熱敏變色顏料的技術規(guī)格和使用說明

下載原文可修改文字和底色顏色查看原文熱敏變色顏料的產品系列及使用說明(15-10)蘇州市威科應用技術研究所TEL.0512-675143191．前言可逆熱敏變色顏料是一種功能型著色劑。其特點是可以隨環(huán)境溫度的變化而迅速改變顏色，從而使被著色物體具有動態(tài)變化的色彩效果。由于熱敏變色顏料具有一些與普通顏料不同的特殊性質，請用戶在使用前務必仔細閱讀以下內容，以便獲得良好應用效果。2.可逆熱敏變色顏料的變色機理和結構：本所研制的可逆熱敏變色顏料是由電子轉移型有機化合物體系制備的。電子轉移型有機化合物是一類具有特殊化學結構的有機發(fā)色體系。在特定溫度下因電子轉移使該有機物的分子結構發(fā)生變化，從而實現顏色轉變。這種變色物質不僅顏色鮮艷，而且可以實現從“有色→無色”和“無色→有色”狀態(tài)的顏色變化,這是金屬復鹽絡合物型和液晶型可逆熱敏變色物質所不具備的優(yōu)良特性。電子轉移型有機化合物雖然具有變色性能，但還不能直接用來調制印刷油墨和涂料。因為它們與水、氧氣和其他化學物質接觸時會改變原有的變色溫度或喪失變色性能。必須使其與外界環(huán)境隔絕并分散成微小顆粒，才能成為具有實際應用價值的變色顏料。微膠囊化的可逆熱敏變色物質稱為可逆熱敏變色顏料(俗稱：溫變顏料,感溫粉或溫變粉)，這種顏料的顆粒呈圓球狀，平均直徑為2～6微米。其內芯是變色物體，外部被一層厚約0.2～0.5微米既不能溶解也不會熔化的透明外殼所封閉，外殼保護變色內芯免受其他化學物質的侵蝕。因此，在使用中避免破壞這層外殼十分重要。以下是可逆熱敏變色顏料微膠囊的顯微鏡照片。3．本公司熱敏變色顏料的產品系列和性能特點：本公司生產的可逆熱敏變色顏料，除具有變色迅速、敏銳，色彩鮮艷、可逆性好的優(yōu)點外，與國內外其他廠家的產品相比，在以下方面更具特色：3.1高細度：平均粒徑為5～7微米，400目標準篩網通過率（水漿）100%。還可根據用戶要求生產平均粒徑為1~2微米的產品。高細度的變色顏料可以應用于各種墨水和書寫工具。3.2高色濃度：本公司的熱敏變色顏料具有更高的發(fā)色濃度，可以明顯減少顏料使用量，降低產品成本。3.36系列300多個品種，可以滿足各種不同用途，還可根據客戶要求專門開發(fā)新的品種以滿足特殊需要。3.3.1熱消色系列（R系列）：在低溫時為有色狀態(tài)，當溫度升至設定值時顏料從有色變?yōu)闊o色。它的變色溫度可根據用戶需要在—20～78℃范圍內設定。R系列變色顏料的品種最多，色譜齊全，是最常用的變色顏料系列。其色～溫關系曲線如圖1所示。圖1.R系列色～溫關系曲線3.3.2熱發(fā)色系列（F系列）其色溫特性與R系列正相反。在低溫時為無色狀態(tài)，當溫度升至設定值時顏料從無色變?yōu)橛猩?。它的發(fā)色溫度區(qū)間為：60～65℃。其色～溫關系曲線如圖2所示圖2.F系列色～溫關系曲線熱記憶變色顏料的顏色不僅取決于溫度，還取決于溫度變化的過程。也就是說在從不同方向(先降溫再升溫，或先升溫再降溫)到達同一溫度時，由于溫度變化的過程不同，顏料會顯示出有色或無色，而且這二種顏色的狀態(tài)在常溫下都是穩(wěn)定的。熱記憶顏料根據其在高溫端顯示有色或無色而分為兩個系列。熱記憶消色系列（EW系列）：在高溫端（55~62℃）消色，在低溫端（-15~-20℃）發(fā)色，其色～溫關系曲線如圖3所示。