不可逆遇水變色油墨的主要技術原理與反應機制-廣州樂迪新材料

來源：發布時間：2025-04-19

一、產品概述：創新技術賦能安全防偽

廣州樂迪新材料科技有限公司自主研發的不可逆遇水變色油墨，是基于水敏材料科學的前沿成果開發的功能性特種油墨。該產品通過獨特的化學配比設計，實現了遇水后顏色不可逆轉變的物理化學效應，其顯色變化具有明顯性和長久性特征。作為第三代智能響應型油墨，其技術指標達到ISO 2835-2標準要求，廣泛應用于防偽認證、質量監測、醫療檢測等高段領域。區別于傳統可逆變色油墨，本產品在接觸液態水（包括水蒸氣）后，其分子結構發生不可恢復的晶型轉變，形成長久性顯色標記。

二、主要技術原理與反應機制

本產品采用復合型水敏材料體系，主要配方包含：

改性二氧化硅基載體材料（粒徑分布50-200nm）

過渡金屬絡合物顯色劑

有機-無機雜化包覆層

功能性高分子粘接劑

當體系接觸水分時，水分子穿透包覆層與金屬絡合物發生配位解離反應，導致電子躍遷能級改變，引發可見光區吸收峰位移。此過程伴隨SiO?載體的溶脹效應，形成物理鎖水結構，確保反應不可逆。根據ASTM D3278標準測試，顯色閾值低至0.1μL/cm2，響應時間＜3秒（25℃條件下）。

三、主要性能優勢解析

1. 精確觸發機制

專一性水響應：只對液態水/H2O分子產生顯色反應

pH值適用范圍：4.0-9.5（超越常規產品3.0-8.0的適用范圍）

抗干擾性能：耐受常見有機溶劑（乙醇等）及弱酸堿環境

2. 長效穩定性表現

未開封的狀態保質期：24個月（符合ISTA 3A標準）

顯色后耐候性：通過2000小時QUV加速老化測試

附著力等級：5B（ASTM D3359劃格法測試）

3. 環境適配性

印刷適性：兼容凹版/柔版/絲網印刷（粘度范圍12-25Pa·s）

基材適應性：PET/PP/紙基材表面張力＞38mN/m

干燥條件：80℃×30s或常溫固化（濕度＜65%RH）

四、行業應用解決方案

1. 高段防偽領域

應用于貨幣證券、電子產品標簽等場景，通過微區印刷形成隱形水印。當遭遇非法拆解或環境異常時，觸發顯色報警。經中國防偽行業協會認證，防偽等級達到GB/T 37470-2019中Ⅲ級標準。

2. 醫療監測系統

集成于醫用敷料、檢測試紙等產品，通過顏色變化指示傷口滲出液量或樣本含水量。臨床試驗顯示，在0-500μL量程內檢測誤差＜±5%，符合YY/T 0698-2017醫療器械標準。

3. 工業質量控制

作為包裝完整性指示劑，可檢測食品/藥品包裝的微滲漏（檢測精度達10μm級缺口）。通過DIN 55538標準驗證，在-20℃~60℃環境下保持穩定性能。

五、技術參數與操作規范

參數指標	測試方法
顯色閾值	≤0.15μL/cm2	GB/T 9754
色差值ΔE	≥15（顯色前后）	ISO 11664-4
耐摩擦性	＞500次（1kg載荷）	ASTM F2357
儲存溫度	5-30℃（原裝密封）	ISTA 3A

操作注意事項：

印刷環境需保持相對濕度≤60%

建議采用200-300目絲網制版

固化后需進行72小時熟化處理

六、研發體系與質量保障

本產品嚴格遵循REACH法規（SVHC清單物質未檢出），通過SGS多項毒理測試（報告編號SGZH20231107892），符合食品接觸材料GB 9685-2016標準要求。

七、市場前景與戰略價值

隨著全球防偽市場規模以9.8%年復合增長率擴張（數據來源：Allied Market Research），不可逆變色油墨在智慧包裝領域的滲透率持續提升。樂迪新材料通過差異化技術路線，突破國外企業的壁壘，產品性價比優于同類進口產品30%以上。在"雙碳"戰略背景下，水性體系設計使產品VOCs排放量降低至＜50g/L，契合綠色制造發展趨勢。