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一种隐形防伪材料组合物、制备工艺及其应用

文献发布时间:2023-06-19 11:34:14



技术领域

本发明涉及防伪材料技术领域,具体涉及一种隐形防伪材料组合物、制备工艺及其应用。

背景技术

品牌效应是品牌为企业带来的效应,在商业社会中价值的延续,而我国目前对于品牌产品的正品防伪维护,基本在包装品牌产品的包装盒或包装袋上设置防伪标签,如护肤品、酒水等昂贵消费品,防伪标签设置在包装盒或包装袋上,便于购买时候消费者可及时验证真假或查询防伪信息。

但是市场上亦有存在采用假冒伪劣产品装载与原设有防伪标签的包装盒或包装袋上,以假乱真,当消费者拆开包装盒或包装袋后,发现购买的产品为假冒伪劣产品,装载产品的容器上亦没有相关防伪标识,或是粘贴式的防伪标识容易伪造,导致消费者对假冒伪劣产品的维权难度较大。

而对于在装载产品的容器上设置防伪标识,目前市面上较多是采用防伪油墨印刷于防伪标签上,然后将防伪标签粘贴于装载容器表面,但亦会存在防伪标签容易掉落、或是将防伪标签粘贴于假冒产品容器表面,对于装载产品的容器本身的防伪性能仍较低,而目前在装载容器表面印刷或涂布防伪油墨,亦存在防伪油墨容易脱落等情况,降低防伪性能。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种隐形防伪材料组合物,该隐形防伪材料组合物能在装载产品的容器表面粘附稳定,适用于玻璃装载容器和塑料装载容器,亦可适用于包装薄膜、包装盒、防伪标签中,与基体附着稳定,不易脱落,且常态下呈无色透明效果,在紫外光照射下呈现荧光效果,防伪效果好。

本发明的另一目的在于提供一种隐形防伪材料组合物的制备工艺,该制备工艺操作方便,易于控制,制得的隐形防伪材料组合物性能稳定,且与固化剂混合后,可施加于装载容器表面,亦可施加于包装薄膜、包装盒、防伪标签,经过固化后则形成防伪标识,具有荧光防伪效果。

本发明的又一目的在于提供一种隐形防伪材料组合物的应用,可应用于包装薄膜、包装盒、防伪标签中,应用范围广泛,实用性高。

本发明的再一目的在于提供一种隐形防伪材料组合物在装载容器中的应用,可适用于塑料或玻璃材质的装载容器中,通过将装载容器的表面利用镭射雕刻手段制得雕刻凹槽,并形成雕刻的图文信息,再将上述隐形防伪材料组合物与固化剂混合后施加至上述雕刻凹槽中,在雕刻凹槽中粘附稳定,固化成型后在紫外光照射下呈立体效果的防伪图文信息,防伪效果佳。

本发明的目的通过下述技术方案实现:一种隐形防伪材料组合物,包括如下重量份的原料:

每份重量份所述纳米光致变色材料包括1.5-2.5重量份3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、1-2重量份2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、0.5-0.8重量份Y

本申请通过采用上述物料制备隐形防伪材料组合物,物料分散性好,纳米光致变色材料不易沉降、分层,稳定性高,并与塑料材质、玻璃材质、纸质、粘附稳定,不易脱落,在常态下为无色透明,在紫外线的作用下呈现荧光状态,具有防伪效果。

其中,采用的纳米光致变色材料由包含有机组分和配合物等物质以特定的用量配合而成,具有稳定的隐形防伪效果,于组合物中分散均匀,在常态下无色透明,呈隐形状态,而在紫外线下能呈现荧光状态,便于识别;优选的,采用的3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷选购自武汉海山科技有限公司,为淡黄色粉末,可稳定分散于组合物体系,采用的2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷选购自湖北万得化工有限公司,稳定性高,3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷和2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷中含有不饱和键,可将波长较短的紫外光转化为波长更长的可见光,以呈现荧光效果;而采用的Y

其中,采用的分散剂能提高隐形防伪材料组合物中物料的分散性,减少纳米光致变色材料及填充料的团聚或沉降现象,使得防伪材料组合物具有一定的光泽度,表面平整;采用的填充料一方面可作为纳米光致变色材料的载体,提高纳米光致变色材料在体系中的分散性,另一方面可提高防伪材料组合物在基体表面的附着性,提高涂施稳定性。采用的表面活性剂可降低高聚物及纳米光致变色材料、填充料、溶剂之间的界面张力,提高粉体与高聚物、溶剂之间的相容性,进而提高物料的分散均匀性;采用的高聚物则为防伪材料组合物提供了粘附于基体的主体,提高防伪材料组合物在基体表面的附着稳定性,不易脱落。采用的增牢剂则提高隐形防伪材料组合物的粘附性,提高其在基体表面的附着牢度;采用的溶剂则提高防伪材料组合物的分散性,使其具有一定的流延性能,在基体表面易于涂施。