圖3.EW系列色～溫關系曲線3.3.4熱記憶發(fā)色系列（EF系列）：在高溫端（50~55℃）發(fā)色，在低溫端（5~-20℃）消色，其色～溫關系曲線如圖4所示。圖4.EF系列色～溫關系曲線3.3.5區(qū)間顯色系列（T系列）：這種熱敏變色顏料在低溫區(qū)和高溫區(qū)都是無色狀態(tài)，僅在其中某一特定溫度區(qū)間T0～T1為顯色狀態(tài)，顯色溫度區(qū)間約為：30～48℃。其色～溫關系曲線如圖4所示。圖5.T系列色～溫關系曲線3.3.5壓--熱敏消色型（P系列）：該顏料其原始形態(tài)為無色，在經受初始壓力作用后，獲得與R系列變色顏料相同的變色特性。4.熱敏變色顏料的基本顏色以及互配和拼色：目前本公司生產的可逆熱敏變色顏料有以下16個基本色（在顯色狀態(tài)）：玫紅（MR）桃紅（TR）大紅（DR）金紅（JR）橙紅（CR）明黃（MY）草綠（CG）中綠（ZG）墨綠（MG）孔雀綠（KG）寶石藍（SB）海藍（HB）天藍（TB）紫羅蘭（ZLB）棕黑（ZB）黑色（JB/JBG/LB）4.1變色顏料之間的互配和拼色:因為可逆熱敏變色顏料在隱色狀態(tài)時是無色的，這使得不同顏色/不同變色溫度/不同系列的變色顏料之間可以互配和拼色，從而獲得更加豐富多彩的變色效果。4.1.1變色顏料基本色之間的互配：將基本色之間按一定比例互配，可以獲得許多過渡色→無色的變色效果。黑色+寶藍=藏青→無色；玫紅+孔雀綠=藍灰→無色；寶藍+孔雀綠=天藍→無色；大紅+棕黑=棗紅→無色；玫紅+寶藍=紫色→無色；4.1.2變色顏料與普通顏料之間拼色：可以獲得色A→色B的變色效果。例如：MR+普通天藍=紫羅蘭→天藍SB+普通桃紅=紫羅蘭→桃紅MG+普通大紅=黑色→紅色ZB+普通天藍=黑色→藍色KG+普通嫩黃=翠綠→黃色MR+普通嫩黃=大紅→黃色4.1.3不同品種和不同系列變色顏料之間的互配/拼色：可獲得復雜的多重變色效果，例如：（1）MR-42（熱消色玫紅）+JR-50（熱消金色紅）+FKG-60（熱發(fā)色孔雀綠）其變色情況為：42℃以下為大紅，42～50℃為金紅50～57℃無色，60℃以上為藍綠色（2）KG-31（熱消色孔雀綠）+TMR-50（區(qū)間變色玫紅）+普通嫩黃+FKG-60（熱發(fā)色孔雀綠）其變色情況為：31℃以下為翠綠，33～48℃為大紅，48～60℃黃色，60℃以上為翠綠色（3）MR-33（熱消色玫紅）+EXZG-60（熱記憶消色中綠）：可以在3個不同溫度區(qū)間內呈現4種不同的顏色變化：變色溫度和過程示意如下黑色==33℃綠色——→60℃無色∟-20℃玫紅30℃∥5.熱敏變色顏料的變色溫度,變色速度和變色循環(huán)次數5.1變色溫度和滯后區(qū)間熱敏變色顏料的變色溫度不是一個溫度點，而是一個溫度區(qū)間，也就是從變色開始至變色結束所包含的溫度范圍（T0～T1）,這個溫度區(qū)間的寬度一般為4～6℃，有些變色精度較高的品種(窄區(qū)間品種，以“N”表示)其變色溫度區(qū)間較窄，只有2～3℃。圖5.R系列色～溫關系滯后曲線變色溫度：在等速升溫過程中，變色基本完成時所對應的溫度T1定義為該熱敏變色顏料的變色溫度。見圖5滯后區(qū)間：可逆熱敏變色顏料升溫過程的色～溫曲線（Ha）和降溫過程的色～溫曲線（Hb）不是完全重合的，其中存在著一定的滯后區(qū)間(a~b)。也就是說;采用升溫方式達到該顏料變色區(qū)間（T0~T1）內某個溫度TX時所對應的色密度a與采用降溫方式達到該溫度TX時所對應的色密度b是不相同的，圖5是R系列可逆熱敏變色顏料滯后區(qū)間的示意圖。