CN106867536B - 在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法，包括：合成硅量子点；将云母混合于质量浓度在2～3％盐酸溶液中，云母含量3～5g/mL，在60～80℃温度下搅拌20～30分钟；将处理后的云母配制成10～13wt％的云母浆,在70～80℃温度混合20～30分钟；通过盐酸调节反应体系的pH至1.8～2.2；滴加氢氧化钠溶液，调节pH值至9；在体系中加入硝酸镨和硅量子点并超声分散，硝酸镨的添加量为0.2～0.4mg/mL，硅量子点的添加量为0.7～1mg/mL，分散时间5～10min，获得前驱体；前驱体置于马弗炉中，工作电流8～10A，以5～10℃/min升温至800～1000℃并保温1～2小时。本案材料在手机闪光灯照射下，发射光呈红色，荧光强度相对于未加硅量子点的情况提高了30％以上。

Description

在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法及其应用
技术领域
本申请涉及安全防伪技术领域，特别是涉及一种在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法及其应用。
背景技术
在信息量激增的今天，信息的安全和准确识别已经成为社会广泛关注的话题。现有的安全识别技术普遍存在制作流程复杂、价格昂贵、精度差、易破解、不稳定和易受外界因素干扰等多种技术缺陷，已不能满足当今社会信息安全发展的需要。以二维条形码等为例，其印制的内容可被直观的看见，且使用易得的台式复印机或印刷机就可以很容易复制。
以防伪油墨形成安全标识而达成便于查证和防伪等目标，已经成为业界越来越青睐的方式之一。防伪油墨是在油墨连结料中加入特殊性能的防伪材料并经特殊工艺加工而成的特种印刷油墨，其具有稳定性好、印刷方便、成本低、识别方便、可靠性高及隐蔽性好等优势。传统的防伪油墨通常是将具有特定激发波长的荧光材料分散于溶剂中，再辅以树脂等其他材料而制成。但随随着技术的进步和普及，造假者可以很方便的制备出此类防伪油墨，并可利用数码相机、扫描仪、打印机等伪造出具有高质量的仿制品。这也使得业界对防伪油墨提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法及其应用，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法，包括 步骤：
(1)、合成硅量子点；
(2)、云母珠光颜料的制备：
将云母混合于质量浓度在2～3％的盐酸溶液中，云母含量在3～5g/mL，在60～80℃温度下搅拌20～30分钟，洗涤并干燥；
将处理后的云母配制成10～13wt％的云母浆,在70～80℃温度下搅拌混合20～30分钟；
通过盐酸调节反应体系的pH至1.8～2.2；
在反应体系中滴加氢氧化钠溶液，调节pH值至9左右；
继续在体系中加入硝酸镨和硅量子点并超声分散，硝酸镨的添加量为0.2～0.4mg/mL，硅量子点的添加量为0.7～1mg/mL，超声分散时间5～10min，获得前驱体；
前驱体置于马弗炉中，工作电流8～10A，以5～10℃/min升温至800～1000℃并保温1～2小时，获得目标产物。
优选的，在上述的在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法中，所述步骤(1)中，硅量子点的合成方法包括：
氨丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、氨水按照体积比1:(260～320):(15～20)搅拌混合均匀；
在40～60℃环境下，滴加正硅酸乙酯并搅拌，滴加时间3～4小时，正硅酸乙酯的添加量满足：正硅酸乙酯与氨水的体积比为(1.5～2)：1；
将得到的反应溶液离心，除去上清液，然后加乙醇洗涤再离心多次，将得到的沉淀物在40～60℃干燥2～3h，得到二氧化硅纳米球；
将二氧化硅纳米球和镁粉按照1:(2.1～2.4)质量比混合，置于真空装置中充入氮气，然后在690℃～700℃温度下还原反应3～5小时，洗涤并干燥，获得硅量子点。
本申请还公开了一种安全验证图形，采用所述的荧光材料。
优选的，所述的安全验证图形中，该安全验证图形为条形码、二维码或点、线构成的标识或图案。
本申请还公开了一种安全验证图形的制备方法，利用印刷或涂布方法将荧光材料形成于基体上。
优选的，在上述的安全验证图形的制备方法中，所述印刷包括凸版印刷、凹版印刷、平板印刷、丝网印刷及喷墨打印。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本案材料在闪光灯作用下可以产生意外的效果：在手机闪光灯照射下，发射光呈红色，荧光强度相对于未加硅量子点的情况提高了30％以上，荧光时间在500μs以上，其光谱主峰位于620nm附近，本发明材料可应用于防伪图形等领域。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
对比例
荧光材料的制备方法，包括步骤：
(1)、氨丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、氨水按照体积比1:300:20搅拌混合均匀；在60℃环境下，滴加正硅酸乙酯并搅拌，滴加时间4小时，正硅酸乙酯的添加量满足：正硅酸乙酯与氨水的体积比为1.8：1；将得到的反应溶液离心，除去上清液，然后加乙醇洗涤再离心多次，将得到的沉淀物在60℃干燥3h，得到二氧化硅纳米球；将二氧化硅纳米球和镁粉按照1:2.2质量比混合，置于真空装置中充入氮气，然后在700℃温度下还原反应3小时，洗涤并干燥，获得硅量子点。
(2)、将云母混合于质量浓度在3％的盐酸溶液中，云母含量在5g/mL，在60℃温度下搅拌30分钟，洗涤并干燥；将处理后的云母配制成12wt％的云母浆,在80℃温度下搅拌混合30分钟；通过盐酸调节反应体系的pH至2；在反应体系中滴加氢氧化钠溶液，调节pH值至9左右；继续在体系中加入硝酸镨并超声分散，硝酸镨的添加量为0.4mg/mL，超声分散时间10min，获得前驱体；前驱体置于马弗炉中，工作电流10A，以10℃/min升温至1000℃并保温1小时，获得目标产物。
采用喷墨打印方法将获得的荧光材料形成于玻璃基体上，并采用不同波 长的光进行激发试验，可发现：该材料在360nm的紫外光下可以发出蓝色荧光。
通过手机闪光灯进行测试，未发现明显的荧光现象。
实施例
荧光材料的制备方法，包括步骤：
(1)、氨丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、氨水按照体积比1:300:20搅拌混合均匀；在60℃环境下，滴加正硅酸乙酯并搅拌，滴加时间4小时，正硅酸乙酯的添加量满足：正硅酸乙酯与氨水的体积比为1.8：1；将得到的反应溶液离心，除去上清液，然后加乙醇洗涤再离心多次，将得到的沉淀物在60℃干燥3h，得到二氧化硅纳米球；将二氧化硅纳米球和镁粉按照1:2.2质量比混合，置于真空装置中充入氮气，然后在700℃温度下还原反应3小时，洗涤并干燥，获得硅量子点。
(2)、将云母混合于质量浓度在3％的盐酸溶液中，云母含量在5g/mL，在60℃温度下搅拌30分钟，洗涤并干燥；将处理后的云母配制成12wt％的云母浆,在80℃温度下搅拌混合30分钟；通过盐酸调节反应体系的pH至2；在反应体系中滴加氢氧化钠溶液，调节pH值至9左右；继续在体系中加入硝酸镨和硅量子点并超声分散，硝酸镨的添加量为0.4mg/mL，硅量子点的添加量为0.8mg/mL，超声分散时间10min，获得前驱体；前驱体置于马弗炉中，工作电流10A，以10℃/min升温至1000℃并保温1小时，获得目标产物。
获得的样品粒径分布均匀，表面光滑。
采用喷墨打印方法将获得的荧光材料形成于玻璃基体上，并采用不同波长的光进行激发试验，可发现：材料在300nm的紫外光照射下，其产生波长在400nm左右的蓝光。
在手机闪光灯照射下，发射光呈红色，荧光强度相对于未加硅量子点的情况提高了30％以上，荧光时间在500μs以上，其光谱主峰位于620nm附近。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (5)

