一种具有湿度显示功能的环保变色油墨及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环保水性变色油墨，其可根据本身颜色的变化指示外界的湿度的 环保变色油墨及其制备方法，主要应用于印刷电子包装行业领域。
【背景技术】
[0002] 在电子行业中，湿气对电子元器件在包装运输和储存过程中有着致命的危害。目 前主流的包装方式是在包装袋中放入干燥剂来吸收包装内部的湿气，已达到保护电子元器 件的目的。但电子元器件在运输和储存过程有诸多不确定因素，例如包装袋的破损，干燥剂 的失效等，使用者不能很直观的判断包装内部的湿度是否是电子元器件的安全值。故在包 装过程中需另再引入一种可显示湿度的湿度指示剂来配合干燥剂包装。
[0003] 湿度指示剂的引入不仅增加了包装工序，提高了包装成本。也因其本身的化学性 质会对电子元器件或环境产生不利的影响。例如在US2005/0106735A1中提到湿度指示剂 使用氯化镁和氯化钠来实现湿度指示的效果，其含有大量的卤素会污染电子元器件。在 CN101393134A中提到使用无水硫酸铜或五水硫酸铜来实现湿度指示效果，其含有大量对环 境不友好的重金属铜离子，并不值得推广。
[0004] 令人吃惊地已经发现，干燥剂本身的外包装上需要通过油墨印刷出生产商的logo 或提示字样，如果有一种可以根据外界的湿度变化而产生颜色变化的变色油墨来替代传统 的印刷油墨，则可使干燥剂不仅具有吸湿功能还具有湿度显示功能。
[0005] 国内外对变色油墨已有很深入的研究及很有价值的成果。但其研究的变色油墨的 变色原理都是根据温度变化变色，或光源变化变色，业内称之为'温变油墨'或'光变油墨'。 其不适用于电子包装行业领域，而根据湿度变化变色的'湿变油墨'目前研究尚属空白。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有技术无可根据湿度变化而变色的 变色油墨问题而提供一种可根据本身颜色的变化指示外界的湿度的环保变色油墨，其具有 湿度显示功能，可应用于干燥剂外包装的印刷或电子包装行业的外包装印刷。
[0007] 本发明所要解决的技术问题之二在于提供上述具有湿度显示功能的环保变色油 墨的制备方法。
[0008] 作为本发明第一方面的具有湿度显示功能的环保变色油墨，由以下重量百分比原 料制备而成：
[0009] 成膜树脂 10%~30%; 流变剂 5%~20%; 消泡剂 a1%~5%; ph染料指示剂0. 1%~10%;ph值调节剂 1%~15%; 润湿剂 5%~30%; 溶剂 30%~70%
[0010] 在本发明的一个优选实施例中，为了使油墨印刷于基材具有良好的附着力，本发 明成膜树脂优先使用水性环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种组合。
[0011] 在本发明的一个优选实施例中，为了使油墨具有优异的流变性，本发明的流变剂 使用改性丙烯酸酯交联共聚物、非离子聚醚型聚氨酯中的一种或两种组合。
[0012] 本发明还使用改性有机硅乳液、矿物油中的一种或两种组合来作为消泡剂。
[0013] 在本发明的一个优选实施例中，为使油墨具有变色性，本发明需要通过ph染料指 示剂来实现，ph染料指示剂根据体系中ph的变化，分子结构发生改变而呈现可被人眼察觉 的颜色变化。适用于本发明的ph染料指示剂选自于石蕊、酚酞、甲基紫、甲基橙、中性红、孔 雀石绿、溴百里香酚蓝、二甲苯酚蓝中的一种或多种组合。
[0014] 为了配合ph染料指示剂能够发生颜色变化，需加入ph调节剂来调整体系的ph 值。ph调节剂具有给出质子或吸收质子的功能。具体的本发明可选用硫酸、硝酸、柠檬酸、 乙酸、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种组合。
[0015] 本发明还需引入具有一定吸湿功能的润湿剂，来根据外界湿度的变化，使油墨具 有更好的可视性颜色变化。润湿剂可选用硫酸镁、硫酸钠、丙三醇、乙二醇中的一种或多种 组合。
[0016] 本发明的溶剂选用对环境友好的去离子水或乙醇或其组合。
[0017] 作为本发明的具有湿度显示功能的环保变色油墨的制备方法，具体是