不同品種的變色顏料其滯后區(qū)間的寬度也不一樣,R系列通常在1~3℃之間.5.2變色溫度的測定：為使測定值可以重現，規(guī)定選用升溫法測定其變色溫度和變色溫度區(qū)間。方法如下：取少許被測變色顏料調成油墨，在白紙上刮樣。室溫靜置,使其充分干燥。剪取10×30mm紙樣（也可直接選擇該油墨的印刷產品），600mL燒杯一只，注入水。插入一支經過校正的電子數字溫度計，調節(jié)水溫為被測樣品變色溫度區(qū)間下限（T0）以下不小于7℃（對于F系列油墨，水溫定為35℃）。將燒杯放在磁力攪拌器上并放入攪拌子開始攪拌。將試樣一半浸入水中，緩慢升高水溫，仔細觀察。記錄下顏色開始明顯變化時的溫度T0和顏色基本不再變化時的溫度T1。T0～T1為該樣品的變色溫度區(qū)間，T1稱為該樣品的變色溫度。含有變色顏料的注塑制品的變色溫度也可參考上方法測定。但在注塑加工中，可能會有少量破損的微膠囊顏料與塑料中某些助劑產生相互作用，造成制品的變色溫度可能與顏料本身的變色溫度有所差異。5.3變色溫度的影響因素：變色溫度是由可逆熱敏變色顏料中的某些組成物質的熔點所決定的。因此，凡是影響熔點的因素都可能使變色溫度發(fā)生變化。它主要包括：（1）物質的化學結構，（2）該物質的純度，（3）該物質所形成的固態(tài)結構（如結晶結構或其他微結構）。對于某個選定的變色顏料品種來說，因素（1）也是選定的。因素（2）與原材料的純度有關。不同批號的原材料可能對變色溫度稍有影響。因素（3）與變色顏料所處的環(huán)境有關。以R系列變色顏料DR-33-N為例，將它在15℃以下長時間放置后，初次的消色溫度會比剛剛經過消色過程的同批顏料略有升高。這是因為在低溫下長期放置后顏料內部形成了較為完整的微結構，破壞這個微結構需要更多的能量，也就是較高一點的溫度。這種情況是正常的，一旦經過初次熱消色循環(huán)后，變色溫度又恢復原值，不影響顏料的變色性能。5.4變色速度：可逆熱敏變色顏料的變色速度與其所處的環(huán)境溫度有密切關系。仍以R系列變色顏料DR-33-N為例：其變色溫度區(qū)間為31~33.5℃。加溫使其消色后，如環(huán)境溫度為26℃以下，它將立即轉變?yōu)榧t色，如果環(huán)境溫度為30℃，它需要數秒鐘才顯出紅色；當環(huán)境溫度達到30.8℃時，它可能需要數分鐘才顯出紅色。溫差越小，速度越慢。5.5變色循環(huán)次數及其測定:可逆熱敏變色顏料的變色循環(huán)次數與其所經受的最高溫度和在此溫度下持續(xù)的時間有很大關系。當最高溫度低于70℃并且每個變色循環(huán)在此溫度的持續(xù)時間小于4秒的條件下，熱消色系列的變色循環(huán)次數可達到5000~10000次。而當最高溫度達到150℃以上時，變色循環(huán)次數將會迅速降低到70~800次變色循環(huán)次數的測定：取少許被測變色顏料，用509環(huán)氧膠調勻，在白紙上刮樣(厚度0.05-0.08毫米)室溫20℃以上靜置一天。剪取10×30mm紙樣。取600mL燒杯二只，注入水。其水溫分別為被測樣品變色溫度區(qū)間上限（T1）以上5～20℃和下限（T0）以下不小于5℃（對于RF-65系列油墨，水溫分別定為T0=35℃，T1=70℃），并保持水溫。將試樣輪流浸入二個燒杯中，完成每次循環(huán)的時間為3～4秒鐘。觀察顏色變化并記錄可逆變色循環(huán)次數。6．