一種片狀磁性紅外顏料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種片狀磁性紅外顏料，所述顏料為由由內到外依次為（A）、（B）、（C）層的至少三層片狀夾心結構，所述（A）、（B）、（C）層分別為：（A）片狀磁性顏料層；（B）包覆在所述片狀磁性顏料層外的連接料層；（C）包覆在所述連接料層外的近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層。本發明所述片狀磁性紅外顏料，同時兼具磁信號和紅外信號，將兩種防偽信號復合在一起，可以實現定向排列，所制成的油墨印刷后通過定磁，如滾動條、立體球、平面隱雕等可以達到3D立體效果，在防偽【技術領域】和軍事領域有廣泛的應用價值。同時，本發明還公開了所述片狀磁性紅外顏料的制備方法，所述方法操作簡單，所制備的片狀磁性紅外顏料穩定。
【專利說明】一種片狀磁性紅外顏料及其制備方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種近紅外吸收或激發顏料及其制備方法，尤其是一種片狀磁性近紅外吸收或激發顏料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]磁性紅外顏料，即磁性紅外吸收顏料或磁性紅外激發顏料，是一種全新概念的產品。它集磁信號和紅外信號于一身，將兩種防偽信號復合在一起，且所制成的油墨可以達到特殊的3D立體效果，必將會是防偽界的寵兒。但目前并未見有該類顏料的出現。目前只有單重信號的顏料如磁性顏料、紅外吸收顏料、紅外激發顏料等。
[0003]目前涉及到的產品是磁性紅外材料，如CN101445362A，一種遠紅外生物磁性材料的制備方法；CN101870861B，一種紅外磁性相變材料及其制備方法。或者是直接把磁性顏料和紅外顏料混合配成油墨，如中國印鈔造幣總公司的CN101244679A，利用同色異譜磁性配對油墨實現防偽的方法；CN102936437A，具有紅外特征的金屬效果油墨；CN1197921C，發光防偽油墨及其制備方法和用途，以及上海印鈔廠的CN1690135A，一種具有高吸收性淺色的紅外吸收粉體的防偽油墨。把磁性顏料和紅外顏料混合配成油墨，油墨無法實現特殊的印刷效果，磁性顏料和紅外顏料會出現分層現象，耐摩擦性性能差等諸多弊病，從而限制了其應用。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種帶有金屬光澤和絢麗顏色、能夠實現定向排列、通過油墨印刷可達到3D立體效果、兼有磁信號和紅外信號于一體的片狀磁性紅外顏料；同時，本發明還提供了所述片狀磁性紅外顏料的制備方法。
[0005]為實現上述目的，本發明采取的技術方案為:一種片狀磁性紅外顏料，所述片狀磁性紅外顏料為由內到外依次為(A)、(B)、(C)層的至少三層片狀夾心結構，所述(A)、(B)、
(C)層分別為:
[0006](A)片狀磁性顏料層；
[0007](B)包覆在所述片狀磁性顏料層外的連接料層；
[0008](C)包覆在所述連接料層外的近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層。
[0009]本發明所述片狀磁性紅外顏料，為至少三層夾心結構，最內層為片狀磁性顏料層，中間層為連接料層，最外層為近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層。當所述片狀磁性紅外顏料大于三層時，所述近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層的外面可以包覆(A)、(B)、(C)層中的任意一層，當然也可以包覆其他材料層。即本發明所述片狀磁性紅外顏料只要其內部三層依次為(A)、(B)、(C)層，其他層可任意選擇即可。本發明所述片狀磁性紅外顏料同時兼具磁信號和紅外信號，避免了現有技術中將磁性顏料混合配成的油墨無法實現特殊的印刷效果，磁性顏料和紅外顏料會出現分層現象，耐摩擦性性能差等諸多弊病。
[0010]作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的優選實施方式，所述片狀磁性紅外顏料的等效粒徑為I~100 μ m,厚度為0.1~10 μ m。作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的更優選實施方式，所述片狀磁性紅外顏料片粒徑為10~60 μ m，厚度為0.8~2 μ m。本發明所述片狀磁性紅外顏料，主要用作防偽油墨，因此當所述片狀磁性紅外顏料的等效粒徑和厚度選擇上述范圍時，所述片狀磁性紅外顏料能夠更好的適合油墨印刷。