优选的,所述纳米光致变色材料为经过负载改性处理的改性纳米光致变色材料,所述改性纳米光致变色材料通过如下步骤制得:

步骤A:将月桂醇聚氧乙烯醚加入至混合溶剂中,然后加入硅烷偶联剂,混合搅拌,制得改性底液;

步骤B:将3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、Y

由于纳米光致变色材料中含有有机成分和配合物等物质,与高聚物、填充料等物料的分散相容性较低,容易影响纳米光致变色材料在体系中的分散效果,进而出现团聚、沉积等现象,影响防伪材料组合物在基体上的附着性,并影响荧光显色效果。因此,本申请中,通过将纳米光致变色材料与二氧化硅混合保温,对纳米光致变色材料进行改性,将纳米光致变色材料接枝于二氧化硅中,利用二氧化硅在高聚物及溶剂中的分散性提高纳米光致变色材料的分散性能,并利用二氧化硅与基体的结合性能,提高防伪材料组合物在基体上的附着稳定性。其中,步骤A中先将月桂醇聚氧乙烯醚加入至混合溶剂中,制备表面活性溶液,再往表面活性溶液中添加硅烷偶联剂,随后再加入纳米光致变色材料,使得纳米光致变色材料在表面活性剂的作用下均匀分散在体系中,并事先与硅烷偶联剂混合、保温处理,使得硅烷偶联剂先与纳米光致变色材料部分接枝,在后续加入二氧化硅后,保温条件下,硅烷偶联剂对二氧化硅表面进行改性,作为接枝体改善二氧化硅表面的负载能力,同时预先与偶联剂分散均匀的纳米光致变色材料则较快地负载于二氧化硅表面,进而利用二氧化硅提高了纳米光致变色材料在防伪材料聚合物中的分散性。

优选的,所述步骤A中,月桂醇聚氧乙烯醚、混合溶剂及硅烷偶联剂的混合重量比为1:15-20:0.5-0.8,控制三者的混合比例,能使改性底液分散均匀,再而后续加入纳米光致变色材料和二氧化硅后,接枝稳定,接枝率高,改善纳米光致变色材料在防伪材料组合物中的分散性;所述混合溶剂是由异丙醇和正硅酸乙酯以为重量比为2-3:1组成,通过采用异丙醇和正硅酸乙酯混合作为混合溶剂,能将月桂醇聚氧乙烯醚、硅烷偶联剂、纳米光致变色材料和二氧化硅分散均匀,进而提高二氧化硅对纳米光致变色材料的负载稳定性,提高纳米光致变色材料在防伪材料组合物中的分散性,其中,采用的正硅酸乙酯能提高纳米光致变色材料的透光性,提高改性纳米光致变色材料的荧光效果;所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,表面的硅羟基与二氧化硅表面的硅羟基脱水缩合形成Si-O-Si键并接枝在二氧化硅的表面,使得二氧化硅产生的空间位阻作用力大,分散性好,并提高对纳米光致变色材料的负载性;所述步骤B中,纳米光致变色材料、改性底液和二氧化硅的混合重量比为5:10-12:2-4,通过控制纳米光致变色材料、改性底液和二氧化硅的混合重量比,使得在保温条件下能改性底液中的偶联剂组分两端分别接枝纳米光致变色材料和二氧化硅,提高纳米光致变色材料在二氧化硅表面的负载率,进而改善其在防伪材料组合物中的分散均匀性。而经过将纳米光致变色材料负载与二氧化硅上,制得的改性纳米光致变色材料粒径为180-230nm,在防伪材料组合物体系中分散性好。

优选的,所述二氧化硅为经过预处理的二氧化硅,具体步骤如下:

步骤(1):将二氧化硅进行煅烧处理,冷却;再与硝酸溶液混合,在温度为70-80℃下搅拌5-6h,过滤,用去离子水洗涤,真空抽滤,在110-120℃下干燥至恒重;

步骤(2):将步骤(1)干燥后的二氧化硅进行微波处理,再将微波处理后的二氧化硅加入至砂芯漏斗中,通入氮气5-6h,氮气先通过饱和溴化钠溶液底部后再通过二氧化硅,得到微波化二氧化硅;