熱敏變色顏料的表示方法：型號，品級和用途本公司生產的變色顏料型號由3部分組成，中間以短橫線聯結，如下所示：□□□□━△△━□□□前部2～4個大寫字母□：表示:顏料所屬的系列和顏色。例如：MR熱消色玫紅,FMR熱發(fā)色玫紅,TMR區(qū)間發(fā)色玫紅,EXMR熱記憶消色玫紅,EFMR熱記憶發(fā)色玫紅,PMR壓-熱敏變色玫紅。中部1～2位數字△：表示大致的變色溫度.如16，30，50，65，78后部1～3個大寫字母□：表示變色區(qū)間寬度、品級和用途，如Z，P，B，G，Q，N，等Z-通用級：平均粒徑=5～7微米，發(fā)色濃度較高，耐溶劑性好，通用性強，可用于絲網印墨和凹版印墨，也可用于注塑制品。P-塑膠級：平均粒徑=6～9微米，更易于分散。殼壁厚，強度高，耐熱性好，殘留色較低，發(fā)色濃度與‘Z’級基本相同或略低。可用于注塑和擠出塑料制品，也可用于絲網印墨。B-薄殼：平均粒徑=6～9微米，囊壁薄，強度和耐溶劑性梢差，發(fā)色濃度與‘Z’級基本相同，但殘留色更低，消色后透明度好，最適合用于陶瓷變色杯等厚墨層的絲網印刷。但不適用于凹印，膠印和注塑。G-高消色級：平均粒徑=5～7微米，囊壁厚度與‘Z’級相同，較低的殘留色，但發(fā)色濃度也稍低。多用于要求低殘色厚墨層制品的印刷，也可用于注塑和擠出塑料制品。Q-高消色級：平均粒徑=5～7微米，囊壁厚度與‘Z’級相同，最低的殘留色，但發(fā)色濃度也最低。消色后幾乎沒有殘留色。N-窄區(qū)間品種：其變色敏銳性好，能在很窄溫度的區(qū)間內（2～3℃）完成變色過程。J-膠印級：平均粒徑=2～4微米，耐溶劑性較好，可用于膠版印墨和凹版印墨，發(fā)色濃度最高（比“Z”級提高約15%），消色后殘留色稍重。但由于膠印時墨層很薄，殘留色稍重也不會留下明顯痕跡。以下舉例說明：DR-50-Z（通常省略代表熱消色系列的“R”，簡寫為DR-50-Z）：表示熱消色系列（R系列）大紅色，消色溫度45～50℃，平均粒徑5～7微米，通用級變色顏料。MR-33-NJ表示：熱消色系列（R系列），玫紅色，窄消色溫度區(qū)間（31.5～33.5℃），平均粒徑2～4微米，膠印級。TSB-50表示：區(qū)間顯色系列（T系列），寶藍色，顯色溫度區(qū)間50℃以下（31～47℃），平均粒徑5～7微米。EFSB-55/5-P表示：熱記憶發(fā)色系列（EF系列），寶藍色，發(fā)色溫度55℃，消色溫度5℃，平均粒徑2～4微米，塑膠級。7.熱敏變色顏料的細度與其性能的關系:熱敏變色顏料是由無數個圓球狀微膠囊顆粒組成的，其細度以平均顆粒直徑（簡稱：平均粒徑）來表示。平均粒徑與變色顏料的各種性能有很大關系。我們可以向用戶提供不同平均粒徑的變色顏料品種以適合各種需要。7.1表觀色濃度和真實色濃度:變色顏料微膠囊（干粉）本身呈現的顏色濃度稱之為“表觀色濃度”，將其按一定配比制成油墨并涂布成標準紙樣后呈現的顏色濃度稱之為“真實色濃度”。變色顏料微膠囊平均粒徑越小，其界面就越多，對光的折射和散射作用也越強。因此，在其他條件相同的情況下，較細的顏料其表觀色濃度較低，,而較粗的顏料表觀色濃度較高。例如，將DR-50-T和DR-50-J的顏料粉末相比，似乎前者的顏色更深，但調墨后兩者的情況正好相反，后者的真實色濃度遠高于前者，而且光澤度也更好。7.2印刷墨性:變色顏料的平均粒徑越小，其比表面積也越大，對溶劑的吸附量也越大。因此，細顏料調出的墨比粗顏料的要干，流動性差。所以使用細顏料應選擇固含量高而粘度低，流動性好的調墨油。