1.一种在闪光灯下可读取的荧光材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)、合成硅量子点，硅量子点的合成方法包括：
氨丙基三甲氧基硅烷、无水乙醇、氨水按照体积比1:(260～320):(15～20)搅拌混合均匀；
在40～60℃环境下，滴加正硅酸乙酯并搅拌，滴加时间3～4小时，正硅酸乙酯的添加量满足：正硅酸乙酯与氨水的体积比为(1.5～2)：1；
将得到的反应溶液离心，除去上清液，然后加乙醇洗涤再离心多次，将得到的沉淀物在40～60℃干燥2～3h，得到二氧化硅纳米球；
将二氧化硅纳米球和镁粉按照1:(2.1～2.4)质量比混合，置于真空装置中充入氮气，然后在690℃～700℃温度下还原反应3～5小时，洗涤并干燥，获得硅量子点；
(2)、云母珠光颜料的制备：
将云母混合于质量浓度在2～3％的盐酸溶液中，云母含量在3～5g/mL，在60～80℃温度下搅拌20～30分钟，洗涤并干燥；
将处理后的云母配制成10～13wt％的云母浆,在70～80℃温度下搅拌混合20～30分钟；
通过盐酸调节反应体系的pH至1.8～2.2；
在反应体系中滴加氢氧化钠溶液，调节pH值至9左右；
继续在体系中加入硝酸镨和硅量子点并超声分散，硝酸镨的添加量为0.2～0.4mg/mL，硅量子点的添加量为0.7～1mg/mL，超声分散时间5～10min，获得前驱体；
前驱体置于马弗炉中，工作电流8～10A，以5～10℃/min升温至800～1000℃并保温1～2小时，获得目标产物。
2.一种安全验证图形，采用权利要求1所述的荧光材料。
3.根据权利要求2所述的安全验证图形，其特征在于：该安全验证图形为条形码、二维码或点、线构成的标识或图案。
4.权利要求2所述的安全验证图形的制备方法，其特征在于：利用打印或涂布方法将荧光材料形成于基体上。
5.根据权利要求4所述的安全验证图形的制备方法，其特征在于：所述打印包括喷墨打印和丝印。
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