步骤(3):将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酰氧基)钛酸酯溶解于二甲苯中,在氮气保护的氛围中搅拌,边搅拌边加入步骤(2)微波化二氧化硅,再在温度为75-83℃条件下搅拌反应24-28h,过滤,将过滤得到的固体用甲苯在索氏提取器中抽提20-24h,然后真空干燥,制得预处理二氧化硅。

本申请通过上述步骤对二氧化硅进行预先处理,能提高二氧化硅在加入至纳米光致变色材料与偶联剂的体系中能较快地接枝,并能与防伪材料组合物中的填充料成分接枝稳定,提高纳米光致变色材料及填充料的分散性。其中,步骤(1)中的二氧化硅目数为40-60目,比表面积为330-350m

优选的,所述步骤(1)中,煅烧的温度为500-520℃,煅烧时间为40-60min,通过控制二氧化硅的煅烧温度和时间,能对二氧化硅起到活化作用,提高后续微波处理中二氧化硅表面羟基的生成率;硝酸溶液的浓度为1-1.5mol/L,二氧化硅与硝酸的混合质量比为2:5-12,通过控制硝酸溶液的浓度以及硝酸溶液与二氧化硅的混合质量比,能对二氧化硅起到酸化作用,促进后续二氧化硅表面的羟基数量;所述步骤(2)中微波处理的微波功率为700-800W,微波时间为2-3min,通过控制微波功率和时间,能使二氧化硅表面生成较多数量的羟基,进而提高后续其与偶联剂的结合率,提高接枝率;所述步骤(3)中,γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酰氧基)钛酸酯与二甲苯的混合质量比为3:5-8:40-50,通过控制γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酰氧基)钛酸酯与二甲苯的混合质量比,能提高两者偶联改性剂的分散性,进而促进加入二氧化硅后的接枝率以及接枝均匀性,进一步提高预处理二氧化硅与纳米光致变色材料、填充料、高聚物之间的分散性,并提高隐形防伪材料组合物在基体表面的涂施附着性,不易脱落;所述步骤(3)中,真空干燥的温度为90-100℃,真空干燥时间为5-6h,真空度为-0.05`-0.12MPa,通过控制真空干燥的真空度、温度和时间,能使接枝预处理后的二氧化硅干燥快速,并避免热、氧环境使得偶联接枝体之间发现聚合,影响后续与纳米光致变色材料、填充料和高聚物的接枝稳定性。

优选的,所述分散剂为聚乙烯醇、分散剂BYK-193、分散剂BYK-185中的至少一种;采用的上述分散剂能提高隐形防伪材料组合物中物料的分散性,减少纳米光致变色材料及填充料的团聚或沉降现象,使得防伪材料组合物具有一定的光泽度,表面平整。

优选的,所述填充料为纳米膨润土和碳化钙以重量比为3-4:1组成的混合物。

采用的上述填充料可提高纳米光致变色材料在体系中的分散性,另一方面可提高防伪材料组合物在基体表面的附着性,提高涂施稳定性,填充料在异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酰氧基)钛酸酯的接枝作用下与二氧化硅结合稳定,通过二氧化硅及填充料可促进防伪材料组合物在基体表面的附着稳定性,且纳米光致变色材料接枝在二氧化硅表面,利用填充料和二氧化硅可提高纳米光致变色材料在组合物体系中的分散性。其中,采用的纳米膨润土选购自杭州富美新材料有限公司,防尘抗流挂性好,能改善防伪材料组合物在基体表面的流延性能,且纳米膨润土透明度高,分散于防伪材料组合物中呈透明,不影响纳米光致变色材料的荧光效果,并能使防伪材料组合物具有抗黄变性能。采用的碳酸钙具有较大的比表面积,透明度高,稳定性好,分散于防伪材料组合物中呈透明,不影响纳米光致变色材料的荧光效果,并能利用其比表面积提高防伪材料组合物在基体上的附着性,不易脱落。

优选的,所述表面活性剂为壬基酚聚醚-10、聚山梨醇酯-20、椰油酸二乙醇酰胺中的至少一种。

采用的上述表面活性剂可降低高聚物及纳米光致变色材料、填充料、溶剂之间的界面张力,提高粉体与高聚物、溶剂之间的相容性,进而提高物料的分散均匀性;其中,采用的壬基酚聚醚-10和椰油酸二乙醇酰胺呈透明状,不影响纳米光致变色材料的荧光效果,并具有良好的润湿、分散和增溶作用,能提高物料间的相容性;采用的聚山梨醇酯-20分子中有较多的亲水性基团一聚氧乙烯基,亲水性强,能改善溶剂中水的界面张力,提高物料在溶剂中的分散性。

