂为磺化聚苯乙烯，所述磺化聚苯乙烯的磺化度为10?30%。
[0020]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种氧气敏感的变色油墨的制备方法，所述制备方法包括步骤如下:
[0021 ] 在样品瓶中加入疏水剂和有机溶剂，并搅拌所述疏水剂溶解至溶液；
[0022]在所述溶液中加入电子供体材料，并搅拌均匀；
[0023]然后加入光触媒材料，分散均匀后加入氧气敏感活性染料，并密封样品瓶，搅拌至该氧气敏感活性染料完全溶解；
[0024]开启样品瓶，在样品瓶中加入粘结剂，并搅拌。
[0025]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种氧气敏感的变色油墨的制备方法，所述制备方法包括步骤如下:
[0026]在样品瓶中加入氧气敏感活性染料、有机溶剂和纯净水，密封样品瓶，超声激励、搅拌至氧气敏感活性染料溶解形成溶液；
[0027]开启样品瓶，在所述溶液中加入疏水剂后密封样品瓶，超声波激励、搅拌至所述溶液形成凝胶；
[0028]开启样品瓶，在所述凝胶中加入电子供体材料，并搅拌均匀，然后加入光触媒材料，密封样品瓶，并采用超声波激励、搅拌至所述光触媒材料均匀分散；
[0029]再次开启样品瓶，在样品瓶中加入粘结剂，并搅拌。
[0030]本发明氧气敏感的变色油墨可以通过氧气敏感活性染料的颜色变化判断其处于氧化状态还是还原状态，进而判断产品包装中是否含有氧气，同时，由于还原态的活性染料的氧化过程具有持续性，因此，该油墨可作为计时油墨加以应用；该变色油墨的粘结剂在油墨固化后，具有成膜作用，一方面，增强变色油墨的附着力，使其满足印刷对油墨附着力和耐摩擦力的要求，另一方面，粘结剂成膜后对变色颜料具有保护作用，避免颜料与产品直接接触；该变色油墨的疏水剂可与氧气敏感活性染料发生离子绑定，使氧气敏感活性染料具有疏水功能，提高该变色油墨在高湿环境下的稳定性，降低该变色油墨的存储和使用对环境的要求；该变色油墨可以由多种有机溶剂调配成粘度差别较大的油墨，以满足胶印、丝印、柔印和凹印等不同印刷方式的要求；进一步地，该变色油墨的还原剂可以被光触媒材料和电子供体材料替代，进而其变色过程为可逆变色，采用合适波长的UV光照射后，光触媒材料和电子供体材料配合，将被氧化的氧气敏感活性染料重新激活，使其回到还原状态，因此该变色油墨为UV激活变色油墨。
[0031]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。
【具体实施方式】
[0032]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。
[0033]本发明提供一种氧气敏感的变色油墨，在一较佳实施例中，该变色油墨包括组分如下:
[0034]氧气敏感活性染料、还原剂、粘结剂、疏水剂以及有机溶剂。
[0035]该较佳实施例的变色油墨可以通过氧气敏感活性染料的颜色变化判断其处于氧化状态还是还原状态，进而判断产品包装中是否含有氧气，同时，由于还原态的活性染料的氧化过程具有持续性，因此，该油墨可作为计时油墨加以应用；该变色油墨的粘结剂在油墨固化后，具有成膜作用，一方面，增强变色油墨的附着力，使其满足印刷对油墨附着力和耐摩擦力的要求，另一方面，粘结剂成膜后对变色颜料具有保护作用，避免颜料与产品直接接触；该变色油墨的疏水剂可与氧气敏感活性染料发生离子绑定，使氧气敏感活性染料具有疏水功能，提高该变色油墨在高湿环境下的稳定性，降低该变色油墨的存储和使用对环境的要求；该变色油墨可以由多种有机溶剂调配成粘度差别较大的油墨，以满足胶印、丝印、柔印和凹印等不同印刷方式的要求。
[0036]在一优选实施例中，该氧气敏感活性染料具有氧化态和还原态两种形式，分别对应两种明显不同的颜色，其还原态产物易被空气中的O2氧化成氧化态产物。通常，氧气敏感活性染料在含氧环境中处于氧化态，呈现第一颜色，氧气敏感活性染料被还原剂从氧化态还原为还原态，呈现第二颜色，