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不可逆遇水变色油墨的主要技术原理与反应机制-广州乐迪新材料

来源: 发布时间:2025-04-19

一、产品概述:创新技术赋能安全防伪

广州乐迪新材料科技有限公司自主研发的不可逆遇水变色油墨,是基于水敏材料科学的前沿成果开发的功能性特种油墨。该产品通过独特的化学配比设计,实现了遇水后颜色不可逆转变的物理化学效应,其显色变化具有明显性和长久性特征。作为第三代智能响应型油墨,其技术指标达到ISO 2835-2标准要求,广泛应用于防伪认证、质量监测、医疗检测等高段领域。区别于传统可逆变色油墨,本产品在接触液态水(包括水蒸气)后,其分子结构发生不可恢复的晶型转变,形成长久性显色标记。

二、主要技术原理与反应机制

本产品采用复合型水敏材料体系,主要配方包含:

改性二氧化硅基载体材料(粒径分布50-200nm

过渡金属络合物显色剂

有机-无机杂化包覆层

功能性高分子粘接剂

当体系接触水分时,水分子穿透包覆层与金属络合物发生配位解离反应,导致电子跃迁能级改变,引发可见光区吸收峰位移。此过程伴随SiO₂载体的溶胀效应,形成物理锁水结构,确保反应不可逆。根据ASTM D3278标准测试,显色阈值低至0.1μL/cm²,响应时间<3秒(25℃条件下)。


三、主要性能优势解析

1. 精确触发机制

专一性水响应:只对液态水/H2O分子产生显色反应

pH值适用范围:4.0-9.5(超越常规产品3.0-8.0的适用范围)

抗干扰性能:耐受常见有机溶剂(乙醇等)及弱酸碱环境

2. 长效稳定性表现

未开封的状态保质期:24个月(符合ISTA 3A标准)

显色后耐候性:通过2000小时QUV加速老化测试

附着力等级:5BASTM D3359划格法测试)

3. 环境适配性

印刷适性:兼容凹版/柔版/丝网印刷(粘度范围12-25Pa·s

基材适应性:PET/PP/纸基材表面张力>38mN/m

干燥条件:80℃×30s或常温固化(湿度<65%RH

四、行业应用解决方案

1. 高段防伪领域

应用于货币证券、电子产品标签等场景,通过微区印刷形成隐形水印。当遭遇非法拆解或环境异常时,触发显色报警。经中国防伪行业协会认证,防伪等级达到GB/T 37470-2019级标准。

2. 医疗监测系统

集成于医用敷料、检测试纸等产品,通过颜色变化指示伤口渗出液量或样本含水量。临床试验显示,在0-500μL量程内检测误差<±5%,符合YY/T 0698-2017医疗器械标准。

3. 工业质量控制

作为包装完整性指示剂,可检测食品/药品包装的微渗漏(检测精度达10μm级缺口)。通过DIN 55538标准验证,在-20℃~60℃环境下保持稳定性能。


五、技术参数与操作规范

参数指标

测试方法

显色阈值

≤0.15μL/cm²

GB/T 9754

色差值ΔE

≥15(显色前后)

ISO 11664-4

耐摩擦性

500次(1kg载荷)

ASTM F2357

储存温度

5-30℃(原装密封)

ISTA 3A

操作注意事项:

印刷环境需保持相对湿度≤60%

建议采用200-300目丝网制版

固化后需进行72小时熟化处理


六、研发体系与质量保障

本产品严格遵循REACH法规(SVHC清单物质未检出),通过SGS多项毒理测试(报告编号SGZH20231107892),符合食品接触材料GB 9685-2016标准要求。


七、市场前景与战略价值

随着全球防伪市场规模以9.8%年复合增长率扩张(数据来源:Allied Market Research),不可逆变色油墨在智慧包装领域的渗透率持续提升。乐迪新材料通过差异化技术路线,突破国外企业的壁垒,产品性价比优于同类进口产品30%以上。在"双碳"战略背景下,水性体系设计使产品VOCs排放量降低至<50g/L,契合绿色制造发展趋势。


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