优选的,所述高聚物为聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂中的一种。

通过采用上述高聚物,性能稳定,可作为上述隐形防伪材料组合物中的主体成分,附着性好,在溶剂中的分散性好,使隐形防伪材料组合物具有优良的流延性能,可在基体上流延均匀,并经过固化成型后制得稳定的隐形防伪结构,稳定性高。

优选的,所述增牢剂为CC-08型牢度增强剂;能辅助提高隐形防伪材料组合物在基体表面的附着牢度,使得隐形防伪材料组合物在基体表面不易脱落,稳定性高。

优选的,每重量份所述溶剂包括2-5重量份乙二醇、3-4重量份乙酸乙酯、5重量份水。通过采用上述复合的溶剂,能提高物料的分散性,并能使隐形防伪材料组合物具有良好的流延性,在基体表面流延稳定,固化成型后制得稳定的隐形防伪结构。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现:上述隐形防伪材料组合物的制备工艺,包括如下步骤:

步骤一:将表面活性剂和高聚物加入至二分之三用量的溶剂中,在温度为35-40℃、转速为800-1000rpm的条件下搅拌分散15-20min,制得A相;

步骤二:将纳米光致变色材料、分散剂、填充料加入至剩余的溶剂中,在转速为2000-2500rpm的条件下均质8-10min,制得B相;

步骤三:在转速为1200-1500rpm条件下边搅拌B相,边加入A相,A相添加完毕后加入增牢剂,分散均匀后在50-60℃下保温2-2.5h,制得隐形防伪材料组合物。

本申请的上述该制备工艺操作方便,易于控制,制得的隐形防伪材料组合物性能稳定,且与固化剂混合后,可施加于装载容器表面,亦可施加于包装薄膜、包装盒、防伪标签,经过固化后则形成防伪标识,具有荧光防伪效果。其中,步骤一中先将高聚物和表面活性剂加入至部分溶剂中,在特定温度计转速下搅拌分散,能预先将高聚物分散于体系中,同时,步骤二中将纳米光致变色材料、分散剂、填充料加入至剩余的溶剂中均质均匀,能提高粉体原料的分散性,在步骤三中将预分散的高聚物材料添加至粉体原料中,提高高聚物材料与粉体原料的分散性,若是粉体原料的B相加入至高聚物材料的A相中,则容易出现粉体原料分散不均的现象,最后加入增牢剂后保温处理,以使接枝处理的二氧化硅与高聚物充分联结,提高纳米光致变色材料在高聚物及体系中的分散性。

本发明的又一目的通过下述技术方案实现:上述隐形防伪材料组合物的应用,该隐形防伪材料组合物可应用于包装薄膜、包装盒或防伪标签。

本申请制得的隐形防伪材料组合物可应用于包装薄膜、包装盒、防伪标签中,可通过转印、轧辊、喷涂、印刷(如喷墨、凹印、柔印、胶印、丝印)等方式进行涂施,应用范围广泛,实用性高。

本发明的再一目的通过下述技术方案实现:上述的隐形防伪材料组合物在装载容器中的应用,包括如下步骤:

步骤①:将装载容器的表面镭射雕刻图文信息,形成雕刻凹槽;

步骤②:往隐形防伪材料组合物中添加占隐形防伪材料组合物用量0.5-2%的光引发剂,搅拌均匀,再施加至雕刻凹槽中,固化,在雕刻凹槽中形成立体图文。

本申请的隐形防伪材料组合物在装载容器中的应用,可适用于塑料或玻璃材质的装载容器中,通过将装载容器的表面利用镭射雕刻手段制得雕刻凹槽,并形成雕刻的图文信息,再将上述隐形防伪材料组合物与光固化剂混合后施加至上述雕刻凹槽中,雕刻凹槽的内槽壁由于镭射雕刻手段,形成微小的凹凸结构,能提高隐形防伪材料组合物在雕刻凹槽中粘附稳定性,光固化成型后在紫外光照射下呈立体效果的防伪图文信息,与市面上的平面防伪油墨相比,具有较佳的防伪效果,且具有立体防伪效果的装载容器仿造成本高,对奢侈品装载容器起到防伪作用。尤其是目前对于护肤品、酒类等昂贵产品,可通过装载护肤产品及水酒的容器表面的隐形荧光防伪图文信息可识别真假,提高防伪标识作用。

