[发明专利]一种碳量子点荧光防伪油墨及其制备方法和用途

说明书

本发明属于荧光油墨技术领域，具体涉及一种碳量子点荧光防伪油墨及其制备方法和用途。其制备方法包括如下步骤：(1)称取无水柠檬酸、二乙烯三胺以及丙烯酰胺，加入去离子水，超声混合。(2)将上述溶液转入反应釜中进行水热反应，自然冷却到室温；(3)将步骤(2)的产物进行离心处理，取上清液，透析后得荧光碳量子点溶液。冷冻干燥后得到固体粉末，再分散于水溶液中制成荧光油墨。本发明中的原料丙烯酰胺可生成有增稠性与表面活性的聚丙烯酰胺(PAM)，从而降低液体表面张力，使得碳量子点荧光油墨在纤维纸基上的印刷适性好，通过喷墨打印技术实现图案化，制备出的防伪图案稳定性好，可良好应用于烟草防伪包装领域。

技术领域

本发明涉及防伪材料技术领域，特别是一种碳量子点荧光防伪油墨及其制备方法和用途。

背景技术

伪造是对个人和社会构成威胁的普遍问题。它可能对公众造成重大负面影响，甚至通过非法或假冒商品、文件和货币的流通恶化经济增长。因此，假冒会带来严重的环境、健康、经济和社会影响。

基于防伪油墨的荧光印刷技术在防伪方面应用极广，常见的荧光物质有有机发光染料、半导体量子点、稀土发光材料等。但这些材料的制备过程复杂、后处理繁琐，且半导体量子点包含铅、镉等重金属，会对环境产生影响。碳量子点是近年来发现的一类具有独特光学性能的新型环保碳纳米材料，在紫外光照射下能发出可见光，具有绿色环保、低成本和优异的化学稳定性等优势。

大部分烟草包装盒是纤维纸基材料，具有多孔网状结构，碳量子点油墨可以随着液滴的渗透铺展相对均匀地分散在纤维上，产生明亮的荧光效果。但传统的碳量子点溶液在纤维纸基上的附着性差，容易出现相分离现象从而失去防伪效果，鉴于此，开发在纤维纸基上具有良好印刷适性的碳量子点油墨应用在烟草防伪领域尤其重要。公开号为CN112391086 A的专利公开了将碳量子点反应悬浮液与纤维素纸一起放进反应釜中，二乙烯三胺作为纤维素活化剂，反应得到荧光纸的技术方案，但是该技术方案只能得到具有荧光的纸，不能在纸上形成特定荧光图案，防伪效果较差且难以大规模生产。

发明内容

为了解决现有技术中统的碳量子点溶液在纤维纸基上的附着性差，容易出现相分离现象从而失去防伪效果，以及荧光图案不能随意设定的问题，本发明的目的之一是提供一种碳量子点荧光防伪油墨的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种碳量子点荧光防伪油墨的制备方法，包括如下步骤：

作为碳量子点荧光防伪油墨的制备方法进一步的改进：

(1)称取无水柠檬酸、二乙烯三胺和丙烯酰胺，均加入到水中，超声混合均匀；

(2)将上述溶液转入到反应釜中进行水热反应，自然冷却到室温；

(3)将步骤(2)的产物进行离心处理，取上清液，透析后得荧光碳量子点溶液；

(4)将步骤(3)中得到的碳量子点溶液进行冷冻干燥处理，得到固体粉末，再分散到水中得到碳量子点荧光防伪油墨。

优选的，步骤(1)中无水柠檬酸、二乙烯三胺以及丙烯酰胺与水的配合比例为1g:(1～5ml):(1～10g):(20～40ml)。

优选的，步骤(1)中超声混合的条件为：功率70～100W，时间10～30min。

优选的，步骤(2)中水热反应的温度为100℃～200℃，时间为4～12h。

优选的，步骤(2)中反应釜为聚四氟乙烯反应釜。

优选的，步骤(3)中离心处理的速度为5000～10000rpm，时间为5～15min。

优选的，步骤(3)中透析采用截留分子量为500～3000Da的透析袋，透析时间为12～48h。