最新一种耐光氧的水显成像材料及其制备方法与流程

本站提供的最新一种耐光氧的水显成像材料及其制备方法与流程,为您介绍下面内容:

本发明涉及打印材料技术领域,特别涉及一种水显成像材料。



背景技术:

随着经济和科学技术的迅猛发展,人们对纸和纸板的需求量不断增加。造纸过程需要大量的水,造纸行业总排水量仅次于化工与钢铁行业,位居工业废水排放量的第3位,cod排放量达工业cod排放总量的三分之一。因此,造纸业水污染治理不但成为造纸行业乃至全社会关注的热点,而且也成为制约造纸企业生存与发展的关键。造纸的原料主要是木材,浪费纸张,实际上就是在砍伐大树,浪费宝贵的森林资源。伴随着造纸行业的发展,环境污染与森林植被的破坏等问题越发显得突出。为了人类的可持续发展,可重复使用的书写材料成为国际科技的主攻方向,因此有必要生产一种绿色环保并可重复使用的信息记录材料。

目前市场上有一些可重复使用的水写纸,仅以水代墨进行书、画的水写,应用范围有局限。同时,现有一些产品存在水写后字迹不够清晰,容易横向扩散;反复书写后,纸张容易变形;纸张表面粗糙;制造工艺复杂等缺点。乐凯医疗科技有限公司和吉林大学合作开发的无墨喷水打印技术有效克服了现有重复使用水写纸的弊病,真正实现了无墨书写和打印。申请号为201610471824.6的中国专利公开了一种可重复打印材料,这种特殊的材料打印时无需喷墨,喷清水或酸性水溶液即可显示字迹或图案。该发明中提供的可重复打印材料打印后保色时间长,水纵向渗透性较好,吸水率较高,使用寿命长。该打印材料仅可呈现红、黄、蓝、紫四种颜色,不符合人们日常所习惯的白纸黑字显示,因此,该打印材料尚不能完全替代办公打印用纸。申请号为2017113761610的中国专利公开了一种可重复书写黑色字迹的复合材料,包括基材层和复合在所述基材层上的涂布层,其由涂布液涂布制得。它不仅仅限于书、画,同时还可用于打印的可重复书写复合材料。所述材料在基材层外仅有含染料的一层涂层,不论书写还是打印的图像和字迹分辨率都很高,且显色不存在延迟现象,具有较好的即时性。然而,该材料极易受空气和光的影响,从而导致涂层发生黄变,即由原色(白色)转变为黄色,严重影响产品的重复使用效果。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足,提供一种耐光氧的水显成像材料,这种材料易于制造、耐光氧性能优良。

为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:

一种耐光氧的水显成像材料,所述成像材料由功能保护层、成像层和基材层组成,所述功能保护层按质量份数计由以下组分制备:

多孔材料10-50,

功能助剂0.1-25,

交联剂1-10,

粘合剂5-30,

水20-250。

上述耐光氧的水显成像材料,所述多孔材料为碳酸钙、氧化铝、二氧化硅、硅藻土或碱金属硼硅酸盐中的一种或多种。

上述耐光氧的水显成像材料,所述功能助剂包括表面活性剂、防静电剂、流平剂、坚膜剂、紫外吸收剂或抗氧化剂中的一种或多种。

上述耐光氧的水显成像材料,所述表面活性剂选自阴离子型或非离子型中的一种或两种。

上述耐光氧的水显成像材料,所述防静电剂选自聚苯乙烯磺酸、丙三醇或十二烷基二甲基胺乙内酯中的一种或多种。

上述耐光氧的水显成像材料,所述紫外吸收剂选自杨酯苯酯、羟苯基苯并三唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、单苯甲酸间苯二酚酯或2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的一种或多种。

上述耐光氧的水显成像材料,所述流平剂选自含氟流平剂、聚醚改性有机硅烷、聚醚改性聚硅氧烷共聚物或丙烯酸酯类聚合物中的一种或多种。

上述耐光氧的水显成像材料,所述抗氧化剂选自自由基吸收剂中的受阻胺。

上述耐光氧的水显成像材料,所述交联剂为三聚氰胺、噁唑啉、氮吡啶或硅烷偶联剂中的一种。

上述耐光氧的水显成像材料,所述粘合剂包括聚酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚氨酯、ms改性硅烷、环氧树脂、明胶、丁苯胶乳或者酚醛-环氧型改性的多组分粘合剂中的一种或几种。