其中,所述镭射雕刻的镭射能量为800-1200W,镭射温度为150-170℃,镭射时间为15-25s,能在塑料或玻璃容器的表面镭射出图文信息的雕刻凹槽,图文信息边缘清晰;所述光引发剂是由2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮以重量比为1:1-2混合组成,能缩短隐形防伪材料组合物的固化时间,提高固化成型效率,其中,光固化的照射波长为360-400nm,照射时长为2-4min,能使雕刻凹槽中的隐形防伪材料组合物固化成型稳定。

本发明的有益效果在于:本发明的隐形防伪材料组合物能在基体表面粘附稳定,适用于玻璃装载容器和塑料装载容器,亦可适用于包装薄膜、包装盒、防伪标签中,常态下呈无色透明效果,在紫外光照射下呈现荧光效果,防伪效果好。

本发明隐形防伪材料组合物的制备工艺操作方便,易于控制,制得的隐形防伪材料组合物性能稳定,且与固化剂混合后,可施加于基体,经过固化后则形成防伪标识,具有荧光防伪效果。

本发明的隐形防伪材料组合物可应用于包装薄膜、包装盒、防伪标签中,可适用于塑料或玻璃材质的装载容器中,利用镭射雕刻手段将装载容器的表面镭射制得雕刻凹槽,形成雕刻的图文信息,再将上述隐形防伪材料组合物与固化剂混合后施加至上述雕刻凹槽中,雕刻凹槽的内槽壁由于镭射雕刻手段,形成微小的凹凸结构,能提高隐形防伪材料组合物在雕刻凹槽中粘附稳定性,固化成型后在紫外光照射下呈立体效果的防伪图文信息,立体防伪效果佳,应用范围广泛,实用性高。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种隐形防伪材料组合物,包括如下重量份的原料:

每份重量份所述纳米光致变色材料包括1.5重量份3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、2重量份2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、0.5重量份Y

所述纳米光致变色材料的粒径为150nm,所述填充料为纳米膨润土和碳化钙以重量比为3-4:1组成的混合物。

每重量份所述溶剂包括2-5重量份乙二醇、4重量份乙酸乙酯、5重量份水。

上述隐形防伪材料组合物的制备工艺,包括如下步骤:

步骤一:将表面活性剂和高聚物加入至二分之三用量的溶剂中,在温度为35℃、转速为1000rpm的条件下搅拌分散15min,制得A相;

步骤二:将纳米光致变色材料、分散剂、填充料加入至剩余的溶剂中,在转速为2000rpm的条件下均质10min,制得B相;

步骤三:在转速为1200rpm条件下边搅拌B相,边加入A相,A相添加完毕后加入CC-08型牢度增强剂,分散均匀后在50℃下保温2.5h,制得隐形防伪材料组合物。

将上述隐形防伪材料组合物应用于玻璃装载容器中,具体包括如下步骤:

步骤①:将贵州飞天53度茅台酒的酒瓶表面镭射雕刻图文信息,镭射能量为800W,镭射温度为150℃,镭射时间为25s,形成雕刻凹槽,雕刻凹槽的平均槽深为0.3cm;

步骤②:往隐形防伪材料组合物中添加占隐形防伪材料组合物用量0.5%的光引发剂,搅拌均匀,再施加至雕刻凹槽中,在照射波长为360nm条件下照射4min,在雕刻凹槽中形成立体图文。

所述步骤②中,光引发剂是由2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮以重量比为1:1混合组成。

实施例2

一种隐形防伪材料组合物,包括如下重量份的原料:

每份重量份所述纳米光致变色材料包括2重量份3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、1.5重量份2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、0.56重量份Y

所述纳米光致变色材料的粒径为180nm,所述填充料为纳米膨润土和碳化钙以重量比为3.5:1组成的混合物。

每重量份所述溶剂包括3.5重量份乙二醇、3.5重量份乙酸乙酯、5重量份水。

上述隐形防伪材料组合物的制备工艺,包括如下步骤:

步骤一:将表面活性剂和高聚物加入至二分之三用量的溶剂中,在温度为38℃、转速为900rpm的条件下搅拌分散18min,制得A相;

步骤二:将纳米光致变色材料、分散剂、填充料加入至剩余的溶剂中,在转速为2300rpm的条件下均质9min,制得B相;

步骤三:在转速为1300rpm条件下边搅拌B相,边加入A相,A相添加完毕后加入CC-08型牢度增强剂,分散均匀后在55℃下保温2.2h,制得隐形防伪材料组合物。

将上述隐形防伪材料组合物应用于玻璃装载容器中,具体包括如下步骤:

步骤①:将贵州飞天53度茅台酒的酒瓶表面镭射雕刻图文信息,镭射能量为1000W,镭射温度为1670℃,镭射时间为20s,形成雕刻凹槽,雕刻凹槽的平均槽深为0.5cm;

步骤②:往隐形防伪材料组合物中添加占隐形防伪材料组合物用量1%的光引发剂,搅拌均匀,再施加至雕刻凹槽中,在照射波长为380nm条件下照射3min,在雕刻凹槽中形成立体图文。

所述步骤②中,光引发剂是由2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮以重量比为1:1.5混合组成。

实施例3

一种隐形防伪材料组合物,包括如下重量份的原料:

每份重量份所述纳米光致变色材料包括2.5重量份3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、1重量份2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、0.8重量份Y

所述纳米光致变色材料的粒径为200nm,所述填充料为纳米膨润土和碳化钙以重量比为4:1组成的混合物。

每重量份所述溶剂包括5重量份乙二醇、3重量份乙酸乙酯、5重量份水。

上述隐形防伪材料组合物的制备工艺,包括如下步骤:

步骤一:将表面活性剂和高聚物加入至二分之三用量的溶剂中,在温度为40℃、转速为800rpm的条件下搅拌分散20min,制得A相;

步骤二:将纳米光致变色材料、分散剂、填充料加入至剩余的溶剂中,在转速为2500rpm的条件下均质8min,制得B相;

步骤三:在转速为1500rpm条件下边搅拌B相,边加入A相,A相添加完毕后加入CC-08型牢度增强剂,分散均匀后在60℃下保温2h,制得隐形防伪材料组合物。

将上述隐形防伪材料组合物应用于玻璃装载容器中,具体包括如下步骤:

步骤①:将贵州飞天53度茅台酒的酒瓶表面镭射雕刻图文信息,镭射能量为1200W,镭射温度为170℃,镭射时间为15s,形成雕刻凹槽,雕刻凹槽的平均槽深为0.8cm;

步骤②:往隐形防伪材料组合物中添加占隐形防伪材料组合物用量2%的光引发剂,搅拌均匀,再施加至雕刻凹槽中,在照射波长为400nm条件下照射2min,在雕刻凹槽中形成立体图文。

所述步骤②中,光引发剂是由2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮以重量比为1:2混合组成。

实施例4

本实施例与上述实施例2的区别在于:

所述纳米光致变色材料为经过负载改性处理的改性纳米光致变色材料,所述改性纳米光致变色材料通过如下步骤制得:

步骤A:将月桂醇聚氧乙烯醚加入至混合溶剂中,然后加入硅烷偶联剂,混合搅拌,制得改性底液;

步骤B:将3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、Y

所述步骤A中,月桂醇聚氧乙烯醚、混合溶剂及硅烷偶联剂的混合重量比为1:15:0.8,所述混合溶剂是由异丙醇和正硅酸乙酯以为重量比为2:1组成,所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;所述步骤B中,纳米光致变色材料、改性底液和二氧化硅的混合重量比为5:10:4。

制得的改性纳米光致变色材料粒径为180nm。

实施例5

本实施例与上述实施例2的区别在于:

所述纳米光致变色材料为经过负载改性处理的改性纳米光致变色材料,所述改性纳米光致变色材料通过如下步骤制得:

步骤A:将月桂醇聚氧乙烯醚加入至混合溶剂中,然后加入硅烷偶联剂,混合搅拌,制得改性底液;

步骤B:将3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、Y

所述步骤A中,月桂醇聚氧乙烯醚、混合溶剂及硅烷偶联剂的混合重量比为1:18:0.6,所述混合溶剂是由异丙醇和正硅酸乙酯以为重量比为2.5:1组成,所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;所述步骤B中,纳米光致变色材料、改性底液和二氧化硅的混合重量比为5:11:3。

制得的改性纳米光致变色材料粒径为200nm。

实施例6

本实施例与上述实施例2的区别在于:

所述纳米光致变色材料为经过负载改性处理的改性纳米光致变色材料,所述改性纳米光致变色材料通过如下步骤制得:

步骤A:将月桂醇聚氧乙烯醚加入至混合溶剂中,然后加入硅烷偶联剂,混合搅拌,制得改性底液;

步骤B:将3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、Y

所述步骤A中,月桂醇聚氧乙烯醚、混合溶剂及硅烷偶联剂的混合重量比为1:20:0.5,所述混合溶剂是由异丙醇和正硅酸乙酯以为重量比为3:1组成,所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;所述步骤B中,纳米光致变色材料、改性底液和二氧化硅的混合重量比为5:12:2。

