本发明专利技术涉及一种用于制备具有固定颜色的水性凝胶墨水的方法，其包含以下步骤：(i)制备水性墨水的基于凝胶的基质；(ii)制备具有固定颜色的金或银纳米颗粒的水性悬浮液；(iii)将步骤(ii)中获得的所述金或银纳米颗粒的水性悬浮液添加到步骤(i)中获得的所述水性墨水的基于凝胶的基质中。基于凝胶的基质中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备包含银或金纳米颗粒的具有固定颜色的水性凝胶墨水的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于制备包含银或金纳米颗粒的具有固定颜色的水性凝胶墨水的方法，并且涉及一种可通过所述方法获得的水性凝胶墨水，该墨水不含任何染料和颜料，以及涉及一种包含所述具有固定颜色的水性凝胶墨水的书写工具。
技术介绍
[0002]US 8 870 998公开了一种用于生产金属纳米颗粒的方法，其中通过还原方法，在至少一种重均分子量为至少1,000g/mol的聚合物稳定剂的存在下，通过至少一种还原剂还原金属离子。还原剂是无机氢化物；无机硫代硫酸盐或硫代硫酸；无机硫化物或硫化氢；无机亚硫酸盐；肼；羟胺；氢；一氧化碳；乙炔；草酸或草酸盐；柠檬酸或柠檬酸盐；酒石酸或酒石酸盐；一元醇或多元醇；糖；和无机磷化物中的一种。
[0003]WO 2006/072959公开了一种用于制备金属纳米颗粒的水基分散体的方法，其包含：(i)提供金属盐的水性悬浮液，(ii)通过能够将金属还原以形成金属核的水溶性聚合物预还原所述金属盐悬浮液，以及(iii)添加化学还原剂以形成分散的金属纳米颗粒。化学还原剂选自柠檬酸三钠、抗坏血酸、酒石酸二钠、肼和硼氢化钠。
[0004]JP
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A
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2008297323公开了一种适用于书写的墨水组合物，其包含涂有保护胶体的金属纳米颗粒的分散体和溶剂，其中保护胶体选自含氧或氮原子的乙烯基聚合物、羧酸和硫醇。金属纳米颗粒通过用如硼氢化钠等还原剂处理金属盐而获得。
[0005]本专利技术的目的之一是替代通常存在于水性凝胶墨水中的所有类型的染料和颜料，这些染料和颜料的缺点是价格昂贵，导致生产成本高。本专利技术的另一个目的是替代通常存在于水性凝胶墨水中的所有类型的染料和颜料，这些染料和颜料的缺点是对生物膜，例如皮肤和眼睛有刺激性，并可能引起过敏。本专利技术的另一个目的是在制备水性凝胶墨水时尽可能避免使用有毒或腐蚀性试剂。
[0006]为此，本专利技术人开发了一种特定的方法，通过该方法，通过用金属纳米颗粒替代传统水性凝胶墨水中的染料和颜料，可以获得具有固定颜色的抗紫外线水性凝胶墨水。该方法包括使用特定的还原剂制备金属纳米颗粒的分散体，这避免了必须使用稳定剂，例如聚合物稳定剂，或在纳米颗粒的合成过程中必须对其进行涂层。此外，本专利技术的方法在低温范围下进行，以生态可行的方式工作，并且还考虑了生态需求。
技术实现思路
[0007]本专利技术涉及一种用于制备具有固定颜色的水性凝胶墨水的方法，其包含以下步骤：
[0008](i)制备水性墨水的基于凝胶的基质；
[0009](ii)通过将金或银盐与以下物质混合，制备具有固定颜色的金或银纳米颗粒的水性悬浮液：
[0010]‑
水，
[0011]‑
碱土金属的衍生物，
[0012]‑
式(I)的视黄醇的酯：
[0013][0014]其中R是任选取代的C1‑
C6脂族基团，特别是(C1‑
C6)烷基，以及
[0015]‑
任选地，碳酸盐；
[0016](iii)在搅拌下将步骤(ii)中获得的金或银纳米颗粒的水性悬浮液添加到步骤(i)中获得的水性墨水的基于凝胶的基质中，从而获得其中分散有金或银纳米颗粒的具有固定颜色的水性凝胶墨水。
[0017]本专利技术还涉及可通过上述方法获得的具有固定颜色的水性凝胶墨水，其包含分散在其中的金或银纳米颗粒。
[0018]本专利技术还涉及如上定义的固定颜色的水性凝胶墨水用于在吸收性载体上书写的用途。
[0019]本专利技术还涉及一种书写工具，其包含(i)含有如上定义的具有固定颜色的水性凝胶墨水的轴向笔筒，以及(ii)输送储存在轴向笔筒中的水性凝胶墨水的笔身。
[0020]根据本专利技术的方法能够获得表现出等离子体激元效应(也称为等离子体激元效应)的水性墨水组合物。因此，根据所用组分的含量，可以获得组合物的不同等离子体颜色。
[0021]等离子体离子颜色是由于组合物中银或金纳米颗粒的光吸收和/或它们之间的间隔。
[0022]取决于它们的大小、形状和距离，金或银纳米颗粒的分散体的颜色及其性质会发生变化。这是由于等离子体共振而引起的。金或银纳米颗粒暴露于特定频率的波使得电子聚集在特定的位置，这根据金或银纳米颗粒的大小和形状而变化。电子的这种聚集引起金或银纳米颗粒的各向异性，然后导致光吸收和散射的变化，从而产生特定的颜色。由于所述金或银纳米颗粒的耦合，等离子体共振也受到金或银纳米颗粒之间的距离的影响。实际上，金或银纳米颗粒越近，它们彼此相互作用就越强，这将增加它们的耦合效应，也称为等离子体激元效应。同样，形状会影响等离子体共振。
具体实施方式
