【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱敏材料，更具體地，涉及一種耐高溫的熱敏涂料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、熱敏材料是一種對溫度變化極為敏感的材料，其中熱敏涂料通常是由無色染料和顯色劑之間通過加熱發生發色反應而形成所記錄的圖像，不需要使用墨水或油墨，其應用非常廣泛，常見于超市小票、電影票、彩票等打印材料。隨著科技和工業的不斷發展，越來越多的領域對熱敏材料的高溫耐受性提出了更高要求。如在工業制造領域，在熱處理車間、冶煉廠和陶瓷制造工廠需要用熱敏紙打印設備標簽、操作流程指示以及安全警示標志等，用于這些行業的生產線標識、產品追蹤、設備維護等，因此要求這些標簽在極高的溫度下(≥100℃)保持穩定的性能，清晰地顯示所需的信息；如在食品烘焙行業中，烤箱、微波爐等設備的內部溫度往往達到100℃以上，將熱敏材料貼附在這些設備的內部或外部，用于標記食品名稱、烘焙時間、溫度等重要信息，確保食品安全和質量；如在醫療行業中，在手術器械、實驗設備等高溫消毒過程中，要求熱敏標簽保持清晰可識別，確保設備的正確使用和維護。但目前傳統的熱敏材料(熱敏紙、熱敏材料等)所使用的熱敏涂料的配方中，無色染料和顯色劑一般直接接觸，當受到熱量刺激就會發生化學反應，迅速發色，故難以控制反應活性。目前只能通過調整無色染料和顯色劑的種類和比例，進而降低反應活性，提高初始發色溫度，由于上述限制，因此目前熱敏材料基本在70℃以上環境時，熱敏涂層開始發色，100-130℃基本飽和發色(材料表面全面發色)，在極端高溫(≥100℃)環境下很容易損壞或褪色，無法在更高的溫度條件下保持圖像或標簽清晰可識別，
2、因此，亟需開發一種耐高溫熱敏材料，且具有阻燃防火性能，能夠在極端高溫環境下(≥100℃)使用，擴大其應用領域。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術提出一種耐高溫的熱敏涂料及其制備方法和應用。本專利技術所提供的熱敏材料，不僅具有耐高溫性能(初始發色溫度≥130℃，飽和發色溫度≥180℃)，能夠在≥100℃的高溫下使用，而且還具有阻燃防火性能，降低安全隱患，能夠滿足高溫場景的使用需求。
2、本專利技術的第一方面提供一種耐高溫的熱敏涂料。
3、具體地，一種耐高溫的熱敏涂料，包括如下組分：
4、顯色劑、
5、無色染料微膠囊乳液、
6、交聯劑、
7、分散劑、
8、助劑；
9、所述無色染料微膠囊乳液中的無色染料微膠囊為核殼結構，所述核為無色染料，所述殼為有機硅改性聚氨酯，所述有機硅改性聚氨酯的制備原料包括阻燃改性多元醇、多異氰酸酯、有機硅改性劑、擴鏈劑；
10、所述分散劑包括聚乙烯醇和硝酸鹽。
11、本專利技術利用具有核殼結構的無色染料微膠囊對無色染料進行包裹，微膠囊具有良好的密封性，使得無色染料與外部環境的隔離性高，從而將無色染料和顯色劑分隔開，避免了無色染料與顯色劑直接接觸導致反應活性難以控制的問題，而且也保護無色染料免受外界環境影響，避免出現底色高和顯色問題，熱響應性能的調控更加精確和可控，在高溫下顯色穩定且顯色圖案依然清晰可識別，適合高溫環境使用，具有顯影快、分辨率高、綠色環保等特點。其中無色染料微膠囊中的阻燃改性多元醇形成微膠囊殼的軟段，多異氰酸酯則形成微膠囊殼的硬段，阻燃改性多元醇不僅不會破壞材料的強度，而且還具有較好的阻燃性能和耐高溫性能，使得產品在高溫情況下也可正常、安全的使用，防止材料高溫起火，提高安全性，由此，本專利技術不僅引入了阻燃材料，以此提高了熱敏涂料的阻燃性能(軟段)，還提升了聚氨酯殼的機械性能(硬段)、阻燃性能和耐高溫性能。有機硅改性劑可以增加自乳化性能，可減少乳化劑的用量，避免乳化劑過多對產品耐水性能等造成負面影響，還可以提高聚氨酯殼的玻璃化轉變溫度tg，進一步增強聚氨酯殼的耐高溫性能，這主要歸功于有機硅中的si-o-si鏈獨特的化學結構，具有優良的化學穩定性、耐高溫、耐水防潮性等，通過共聚改性，可以將有機硅與聚氨酯兩者結合進行優勢互補。擴鏈劑所形成的鏈段作為聚氨酯殼的硬段的一部分，賦予了聚氨酯殼很好的物理機械性能，不僅保證了無色染料的正常包覆，還進一步增強了聚氨酯殼的耐高溫性能。聚乙烯醇不僅可讓分散液保持一定的粘度，還可通過為其自身的長鏈分子與非極性顆粒物質形成親水性團簇，防止沉淀和團聚；而硝酸鹽則具有良好的分散性能，可通過與顯色劑、填料表面形成絡合物或離子交換，增強顆粒的分散性，減小顆粒之間的靜電吸引力和表面張力，防止沉淀和團聚，保持存放穩定性，故本專利技術采用聚乙烯醇和硝酸鹽兩者搭配作為分散劑，很大程度上防止了顆粒絮凝，提高了研磨效率，以達到小粒徑的需求，使得分散液六個月以上無結晶析出、無沉淀、無絮聚，而細膩穩定的顆粒又進一步提高了熱敏發色涂層的緊密性，從而進一步增強了熱敏材料的高清晰度和耐高溫性能。
12、優選地，所述熱敏涂料按照重量份計，包括如下組分：
13、顯色劑10-80份、
14、無色染料微膠囊乳液10-50份、
15、交聯劑1-10份、
16、分散劑10-80份、
17、助劑10-50份。
18、進一步優選地，所述熱敏涂料按照重量份計，包括如下組分：
19、顯色劑10-50份、
20、無色染料微膠囊乳液10-40份、
21、交聯劑1-8份、