[0011]作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的優選實施方式，所述(C)層為近紅外吸收顏料層時，所述近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為780~2526nm ;所述(C)層為近紅外激發顏料層時，所述近紅外激發顏料是經過940~1060nm的紅外光激光而發出可見光。作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的更優選實施方式，所述(C)層為近紅外吸收顏料層時，所述近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為780~1300nm。
[0012]作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的優選實施方式，所述(B)層連接料層中的連接料為三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鋅、二氧化錫中的至少一種。作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的更優選實施方式，所述(B)層連接料層中的連接料為三氧化二鋁和二氧化硅。本發明所述連接料選擇上述所述中的至少一種時，能夠使制備出的片狀磁性紅外顏料更牢固，穩定性更好。
[0013]作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的優選實施方式，所述(A)層片狀磁性顏料層中的片狀磁性顏料為磁性云母珠光顏料、片狀鎳粉、片狀四氧化三鐵、磁性光變顏料中的至少一種。
[0014]作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的優選實施方式，所述(B)層連接料層通過化學液相沉積法包覆在所述片狀磁性顏料層外。
[0015]另外，本發明的另一目的在于提供一種如上所述片狀磁性紅外顏料的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0016](I)按照片狀磁性粉:預處理劑水溶液為l:20g/ml的比例，將片狀磁性粉加入到質量濃度為0.01~1%的預處理劑水溶液中，在20~80°C攪拌處理0.5~2h，放入抽濾槽，抽濾洗滌至濾液中活化離子濃度小于50ppm，得預處理的片狀磁性粉；
[0017](2)取步驟(1)得到的片狀磁性粉100份和去離子水1500~2000份投入反應釜中，在溫度為60~90°C下，調節pH值為4.0~8.0，加入濃度為20~50g/L的連接料鹽溶液5~25份，同時用10%的NaOH溶液調節保持pH值穩定，加料完成后，保溫攪拌I~3h后抽濾，先用去離子水洗滌，然后再用乙醇清洗；
[0018](3)將步驟(2)得到的物料和乙醇500~1000份投入反應釜，于溫度40~80°C下緩慢加入濃度為10~60g/L的近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料乙醇溶液，加料完成后，保溫攪拌10~30min后抽濾，用乙醇洗滌，在100°C烘干，即得片狀磁性紅外顏料。
[0019]作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的制備方法的優選實施方式，所述步驟(1)中的預處理劑為氟化銨、鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、雙氧水中的至少一種。當所述步驟(1)中的預處理劑選擇上述所述中的至少一種時，更易使磁性片表面粗化和活化，有效提高比表面積及表面活性，使下一步的包覆層致密、穩定。