7.3耐溶劑性：變色顏料的平均粒徑越小，構成其微膠囊的囊壁就越薄，耐溶劑性也會有所下降。7.4根據用途合理選擇變色顏料的平均粒徑：用于絲印和注塑：變色顏料的平均粒徑應為5～9微米。過細的顏料用于注塑時不易分散均勻，而用于絲印時，因對光的散射作用強會顯得顏色稍淡。用于凹印和膠?。鹤兩伭系钠骄綉獮?～4微米。使用平均粒徑大于10微米的顏料調制出的變色油墨性能很差，不能用于凹印和膠印。7.5比較熱敏變色微膠囊顏料顆粒細度的簡單方法:取A4復印紙1張,將兩個顏色相同但細度不同的顏料樣品各取0.1克堆放在紙上.依次用手指壓住2個樣品,在紙上拉出2條長約6厘米的痕跡.(注意,用力要相同).然后用毛刷輕輕刷去紙上的浮色,比較殘留痕跡的顏色，顏色較深的其顏料顆粒較細。8．熱敏變色顏料在油墨和涂料中的應用：8.1連接料(樹脂)的選擇:8.1.1連接料(樹脂)黏度和固含量對色濃度和表面光澤的影響：調墨油中樹脂的選擇對熱敏變色油墨的色濃度和表面光澤有著十分重要的影響，這一影響對黑色墨更加顯著。由于變色油墨中顏料的含量遠高于普通油墨，如果用普通油墨的樹脂調制變色油墨會導致油墨因黏度過高而無法使用。因此，調墨時只能減少樹脂用量而增加溶劑的用量，以使油墨黏度降低。但這樣導致的后果就是：當印品的墨層干燥后，由于樹脂含量很少，不足以填平顏料之間的空隙，使得墨層表面凹凸不平沒有光澤，從而對光線形成漫反射。所以墨層表觀色濃度低而灰度高。對于黑墨來說，顯得灰而不黑。（如果將此印品表面再罩印一層透明光油，可以明顯感覺黑度提高）因此，熱敏變色油墨的調制必須使用高含固量低黏度（低聚合度或低分子量）的樹脂，這樣才能獲得良好效果。8.1.2連接料(樹脂)的種類及其光折射率與變色油墨(涂料)的色濃度和消色后透明度的關系： 熱消色系列（R系列）變色顏料常用于印刷“遮蓋—顯示”類圖案，要求印品表面的變色墨層在發(fā)色時完全遮蓋下層圖案，在達到消色溫度后要盡量透明，使下層圖案清晰顯示。在這類用途中，如果樹脂選擇不當，遮蓋墨層消色后會產生“白霧”，使下層圖案顯示不清楚。其基本原因是所選用的樹脂與變色顏料微膠囊壁材料的光學折射率不一致所造成的。無數微膠囊分散在墨層中形成了大量的光學折射界面，就象將一塊透明玻璃粉碎后形成的白色不透明現象一樣。適當選擇樹脂可以在很大程度上減少變色墨層內的這種折射現象，使得消色后的墨層更加透明。一般來說，使用醇酸樹脂和丙烯酸樹脂的透明度較好，而使用聚酰胺樹脂和硝化纖維素的透明度最差。另外，當空氣中濕度較高（大于65%）時，噴涂和印刷表面也容易產生“白霧”，這是因水汽凝結導致墨層表面產生細微凹凸，引起光散射所致。降低空氣濕度或溶劑的揮發(fā)速度可避免“白霧”的產生。8.2溶劑的選擇和對變色性能的影響：8.2.1溶劑的光折射率對變色油墨(涂料)色濃度的影響：變色顏料微膠囊材料的光學折射率大約在1.50—1.54之間,當溶劑的光折射率與之相同或相近時油墨的色濃度較高,例如甲苯，二甲苯和苯甲醇(其光學折射率分別是1.496，1.493和1.540)。反之,當二者的光折射率相差較大時,油墨的表觀色濃度較低。例如正丙醇(1.386),異丙醇(1.377),丙酮(1.359),乙酸乙酯(1.372),乙酸丁酯(1.394),乙二醇乙醚(1.392)。溶劑對變色油墨色濃度的影響是暫時的。印刷完成后，隨著墨層中溶劑的揮發(fā)，這種影響將逐漸消失。但是，如果溶劑揮發(fā)速度過快，空氣濕度過高，因水汽凝結產生的“白霧”將會使墨層表面因光散射增強而導致色濃度下降。