新型时间-温度指示剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及指示剂技术领域，具体公开了一种新型时间‑温度指示剂，所述指示剂至少包括骨架结构层、显色层及消耗层，所述指示剂按质量百分比计包括：成膜材料75％‑90％，催化材料0.2％‑10％，显色剂5％‑20％，助剂0.1％‑1％。本发明专利技术涉及的指示剂具有精准性高的优点，其消耗层在光照、热量或光热协同的作用下发生分解，当消耗层的某处完全分解后，暴露出的显色层会在空气中呈现出颜色变化，依据显色层的颜色变化，可以判断产品经历的时间、温度等信息，从而判断产品运输时间、储存时间、产品质量变化等信息，有利于进行产品信息追溯。

【技术实现步骤摘要】
新型时间-温度指示剂及其制备方法
本专利技术涉及指示剂
，尤其涉及一种新型时间-温度指示剂及其制备方法。
技术介绍
在产品的流通过程中，产品涉及到生产、储存、运输、销售、质量追溯等众多环节，时间、光照、温度等因素均会影响产品品质，然而因为产品流通过程中影响产品的各项因素都具有不可预知性，使得产品在每个环节的时间周期和产品质量变化缺乏指示信息，导致在产品流通过程中，消费者所获取的产品信息不对称。随着技术进步，能够监测产品品质变化过程的时间-温度指示剂(Time-TemperatureIndicator，简称TTI)得到了广泛的应用。时间-温度指示剂是指通过时间和温度变化引起指示剂颜色改变，以指示产品信息变化的技术，可根据颜色变化来记录产品经历的时间温度变化历程。目前市场上大多数时间-温度指示剂根据指示原理主要分为扩散型、聚合反应型和酶反应型；根据指示剂工作时的化学原理，又可以分为溶液扩散型和pH变色反应型；根据传递信息的种类可以将温度指示剂分为临界温度指示剂、临界温度/时间积分器、时间温度指示器。但是上述的时间-温度指示剂所采用的制备技术较为复杂，成本较高，不适合大范围应用，并且对于时间、光线和温度等参数的反应都不精确，无法精确指示产品经历的变化信息。因此，如何同时实现简化指示剂的制备工艺及制备成本，提升指示剂的检测精确性成为了亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种新型时间-温度指示剂，以解决指示剂检测的精确性差的问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种新型时间-温度指示剂，所述指示剂至少包括骨架结构层、显色层及消耗层，所述指示剂按质量百分比计包括：成膜材料75％-90％，催化材料0.2％-10％，显色剂5％-20％，助剂0.1％-1％。进一步地，所述成膜材料包括脂肪族聚脂、聚酰脂共聚物、聚乙烯醇、聚乙二醇、植物纤维素、聚乳酸、淀粉、聚丙烯酸树脂、壳聚糖、醇酸树脂、氯化聚丙烯树脂、硅酸盐、聚氨基葡萄糖、动物胶、天然有机物以及海生藻类中的一种或多种，其中硅酸盐包括硅酸铝、硅酸铁、硅酸钙、硅酸镁、硅酸钾、硅酸钠。进一步地，所述催化材料包括光催化材料、热催化材料以及光热协同催化材料。进一步地，所述显色剂包括类胡萝卜素色素、虾青素、花青素等植物色素、植物酚类物、苯酚类物质中的一种或多种。进一步地，所述助剂包括光敏剂、抗氧化剂、润滑剂。进一步地，所述溶剂包括水、乙醇、丙酮、乙二醇中的一种或多种。进一步地，所述骨架结构层为多孔氧化铝、堇青石、硅胶、分子筛、海泡石、泡沫金属、凹凸棒、贝壳粉、硅藻泥和膨润土中的一种或多种。进一步地，所述光催化材料包括C3N4、掺杂的C3N4、复合C3N4、纳米铋系氧化物中的一种或多种；热催化材料包括贵金属材料，光热催化材料包括氧化铈、氧化铜。进一步地，所述光敏剂包括芳香重氮盐、二芳基碘化合物、三芳基硫化合物、烷基金属类、金属羰基类、安息香及其衍生物、苯乙酮衍生物、芳香酮类化合物、色素类、芳酮类、稠环芳烃类、聚硅烷类、酰基膦酸盐类、偶氮类及金属有机配合物类中一种或多种。进一步地，所述抗氧化剂包括酚类抗氧化剂、黄酮类抗氧化剂、维生素E、褪黑素、维生素C、抗坏血酸中的一种或多种。进一步地，所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、石蜡和聚乙烯蜡中的一种或者多种。本专利技术第二个目的在于提供一种如上述的新型时间-温度指示剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：按配比称取制备所述指示剂的各原料组分，将显色剂、成膜材料和溶剂混合搅拌，得到第一混合液；将所述成膜材料与催化材料混合搅拌，得到第二混合液；将骨架结构层放入所述第一混合液浸泡，进行第一温度干燥，在所述骨架结构层上形成显色层；将形成有所述显色层的骨架结构层放入所述第二混合液浸泡，进行第二温度干燥，在所述显色层表面形成消耗层，得到所述指示剂；其中，所述第一温度大于所述第二温度。进一步地，所述机械搅拌的转速为200-900r/min，搅拌时长为0.5-2h。进一步地，所述搅拌混合方式包括机械搅拌和球磨搅拌。进一步地，所述第一温度干燥为加热温度60-100℃，干燥时间6-12h；所述第二温度干燥为加热温度20-40℃，干燥时间24-48h。进一步地，所述第一温度干燥为真空高温干燥。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的新型时间-温度指示剂，按质量百分比计包括：至少包括骨架结构层、显色层及消耗层，所述指示剂按质量百分比计包括：成膜材料75％-90％，催化材料0.2％-10％，显色剂5％-20％，助剂0.1％-1％。本专利技术涉及的指示剂具有精准性高的优点，其消耗层在光照、热量或光热协同的作用下发生分解，当消耗层的某处完全分解后，暴露出的显色层会在空气中呈现出颜色变化，依据显色层的颜色变化，可以判断产品经历的时间、温度等信息，从而判断产品运输时间、储存时间、产品质量变化等信息，有利于进行产品信息追溯。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中新型时间-温度指示剂的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例中新型时间-温度指示剂的制备方法的流程图。附图标记：1、骨架结构层；2、显色层；3、消耗层。具体实施方式本专利技术实施例中揭露的数值是近似值，而并非确定值。在误差或者实验条件允许的情况下，可以包括在误差范围内的所有值而不限于本专利技术实施例中公开的具体数值。本专利技术实施例中揭露的数值范围用于表示在混合物中的组分的相对量以及其他方法实施例中列举的温度或者其他参数的范围。本专利技术一方面提供一种新型时间-温度指示剂，所述指示剂至少包括骨架结构层1、显色层2及消耗层3，所述指示剂按质量百分比计包括：成膜材料75％-90％，催化材料0.2％-10％，显色剂5％-20％，助剂0.1％-1％。从传统的时间-温度指示剂，例如扩散型、聚合反应型和酶反应型等指示剂的制备技术及实际使用效果可知，大多数时间-温度指示剂均存在制备技术复杂，成本高，不适合大范围应用，并且对于时间、光线和温度等参数的反应都不精确，具有无法精确指示产品信息变化信息的缺陷。为了解决上述问题，在本实施例中，通过将时间-温度指示剂设计为至少包括骨架结构层1、显色层2及消耗层3。构成时间-温度指示剂的骨架结构层1、显色层2及消耗层3可设计为圆形或方形等，在此不作限定。利用消耗层3所选材料具有在受温度、光照等因素的影响而被分解的特性，预先确定消耗层3被分解的温度临界点或光照强度临界点，可以判断当消耗层3被分解完全时，消耗层3对应的温度临界点或光照强度临界点便是指示剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述指示剂至少包括骨架结构层、显色层及消耗层，所述指示剂按质量百分比计包括：成膜材料75％-90％，催化材料0.2％-10％，显色剂5％-20％，助剂0.1％-1％。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述指示剂至少包括骨架结构层、显色层及消耗层，所述指示剂按质量百分比计包括：成膜材料75％-90％，催化材料0.2％-10％，显色剂5％-20％，助剂0.1％-1％。