制得的改性纳米光致变色材料粒径为230nm。

实施例7

本实施例与上述实施例5的区别在于:

所述二氧化硅为经过预处理的二氧化硅,具体步骤如下:

步骤(1):将二氧化硅在温度为500℃条件下煅烧60min,冷却;再与浓度为1mol/L的硝酸溶液混合,在温度为70℃下搅拌6h,过滤,用去离子水洗涤,真空抽滤,在110℃下干燥至恒重;

步骤(2):将步骤(1)干燥后的二氧化硅在功率为700W的条件下微波辐射3min,再将微波处理后的二氧化硅加入至砂芯漏斗中,通入氮气5h,氮气先通过饱和溴化钠溶液底部后再通过二氧化硅,得到微波化二氧化硅;

步骤(3):将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶解于二甲苯中,在氮气保护的氛围中搅拌,边搅拌边加入步骤(2)微波化二氧化硅,再在温度为75℃条件下搅拌反应28h,过滤,将过滤得到的固体用甲苯在索氏提取器中抽提20h,然后在真空度为-0.05MPa、温度为90℃的条件下真空干燥6h,制得预处理二氧化硅。

所述步骤(1)中,二氧化硅的目数为40目,比表面积为330m

实施例8

本实施例与上述实施例5的区别在于:

所述二氧化硅为经过预处理的二氧化硅,具体步骤如下:

步骤(1):将二氧化硅在温度为510℃条件下煅烧50min,冷却;再与浓度为1.3mol/L的硝酸溶液混合,在温度为75℃下搅拌5.5h,过滤,用去离子水洗涤,真空抽滤,在115℃下干燥至恒重;

步骤(2):将步骤(1)干燥后的二氧化硅在功率为750W的条件下微波辐射2.5min,再将微波处理后的二氧化硅加入至砂芯漏斗中,通入氮气5.5h,氮气先通过饱和溴化钠溶液底部后再通过二氧化硅,得到微波化二氧化硅;

步骤(3):将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶解于二甲苯中,在氮气保护的氛围中搅拌,边搅拌边加入步骤(2)微波化二氧化硅,再在温度为80℃条件下搅拌反应26h,过滤,将过滤得到的固体用甲苯在索氏提取器中抽提22h,然后在真空度为-0.08MPa、温度为95℃的条件下真空干燥5.5h,制得预处理二氧化硅。

所述步骤(1)中,二氧化硅的目数为50目,比表面积为340m

实施例9

本实施例与上述实施例5的区别在于:

所述二氧化硅为经过预处理的二氧化硅,具体步骤如下:

步骤(1):将二氧化硅进在温度为520℃条件下煅烧40min,冷却;再与浓度为1.5mol/L的硝酸溶液混合,在温度为80℃下搅拌5h,过滤,用去离子水洗涤,真空抽滤,在120℃下干燥至恒重;

步骤(2):将步骤(1)干燥后的二氧化硅在功率为800W的条件下微波辐射2min,再将微波处理后的二氧化硅加入至砂芯漏斗中,通入氮气6h,氮气先通过饱和溴化钠溶液底部后再通过二氧化硅,得到微波化二氧化硅;

步骤(3):将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶解于二甲苯中,在氮气保护的氛围中搅拌,边搅拌边加入步骤(2)微波化二氧化硅,再在温度为83℃条件下搅拌反应24h,过滤,将过滤得到的固体用甲苯在索氏提取器中抽提24h,然后在真空度为-0.12MPa、温度为100℃的条件下真空干燥6h,制得预处理二氧化硅。

所述步骤(1)中,二氧化硅的目数为60目,比表面积为350m

对比例1

本实施例与上述实施例8的区别在于:

改性纳米光致变色材料的制备中,步骤B先将二氧化硅加入至改性底液中,再加入纳米光致变色材料混合,具体步骤如下:

步骤B:将二氧化硅加入至改性底液中,在温度为75℃下搅拌分散均匀后保温23min,然后将3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷、2'-(二苄基氨基)-6'-(二乙氨基)荧烷、Y

所述步骤B中,混合纳米光致变色材料、改性底液和二氧化硅的混合重量比为5:11:3。

对比例2

本实施例与上述实施例8的区别在于:

改性纳米光致变色材料的制备中,步骤A添加的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550。

对比例3

本实施例与上述实施例8的区别在于:

