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新型铁氧体颜料制备与其在磁性防伪油墨中应用

收藏本文 2024-03-09 点赞:24939 浏览:110195 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:磁性防伪油墨具有外观色深、检测仪器简单、防伪效果等优点,是一种的特种防伪油墨。尖晶石型铁氧体是最常用的磁性防伪油墨颜料,因此,制备高性能的尖晶石型铁氧体磁性粒子是高质量磁性油墨的关键。利用水热法分别制备了纳米级四氧化三铁和锰锌铁氧体,并对其粒径、形貌了调控,然后以自制的Fe_3O_4纳米粒子为磁性颜料制备了磁性防伪胶印油墨。论文主要内容如下:(1)以硫酸亚铁为铁源,以醋酸钠作静电保护剂,在较低温度下制备了片状和针状Fe_3O_4纳米晶。研究了碱浓度、反应物溶液浓度、保护剂的浓度对Fe_3O_4纳米晶微观结构的影响,初步探讨了Fe_3O_4纳米粒子的形成机理,研究了其磁性和电磁性能与微观结构之间的关系,发现针状Fe_3O_4的饱和磁化强度低于片状Fe_3O_4,但都属于软磁。Fe_3O_4电磁性能和吸波性能也因形貌的不同而有差异。(2)利用水热法,在一定条件下(15mmol硫酸亚铁、3.75mmol氯化锌、3.75mmol氯化锰、10mmol醋酸钠、10 mmol柠檬酸、10g氢氧化钠,80℃水浴,3.5h)成功制备了形貌均一,平均粒径为90nm的片状锰锌铁氧体。改变反应条件(如反应时间、反应物的浓度、表面活性剂种类及使用量)成功实现了锰锌铁氧体纳米晶的调控合成。探讨了锰锌铁氧体纳米晶可能的形成机理。研究了其磁性能,发现的饱和磁化强度为44.79 emu/g,低于Fe_3O_4的饱和磁化强度,研究了其电磁性能和吸波性能,发现产物的吸收峰宽,吸收率低于-3dB的峰宽将近5.1GHz。(3)以Fe_3O_4纳米作为颜料,制备磁性防伪胶印油墨。大量正交试验和性能检测,对其印刷适性和防伪效果研究,分析连接料、颜料、各助剂对油墨的影响,确定油墨的最佳配方。性能检测结果制备的油墨黏度在胶印油墨要求的10-80 Pa·s之间,黏性在要求的4-13之间,耐磨擦性能优异,干燥性良好,印刷适性好。关键词:水热法论文四氧化三铁论文锰锌铁氧体论文磁性油墨论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-10

    章 绪论10-26

    1.1 印刷防伪技术10-12

    1.1.1 特种油墨防伪技术10

    1.1.2 激光全息防伪技术10-11

    1.1.3 纸张防伪技术11

    1.1.4 制版与印刷的防伪技术11-12

    1.2 防伪油墨的种类12-16

    1.2.1 磁性油墨及其防伪原理12-13

    1.2.2 荧光油墨及其防伪原理13-14

    1.2.3 热敏油墨及其防伪原理14-15

    1.2.4 其他防伪油墨15-16

    1.3 磁性防伪油墨的组成16-18

    1.3.1 磁性油墨连接料16-17

    1.3.2 磁性颜料17

    1.3.3 油墨助剂17-18

    1.4 尖晶石型铁氧体颜料18-24

    1.4.1 尖晶石铁氧体的结构18-19

    1.4.2 尖晶石铁氧体的磁性来源19-20

    1.4.3 纳米铁氧体磁性颜料的制备方法20-24

    1.5 研究目的及内容24-26

    1.5.1 研究目的24

    1.5.2 研究内容24-26

    章 四氧化三铁纳米晶的水热合成、表征与性能研究26-40

    2.1 前言26

    2.2 实验26-28

    2.2.1 实验药品26-27

    2.2.2 主要实验仪器27

    2.2.3 四氧化三铁纳米的制备与表征27-28

    2.3 结果与讨论28-38

    2.3.1 四氧化三铁纳米晶的水热合成及表征28-29

    2.3.2 实验条件对四氧化三铁纳米晶微观结构的的影响29-35

    2.3.3 形成机制的探讨与研究35-36

    2.3.4 四氧化三铁纳米晶磁性能36

    2.3.5 四氧化三铁纳米晶的电磁和吸波性能36-38

    2.4 小结38-40

    章 锰锌铁氧体纳米晶的合成、表征与性能研究40-51

    3.1 前言40

    3.2 实验40-42

    3.2.1 实验药品40-41

    3.2.2 主要实验仪器41

    3.2.3 的制备与表征41-42

    3.3 结果与讨论42-50

    3.3.1 锰锌铁氧体纳米晶的表征42-43

    3.3.2 实验条件对微观结构的的影响43-47

    3.3.3 形成机制的探讨与研究47-48

    3.3.4 锰锌铁氧体纳米晶的磁性能48

    3.3.5 锰锌铁氧体纳米晶的电磁和吸波性能48-50

    3.4 小结50-51

    章 高性能磁性胶印油墨的制备与性能研究51-63

    4.1 前言51

    4.2 实验51-52

    4.2.1 实验原料51

    4.2.2 主要实验仪器51-52

    4.3 磁性油墨中主要原料最佳配比的实验确定52-57

    4.3.1 磁性油墨的制备52

    4.3.2 磁性颜料的含量对黏度的影响52-54

    4.3.3 磁性颜料的含量对黏性的影响54-56

    4.3.4 磁性颜料的含量对实地密度的影响56-57

    4.3.5 磁性颜料含量对油墨磁响应性能的影响57

    4.4 高性能磁性油墨的制备及性能检测57-62

    4.4.1 高性能磁性油墨的制备57-58

    4.4.2 连接料和助剂对黏度的影响58

    4.4.3 连接料和助剂对黏性的影响58-59

    4.4.4 油墨的细度检测59-60

    4.4.5 油墨的其他性能检测60

    4.4.6 炭黑含量对油墨性能的影响60-62

    4.5 小结62-63

    第五章 与展望63-65

    5.1 63-64

    5.2 展望64-65

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