[0020]作為本發明所述片狀磁性紅外顏料的制備方法的優選實施方式，所述步驟(2)中的連接料鹽溶液為鋁的鹽溶液、硅酸鹽溶液、鋯的鹽溶液、鋅的鹽溶液、錫的鹽溶液中的至少一種。當需要在片狀磁性顏料層外包覆所需的連接料層時，可根據需要包覆的連接料層，在步驟(2)中選擇對應的連接料鹽溶液。[0021]本發明所述片狀磁性紅外顏料，在片狀磁性顏料層表面通過化學液相沉積法包覆一層連接料層，然后再在連接料層的外面包覆一層近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層，所述片狀磁性紅外顏料為至少三層的夾心結構，這樣得到的片狀磁性紅外顏料穩定，它帶有金屬光澤和絢麗的顏色，并且同時兼具磁信號和紅外信號，避免了現有技術中將磁性顏料和紅外顏料混合配成的油墨無法實現特殊的印刷效果，磁性顏料和紅外顏料會出現分層現象，耐摩擦性能差等問題。本發明所述片狀磁性紅外顏料，將兩種防偽信號復合在一起，可以實現定向排列，所制成的油墨印刷后通過定磁，如滾動條、立體球、平面隱雕等可以達到3D立體效果，在防偽【技術領域】和軍事領域有廣泛的應用價值。本發明所述片狀磁性紅外顏料的制備方法，操作簡單，所制備的片狀磁性紅外顏料穩定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發明所述片狀磁性紅外顏料的一種實施例的結構示意圖。
[0023]圖2為本發明所述片狀磁性紅外顏料油墨印刷后的3D效果圖。
[0024]圖中，(A)為片狀磁性顏料層、(B)為連接料層、(C)近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層。
【具體實施方式】
[0025]為更好的說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0026]實施例1
[0027]本發明一種片狀磁性紅外顏料的一種實施例，本實施例所述片狀磁性紅外顏料采用以下方法制備而成:
[0028](I)取50g片狀磁性粉，置于四口燒瓶內，加入1L0.5%的氟化銨水溶液，攪拌升溫到50°C，處理0.5h后放入抽濾槽，抽濾洗滌至濾液中氟離子濃度小于50ppm，獲得預處理的片狀磁性粉；
[0029](2)將步驟(1)所得50g片狀磁性粉，去離子水750mL加入四口燒瓶中，攪拌升溫到80°C，調節pH值為7.0,以40mL/h的速度滴加20g/L的AlCl3溶液10mL，并同時用10%的NaOH溶液調節維持pH值穩定，加料完后保溫攪拌2h，然后抽濾，先用去離子水洗滌，再用乙醇清洗；
[0030](3)將步驟(2)包覆氧化鋁后的片狀磁性粉50g，乙醇500mL加入四口燒瓶中，分散攪拌升溫到50°C，緩慢滴加10mL10g/L的近紅外吸收顏料乙醇溶液，加料完畢后保溫攪拌0.5h，然后抽濾用乙醇洗滌，在100°C烘干，得到片狀磁性紅外吸收顏料。
[0031 ] 上述所述步驟(2 )中，AlCl3在恒定的溫度和pH值條件下，水解生成氫氧化鋁均勻沉積在片狀磁性粉表面上，然后抽濾烘干即可得到包覆一層三氧化二鋁的片狀磁性粉。
[0032]本實施例所用片狀磁性粉為磁性云母珠光顏料，所用近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為850nm ;本實施例所得片狀磁性紅外吸收顏料片粒徑為10~60 μ m,厚度為0.8~I μ m，在850nm處有強吸收峰。
[0033]實施例2
[0034]本發明一種片狀磁性紅外顏料的一種實施例，本實施例所述片狀磁性紅外顏料采用以下方法制備而成:
[0035](I)取50g片狀磁性粉，置于四口燒瓶內，加入1L0.01%的氫氧化鉀水溶液，攪拌升溫到20°C，處理2h后放入抽濾槽，抽濾洗滌至濾液中氫氧根離子濃度小于50ppm，獲得預處理的片狀磁性粉；
[0036](2)將步驟(1)所得50g片狀磁性粉，去離子水1000mL加入四口燒瓶中，攪拌升溫到60。。，調節pH值為8.0,以40mL/h的速度滴加50g/L的AlCl3溶液12.5mL,并同時用10%的NaOH溶液調節維持pH值穩定，加料完后保溫攪拌3h，然后抽濾，先用去離子水洗滌，再用乙醇清洗；
[0037](3)將步驟(2)包覆氧化鋁后的磁性粉50g，乙醇250mL加入四口燒瓶中，分散攪拌升溫到80°C，緩慢滴加10mL60g/L的近紅外激發顏料乙醇溶液，加料完畢后保溫攪lOmin，然后抽濾用乙醇洗滌，在100°C烘干，得到片狀磁性紅外激發顏料。
[0038]本實施例所用片狀磁性粉為片狀鎳粉，所用近紅外激發顏料是經過940nm的紅外光激發而發出可見光；本實施例所得片狀磁性紅外吸收顏料片粒徑為10~60 μ m，厚度為
0.8~I μ m，經過波長為940nm的紅外光激發可發出可見光。
[0039]實施例3
[0040]本發明一種片狀磁性紅外顏料的一種實施例，本實施例所述片狀磁性紅外顏料采用以下方法制備而成:
[0041](I)取50g片狀磁性粉，置于四口燒瓶內，加入1L0.6%的氫氧化鈉水溶液，攪拌升溫到80°C，處理Ih后放入抽濾槽，抽濾洗滌至濾液中氫氧根離子濃度小于50ppm，獲得預處理的片狀磁性粉；
