一种特殊配方的感压膜显色涂层及其制备方法与应用与流程

本发明涉及感压纸和感压聚合物薄膜，具体涉及一种特殊配方的感压膜显色涂层及其制备方法与应用。

背景技术：

1、现有的感压纸及聚合物薄膜涂布层采用的电子接受性显色剂主要为无机粘土类材料和有机合成类材料，无机粘土类材料是膨润土、高岭土、沸石，藻土等用酸处理后的产品，该类显色剂与提供电子给予性的染料前体发生吸附作用打开环显色，该反应是可逆的，在湿度较大的空气中及有其它氧化性气体的环境中易发生褪色，降低显色密度，并且无机粘土类显色密度低于有机合成类显色剂。有机合成类显色剂是烷基羟基苯甲酸及其改性物、以及油溶性酚醛树脂及其改性物，其与染料前体发生化学作用发色，颜色鲜艳、密度高，但在温度较高的使用环境下，色彩会减退，而且色迹会熔融从而粘连其它基纸或薄膜上的涂层。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中以下至少一种缺陷：

2、1)感压纸及薄膜涂布层无机粘土类显色剂发色密度低；

3、2)有机合成类显色剂不耐高温，易降低显色，易粘连其它涂层。

4、本发明提供了一种特殊配方的感压膜显色涂层及其制备方法与应用。

5、本发明的目的通过下述技术方案实现：

6、本发明的技术方案之一提供了一种感压膜显色涂层，该显色涂层包括以下重量份数的组分：

7、

8、

9、进一步的，所述改性剂为强酸弱碱盐，所述强酸弱碱盐包括硫酸铵、硫酸镁、硫酸铝、硫酸锌、氯化铵、氯化镁、氯化铝或氯化锌中的一种或多种。

10、更进一步的，所述强酸弱碱盐优选为氯化铝。

11、更进一步的，所述强酸弱碱盐优选为氯化锌和硫酸锌的混合物，该混合物中氯化锌和硫酸锌的质量比为1-3:1，优选为1:1。

12、上述多种强酸弱碱盐复配使用后可赋予粘土层状结构中更多活性酸中心，利于接受更多的染料前体的电子而产生化学反应从而提高发色密度。

13、进一步的，所述改性剂为固体超强酸。

14、更进一步的，所述固体超强酸包括无机盐复配的固体超强酸、杂多酸固体超强酸、负载金属氧化物的固体超强酸或含卤素的固体超强酸中的一种或多种。

15、更进一步的，所述固体超强酸优选为so42ˉ/tio2型固体超强酸。

16、更进一步的，所述固体超强酸优选为so42ˉ/tio2型固体超强酸和so42ˉ/zro2-wo3型固体超强酸的混合物，该混合物中so42ˉ/tio2型固体超强酸和so42ˉ/zro2-wo3型固体超强酸的质量比为1-2:1，优选为1:1。

17、上述多种固体超强酸是可以媲美无机强酸硫酸的无机物，且没有硫酸的腐蚀性，具有较强的与染料前体反应的性能，复配使用后可增强反应活性度，从而提高发色密度。

18、进一步的，所述改性剂为有机合成类酸性化合物，所述有机合成类酸性化合物包括直链脂肪酸、直链脂肪酸镁盐、直链脂肪酸铝盐、直链脂肪酸钙盐、直链脂肪酸锌盐、直链脂肪酸镍盐、芳香羧酸、芳香羧酸镁盐、芳香羧酸铝盐、芳香羧酸钙盐、芳香羧酸锌盐、芳香羧酸镍盐、油溶性酚醛树脂或锌改性油溶性酚醛树脂中的一种或多种。

19、更进一步的，所述有机合成类酸性化合物优选为金属锌改性酚醛树脂。

20、更进一步的，所述有机合成类酸性化合物优选为金属锌改性酚醛树脂和3,5-二苄基水杨酸锌的混合物，该混合物中金属锌改性酚醛树脂和3,5-二苄基水杨酸锌的质量比为(2-5)：3，优选为2:3。

21、上述有机合成类酸性化合物改性剂金属改性酚醛树脂耐氧老化和耐紫外光老化优秀，然其与染料前体化学反应速度较慢，芳香羧酸金属盐与染料前体化学反应速度较快，颜色鲜艳但耐氧化性不佳降解速度快，二者结合复配使用，可以发挥优势，弥补缺陷获得优异性能，保持良好发色密度。

22、所述改性剂优选为强酸弱碱盐、固体超强酸和有机合成类酸性化合物的混合物。

23、优选的，所述改性剂为氯化铝、so42ˉ/tio2型固体超强酸和金属锌改性酚醛树脂的混合物，该混合物中氯化铝、so42ˉ/tio2型固体超强酸和金属锌改性酚醛树脂的质量比为(1-3)：1:1，优选为1:1:1。

