基于多酸的可擦写纸及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于可擦写纸技术领域，具体涉及一种基于多酸的可擦写纸及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在日常交流、信息传递和储存的过程中，纸张起到了非常关键的作用。尽管当今电子媒体越来越普及，全世界纸张的消耗量在过去的三十年内依旧提高了三倍，达到了 4亿吨/年。不幸的是，大部分纸张在丢弃之前仅仅被使用了一次，被浪费的纸张和打印用的油墨会带来许多环境问题，例如森林破坏，大量的固体废弃物和化学污染。可以重复使用的可擦写纸，被认为可以解决由于纸张和油墨的浪费带来的经济和环境问题。目前，可转换的有机染料常常被用于构建可擦写纸，基于此，光响应，PH响应，湿度响应等可擦写纸已经问世，但是一些问题依然存在:i)目前使用可转换材料在变色过程中不稳定，易降解；ii)色彩保持时间短，不适合长时阅读和信息储存；iii)大部分可转换材料具有毒性，在日常使用中可能会带来健康问题；iv)可转换材料合成路线复杂，价格昂贵。因此，亟需设计构建性质更加出色，更加稳定的可擦写纸。目前，现有技术中还没有利用多酸制备的可擦写纸。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现有的可擦写纸在变色过程中不稳定、色彩保持时间短、材料有毒且价格昂贵的技术问题，而提供一种基于多酸的可擦写纸及其制备方法。
[0004]本发明首先提供一种基于多酸的可擦写纸的制备方法，包括:
[0005]步骤一:将多酸溶液与醇溶液混合，得到混合溶液，将混合溶液加入石英池中，用高压汞灯照射混合溶液，得到还原型多酸溶液；
[0006]步骤二:将聚乙二醇加入到步骤一得到的还原型多酸溶液中，得到聚乙二醇还原型多酸溶液，在纤维素滤纸上依次涂抹聚乙二醇溶液、聚乙二醇还原型多酸溶液和聚乙二醇溶液，并分别在40?90°C下干燥，得到基于多酸的可擦写纸。
[0007]优选的是，所述的多酸溶液为Dawson型多酸溶液或Keggin型多酸溶液。
[0008]优选的是，所述的多酸溶液为磷钼酸、磷钨酸、硅钼酸或硅钨酸。
[0009]优选的是，所述的多酸溶液的浓度为ImM?20mM。
[0010]优选的是，所述的多酸溶液和醇溶液的体积比为1: (2-6)。
[0011]优选的是，所述的醇溶液为甲醇、乙醇或异丙醇。
[0012]优选的是，所述的高压汞灯的发射光为365nm，功率为10-1000W。
[0013]优选的是，所述的聚乙二醇溶液为聚乙二醇20000溶液。
[0014]优选的是，所述的步骤二聚乙二醇还原型多酸溶液中聚乙二醇的质量分数为2?10%。
[0015]本发明还提供上述制备方法得到的基于多酸的可擦写纸。
[0016]本发明的有益效果
[0017]本发明提供一种基于多酸的可擦写纸的制备方法，该方法是将多酸溶液与醇溶液混合，得到混合溶液，将混合溶液加入石英池中，用高压汞灯照射混合溶液，得到还原型多酸溶液；然后将聚乙二醇加入到还原型多酸溶液中，得到聚乙二醇还原型多酸溶液，在纤维素滤纸上依次涂抹聚乙二醇溶液、聚乙二醇还原型多酸溶液和聚乙二醇溶液，并分别在40?90°C下干燥，得到基于多酸的可擦写纸。与现有技术相对比，本发明采用多酸作为反应原料，由于多酸可以在氧化还原过程中保持自身结构的稳定，并伴随着颜色的变化，相比于可转换染料，多酸在颜色变化过程中结构稳定，不发生降解，多酸的氧化状态和还原状态在常温常压下是稳定的，为长时间的信息储存提供了可能；多酸被用于多种疾病的治疗，是一种低生物毒性的试剂；且价格低廉。
