[发明专利]一种荧光热膨胀微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及热膨胀微胶囊技术领域，具体公开一种荧光热膨胀微胶囊及其制备方法和应用。所述微胶囊包括囊芯和囊壁，囊芯为低沸点烷烃发泡剂，囊壁由内向外依次包括交联型聚脲缓冲层、荧光剂‑丙烯酸酯共聚物复合物层和互穿网络交联丙烯酸酯共聚物保护层。制备方法为：利用乳液模板法通过界面缩聚反应实现聚脲对低沸点烷烃发泡剂的内壳层包覆，再运用乳液模板自组装技术，通过表面自由基聚合，分别在聚脲内壳层表面包覆荧光剂‑丙烯酸酯共聚物的中间层和互穿网络交联丙烯酸酯共聚物外保护壳层。本发明的热膨胀微胶囊在应用于油墨印刷品时，能产生3D立体视觉/触觉效果和荧光指示两种功能，非常适合应用于防伪材料、特殊标记物、荧光路标等领域。

技术领域

本发明涉及热膨胀微胶囊技术领域，尤其涉及一种荧光热膨胀微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

随着国家经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，人们对高品质装饰用印刷品品质的追求也在不断提升。具有3D视觉效果的特种印刷材料受到了越来越广泛的关注。微胶囊是指一种具有天然或合成的高分子聚合物壁壳的微型容器或包埋物，一般粒子大小在微米或毫米范围内。热膨胀微胶囊技术是将低沸点有机溶剂作为发泡剂包裹在热塑性聚合物壳体中的技术，当该类微胶囊被加热，其内部有机溶剂气化产生压力，同时外部囊壁软化，若此时囊壁的热塑性与内部有机溶剂气化产生的压力配合得当，就可以使微胶囊展现出良好的膨胀效果，且膨胀冷却后也不会回缩。正是由于这一特性，热膨胀微胶囊已经被广泛应用于发泡油墨领域，当含有热膨胀微胶囊的油墨通过丝网印刷技术印刷在纸张、织物或硬质平面等承载物上并固化后，通过局部加热的方式，就可使印刷的图案或文字呈现突出的立体视觉效果。热膨胀微胶囊合成技术的发展对油墨应用技术水平有着很大的推动作用，显著提升印刷品的质量。

但是，仅仅是呈现三维的立体视觉效果已经不能满足人们对印刷用油墨越来越高的要求了，人们对印刷用油墨提出了多种功能化的需求。其应用领域已经从传统的图案及文字印刷向多功能防伪、特殊标志物或特定场合指示等特殊领域发展。因此，研发一种多功能化的热膨胀微胶囊对于先进油墨的发展具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种荧光热膨胀微胶囊及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种荧光热膨胀微胶囊，包括囊芯和包覆于所述囊芯外部的囊壁，所述囊芯为低沸点烷烃发泡剂，所述囊壁由内向外依次包括交联型聚脲缓冲层、荧光剂-丙烯酸酯共聚物复合物层和互穿网络交联丙烯酸酯共聚物保护层。

相对于现有技术，本发明设计了以低沸点烷烃发泡剂为核芯，以高韧性聚脲为内层壳、荧光剂-丙烯酸酯共聚物复合物层为中间层、互穿网络交联丙烯酸酯共聚物为外保护层的多层级核壳结构的热膨胀微胶囊。其中，高韧性聚脲内层壳不仅可有效保护有机烃发泡剂，还能提供较大的热膨胀弹性空间，且有利于荧光剂-丙烯酸酯共聚物在其外部的包覆；将荧光剂分布在高透明度的丙烯酸酯共聚物中，并通过具有高透明度、高强度和高弹性的互穿网络交联丙烯酸酯共聚物作为外层壳进行保护，不但能使微胶囊在特定的激发波长下产生强烈的荧光，确保高可视化的荧光效果，还能有效避免内部的发泡剂和外部环境对荧光剂的干扰，提高荧光发光稳定性，提高微胶囊的使用寿命；同时，中间壳层和外部壳层软化后不会影响聚脲层的膨胀效果，可与聚脲层的弹性膨胀匹配得到，进而有利于微胶囊膨胀之后维持其微观形态和结构的稳定性。

本发明设计的独特的三层壳层结构相互协同配合，且互不影响，实现了荧光指示功能和热膨胀功能的有机结合，使得微胶囊不仅能够提供视觉和触觉的3D凹凸立体效果，还能够在特定激发波长的照射下，产生强烈的荧光效果，可视化程度高，除去光源后，荧光消失，具有较好的可重复性，极大地扩展了热膨胀微胶囊在印刷油墨领域的应用范围。

优选的，所述低沸点烷烃发泡剂包括正己烷、异戊烷、正庚烷或异辛烷中至少一种。

优选的发泡剂可提高微胶囊的发泡性能，并降低发泡温度，使得微胶囊的发泡温度为90-150℃。