24、优选的，所述改性剂为氯化铝、硫酸锌、so42ˉ/tio2型固体超强酸、金属锌改性酚醛树脂和3,5-二苄基水杨酸锌的混合物，该混合物中氯化铝、硫酸锌、so42ˉ/tio2型固体超强酸、金属锌改性酚醛树脂和3,5-二苄基水杨酸锌的质量比为1-2:3:5:2:1-3，优选为2:3:5:2:3。

25、上述三类改性剂，强酸弱碱盐、固体超强酸、有机合成类酸性化合物可复配使用，复配使用后可同时赋予粘土层状结构中更多活性酸中心、增强反应活性度、提高显色鲜艳度，从而提高发色密度。

26、目前市场上常用的酸处理粘土类和有机合成化合物各有优缺点，粘土类比表面积大，有大量的酸中心，吸附含染料前体的微胶囊芯溶剂速度快，发色快，但缺点是显色的色迹不鲜艳且遇到环境中水分和氧化性成分颜色易褪去或变淡。有机合成化合物类是一类可以溶解在含染料前体的微胶囊芯溶剂中的酸性化合物从而与染料前体产生化学反应而显现出颜色，显色比较鲜艳，但其缺点是有机化合物的同病不耐受较高的温度，造成颜色变化，转变为熔融状态，从而粘附上膜使涂层脱落。将粘土和上述有机合成类酸性化合物结合起来可获得显色密度高、高温下涂层稳定不脱落的涂层。

27、进一步的，所述粘结剂包括淀粉、明胶、丁苯胶乳或聚乙烯醇(pvoh)中的三种或四种。

28、进一步的，所述助剂为界面张力调节剂和流变改良剂。

29、更进一步的，所述界面张力调节剂包括吐温-20或磺化琥珀酸二辛酯钠盐。

30、更进一步的，所述流变改良剂包括聚丙烯酸钠或羧甲基纤维素钠。

31、本发明的技术方案之二提供了上述感压膜显色涂层的制备方法，该制备方法包括：

32、取所述活性白土、改性剂、粘结剂、助剂混合，即得目的产物。

33、本发明的技术方案之三提供了上述感压膜显色涂层的应用，将该显色涂层涂布在基材上，然后经干燥得到感压下膜。此处感压下膜是指感压膜的显色下层，感压膜的显色上层为涂有提供电子给予性的染料前体膜(即感压上膜)，感压下膜的显色涂层中接受电子的物质与感压上膜中的电子给予性的染料前体可发生反应显色。

34、进一步的，所述显色涂层的涂布量为10～15g/m2。

35、粘土中添加强酸弱碱盐和/或固体超强酸改性剂的作用就是协同粘土提高涂层接受电子的能力，进而达到提高显色密度的目的，具有较强吸附能力的粘土可吸附较多的感压上膜转移来的囊芯内的溶剂和染料前体，粘土还可保持涂层内部及与基材的粘结稳定。

36、粘土中添加有机合成类酸性化合物改性剂作用就是利用粘土其较强的吸附能力可吸附较多的感压上膜转移来的囊芯内的溶剂和染料前体，而有机合成类酸性化合物具有较鲜艳的显色性能，粘土协同有机合成类酸性化合物作用，进而可以达到显色的高密度与鲜艳度，同时保持涂层内部及与基材的粘结稳定。

37、本发明配方中粘结剂主要起到两个作用：1)粘结涂层粘土颗粒；2)粘结涂层与基材。粘结剂添加比例过低，粘结不充分，而添加过高的比例会堵塞颗粒间的微孔，阻碍囊芯内的溶剂和染料前体的扩散，故需将粘结剂的比例控制在一定的范围内。丁苯胶乳与聚乙烯醇(pvoh)粘结剂虽有较强的粘结力但其形成的表面膜具有致密性，不利于囊芯内的溶剂和染料前体的扩散，加入淀粉和明胶使之形成复合粘结剂(co-binder)，可降低致密性，保证囊芯内的溶剂和染料前体的扩散。

38、为便于更好的涂布形成性能良好的涂层，需在制备的涂料中添加羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸钠流变改良剂，改善涂料的流动性延展性；添加吐温-20或磺化琥珀酸二辛酯钠盐界面张力调节剂降低涂料的界面张力，增强涂料的渗透性能，使涂层颗粒之间更好的结合在一起，并使涂层颗粒与基材更好的结合在一起。

39、本发明的有益效果在于：

40、1)与现有无机粘土类显色剂相比，本发明感压膜显色涂层显色密度较高，高达0.78；

41、2)与现有有机合成类显色剂相比，本发明制备的显色涂层更耐高温(高达200℃)，不易粘连其它涂层，并且显色密度(0.78)与现有有机合成类显色剂(显色密度0.79)相当。