[0023]在一方面，本专利技术涉及一种用于制备具有固定颜色的水性墨水的方法，其包含以下步骤：
[0024](i)制备水性墨水的基质，更具体地基于凝胶的基质；
[0025](ii)通过将金或银盐与以下物质混合，制备具有固定颜色的金或银纳米颗粒的水性悬浮液：
[0026]‑
水，
[0027]‑
碱土金属的衍生物，
[0028]‑
式(I)的视黄醇的酯：
[0029][0030]其中R是任选取代的C1‑
C6脂族基团，特别是(C1‑
C6)烷基，以及
[0031]‑
任选地，碳酸盐；
[0032](iii)在搅拌下将步骤(ii)中获得的金或银纳米颗粒的水性悬浮液添加到步骤(i)中获得的水性墨水，更具体地水性凝胶墨水的基质中，从而获得其中分散有金或银纳米颗粒的具有固定颜色的水性墨水，更具体地水性凝胶墨水。
[0033]出于本专利技术的目的，术语“墨水”旨在表示“书写墨水”，即旨在用于书写工具中，特别是用于笔中的墨水。书写墨水不应与在印刷机中使用且不具有相同技术限制且因此不具有相同规格的“印刷墨水”混淆。实际上，书写墨水不得含有大于书写工具的通道大小的固体颗粒，以免堵塞通道，从而不可避免地导致书写不可逆转地停止。另外，其必须允许适合于所用书写工具的墨水流速，特别是100至500mg/200m之间书写的流速，且具体地在150至400mg/200m之间书写的流速。墨水还必须足够快地干燥，以免弄脏书写介质。墨水还必须避免随着时间流逝的迁移(渗色)问题。
[0034]另外，“书写墨水”不得太过流动，以免在书写过程中渗漏。然而，其必须足够流动以促进书写动作的流动。
[0035]在本专利技术的具体情况下，书写墨水可以更具体地为“凝胶墨水”(其因此对应于触变墨水)，具体地，在20℃下静止(在0.01s
‑1的剪切速率下)测量的粘度不同于且具体地高于使用相同的流变仪在20℃下以5,000s
‑1的剪切速率测量的粘度，流变仪例如锥板流变仪，例如Malvern KINEXUS，其锥度为60mm，角度为1
°
。在具体的实施例中，根据本专利技术的凝胶墨水在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备具有固定颜色的水性凝胶墨水的方法，其包含以下步骤：(i)制备水性墨水的基于凝胶的基质；(ii)通过将金或银盐与以下物质混合，制备具有固定颜色的金或银纳米颗粒的水性悬浮液：
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水，
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碱土金属的衍生物，
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式(I)的视黄醇的酯：其中R是任选取代的C1‑
C6脂族基团，更具体地(C1‑
C6)烷基，以及
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任选地，碳酸盐；(iii)在搅拌下将步骤(ii)中获得的所述金或银纳米颗粒的水性悬浮液添加到步骤(i)中获得的所述水性墨水的基于凝胶的基质中，从而获得其中分散有金或银纳米颗粒的具有固定颜色的水性凝胶墨水。2.根据权利要求1所述的方法，其中按所述水性悬浮液的总重量计，所述水性悬浮液中的金或银盐的总量在0.05重量％至1重量％的范围内。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述碱土金属的衍生物是碱土金属卤化物，具体地碱土金属氯化物，更具体地氯化镁或氯化钙。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中按所述水性悬浮液的总重量计，所述水性悬浮液中的碱土金属衍生物的总量在0.01重量％至0.1重量％的范围内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中按所述水性悬浮液的总重量计，所述水性悬浮液中的视黄醇的酯的总量在0.5重量％至5重量％的范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述碳酸盐是碱金属或碱土金属碳酸盐。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中按所述水性悬浮液的总重量计，所述水性悬浮液中的碳酸盐的总量在0.05重量％至0.2重量％的范围内。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在步骤(ii)中获得的所述金或银纳米颗粒具有球形或多面体形状，和/或其中在步骤(ii)中获得的所述金或银纳米颗粒具有在10至200nm范围内的平均粒度。9.一种能通过根据权利要求1至8中任一项所述的方法获得的具有固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：上阿尔萨斯大学法国国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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