[0042](2)將步驟(1)所得50g片狀磁性粉，去離子水900mL加入四口燒瓶中，攪拌升溫到90°C，調節pH值為4.0，以40mL/h的速度滴加30g/L的硅酸鈉溶液2.5mL，并同時用10%的NaOH溶液調節維持pH值穩定，加料完后保溫攪拌lh，然后抽濾，先用去離子水洗滌，再用乙醇清洗；
[0043](3)將步驟(2)包覆二氧化硅后的磁性粉50g，乙醇300mL加入四口燒瓶中，分散攪拌升溫到40°C，緩慢滴加10mL50g/L的近紅外吸收顏料乙醇溶液，加料完畢后保溫攪拌20min，然后抽濾用乙醇洗滌，在100°C烘干，得到片狀磁性紅外吸收顏料。
[0044]本實施例所用片狀磁性粉為片狀四氧化三鐵，所用近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為2526nm ;本實施例所得片狀磁性紅外吸收顏料片粒徑為10~60 μ m,厚度為0.8~I μ m，在2526nm處有強吸收峰。
[0045]實施例4
[0046]本發明一種片狀磁性紅外顏料的一種實施例，本實施例所述片狀磁性紅外顏料采用以下方法制備而成:
[0047](I)取50g片狀磁性粉，置于四口燒瓶內，加入1L1%的鹽酸溶液，攪拌升溫到65°C，處理0.5h后放入抽濾槽，抽濾洗滌至濾液呈中性，獲得預處理的片狀磁性粉；
[0048](2)將步驟(1)所得50g片狀磁性粉，去離子水750mL加入四口燒瓶中，攪拌升溫到80°C，調節pH值為7.0,以40mL/h的速度滴加20g/L的A1C13溶液IOmL,并同時用10%的NaOH溶液調節維持pH值穩定，加料完后保溫攪拌2h，然后抽濾，先用去離子水洗滌，再用乙醇清洗；[0049](3)將步驟(2)包覆氧化鋁后的磁性粉50g，乙醇400mL加入四口燒瓶中，分散攪拌升溫到50°C，緩慢滴加10mL10g/L的近紅外吸收乙醇溶液，加料完畢后保溫攪拌0.5h，然后抽濾用乙醇洗滌，在100°C烘干，得到片狀磁性紅外吸收顏料。
[0050]本實施例所用片狀磁性粉為磁性光變顏料，所用近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為1300nm;本實施例所得片狀磁性紅外吸收顏料片粒徑為10~60 μ m，厚度為0.8~I μ m，在1300nm處有強吸收峰。
[0051]實施例5
[0052]本發明一種片狀磁性紅外顏料的一種實施例，本實施例所述片狀磁性紅外顏料采用以下方法制備而成:
[0053](I)取50g片狀磁性粉，置于四口燒瓶內，加入1L0.5%的氟化銨水溶液，攪拌升溫到50°C，處理0.5h后放入抽濾槽，抽濾洗滌至濾液中氟離子濃度小于50ppm，獲得預處理的片狀磁性粉
[0054](2)將步驟(1)所得50g片狀磁性粉，去離子水750mL加入四口燒瓶中，攪拌升溫到65。。，調節pH值為7.0,以40mL/h的速度滴加20g/L的SnC14溶液IOmL,并同時用10%的NaOH溶液調節維持pH值穩定，加料完后保溫攪拌2h，然后抽濾，先用去離子水洗滌，再用乙醇清洗；
[0055](3)將步驟(2)包覆二氧化錫后的磁性粉50g，乙醇400mL加入四口燒瓶中，分散攪拌升溫到50°C，緩慢滴加10mL10g/L的近紅外吸收乙醇溶液，加料完畢后保溫攪拌0.5h，然后抽濾用乙醇洗滌，在100°C烘干，得到片狀磁性紅外吸收顏料。
[0056]本實施例所用片狀磁性粉為磁性珠光顏料，所用近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為780nm ;本實施例所得片 狀磁性紅外吸收顏料片粒徑為10~60微米。厚度為0.8~I微米，在780nm處有強吸收峰。
[0057]實施例6
[0058]本發明所述片狀磁性紅外顏料磁性效果試驗
[0059]將本發明實施例1-5制備得到的片狀磁性紅外顏料采用以下現有方法進行油墨印刷:將片狀磁性紅外顏料、UV樹脂、連接料、助劑混合均勻，配成UV油墨，利用絲網印刷，在銅版紙上印刷后在磁性的作用下定磁，出現如附圖2所示的3D立體效果。