8.2.2溶劑對顏料變色性能的影響：熱敏變色顏料對不同溶劑的耐受性各不相同,在有些溶劑中浸泡6個月也不會影響其變色性能，但另一些溶劑可以在幾小時至幾周內侵蝕微膠囊表層并滲入其內部，使顏料的變色性能褪化甚至完全消失。在溶劑揮發(fā)后，這種變色性能褪化有些是可以部分恢復的，有些則完全不可恢復的。一般來說，含有3個碳原子以下的溶劑對變色顏料的侵蝕破壞性較大，含有6個碳原子以上的溶劑對顏料的影響很小。另外，在較高的溫度下溶劑的侵蝕作用會更加明顯。以下是在20℃溫度時熱敏變色顏料浸泡于不同溶劑中至變色性能褪化所需的大致時間。由于不同顏色及不同批號產品的耐溶劑性也不盡相同，具體數據以實測為準。以下數據僅供參考。甲醇DMF乙醇丙酮正丙醇異丙醇乙酸乙酯丁酮乙二醇二乙醚乙酸丁酯5小時內2天以內2天以內10~60天20~90天1~6個月2~5個月3~6個月3~10個月3~10個月水(PH2-8)甲苯環(huán)己酮苯甲醇汽油礦油松節(jié)油增塑劑DOP二甲苯環(huán)己烷36個月以上12個月以上12個月以上12個月以上12個月以上12個月以上12個月以上12個月以上12個月以上12個月以上基于上述原因,在調配油墨和和涂料時應采取以下措施：---盡量少用或不用C4以下醇類溶劑，而以其他溶劑代之。例如,可以使用環(huán)己酮代替丙醇。---在必須使用丙醇等溶劑時，油墨(涂料)應隨用隨配，避免存放。因本公司生產的變色顏料很容易在樹脂液中分散，故可將除變色顏料以外的所有油墨(涂料)組分配好，印刷前加入規(guī)定量的變色顏料，攪拌均勻后即可加入墨斗中開始印刷。也可以將除丙醇、異丙醇等之外的油墨成分配好(包括變色顏料)，臨使用前再加入規(guī)定量的上述溶劑，攪拌均勻后開始印刷。注意一次配墨量不要太多，隨用隨配，不要存放。特別提示：油墨行業(yè)常用的成品稀釋劑/混合溶劑和某些樹脂溶液中可能含有乙醇，丙酮，丙醇等損害變色顏料性能的成分。即使其中有害成分含量極少，也會造成嚴重影響。8．3減少變色印刷品的殘留色：黑色熱消色型變色顏料常用于遮蓋/顯示印刷，如變色杯等產品。這種用途要求變色墨層在未消色前要完全遮蓋住底層的印刷圖案，熱消色后又要盡量減少殘留色，從而將底層圖案清晰的顯示出來。為滿足上述要求，在操作中應注意以下幾點：(1)選用‘B’級或‘G’級變色顏料兩者都是低殘留色變色顏料。區(qū)別是：‘B’級發(fā)色濃度較高（與‘T’級相當），消色后透明度好，但囊壁薄，強度和耐溶劑性稍差，最適合用于陶瓷變色杯等厚墨層的絲網印刷。但不適用于凹印，膠印和注塑?！瓽’級有較低的殘留色，但發(fā)色濃度也稍低。囊壁厚度與‘T’級相同，多用于要求低殘色厚墨層制品的印刷，也可用于注塑和擠出塑料制品。(2)墨層厚度要適當當顏料級別相同時，墨層厚度對殘留色的多少起決定性作用。顏色具有疊加性，以玻璃為例：1毫米厚的玻璃是無色透明的，而100毫米厚的玻璃是綠色的。殘留色也是如此，墨層越厚，殘留色的痕跡也越明顯。所以，在滿足遮蓋要求的前提下應盡量減薄墨層。(3)選擇適當的調墨油和調墨方法某些調墨油中含有磷酸酯或氯/溴等化學成分，在調墨過程中一旦發(fā)生少量微膠囊顏料破損的情況，這些物質就會與那些破損的顏料發(fā)生不可逆的顯色反應，使得殘留色明顯增加。故應避免使用這種調墨油。9．熱敏變色油墨（涂料）的調制工藝和設備：熱敏變色顏料是一種圓球型顆粒的微膠囊顏料，其顆粒平均直徑為3～7微米。在調制過程中既要使微膠囊顏料在油墨中均勻分散，又要避免造成微膠囊的破裂是十分重要的。