[发明专利]一种湿敏变色涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种湿敏变色涂料，由以下质量份的原料组成：聚乙烯醇：8～10份、甲基纤维素：1～2份、甘油0.2～0.5份、增色剂：3～5份、显色剂：1～3份、蒸馏水：100份。本发明制备的湿敏变色涂料在湿度偏低，湿度适中，湿度偏高的环境中可呈现出明显的颜色变化，反应现象可逆，变色现象明显；在使用时可随意塑形，制成变色膜或变色块；根据不同应用环境确定使用状态，能适应多种使用需求。

技术领域

本发明涉及湿敏变色材料领域，更具体地，涉及一种湿敏变色涂料及其制备方法和应用。

背景技术

随着生活水平的提高和工业等产业领域的发展，人们在生产和生活过程中有了更加细微或精致的要求，对于环境湿度的要求也从顺其自然提升至能时刻观察检测甚至是改变的水平。环境湿度作为影响环境质量的重要一环，同时影响着产品的生产和保存，比如食品、电子元器件等产品在生产过程中以及保存时都需要严格把控环境湿度，是否存在一种湿敏性材料能够在不损伤产品或包装的前提下反映出产品所处环境的湿度变得越来越重要。

目前常用的湿敏白色材料主要为湿敏变色硅胶颗粒、湿度指示卡和湿敏变色油墨；其中湿敏变色硅胶颗粒利用硅胶内部的多微孔结构吸附空气中的水分子，使得硅胶内的钴离子等金属离子发生络合反应而变色，多见于食品和药品包装中，以小包装的形式置于食品和药品的包装内。湿敏变色硅胶颗粒中所使用的主要变色物质氯化钴在2004年时已被欧盟确定为二级致癌物质，不利于人体健康，颗粒状的硅胶易被幼儿误食，造成意外，同时测试精度低，在使用时大多是用来确定环境中的湿度是否超标，不能确定具体湿度范围。

湿度指示卡将吸湿后可变色的铜离子等金属离子以纸为载体保存起来，纸上不同的圆形区域对应一个湿度范围，指示卡吸湿后根据环境中湿度的高低，卡片上相应区域会发生颜色变化，指示出环境中的湿度。湿度指示卡较多地应用于集装箱等较大的环境内，不适用于食品包装等较小的环境内，卡片的使用形式过于单一，在使用过程中存在移动、滑落等情况，可能存在遗失等问题，且卡片自身材料为纸，遇液态水后会变形，强度下降，影响回收和多次使用。

湿敏变色油墨为在合适的常规涂料或油墨中加入酸碱缓冲物质以调节涂料或油墨的pH，使它的pH变为一种极易发生变化的不稳定状态，同时加入对pH变化敏感的显色物质，该物质在不同的pH下显示出不同的颜色，油墨或涂料吸水后pH便发生变化，显色物质也发生变色，市面上已有的湿敏变色油墨变色区间为环境湿度5％-65％或40％-80％，以印刷或涂抹的方式使用。使用方式限制了它的应用范围，油墨在印刷时要考虑与承印物的适应性和印刷方式等多种因素，这使得它并不适用于所有的环境，有较大的局限性，在实际使用的过程中更多的是作为防伪涂料而不是一种湿度监测工具。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种湿敏变色涂料，以聚乙烯醇作为主要吸水基材，吸湿后，不仅本身形态对产品影响小，还能有效吸收水分子并准确反映实际环境湿度下的水分子含量。

本发明的另一目的在于提供上述湿敏变色涂料的制备方法。

本发明还有一目的在于提供上述湿敏变色涂料在制备湿敏变色膜方面的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种湿敏变色涂料，由以下质量份的原料组成：聚乙烯醇：8～10份、甲基纤维素：1～2份、甘油0.2～0.5份、增色剂：3～5份、显色剂：1～3份、蒸馏水：100份。

优选地，所述湿敏变色涂料由以下质量份的原料组成：聚乙烯醇：10份、甲基纤维素：1.3份、甘油0.25份、增色剂：3.3份、显色剂：2份、蒸馏水：100份。

进一步地，所述聚乙烯醇型号为1799。

进一步地，所述显色剂为氯化铜，所述增色剂为氯化钾。

一种上述湿敏变色涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1.按比例称取各原材料；