[0060]由附圖2可知，本發明所述片狀磁性紅外顏料通過油墨印刷可達到3D立體效果。由以上可知，本發明所述片狀磁性紅外顏料，在片狀磁性顏料層表面通過化學液相沉積法包覆一層連接料層，然后再在連接料層的外面包覆一層近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層，形成至少三層的夾心結構，得到的片狀磁性紅外顏料穩定，同時兼具磁信號和紅外信號，避免了現有技術中將磁性顏料和紅外顏料混合配成的油墨無法實現特殊的印刷效果，磁性顏料和紅外顏料會出現分層現象，耐摩擦性能差等問題。將兩種防偽信號復合在一起，可以實現定向排列，所制成的油墨印刷后通過定磁，如滾動條、立體球、平面隱雕等可以達到3D立體效果，在防偽【技術領域】和軍事領域有廣泛的應用價值。
[0061]最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
【權利要求】
1.一種片狀磁性紅外顏料，其特征在于，所述片狀磁性紅外顏料為由內到外依次為(A)、(B)、(C)層的至少三層片狀夾心結構，所述(A)、(B)、(C)層分別為: (A)片狀磁性顏料層； (B)包覆在所述片狀磁性顏料層外的連接料層； (C)包覆在所述連接料層外的近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料層。
2.如權利要求1所述的片狀磁性紅外顏料，其特征在于，所述片狀磁性紅外顏料的等效粒徑為I~100 μ m,厚度為0.1~10 μ m。
3.如權利要求2所述的片狀磁性紅外顏料，其特征在于，所述片狀磁性紅外顏料片粒徑為10~60 μ m,厚度為0.8~2 μ m。
4.如權利要求1所述的片狀磁性紅外顏料，其特征在于，所述(C)層為近紅外吸收顏料層時，所述近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為780~2526nm ;所述(C)層為近紅外激發顏料層時，所述近紅外激發顏料是經過940~1060nm的紅外光激光而發出可見光。
5.如權利要求4所述的片狀磁性紅外顏料，其特征在于，所述(C)層為近紅外吸收顏料層時，所述近紅外吸收顏料的紅外光譜吸收峰為780~1300nm。
6.如權利要求1所述的片狀磁性紅外顏料，其特征在于，所述(B)層連接料層中的連接料為三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鋅、二氧化錫中的至少一種。
7.如權利要求1所述的片狀磁性紅`外顏料，其特征在于，所述(A)層片狀磁性顏料層中的片狀磁性顏料為磁性云母珠光顏料、片狀鎳粉、片狀四氧化三鐵、磁性光變顏料中的至少一種。
8.如權利要求1所述的片狀磁性紅外顏料，其特征在于，所述(B)層連接料層通過化學液相沉積法包覆在所述片狀磁性顏料層外。
9.一種如權利要求1-8任一所述片狀磁性紅外顏料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (O按照片狀磁性粉:預處理劑水溶液為l:20g/ml的比例，將片狀磁性粉加入到質量濃度為0.01~1%的預處理劑水溶液中，在20~80°C攪拌處理0.5~2h，放入抽濾槽，抽濾洗滌至濾液中活化離子濃度小于50ppm，得預處理的片狀磁性粉； (2)取步驟(1)得到的片狀磁性粉100份和去離子水1500~2000份投入反應釜中，在溫度為60~90°C下，調節pH值為4.0~8.0，加入濃度為20~50g/L的連接料鹽溶液5~25份，同時用10%的NaOH溶液調節保持pH值穩定，加料完成后，保溫攪拌I~3h后抽濾，先用去離子水洗滌，然后再用乙醇清洗； (3)將步驟(2)得到的物料和乙醇500~1000份投入反應釜，于溫度40~80°C下緩慢加入濃度為10~60g/L的近紅外吸收顏料或近紅外激發顏料乙醇溶液，加料完成后，保溫攪拌10~30min后抽濾，用乙醇洗滌，在100°C烘干，即得片狀磁性紅外顏料。
10.如權利要求9所述的片狀磁性紅外顏料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的預處理劑為氟化銨、鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、雙氧水中的至少一種。
11.如權利要求9所述的片狀磁性紅外顏料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的連接料鹽溶液為鋁的鹽溶液、硅酸鹽溶液、鋯的鹽溶液、鋅的鹽溶液、錫的鹽溶液中的至少一種。
【文檔編號】C09C1/24GK103509379SQ201310439920
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】王文軍, 虞林瑞, 宋德生, 龍芬 申請人:惠州市華陽光學技術有限公司