禁止使用砂磨機球磨機或其它高剪切分散研磨設備進行顏料的分散操作，它們會完全破壞微膠囊外殼，對顏料的變色性能造成無法彌補的損害！9.1在低粘度體系中的分散操作：本公司生產的熱敏變色顏料具有親油性表面，很容易在油性介質中分散。在體系黏度低于50秒（涂4杯）的情況下，可使用普通分散攪拌設備進行分散操作。9.1.1分散攪拌設備：使用剪切能力較強的齒盤式分散攪拌器可獲得良好的分散效果。齒盤直徑為調墨桶直徑的1/3左右，齒高為齒盤直徑的1/10，并依次向上和向下彎折30°角。齒面須磨圓，祛除銳角。調墨時攪拌速度要適當；過低難以達到單顆粒分散。過高會使物料摩擦發(fā)熱并導致微膠囊外壁破裂，變色性能喪失。例如，齒盤直徑為100毫米時，攪拌轉速為600～900轉/分，攪拌時間為5～10分鐘。9.1.2分散攪拌方法：先將大部分溶劑加入變色顏料中，使顏料表面被溶劑充分濕潤。然后邊緩慢攪拌邊徐徐加入樹脂液（如樹脂為固體，須事先將其溶解）。初步攪拌均勻后提高轉速連續(xù)攪拌5～10分鐘。注意：如果將變色顏料直接加入黏度很高的樹脂中，會形成多個顏料顆粒被樹脂包裹的情況，此時即使加入溶劑稀釋，也難以用攪拌的方法使顏料形成單顆粒分散。使用分散劑有助于變色顏料的分散操作，但具體品種和用量要根據不同的油墨或涂料經試驗后確定。9.2在高粘度體系中的分散操作當體系粘度很高時，攪拌分散操作變得很困難，同時攪拌也會使體系中殘留大量難以消除的氣泡。此時可以采用二輥機放松磨口（(0.8-1.5毫米)）進行分散操作。具體方法可以參考下述膠印墨的調制工藝。9.2.1膠印變色油墨的調制：J-級膠印用可逆熱敏變色顏料是本公司針對膠印墨層較薄的特點而開發(fā)的變色顏料品種，其特點是顏料顆粒直徑更細(2-4微米),發(fā)色濃度更高。在顏料用量相同的條件下，油墨的發(fā)色濃度可提高約15%,以適應膠印工藝墨層較薄的特點。與絲印和凹印墨相比,變色膠印墨的調制較為困難.調墨時請參考以下要點:A.變色顏料(J級)在油墨中的用量為28-33%,含量過低,印品的發(fā)色濃度低,含量過高,墨性不好,難于使用.B.膠印用變色顏料顆粒細,表面能高,因此容易聚集成團,難于分散均勻.用調制凹印,絲印的高速攪拌分散方法因墨體粘度太高,容易造成變色顏料微膠囊表層損壞而喪失變色性。建議使用低速攪拌機初步調制后,再用兩輥機放松磨口(0.5-1.0毫米)低速滾壓,直至墨體均勻.切記不可夾緊磨口研磨!C.選用含固量高而黏度低（聚合物分子量低），流動性好的調墨油。變色顏料的平均粒徑越小，其比表面積也越大，對溶劑的吸附量也越大。因此，細顏料調出的墨比粗顏料的要干，流動性差。所以應選擇固含量高而粘度低，流動性好的調墨油。這樣可以在加入33%變色顏料后仍能有較好的墨性和適印性。D．盡量使用UV（紫外固化）光油調制膠印變色墨，因為UV光油中幾乎不含揮發(fā)性溶劑，含固量高，在加入高比例的變色顏料后仍有較好的墨性和適印性E.建議在配方中加入變色顏料量2-3%的氣相二氧化硅(要求其顆粒直徑為4-6微米),由這種較硬的微粒承受調墨和印刷過程中的壓力,減少外力對變色顏料微膠囊的破壞.F.在可能的條件下，盡量選擇“有色A”→“有色B”的變色形式。例如：盡量選用“紅”→“黃”，而不用“紅”→“無色”。因為前者是在“玫紅”→“無色”膠印墨中加入少量{約3%--5%}黃色普通膠印墨所構成，二者的復合色形成紅色。受熱后，其中的玫紅色部分變?yōu)闊o色，只呈現普通膠印墨的黃色。因為普通膠印墨的著色濃度遠高于變色油墨，所以這種形式的變色膠印墨其著色率也較高。9.3.水性變色墨和PH值熱敏變色顏料也可以用來調制水性變色墨。