预处理二氧化硅的制备中,步骤(3)中采用单一的γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

对比例4

本实施例与上述实施例8的区别在于:

预处理二氧化硅的制备中,步骤(3)中单一的异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酰氧基)钛酸酯。

对比例5

本实施例与上述实施例7的区别在于:

制备隐形防伪材料组合物过程中,步骤三将B相加入至A相中,具体步骤如下所示:

步骤三:在转速为1300rpm条件下边搅拌A相,边加入B相,B相添加完毕后加入CC-08型牢度增强剂,分散均匀后在55℃下保温2.2h,制得隐形防伪材料组合物。

取一块厚度为3cm,长度5cm、宽度5cm的玻璃块,采用实施例1-9和对比例1-5对应的镭射条件,在玻璃块的表面镭射一道长度为2cm、宽度为1cm、深度为0.5cm的镭射凹槽,然后将上述实施例1-9和对比例1-5制得的隐形防伪材料组合物与固化剂混合后,施加于上述镭射凹槽中,采用实施例1-9和对比例1-5对应的固化剂种类、添加量、固化参数,制得具有隐形防伪材料的防伪玻璃块测试样。

将实施例1-9和对比例1-5制得的隐形防伪材料组合物进行荧光强度测试,荧光强度测试采用天津港东F-280型荧光分光光度计进行测试,紫外光波长为360nm,并将上述制得的防伪玻璃块测试样进行以及固化成型的隐形防伪材料与玻璃块之间的剥离强度测试,按照《GB/T 2792-2014胶粘带剥离强度的测试方法》进行测试,测试结果如下所示:

由上述可知,实施例4-6方案相对于实施例1-3方案,将纳米光致变色材料进行改性,利用二氧化硅作为负载,在硅烷偶联剂的作用下使得纳米光致变色材料负载于二氧化硅,通过二氧化硅的分散性提高纳米光致变色材料在体系中的分散性,使制得的隐形防伪材料组合物荧光性能提升,且二氧化硅亦一定程度地提高了隐形防伪材料组合物在基体上的附着稳定性,与基体之间的剥离强度增加。

而实施例7-9方案相对于实施例4-6方案,将用于对纳米光致变色材料进行负载改性的二氧化硅进一步进行预处理,γ-氨丙基三乙氧基硅烷接枝改性使得二氧化硅氨丙基化,提高与高聚物之间的结合性,使得隐形防伪材料组合物的粘度增加,异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酰氧基)钛酸酯接枝改性,使得二氧化硅与填充料联结稳定,使得预处理二氧化硅可与高聚物、填充料、纳米光致变色材料结合稳定,能在体系中分散均匀,进而获得稳定的隐形防伪材料组合物,并能在基体表面附着稳定,进一步提高与基体之间的剥离强度,且显色稳定,荧光性能提高。

而对比例1与实施例8相比,改性纳米光致变色材料的制备中,步骤B先将二氧化硅加入至改性底液中,再加入纳米光致变色材料混合,测试结果的荧光性能明显下降,剥离强度略有下降,原因可能是先将二氧化硅加入至改性底液中,会影响纳米光致变色材料在二氧化硅表面的接枝负载情况,进而影响纳米光致变色材料在防伪材料组合物中的分散性,使得荧光性能明显下降。

而对比例2与实施例8相比,纳米光致变色材料的改性过程中,采用硅烷偶联剂KH550替代γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,测试结果的荧光性能明显下降,表明本申请采用的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,表面的硅羟基与二氧化硅表面的硅羟基脱水缩合形成Si-O-Si键并接枝在二氧化硅的表面,使得二氧化硅产生的空间位阻作用力大,分散性好,并提高对纳米光致变色材料的负载性,使得纳米光致变色材料分散均匀,荧光性能均匀、稳定。

而对比例3-4均为采用单一的偶联剂对二氧化硅进行预处理,测试结果的剥离强度均比实施例8明显下降,表明本申请采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酰氧基)钛酸酯复配地对二氧化硅进行改性,能明显提高二氧化硅在防伪材料组合物中的分散性,以及与物料的结合性,并提高在基体表面的附着稳定性,而当采用单一偶联剂时,附着性能降低。

而对比例5与实施例8相比,制备隐形防伪材料组合物过程中,步骤三将B相加入至A相中,玻璃强度明显下降,荧光强度亦有下降,原因可能是将含有高聚物的A相加入至粉体的B相中,能使得体系分散均匀,粘附性较好,而B相加入至A相中,可能容易出现粉体分散不均的情况,影响防伪材料组合物的附着稳定性。

上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

相关技术
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06120112971566