本发明对涂布的方式没有特殊的限制,优选坡流挤压或刮棒涂布。其中,涂布时的温度优选为20-60℃,干燥温度优选为50-90℃。

本发明还给出了耐光氧的水显成像材料的制备方法,如下:

1、将所述功能保护层涂覆在含有成像层的可重复书写黑色字迹的复合材料上,制得耐光氧的水显成像材料,其中成像层具有水显色重复使用功能。

2、功能保护层制备方法如下:

1)按质量份配比,提取10-50质量份的多孔材料,20-100质量份的水,0.1-10质量份的助溶剂,5000rpm分散30分钟得到多孔粉末分散液;

2)按质量份配比,提取5-30质量份的粘合剂,50-150质量份的水,1-10质量份的交联剂和0.1-15质量份的功能助剂,混合均匀后缓慢加入上述所得多孔粉末分散液,从而制得功能保护层涂布液;

3)按涂布要求,采用坡流挤压或刮棒涂布的方式将功能保护层涂布液涂布于成像层上,调节干燥温度,烘干后即得耐光氧化性能的功能保护层。

本发明具有以下优点:

1、本发明制备的功能保护层具有良好的耐光氧性能,有效抑制成像层发生黄变,提高复合产品的重复使用率和使用周期;

2、本发明制备的功能保护层具有高的透水性,成膜性好,干燥后即成膜,与成像层匹配性良好,易于复合,基于此制备的耐光氧的水显成像材料使用毛笔、钢笔、水笔或喷水打印机即显示黑色的所需字迹或图案。该产品对显色水剂响应灵敏,具有即时性;

3、本发明的功能保护层涂布液可通过常见的涂布方式实施,制备工艺简单,利于工业化批量生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细说明,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限制其他实施方式。

本发明的所述成像材料由功能保护层、成像层和基材层组成,所述功能保护层按质量份数计由以下组分制备:

多孔材料10-50,

功能助剂0.1-25,

交联剂1-10,

粘合剂5-30,

水20-250。

本发明的所述成像层由以下质量份的组分制备而成:

odb-1染料6份,

n,n-二甲基甲酰胺100份,

聚乙烯吡咯烷酮20份,

去离子水180份,

质量浓度为80g/l的牌号为1292的表面活性剂8份,

质量浓度为10%的牌号为t-2的聚醚改性有机硅烷流平剂10份,

牌号为6号的表面活性剂0.5份,

氯化钠2份,

质量浓度为1.8%的硼酸溶液3份;

制备方法如下:

1)按上述配方,称取odb-1染料染料6份、n,n-二甲基甲酰胺100份混合后置于40℃的水浴中搅拌分散30min,搅拌速度200rpm,制得染料溶液;

2)称取聚乙烯吡咯烷酮20份和去离子水180份,搅拌均匀,制得粘合剂溶液;

3)称取牌号为1292的表面活性剂8份,牌号为t-2的流平剂10份,牌号为6号的表面活性剂0.5份、氯化钠2份,边搅拌边逐一加入步骤2所得粘合剂溶液中,搅拌速度5000rpm,得混合液;

4)将步骤1中所得染料溶液加入步骤3所得混合液中,搅拌均匀后,加入质量浓度为1.8%的硼酸溶液3份,继续搅拌,从而制得可重复书写复合材料的成像层涂布用涂布液;

5)采用坡流挤压的方式将涂布液涂布在支持体上,调节干燥温度至50℃,烘干成像层,制得可重复书写复合材料。

本发明所述基材层的可选材料包括纸、聚酯薄膜、聚丙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜。

实施例1

本发明的水显成像材料制备方法如下:

1)按质量份配比,提取15份二氧化硅,15份碳酸钙,60份的水,5份乙醇,5000rpm分散30分钟得到多孔粉末分散液;

2)按质量份配比,分别提取8份聚乙烯醇,5份聚氨酯,50份水,1份交联剂,2份1283,2份fs-31,2份聚醚改性有机硅烷,1份聚苯乙烯磺酸,1份受阻胺,2份羟苯基苯并三唑,混合均匀后缓慢加入步骤1所得多孔粉末分散液,从而制得功能保护层涂布液;