當體系中不含C4以下溶劑和PH=2.5～7.5的范圍內，長期避光放置（2~5年）對變色顏料變色的性能沒有影響。但當PH≥8并且長期放置時可能對變色顏料性能有損害。加入少量非離子型乳化劑可使變色顏料更容易在水性體系中分散。10．熱敏變色顏料在塑料制品中的應用：熱敏變色顏料可用于注塑和擠塑等工藝，也可用于不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂、有機玻璃或尼龍單體的澆鑄、模壓、固化成型，生產具有熱敏變色性能的塑料制品和工藝品。10.1適合用于注塑和擠塑用途的熱敏變色顏料：R系列P級（塑膠級）是本公司開發(fā)的專門用于塑膠產品的熱敏變色顏料品種。其特點是：囊壁厚，強度高，耐熱性更好，易于分散，消色時殘留色少。R系列T級（通用級）和G級（高消色級）也可用于塑膠。但在某些情況下效果稍差些。10.2適用的塑膠品種：本品可用于聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、軟聚氯乙烯（S-PVC）、AS和ABS等透明或半透明塑料及硅橡膠的注塑、擠塑成型。也可混入不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂、有機玻璃或尼龍單體內澆鑄、模壓、固化成型。10.3變色顏料在塑膠制品中的用量：用于注塑、擠塑加工或澆鑄、模壓、固化成型時,變色顏料的用量為塑料量的0.3～3.0%,通常為0.4～1.2%，制品越薄用量越高，制品厚則用量低。變色顏料與塑料粒子要充分混和均勻，混合時可使用少量白油，但不能使用密煉機、捏和機、高速分散機，雙螺桿擠出機等對微膠囊造成破壞的混合設備。如果是普通顏料與變色顏料拼色，則普通顏料（或染料）的用量大約為變色顏料的0.5～2.5%.10.4熱敏變色色母料：在大批量生產時可先將變色顏料加入聚乙烯蠟或聚苯乙烯蠟中制成顏料含量為10～15%的色母料，然后再與塑料粒子混合使用。色母料可明顯減少變色顏料在注塑過程中的破損，增加分散的均勻度，并且在保持色濃度不變的情況下減少變色顏料的用量。色母料的制備方法可參考本司提供的技術資料。10.5注塑溫度對變色顏料性能的影響：注塑溫度應控制在190℃以下,最高不要超過220℃,并盡量減少物料的受熱時間.，最好在5分鐘以內。高溫和長時間加熱會導致熱敏變色顏料的分解，損害嚴重變色性能。10.6變色注塑中的其他注意事項：A:注塑和擠出中使用變色顏料時，塑料中不應再同時使用其它填充料或普通顏料(例如：鈦白粉，碳酸鈣，硫酸鋇，碳黑等)，否則將會屏蔽變色效果。B:澆鑄、模壓、固化成型中使用變色顏料時應先將變色顏料加入不飽和聚脂、有機玻璃或尼龍單體內內攪拌分散均勻，然后再加入引發(fā)劑或固化劑開始聚合或交聯反應。因為在予聚后體系粘度急劇升高，此時加入變色顏料會使大量顏料顆粒包裹在一起，難于分散均勻。另外，此時的攪拌操作也會使體系中殘留大量氣泡。C.:慎重選擇交聯劑或固化劑：在環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂的交聯固化過程中，其內部有時會產生強大的收縮應力，導致變色顏料微膠囊外殼破裂，其它化學物質進入顏料內部使其失去變色性能。這種情況在環(huán)氧樹脂固化厚度大于0.2毫米并且使用多胺類固化劑時經常會發(fā)生。D:不能使用密煉機、捏和機、高速分散機，雙螺桿擠出機等高剪切設備進行塑料粒子與變色顏料的預混合。這些設備會嚴重破壞變