[发明专利]一种双重加密防伪钙钛矿墨水及其制备方法

说明书

本发明提供了一种双重加密防伪水性钙钛矿量子点墨水及其制备方法，属于防伪技术领域。本发明提供的水性钙钛矿量子点墨水使用绿色溶剂，制备简单，其由加密液和解密液组成，加密液可通过打印或钢笔书写形成任意防伪标记，该标记在环境光或紫外光下都不可见。通过解密液的喷涂，进行钙钛矿量子点的合成反应后，防伪标记于环境光下显现，在紫外光照射下防伪标记发出明亮荧光。此加密解密过程不仅提高了防伪效果，还对防伪信息实施了保护功能，实现了信息的安全储存和双重防伪。

技术领域

本发明涉及防伪墨水技术领域，尤其涉及一种钙钛矿防伪墨水及其制备方法。

背景技术

卤化铅钙钛矿纳米晶CsPbX₃ ( X = Cl，Br，I)有着独特的物理化学性能：可调节的发射波长（400~700 nm）、窄的半峰全宽、高色纯度和高荧光量子产率（~90%）。这些优异的性能使其可以潜在地用于照明、显示、防伪、传感器和其他光电设备。因此，近年来对该类无机铅卤钙钛矿材料的报道越来越多，而目前报道中应用于防伪领域的钙钛矿纳米晶在绿色生产和防伪性能方面还存在很多问题，并且合成复杂。

如中国发明专利公开号CN112126280A公开了一种钙钛矿量子点隐形喷墨打印墨水，应用聚甲基丙烯酸甲酯/钙钛矿树脂粉制备的隐形喷墨打印墨水作防伪标记时较传统的防伪墨水，具有更好的分散性、附着性和稳定性，从而使荧光稳定性好，显色范围广泛，且不容易衰变。然而该防伪墨水需要预合成发光的钙钛矿量子点，合成方法复杂，且使用大量有毒易燃的有机溶剂。中国发明专利公开号CN108624150A公开了一种荧光防伪喷码墨水，在特定含量的组分协同作用下，使得墨水表观为橙黄色，且在紫外灯照射下为橙黄荧光。然而该墨水在紫外光下就会暴露防伪标记，防伪性能差。文献[J.ACS Applied MaterialsAnd Interfaces, 2021, 13(17):20622-20632]报道了将简易合成的钙钛矿纳米晶和水性聚合物共混（包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯和丙烯酸酯树脂），成功制备了高度稳定的水性发光油墨。然而其形成的防伪标签在紫外光下便会暴露，易于被复制，防伪效果不好。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有发光防伪技术合成复杂，含有昂贵、有毒易燃的有机溶剂且容易被模仿而达不到良好防伪效果的问题，提供一种合成方法简单，使用绿色环保溶剂的钙钛矿墨水，该墨水能够使防伪标记解密前在环境光或紫外光下均不可见，达到隐形效果，通过喷涂解密液进行快速钙钛矿纳米晶合成，具备强荧光性能，从而实现隐形防伪标记显现。

为了实现上述目的，本发明提出一种双重加密防伪钙钛矿墨水，其由碱金属卤化物、卤化铅、水、极性有机溶剂、成膜剂构成的加密液和卤化铯、极性有机溶剂、水构成的解密液组成，该钙钛矿墨水的制备包括以下步骤：

步骤一：将碱金属卤化物、卤化铅加入水中溶解，再加入极性有机溶剂和成膜剂，得到加密液；

步骤二：将卤化铯加入到水和有机溶剂组成的溶剂中，得到解密液。

步骤一所述的加密液中碱金属卤化物、卤化铅、极性有机溶剂、成膜剂、水的质量百分含量分别为10%~50%、2%~30%、0%~40%、0%~30%和40%~90%。

步骤一所述碱金属卤化物包括NaCl、NaBr、NaI、KCl、KBr和KI中的一种及以上；卤化铅包括PbCl₂、PbBr₂和PbI₂中的一种及以上。碱金属卤化物含量过高无法溶解会形成固液两相，含量过低会和卤化铅形成白色悬浮液。碱金属卤化物和卤化铅经过一定配比后均易溶于水性溶剂形成澄清透明溶液，由此形成的防伪标记才能实现环境光和紫外光下的隐形功能。加密液墨水形成的防伪标记干燥后，其中的碱金属卤化物和卤化铅共同结晶析出，相互包覆。卤化铅提供形成钙钛矿所需的铅源和卤源；碱金属卤化物提供卤源，充当卤化铅结晶位点并保护喷涂解密液过程中合成的钙钛矿纳米晶免受环境中氧和水分的破坏，从而使其具有优异的荧光性能。