一种紫外荧光墨粉的制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及紫外荧光墨粉及其制备方法，属于防伪紫外荧光墨粉领域。
【背景技术】
[0002]随着办公自动化的发展，激光打印在工作和生活中的应用日益广泛，各种票证及商标和外包等也以激光打印代替了传统的印刷方法。假冒伪劣商品的日益猖獗、商品种类的多样性及印品的美观性对印刷防伪材料和技术提出了更高的要求。将紫外荧光墨粉(色粉)用于防伪印刷，具有实施简单、成本低、隐蔽性好、色彩鲜艳、检验方便等优点，因而也成为国内外的研究热点。其防伪原理是在色粉中加入具有紫外线激发的可见荧光化(络)合物，在紫外光(200?400nm)照射下，能发出可见光(400?800nm)的特种墨粉。根据印刷色粉有无颜色分为有色紫外荧光墨粉、无色紫外荧光墨粉两种。有色紫外荧光墨粉是把具有荧光的化合物加入有色墨粉中，印刷的图文肉眼可见；无色紫外荧光墨粉是把具有荧光的化合物加入无色墨粉中，印刷的图文肉眼不可见，在紫外线下显示出鲜明的荧光。
[0003]无色紫外荧光油墨的使用和报道已有较长的历史，由于其制备过程繁琐、使用大量有机溶剂，这些缺点越来越被大家所诟病。无色紫外荧光墨粉制备及使用过程操作简单、污染排放少，在防伪应用中具有更广阔的前景。目前报道的相关无色紫外荧光墨粉制备方法主要采用物理方法制备，这样得到的色粉粒子具有形状规整性和成分均匀性较差、粒度分布宽等缺点，再就是物理法制备方法过程能耗高、粉尘危害性较大。本领域亟待开发新的方法解决现有技术中存在的上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明一方面提供一种紫外荧光墨粉的制备方法，包括:
[0005]I)制备聚酯分散液；
[0006]2)制备紫外荧光颜料分散液；
[0007]3)制备含电荷调节剂的聚酯分散液；
[0008]4)将步骤I)的聚酯分散液、步骤2)的紫外荧光颜料分散液、蜡乳液、以及步骤3)的含电荷调节剂的聚酯分散液混合，得到合适粒径的墨粉颗粒。
[0009]根据本发明，所述分散液可为水基分散液。优选地，所述分散液由去尚子水制成。
[0010]根据需要，所述分散液还可以包含分散剂。
[0011]根据本发明，上述一个或多个步骤可分别通过以下方法进行:
[0012]I)将聚酯树脂溶于有机溶剂，然后加入含分散剂的去离子水进行乳化，蒸出有机溶剂，得到聚酯分散液；
[0013]2)将紫外荧光颜料、分散剂、去离子水进行分散，得到紫外荧光颜料分散液；
[0014]3)将聚酯树脂、电荷调节剂溶于有机溶剂，然后加入含分散剂的去离子水进行乳化，蒸出有机溶剂，得到含电荷调节剂的聚酯分散液；
[0015]4)将步骤I)的聚酯分散液、步骤2)的紫外荧光颜料分散液和蜡乳液混合，调节PH值及温度以控制粒径；再加入含电荷调节剂的聚酯分散液，调节pH值及温度，得到墨粉颗粒。
[0016]根据本发明的制备方法，优选地，
[0017]步骤I)中:
[0018]所述有机溶剂为热有机溶剂。所述热有机溶剂的温度可以为例如高于室温的温度，具体可以为30?50°C。
[0019]任选地，步骤I)还包括加热有机溶剂的步骤。示例性地，可以加热有机溶剂，然后将聚酯树脂溶于有机溶剂；或者，将聚酯树脂加入有机溶剂，然后加热有机溶剂以溶解聚酯树脂。
[0020]步骤2)中:
[0021]可用于本发明的紫外荧光颜料包括可在波长200?400nm，例如365nm的紫外光下激发出可见红光或绿光或蓝光的无色荧光化合物，或者通过复配得到的可在紫外光下激发出可见光的无色荧光混合物。所述荧光化合物可以为无机化合物和/或有机化合物。例如，所述无机化合物可以选自下列的一种或多种:无机颜料，例如以氧化钇、硫化钙等为基质，以稀土元素(例如铕)为激活剂的紫外荧光红、绿、蓝等颜料，以及有机颜料，例如包括稀土元素(例如铕)与有机配位体的络合物、碳环或杂环类化合物如二苯乙烯、香豆素、吡唑啉、苯并氧氮、苯二甲酰亚胺等化合物及其衍生物。
[0022]所述紫外荧光颜料、分散剂、去离子水的质量比可以为任何适宜的比例。例如，其质量比范围可以为10?100:1?10:100?200，例如30?50:2?4:150?200，具体可以为 40:3:170 或 40:4:170.