3)按涂布要求,采用坡流挤压或刮棒涂布的方式将功能保护层涂布液涂布在成像层上,调节干燥温度,烘干后即得功能保护层。

由成像层和功能保护层复合而成的耐光氧的水显成像材料色调仪测试数据显示,本发明所述产品耐光氧性能良好,可保持50天产品表观不变黄,产品使用效果佳,重复使用率高。同时,功能保护层与成像层良好匹配,使产品遇水显色灵敏,即时性良好。

色调仪测试数据如下:

实施例2

水显成像材料制备方法如下:

1)按质量份配比,提取30份二氧化硅,20份碳酸钙,100份的水,6份乙醇,4份异丙醇,5000rpm分散30分钟得到多孔粉末分散液;

2)按质量份配比,提取15份聚乙烯醇,3份聚氨酯,110份水,3份交联剂,2份1283,1份1292,2份fs-31,1份聚醚改性有机硅烷,1份十二烷基二甲基胺乙内酯,3份杨酯苯酯,5份受阻胺,混合均匀后缓慢加入步骤1所得多孔粉末分散液,从而制得功能保护层涂布液;

3)按涂布要求,采用坡流挤压或刮棒涂布的方式将功能保护层涂布液涂布在成像层上,调节干燥温度,烘干后即得功能保护层。

由成像层和功能保护层复合而成的耐光氧的水显成像材料色调仪测试数据显示,本发明所述产品耐光氧性能良好,可保持50天产品表观不变黄,产品使用效果佳,重复使用率高。同时,功能保护层与成像层良好匹配,使产品遇水显色灵敏,即时性良好。

色调仪测试数据如下:

实施例3

水显成像材料制备方法如下:

1)按质量份配比,提取4份二氧化硅,6份碳酸钙,20份水,3份异丙醇,5000rpm分散30分钟得到多孔粉末分散液;

2)按质量份配比,提取6份聚乙烯醇,15份聚氨酯,150份水,10份交联剂,5份1283,1份1292,2份聚醚改性有机硅烷,3份丙三醇,1.5份2,4-二羟基二苯甲酮,0.5份受阻胺混合均匀后缓慢加入步骤6所得多孔粉末分散液,从而制得功能保护层涂布液;

3)按涂布要求,采用坡流挤压或刮棒涂布的方式将功能保护层涂布液涂布在步成像层上,调节干燥温度,烘干后即得功能保护层。

由成像层和功能保护层复合而成的耐光氧的水显成像材料色调仪测试数据显示,本发明所述产品耐光氧性能良好,可保持50天产品表观不变黄,产品使用效果佳,重复使用率高。同时,功能保护层与成像层良好匹配,使产品遇水显色灵敏,即时性良好。

色调仪测试数据如下:

实施例4

水显成像材料制备方法如下:

1)按质量份配比,提取11份二氧化硅,22份碳酸钙,70份水,6份乙醇,5000rpm分散30分钟得到多孔粉末分散液;

2)按质量份配比,提取6份聚乙烯醇,2份聚氨酯,120份水,2份交联剂,0.5份1292,1份聚醚改性有机硅烷,1份fs-31,1.5份聚苯乙烯磺酸,2份十二烷基二甲基胺乙内酯,3份受阻胺,混合均匀后缓慢加入步骤1所得多孔粉末分散液,从而制得功能保护层涂布液;

3)按涂布要求,采用坡流挤压或刮棒涂布的方式将功能保护层涂布液涂布在成像层上,调节干燥温度,烘干后即得功能保护层。

由成像层和功能保护层复合而成的耐光氧的水显成像材料色调仪测试数据显示,本发明所述产耐抗光氧性能良好,可保持50天产品表观不变黄,产品使用效果佳,重复使用率高。同时,功能保护层与成像层良好匹配,使产品遇水显色灵敏,即时性良好。

色调仪测试数据如下:

实施例5

水显成像材料制备方法如下:

1)按质量份配比,提取9份二氧化硅,6份碳酸钙,45份水,0.1份乙醇,5000rpm分散30分钟得到多孔粉末分散液;

2)按质量份配比,提取4份聚乙烯醇,1份聚氨酯,70份水,2.5份交联剂,0.05份十二烷基二甲基胺乙内酯,0.05份受阻胺,混合均匀后缓慢加入步骤1所得多孔粉末分散液,从而制得功能保护层护膜涂布液;