[0018] 1.将占总体系重量的30% -70%的溶剂加入烧瓶或反应釜中，接着依次加入 5 %~30 %润湿剂、0. 1 %~10 %ph染料指示剂，以500r/min-800r/min转速室温搅拌l-2h 直至润湿剂和ph染料指示剂完全溶解，即得溶液一；
[0019] 2?向溶液一中加入1%~15%ph值调节剂，继续以500r/min-800r/min转速室温 搅拌15-30min调至体系的ph达到ph染料指示剂的变色范围，即得溶液二；
[0020] 3.向溶液二中加入10%~30%成膜树脂，以20(^/1^11-30(^/111111转速并水浴加 热至70-85°C搅拌2-4h;之后降温至45-50°C保温30min;使成膜树脂与溶液二充分交联聚 合，冷却至室温，即得溶液三；
[0021] 4.向溶液三中依次加入5%~20 %流变剂、0. 1 %~5%消泡剂，以200r/ min-300r/min转速室温搅拌l-2h;即得具有湿度显示功能的环保变色油墨。
[0022] 本发明的关键技术在于开发一种油墨，其颜色可根据外界湿度变化而改变，并所 用原料组分不含有重金属及卤素或其他不环保物质，无毒无害，对环境友好。
【具体实施方式】：
[0023] 以下结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
[0024] 实施例1
[0025] 本实施例提供一种具有湿度显示功能的变色油墨，以具有湿度显示功能的变色油 墨总重量为基准，该具有湿度显示功能的变色油墨由如下百分比的组分配制而成：聚氨酯 树脂，20% ;非离子聚醚型聚氨酯，8% ;改性有机硅乳液，0.2% ;中性红，0.2% ;乙酸，4.6% ; 丙三醇，10%;去离子水，57%。
[0026] 该具有湿度显不功能的变色油墨的制备方法是：
[0027] 1.将占总体系重量的57%的去离子水加入烧瓶中，接着依次加入10%丙三醇、 0. 2%中性红，以500r/min转速室温搅拌lh，即得溶液一；
[0028] 2?向溶液一中加入4. 6%乙酸，继续以500r/min转速室温搅拌30min调体系的ph 至4. 5-5,即得溶液二；
[0029] 3.向溶液二中加入20%聚氨酯树脂，以300r/min转速并水浴加热至80°C搅拌 3h，之后降温至50°C保温30min，冷却至室温，即得溶液三；
[0030] 4.向溶液三中依次加入8%非离子聚醚型聚氨酯、0.2%改性有机硅乳液，以 300r/min转速室温搅拌2h，即得具有湿度显示功能的环保变色油墨实施例1。
[0031] 实施例2
[0032] 本实施例提供一种具有湿度显示功能的变色油墨，以具有湿度显示功能的变色油 墨总重量为基准，该具有湿度显示功能的变色油墨由如下百分比的组分配制而成：聚氨酯 树脂，20% ;非离子聚醚型聚氨酯，8% ;改性有机硅乳液，0.2% ;中性红，0. 4% ;乙酸，4. 4% ; 丙三醇，15%;去离子水，52%。
[0033] 该具有湿度显不功能的变色油墨的制备方法是：
[0034] 1.将占总体系重量的52%的去离子水加入烧瓶中，接着依次加入15%丙三醇、 0. 2%中性红，以500r/min转速室温搅拌lh，即得溶液一；
[0035] 2?向溶液一中加入4. 4%乙酸，继续以500r/min转速室温搅拌30min调体系的ph 至4. 5-5,即得溶液二；
[0036] 3.向溶液二中加入20%聚氨酯树脂，以300r/min转速并水浴加热至80°C搅拌 3h，之后降温至50°C保温30min，冷却至室温，即得溶液三；
[0037] 4.向溶液三中依次加入8%非离子聚醚型聚氨酯、0.2%改性有机硅乳液，以 300r/min转速室温搅拌2h，即得具有湿度显示功能的环保变色油墨实施例2。
[0038] 实施例3
[0039] 本实施例提供一种具有湿度显示功能的变色油墨，以具有湿度显示功能的变色油 墨总重量为基准，该具有湿度显示功能的变色油墨由如下百分比的组分配制而成：聚氨酯 树脂，20%;非离子聚醚型聚氨酯，8%;改性有机硅乳液，0.2%;中性红，0.8%;乙酸，4%; 丙三醇，15%;去离子水，52%。
[0040] 该具有湿度显不功能的变色油墨的制备方法是：
[0041] 1.将占总体系重量的52%的去离子水加入烧瓶中，接着依次加入15%丙三醇、 0. 2%中性红，以