[发明专利]可重复使用的热敏显色材料及其制备方法以及热敏显色纸

说明书

本发明公开了可重复使用的热敏显色材料及其制备方法以及热敏显色纸，属于热敏显色材料领域。本发明利用一种对水敏感的给体‑受体斯坦豪斯加合物(DASAs)作为主体，采用有机物作为保护层，基于涂覆工艺，得到可重复使用的热敏感显色纸。该显色纸在加热至160℃时会快速转变为紫色，而在水蒸汽的作用下会缓慢变为白色，由此实现重复利用的目的。

技术领域

本发明涉及热敏显色材料技术领域，具体涉及可重复使用的热敏显色材料及其制备方法以及热敏显色纸。

背景技术

当今人类在生活与工作当中会消耗大量的资源，尤其在纸张方面，每年会砍伐大量的树木制作纸浆。据报道，仅中国每年即需消耗1000万立方米的木材用于纸张制备，而全世界每年需砍伐约13亿棵树用于造纸，这对地球的生态与环境影响巨大。于是，节约资源、寻求可持续发展方案是十分迫切需解决的问题。就目前而言，该问题的主要解决方案是回收与重复利用纸浆。然而，在回收纸浆重新造纸的过程中，同样会产生大量废水，并会对环境造成危害。于是，发明一种可重复书写或打印的纸张是非常重要的。

热敏感显色纸目前已得到了广泛的应用，通过与热敏打印机结合可被使用于餐厅或超市收银小票、传真、自动取款设备上。然而，目前热敏感显色纸显色温度较低，显色效果不稳定。另外，目前热敏感显色纸显色过程均为单方向，难以实现重复利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可重复使用的热敏显色材料及其制备方法以及热敏显色纸，以解决现有热敏显色纸显色温度低、显影稳定性不佳且难以重复利用的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种可重复使用的热敏显色材料，包括：热敏显色层以及叠层涂覆在热敏显色层表面的有机保护层；其中，热敏显色层包括环状给体-受体斯坦豪斯加合物水合物。

本发明利用一种对水敏感的给体-受体斯坦豪斯加合物(DASAs)作为主体，采用有机物作为保护层，基于涂覆工艺，得到可重复使用的热敏感显色纸。该显色纸在加热至160℃时会快速转变为紫色，而在水蒸汽的作用下会缓慢变为白色，由此实现重复利用的目的。

本发明的热敏显色材料涉及的显色机理为：

DASAs主要可以分为两种状态，分别是线状(linear)与环状(cyclic)，这两种状态可以相互转变。DASAs可以与水分子结合，并转变成无色且结构稳定的环状给体-受体斯坦豪斯加合物水合物(DASAs·xH₂O)。而环状给体-受体斯坦豪斯加合物水合物会在加热之后失去结合水分子，并快速转变为紫色的线状DASAs。在湿度高的环境中吸水再转变为白色，这使得制备纸张可以实现热敏感显影且可被重复使用。而且由于环状给体-受体斯坦豪斯加合物水合物的转变温度为160℃，其显色温度高，显色更加稳定。在有机保护层的作用下不仅可以对热敏显色层其进行保护，同时还能够有利于热敏显色层稳定显色，确保显色效果。

环状给体-受体斯坦豪斯加合物的分子结构如下：

其中，R₁与R₂均为脂肪链。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述热敏显色层还包括稳定剂，环状给体-受体斯坦豪斯加合物水合物和稳定剂的质量比为1：(1.5-15)；其中，所述稳定剂包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种。当稳定剂为多种组合时，其混合质量比可以是任意的，但优选为等质量比。

本发明在热敏显色层中添加稳定剂，其作用是提高热敏显色层的稳定性和均匀性，实现显色的目的，并且提高显色效果。