3)按涂布要求,采用坡流挤压或刮棒涂布的方式将功能保护层涂布液涂布在成像层上,调节干燥温度,烘干后即得功能保护层。

由成像层和功能保护层复合而成的耐光氧的水显成像材料色调仪测试数据显示,本发明所述产品耐光氧性能良好,可保持50天产品表观不变黄,产品使用效果佳,重复使用率高。同时,功能保护层与成像层良好匹配,使产品遇水显色灵敏,即时性良好。

色调仪测试数据如下:

对比例

本发明所述用于具有良好耐光氧性能的功能保护层复合的成像层制备方法如下:

1)按质量份配比,提取1份odb-2,4份对羟基苯甲酸苄植,充分混合均匀后缓慢加入95份n,n-二甲基甲酰胺中,置于45℃的水浴中搅拌分散50min,搅拌速度600rpm,从而制得染料溶液;

2)按质量份配比,提取15份聚乙烯吡咯烷酮,10份聚乙烯醇,5份明胶,400份的水,2份1292,4份聚醚改性有机硅烷,2份fs-31,8份均三嗪钠盐,边搅拌边加入,搅拌速度1000rpm;

3)按质量份配比,提取步骤1中染料溶液加入到步骤2所得混合液中,从而制得具有水显色重复使用功能的成像层涂布液;

4)按涂布要求,采用坡流挤压或刮棒涂布的方式将成像层涂布液涂布在基材层上,调节干燥温度,烘干后即得具有水显色重复使用功能的成像层。

由成像层构成的单层水显成像材料色调仪测试数据显示,本发明所述产品耐光氧性能较差,仅保持5天产品表观不变黄。

色调仪测试数据如下:

从上述实施例和对比例中可以看出,本发明含功能保护层的耐光氧的水显成像材料性能更加优异,实施例中涉及的本发明产品具备优良的耐光氧性能,产品重复使用率高,使用周期长,具备良好的储存和应用性,同时兼具灵敏的遇水显色性能,综合性能更加优异。


技术特征:

1.一种耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述成像材料由功能保护层、成像层和基材层组成,所述功能保护层按质量份数计由以下组分制备:

多孔材料10-50,

功能助剂0.1-25,

交联剂1-10,

粘合剂5-30,

水20-250。

2.根据权利要求1所述的耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述多孔材料为碳酸钙、氧化铝、二氧化硅、硅藻土或碱金属硼硅酸盐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述功能助剂包括表面活性剂、防静电剂、流平剂、坚膜剂、紫外吸收剂或抗氧化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述表面活性剂选自阴离子型或非离子型中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述防静电剂选自聚苯乙烯磺酸、丙三醇或十二烷基二甲基胺乙内酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述紫外吸收剂选自杨酯苯酯、羟苯基苯并三唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、单苯甲酸间苯二酚酯或2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述流平剂选自含氟流平剂、聚醚改性有机硅烷、聚醚改性聚硅氧烷共聚物或丙烯酸酯类聚合物中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述抗氧化剂选自自由基吸收剂中的受阻胺。

9.根据权利要求1所述的耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述交联剂为三聚氰胺、噁唑啉、氮吡啶或硅烷偶联剂中的一种。

10.根据权利要求1所述的耐光氧的水显成像材料,其特征在于,所述粘合剂包括聚酯、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚氨酯、ms改性硅烷、环氧树脂、明胶、丁苯胶乳或者酚醛-环氧型改性的多组分粘合剂中的一种或几种。

技术总结
本发明公开了一种耐光氧的水显成像材料,所述成像材料由功能保护层、成像层和基材层组成,所述功能保护层按质量份数计由以下组分制备:多孔材料10‑50,功能助剂0.1‑25,交联剂1‑10,粘合剂5‑30和水20‑250。本发明可以有效改善成像层对空气和紫外线的耐受力,抑制成像层发生黄变,提高复合产品的重复使用率和使用周期;同时,该保护层具有高的透水性,与成像层复合之后对显色水剂响应灵敏,具有即时性。在水显色产品领域,该保护层将显著增强产品的实用性,且制备工艺简单,利于工业化批量生产。

技术研发人员:马雨飞;黄海水;赵亮;卢志凯;马敬波;赵腾飞;王洪泽;宋静
受保护的技术使用者:乐凯医疗科技有限公司
技术研发日:2019.12.20
技术公布日:2020.06.26

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