22、分散劑10-60份、
23、助劑15-40份。
24、更優選地，所述熱敏涂料按照重量份計，包括如下組分：
25、顯色劑15-30份、
26、無色染料微膠囊乳液10-30份、
27、交聯劑2-6份、
28、分散劑15-40份、
29、助劑15-30份。
30、優選地，所述助劑為填料、膠粘劑、潤濕流平劑中的至少一種。
31、進一步優選地，按照重量份計，所述熱敏涂料中的助劑包括：
32、填料2-30份、
33、膠粘劑5-25份、
34、潤濕流平劑0.1-5份。
35、更優選地，按照重量份計，所述熱敏涂料中的助劑包括：
36、填料3-15份、
37、膠粘劑10-20份、
38、潤濕流平劑0.1-2份。
39、優選地，所述無色染料微膠囊乳液的平均粒徑為0.5-2μm。
40、優選地，所述阻燃改性多元醇為經過阻燃材料化學改性的多元醇，所述阻燃材料為含氮阻燃材料、氮-磷協同阻燃材料、磷系阻燃材料、生物質阻燃材料中的至少一種，和/或，所述多元醇為芳香族聚酯多元醇。
41、優選地，所述阻燃材料為含氮阻燃材料。
42、優選地，所述含氮阻燃材料為氰胺類含氮阻燃材料、胍鹽類含氮阻燃材料、氨基甲酸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種熱敏涂料，其特征在于，包括如下組分：
2.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，按照重量份計，包括如下組分：
3.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述助劑為填料、膠粘劑、潤濕流平劑中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述阻燃改性多元醇為經過阻燃材料化學改性的多元醇，所述阻燃材料為含氮阻燃材料、氮-磷協同阻燃材料、磷系阻燃材料、生物質阻燃材料中的至少一種，和/或，所述多元醇為芳香族聚酯多元醇。
5.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述有機硅改性劑為硅烷偶聯劑，和/或，所述擴鏈劑為多胺化合物。
6.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述分散劑為質量比為(10-30)：1的聚乙烯醇和硝酸鹽。
7.根據權利要求3所述的熱敏涂料，其特征在于，所述膠粘劑包括主膠粘劑和副膠粘劑，所述主膠粘劑的最低成膜溫度≥80℃，和/或，所述副膠粘劑的最低成膜溫度≤30℃。
8.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述無色染料微膠囊乳液的平均粒徑為0.5-
9.一種熱敏涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述無色染料微膠囊乳液的制備方法，包括如下步驟：
11.權利要求1-8任一項所述的熱敏涂料或權利要求9或10所述制備方法制得的熱敏涂料在制備熱敏材料中的應用。
12.一種熱敏材料，其特征在于，包括依次層疊設置的基材、熱敏發色層和保護層，所述熱敏發色層由權利要求1-8任一項所述的熱敏涂料或權利要9或10所述制備方法制得的熱敏涂料制得。
13.權利要求12所述的熱敏材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
14.權利要求12所述的熱敏材料在制備熱敏打印材料、熱敏記錄材料、溫度監測材料、食品烘焙材料的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種熱敏涂料，其特征在于，包括如下組分：
2.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，按照重量份計，包括如下組分：
3.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述助劑為填料、膠粘劑、潤濕流平劑中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述阻燃改性多元醇為經過阻燃材料化學改性的多元醇，所述阻燃材料為含氮阻燃材料、氮-磷協同阻燃材料、磷系阻燃材料、生物質阻燃材料中的至少一種，和/或，所述多元醇為芳香族聚酯多元醇。
5.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述有機硅改性劑為硅烷偶聯劑，和/或，所述擴鏈劑為多胺化合物。
6.根據權利要求1所述的熱敏涂料，其特征在于，所述分散劑為質量比為(10-30)：1的聚乙烯醇和硝酸鹽。
7.根據權利要求3所述的熱敏涂料，其特征在于，所述膠粘劑包括主膠粘劑和副膠粘劑，所述主膠粘劑的最低成膜溫度≥80...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂群琛，文輝，李熹，謝先龍，鄧達麗，
申請(專利權)人：廣東冠豪高新技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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