[0023]优选地，所述紫外荧光颜料分散液通过球磨制备。
[0024]根据本发明，所述聚酯树脂:紫外荧光颜料:蜡:电荷调节剂的质量比范围可以是 50 ?100:5 ?40:1 ?20:1 ?10，例如 70 ?85:10 ?20:5 ?10:1 ?5。
[0025]所述聚酯树脂可以选自结晶树脂和无定型树脂中的一种或多种，例如可选自聚对苯二甲酸二甲酯、聚双酚A树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚(乙烯-琥珀酸酯)、共聚(丙烯-丁烯-对苯二甲酸乙二醇酯)中的一种或多种；示例性地，所述聚酯树脂可以选自例如聚对苯二甲酸二甲酯、聚双酚A树脂或其混合物。
[0026]有机溶剂的实例可以包括酮类溶剂、醇类溶剂和醚类溶剂中的一种或多种的混合物。
[0027]所述醇类溶剂可以为C12。的醇，例如选自下列一种或多种的混合物:乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等。
[0028]所述酮类溶剂可以为C3 2。的酮，例如选自下列一种或多种的混合物:丙酮、丁酮、甲基丙基酮、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮等。
[0029]所述醚类溶剂可以为C2_2。的醚，例如选自下列一种或多种的混合物:二丁基醚、1，4- 二氧六环、四氢呋喃等。
[0030]本发明有机溶剂的具体实例为丁酮、异丙醇、丙酮，或者其中一种或多种的混合物。
[0031]可用于本发明的分散剂没有特别限定，例如可以选自具有表面活性特性的化合物，实例为十二烷基苯磺酸钠、AKYPO RLM 100、硬脂酸钠、二丁基萘磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
[0032]优选地，本发明方法各步骤所得的分散液粒径不超过800nm，例如不超过700nm、600nm、500nm、400nm、300nm或 200nm，例如 100-200nm，或 150-200nm，固含量为 5_50wt%，例如 10_40wt%，15_35wt%，例如 20wt% ο
[0033]可用于本发明的电荷调节剂(CCA)没有特别限定，并且可根据预定目的选自本领域已知的电荷控制剂。其实例包括下列的一种或多种:三苯甲烷染料、钼酸螯合物颜料、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷化合物、钨、钨化合物、氟基活化剂、水杨酸的金属盐和水杨酸衍生物的金属盐。优选地，所述电荷调节剂可以为水杨酸金属盐如水杨酸铝、水杨酸锌或其混合物。
[0034]根据本发明，所述乳化是通过乳化机实现的，转速可以为5000rpm?20000rpm，乳化时间可以为1min?40min。
[0035]优选地，本发明的制备方法还包括步骤5):加入流动性增强剂等成分并混合以得到适用于激光打印防伪要求的紫外荧光墨粉。
[0036]所述流动性增强剂优选为改性纳米二氧化娃，加入量优选为墨粉质量的0.1 %?
[0037]本发明另一方面提供由上述方法制备得到的墨粉颗粒。
[0038]根据本发明，所述墨粉为具有壳核结构的粒子，并且电荷调节剂在外壳中分散。优选地，所述墨粉颗粒的粒径为5-10 μπι。
[0039]本发明进一步提供所述墨粉颗粒在制备油墨中的用途。优选地，所述油墨可用于防伪打印及印刷.
[0040]本发明的制备方法及所得到的墨粉具有以下优点:
[0041]I)本发明的聚集-融合法制备紫外荧光墨粉，具有工艺简单、操作简便、绿色环保的特点工艺简单、节能环保、生产效率高。
[0042]2)能够提供足够的电荷负载能力、符合要求的热学参数、合适粒径及防伪性能的墨粉，它适合于应用在防伪打印及印刷。
[0043]3)使用本发明的方法可获得包覆均匀、高收率、能满足高品质激光打印和防伪要求的紫外荧光墨粉。
[0044]4)使用本发明方法得到的色粉打印样张在日光下为无色或白色，在紫外线下显示出鲜明的荧光。
【具体实施方式】
[0045]以下通过【具体实施方式】对本发明的上述内容作进一