[0018]本发明还提供上述制备方法得到的基于多酸的可擦写纸，本发明的可擦写纸以双氧水作为墨水，利用双氧水可以将还原态的多酸氧化褪色的性质，可以将信息写入；在紫外光照射条件下，异丙醇将多酸还原，从而实现文字与图案的擦除。另外，使用双氧水作为墨水，利用商品化的墨盒和喷墨打印机，实现了在多酸可擦写纸上可重复擦写的喷墨打印，本发明的可擦写纸书写和打印得到的汉字、字母和数字清晰，可保持至少三个月无明显的变化。
【附图说明】
[0019]图1是多酸可擦写纸的彩色照片。
[0020]图2是在多酸可擦写纸上书写汉字的效果图。
[0021]图3是在多酸可擦写纸上书写字母的效果图。
[0022]图4是在多酸可擦写纸上书写数字的效果图。
[0023]图5是在多酸可擦写纸上喷墨打印文字的效果图。
[0024]图6是在多酸可擦写纸上喷墨打印复杂图案的效果图。
【具体实施方式】
[0025]本发明首先提供一种基于多酸的可擦写纸的制备方法，包括:
[0026]步骤一:将多酸溶液与醇溶液混合，得到混合溶液，将混合溶液加入石英池中，用高压汞灯照射混合溶液，得到还原型多酸溶液；
[0027]步骤二:将聚乙二醇加入到步骤一得到的还原型多酸溶液中，得到聚乙二醇还原型多酸溶液，在纤维素滤纸上依次涂抹聚乙二醇溶液、聚乙二醇还原型多酸溶液和聚乙二醇溶液，并分别在40?90°C下干燥，得到基于多酸的可擦写纸。
[0028]按照本发明，将多酸溶液与醇溶液混合，得到混合溶液，将混合溶液加入石英池中，用高压汞灯照射混合溶液，至溶液颜色变为深蓝色，得到还原型多酸溶液；所述的多酸溶液优选为Dawson型多酸溶液或Keggin型多酸溶液，更优选为磷钼酸、磷钨酸、硅钼酸或硅钨酸。所述的多酸溶液的浓度为ImM?20mM ;所述的醇溶液为小分子醇溶液，优选为甲醇、乙醇或异丙醇。所述的多酸溶液和醇溶液的体积比优选为1: (2-6)。所述的高压汞灯的发射光优选为365nm，功率为10-10001
[0029]按照本发明，将聚乙二醇加入到得到的还原型多酸溶液中，得到聚乙二醇还原型多酸溶液，在纤维素滤纸表面上均匀的涂抹聚乙二醇溶液，并在40?90°C下干燥，优选干燥时间为0.5?3小时，使得纤维素纸表面均匀的覆盖一层聚乙二醇膜；所述的聚乙二醇溶液的质量分数为5?20% ;然后，再将聚乙二醇还原型多酸溶液均匀涂抹在纤维素滤纸表面，并在40?90°C下干燥，优选干燥时间为0.5?3小时；所述的聚乙二醇还原型多酸溶液中聚乙二醇的质量分数优选为2?10% ;最后，在纤维素滤纸表面涂抹一层聚乙二醇溶液，作为保护层，所述的聚乙二醇溶液的质量分数为5?20%，并在40?90°C下干燥，优选干燥时间为0.5?3小时，即得到基于多酸的可擦写纸。所述的聚乙二醇溶液优选为聚乙二醇20000溶液。
[0030]本发明还提供上述制备方法得到的基于多酸的可擦写纸。
[0031]本发明的基于多酸的可擦写纸可用于书写、喷墨打印及擦除，具体应用方法为:
[0032](I)在多酸可擦写纸上书写。将50?500mM的H2O2灌注入钢笔内，利用灌注了 H2O2的钢笔可直接在多酸可擦写纸上书写。
[0033](2)在多酸可擦写纸上喷墨打印。用水和乙醇将市售的打印墨盒洗至无墨水的颜色，将H2O2灌注入墨盒内，利用市售的普通喷墨打印机即可实现在可擦写纸上的喷墨打印。
[0034](3)多酸可擦写纸的擦除。在使用过的多酸可擦写纸均匀的涂抹上小分子醇溶液，将其在高压汞灯下照射，即可将字迹图案擦除。所述的小分子醇优选为甲醇、乙醇或异丙醇。所述的高