CN116716760A - 一种长寿命多色磷光纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本项目公开了一种长寿命多色磷光纸及其制备方法。该方法包括：将纸浆通过瓦利打浆机处理后，加入带硼酸基的芳环衍生物，在搅拌的作用下对浆料中的纤维进行B‑O共价交联；反应结束后，通过快速凯塞纸页成型器，将反应后的浆料在减压的情况下在滤网上成型，经压榨和干燥得到多色磷光纸。该过程简单快速、绿色环保，可完全生物降解并且通过自动化生产线实现大规模生产。制备出的磷光纸不仅具有418ms的长寿命磷光，而且具有优异的书写性能和柔韧性能。因此，磷光纸在信息防伪、加密、以及功能包装材料等领域具有广泛应用，有效改善天然室温磷光材料余辉颜色可调谐性能差、加工性能差等问题，为室温磷光材料的工业化生产提供新参考。
Description
技术领域
本发明属于生物质室温磷光材料技术领域，具体涉及一种长寿命多色磷光纸及其制备方法。
背景技术
室温磷光材料是指材料在移除激发光源后仍能持续发光的现象。最早的室温磷光材料为无机物，但是大部分的无机室温磷光材料是在苛刻的环境下制备，毒性高，使其很难应用到生物成像等领域。而有机室温磷光材料因其绿色环保、制备成本低、易于化学改性、生物相容性好等优势，引起了广泛的关注。一般来说，提高有机分子的系间窜越过程和一直三线态激子的非辐射跃迁是制备有机长寿命磷光材料的关键。迄今为止，报道的有机室温磷光材料大多数为结晶的有机小分子，表现出有限的可加工性，且很难进行大规模生产。因此，实用价值方面并没有得到很好的体现。相比之下，虽然聚合物基的室温磷光材料具有优异的加工性能，但是一般以聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等作为聚合物基质，价格较贵、生物相容性差，而且余辉颜色单一。因此，寻找一种成本低、生物相容性好，可大规模生产的室温磷光材料是发展的必然趋势。纤维素作为一种天然高分子材料，储量丰富、成本低、生物相容性好，在制备有机室温磷光材料领域具有独特的优势。而纸的成分主要是纤维素，并且纸具有良好的加工性能，是制备室温磷光材料的理想基质。本发明提出通过简单的B-O共价交联，将纸浆大规模制备成长寿命多色磷光纸，可工业化生产，具有一定的实用价值。
发明内容
为了赋予生物质基室温磷光材料的实用价值和实现工业化生产，克服目前有机室温磷光材料存在的余辉颜色单一、制备过程复杂、加工性能差等问题，本发明的首要目标在于提供一种长寿命多色磷光纸。
本发明的另一目标在于克服上述现有技术的不足，提供一种上述大规模制备长寿命多色磷光纸的方法。该方法是利用简单的B-O共价交联对纸浆中的纤维素进行改性，从而将纸浆转化为具有多色余辉的磷光纸。重要的是，这一过程可以通过快速凯塞纸页成型器实现大规模制备，不仅实现了纸浆的高值化利用，而且可以形成自动化生产磷光纸的生产线。磷光纸具有广泛的应用范围，不仅可以提供正常的书写性能，还能额外增加防伪功能，具有极大的实际应用价值，市场前景可观。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种大规模生产长寿命多色磷光纸的制备方法：包括以下步骤：
步骤1：将1mg～1g硼酸基的芳环衍生物加入到纸浆中，在加热的环境中通过B-O共价交联得到改性后的纸浆。
步骤2：将上述得到的纸浆通过快速凯塞纸页成型器进行抄纸，得到多色的长寿命磷光纸。
所述步骤1的加热时间为1～20min,加热温度为30～80℃
所述步骤2的磷光纸的质量为1.88～2g，磷光纸的颜色从蓝色转变为绿色和红色。
大规模制备的多色磷光纸不仅用于信息防伪和加密，而且可以通过折纸工艺形成多样的3D图案。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过B-O共价交联，采用快速凯塞纸页成型器通过自动化抄纸工艺制备了长寿命的多色磷光纸，用作防伪图案。本发明的优点是磷光纸本身没有颜色，加密的信息在日光和紫外光下不可见，移除激发光源后可以观察到加密信息，可应用于纸张文件、标签、字画等防伪和加密。其次，利用抄纸工艺，磷光纸通过建立生产线实现了工业化生产，实现了室温磷光材料在日常生活中的实际应用价值，也为生物质高值化利用提供新方向。
附图说明
图1大规模制备的长寿命多色磷光纸
图2实施例1中长寿命多色磷光纸的归一化稳态光致发光和磷光光谱图
图3实施例1中长寿命多色磷光纸的磷光衰减曲线
具体实施方式
实施例1
以纸浆为原料，利用B-O共价交联对纸浆进行改性，再经过抄纸工艺获得多色的磷光纸，具体的磷光纸制备步骤如下：
称取化学浆1000mL分散均匀，加入菲9硼酸1g，并加入20mL氨水，在80℃的条件下反应20min,反应结束后，通过快速凯塞纸页成型器进行抄纸获得长寿命多色的磷光纸。
实施例2
称取硫酸盐木浆1000mL分散均匀，加入四苯基乙烯硼酸1mg，并加入20mL氨水，在30℃的条件下反应40min,反应结束后，通过快速凯塞纸页成型器进行抄纸获得长寿命多色的磷光纸。
实施例3
称取机械浆1000mL分散均匀，加入3联苯硼酸10mg，并加入20mL氨水，在30℃的条件下反应1h,反应结束后，通过快速凯塞纸页成型器进行抄纸获得长寿命多色的磷光纸。
Claims (6)
1.一种长寿命多色磷光纸及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取一定量的纸浆在水中浸泡24h，随后，通过瓦利打浆机对纸浆进行疏解，至无小浆块为止，以达到成纸的性能要求。
2)取步骤1)已处理好的浆料，加入带硼酸基的芳环衍生物和氨水，置于30～80℃条件下反应0.2～1h，反应结束后，形成的混合浆料倒入容器内备用。
3)将步骤2)中制备的均匀分散的混合浆料通过快速凯塞纸页成型器进行抄造成纸和干燥，得到长寿命的多色磷光纸。
2.根据权利要求1所述的一种长寿命多色磷光纸及其制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的纸浆可以为化学浆、半化学浆、化学机械浆、机械浆、硫酸盐木浆、硫酸盐竹浆、硫酸盐蔗渣浆。
3.根据权利要求1所述的一种长寿命多色磷光纸及其制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述浆料的打浆度为30～70°SR。
4.根据权利要求1所述的一种长寿命多色磷光纸及其制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述带硼酸基的芳环衍生物为咔唑衍生物、氧芴衍生物、苯衍生物、四苯基乙烯衍生物、萘衍生物、联苯衍生物、菲衍生物、蒽衍生物及芘衍生物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种长寿命多色磷光纸及其制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述纸浆和带硼酸基的芳环衍生物的重量为1:1～1:10000。
6.根据权利要求1所述的一种长寿命多色磷光纸在信息加密、装饰品、防伪标签等领域中的应用。
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