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FW防伪涂料的研制和应用分析
2008/3/10/09:21  来源:中国涂装

    0 引言

    低温可逆性示温涂料可应用于商品包装和商标设计上,防止产品被假冒侵害,为产品生产者、消费者和经销者提供了一个判别商品真伪的有力手段。本文研制的FW防伪涂料其特点是:温度低于35℃时呈粉红色,当温度升高到37℃时则显蓝色,温度高于40℃时,则又转变为墨绿色。若沿着原来温度变化途径逆向降温,颜色的色调也沿着原途径逆向变化,则墨绿变蓝,最后恢复到粉红色。在实际应用中,方便、经济、快速、准确,只需用简单的普通热源(如一根火柴,或一杯热水、一个灯泡,甚至用手触摸)提供热量即可发生颜色变化,然后根据涂膜颜色的变化,判别商品的真伪。

    1 实验部分

    1.1 配方

    涂料配方见表1。

     变色颜料是涂料中最基本也是最重要的组分,就是依靠它在受热时颜色的变化,给予人们真伪的信息。变色颜料包括A、B、C三种,稳定剂的作用是保护中心离子Co2+不被氧化成Co3+,使变化色调稳定。氨水和酒精起辅助稳定剂的作用,用量很少。配合剂Ee提供配位体,与中心离子Co2+络合成CoCl2·Ee·6H2O、CoBr2·Ee·6H2O和CoI2·Ee·6H2O三种配位化合物。


    表1 涂料配方

    1.2 生产工艺

    按原料配比,精确称取各组分;将氨水、酒精和氯仿配成混和溶液;按先后顺序,将配合剂Ee、变色颜料、萤光剂、稳定剂等分步溶解于上述混和溶液中,充分搅拌10min后,静置2h,得(A);将二氧化钛投入树脂中,研磨至粒径为10~20μ m,得(B);将(B)加入(A)中,边搅拌边混和,同时按技术标准调节黏度之后,高速搅拌1.5h,检验、放料、包装,即得产品。

    在实际生产时,配合剂Ee要过量一些,目的是使中心离子Co2+与配合剂Ee充分络合并保持稳定。
  2 结果与讨论

    2.1 变色原理

    防伪涂料的色相变化,实际上是涂料中变色颜料因受热而发生颜色的改变。本涂料中有三种变色颜料,皆属配位化合物。在此以CoCl2·Ee·6H2O为例,作简要定性说明。其结晶属单斜晶系,每个钴离子周围有4个水分子,分别占据在一个畸变了正方形的顶角,与2个氯离子形成畸变的八面体,其他2个水分子没有直接与钴离子成键。可见,CoCl2(H2O)4是组成粉红色CoCl2·6H2O的单元。在受热过程中,颜色发生如下变化:


    但是,在多次色调变化时,要求温度较高,作为防伪涂料,有些不太实用。为了更适合实际应用,添加配合剂Ee,其组成则变成CoCl2·Ee·6H2O,变色温度降低:


    如此处理后,升高温度,在CoCl2·Ee·6H2O变成CoCl2·Ee的过程中,发生d-d电子跃迁,最少吸收区从红色区移到了蓝色区,故显蓝色。
  2.2 影响防伪涂料变色的外界因素

    2.2.1 温度

    温度对FW防伪涂料的颜色变化是有影响的。低于35℃,呈粉红色,高于35℃,涂膜变为天蓝色,当温度超过40℃时,涂膜则显墨绿色。升温速度快,变色温度升高;升温速度慢,变色温度降低。因FW防伪涂料属可逆性示温涂料,当温度高于40℃时,再返回下降时,涂膜颜色则沿原变化线路逆向变化,当低于35℃时,涂膜又恢复为粉红色。

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