2.根据权利要求1所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述成膜材料括脂肪族聚脂、聚酰脂共聚物、聚乙烯醇、聚乙二醇、植物纤维素、聚乳酸、淀粉、聚丙烯酸树脂、壳聚糖、醇酸树脂、氯化聚丙烯树脂、硅酸盐、聚氨基葡萄糖、动物胶、天然有机物以及海生藻类中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述催化材料包括光催化材料、热催化材料以及光热协同催化材料。


4.根据权利要求1所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述显色剂包括类胡萝卜素色素、虾青素、花青素等植物色素、植物酚类物、苯酚类物质中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述助剂包括光敏剂、抗氧化剂、润滑剂。


6.根据权利要求1所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述溶剂包括水、乙醇、丙酮、乙二醇中的一种或多种。


7.根据权利要求1所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述骨架结构层为多孔氧化铝、堇青石、硅胶、分子筛、海泡石、泡沫金属、凹凸棒、贝壳粉、硅藻泥和膨润土中的一种或多种。


8.根据权利要求1所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述光催化材料包括C3N4、掺杂的C3N4、复合C3N4、纳米铋系氧化物中的一种或多种；热催化材料包括贵金属材料，光热催化材料包括氧化铈、氧化铜。


9.根据权利要求5所述的新型时间-温度指示剂，其特征在于，所述光敏剂包括芳香重氮盐、二芳基碘化合物、三芳基硫化合物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梓俨，李伟，赵梓权，万文超，李鹏辉，刘帅卓，曾广勇，
申请(专利权)人：赵梓俨，赵梓权，李伟，
类型：发明
国别省市：四川;51