一种聚合物复合导电墨水和可印刷双色防伪信息标签纸及其制作方法

本发明属于印刷防伪领域，涉及一种丝网印刷防伪技术，具体涉及一种聚合物复合导电墨水和可印刷双色防伪信息标签纸及其制作方法。

背景技术：

1、印刷包装产品的信息防伪技术在保护商品和维护企业及消费者利益方面发挥着重要作用。这些防伪技术通过特定的效果，能够突出和凸显商品的内在价值，进而引导和促进消费。因此，越来越多的企业开始关注产品印刷的防伪特性。

2、现如今，利用新材料技术和印刷工艺，通过印刷方式实现防伪的方法日益普及。一般而言，这些技术通过材料和器件的光电特性，能够在印刷品上产生光学性质的变化，从而达到防伪的效果。这种技术的广泛应用为企业提供了更多选择，以确保其产品的完整性和真实性，并建立消费者对其品牌的信任。但是，通常现有的以光学性质变化为基础的防伪技术需要外加电源，电源的寿命将导致防伪功能的可靠性降低，同时电池潜在的环境污染不符合未来印刷包装领域绿色可持续发展的理念。此外，传统的光学性质防伪技术仅能够体现为单一颜色变化，这导致防伪功能的单一性，这会增加假冒和仿制商品的可能性。此外，使这类防伪技术的标签与印刷生产兼容也可以加速市场普及。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种聚合物复合导电墨水和可印刷双色防伪信息标签纸及其制作方法，实现一种无需外加电源即可驱动显示，体现为双重颜色的防伪信息标识。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种聚合物复合导电墨水的配置方法，包括以下步骤：

4、s1，量取1-3ml苯胺单体加入4-12ml盐酸和10ml去离子水混合溶液中，室温下充分混合后得到溶液a；

5、s2，取2-4g聚苯乙烯磺酸盐加入到10ml去离子水中充分混合后得到溶液b，然后将溶液b加入到溶液a中充分混合得到复合溶液c；

6、s3，量取10ml 0.1 -0.5mol/l过硫酸铵溶液加入复合溶液c中充分混合得到溶液d；

7、s4，将溶液d离心，用去离子水洗涤固体沉淀，得到沉淀产物e；

8、s5，取15-30mg沉淀产物e加入到2ml去离子水中，充分溶解混合后得到聚苯胺-聚苯乙烯磺酸水分散液；

9、s6，量取2ml水分散相的质量分数为1.3％的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水分散液，加入到s5制备的聚苯胺-聚苯乙烯磺酸水分散液中，充分混合后得到复合水分散液f；

10、s7，取2-4ml甲醇和10-30mg羟乙基纤维素添加到复合水分散液f中，充分溶解混合后，得到最终聚合物复合导电墨水。

11、一种使用上述制备方法制备的聚合物复合导电墨水的可印刷双色防伪信息标签纸的制备方法，包括以下步骤：

12、s1，以标签纸作为基底，使用聚合物复合导电墨水，通过丝网印刷方式一次在标签纸上印刷第一变色电极和第二变色电极，印刷层数1-4层，将印刷制得的两个变色电极在120℃下退火20min；

13、s2，以s1退火后的变色电极为基底，使用集成有第一驱动电极、第二驱动电极和导电线路的图案化丝网版，采用导电银浆，印刷两个驱动电极与转换电路，转换电路分别连接第一变色电极和第一驱动电极，第二变色电极和第一驱动电极，并且在转换电路上预留整流电子原件的位点，完成后在120℃干燥；

14、s3，将锌盐、聚乙烯醇和去离子水按质量份数比为10：10：80在120℃下充分混合，制得透明离子传输凝胶；

15、s4，将s3制得的透明离子传输凝胶刮涂在s1制备的变色电极表面制得完整的双色防伪信息模块；将摩擦层黏贴在s2制得驱动电极上表面，制得完整的自驱动模块；将整流电子元件安装在导电线路的预留位点，制得可印刷双色防伪信息标签纸。

16、进一步地，所述s1中的标签纸在使用前采用氮气吹洗去除纸张表面的灰尘与杂质。

17、进一步地，对所述s1制得的变色电极做后处理后用于s2,后处理过程为将变色电极在甲酸溶液中浸渍后，再取出在120℃干燥，重复浸渍-干燥过程2-3次。

18、进一步地，所述锌盐为无水氯化锌、无水高氯酸锌或醋酸锌中的一种。

19、进一步地，所述摩擦层为氟化乙烯丙烯、聚四氟乙烯或聚二甲基硅氧烷中的一种。

20、进一步地，所述透明离子传输凝胶采用聚乙烯醇/醋酸锌。

21、进一步地，所述变色电极采用网目线数为200l/in，网版间距为2mm，印刷压力为0.5mpa，印刷速度为15cm/s的丝网印刷制成。

22、一种上述可印刷双色防伪信息标签纸的制备方法制备的可印刷双色防伪信息标签纸，包括作为基底的标签纸和设置在标签纸表面的双色防伪信息显示模块和用于将用户施加的机械能转换为电能的自驱动模块，以及连接双色防伪信息显示模块和自驱动模块的转换电路；

23、所述双色防伪信息显示模块包括第一变色电极和第二变色电极，以及覆盖在第一变色电极和第二变色电极表面的能够显示变色电极颜色的透明离子传输凝胶；

24、所述自驱动模块包括使用导电材料制备的第一驱动电极和第二驱动电极，以及设置在第一驱动电极和第二驱动电极表面的摩擦层；

25、所述转换电路包括连接双色防伪信息显示模块和自驱动模块导电线路，和设置在导电线路中间的整流电子元件。

26、相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

27、(1)本发明制备的聚合物复合导电墨水以水分散相聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)、聚苯胺-聚苯乙烯磺酸水分散液(pani:pss)、甲醇(meoh)和羟乙基纤维素(hec)，能够实现以水溶液为载体的溶液化加工，相较于其他的以有机溶剂为载体的功能性导电油墨，具有绿色环保、无毒性的优势。

28、(2)本发明的可印刷双色防伪信息标签纸区别于传统的电源驱动的光电防伪器件，得益于其自驱动模块的机械能转化电能的特性，配合转换电路的电信号处理功能，实现无电源驱动改色防伪信息显示模块，具有使用周期长、无电源限制的优势。

29、(3)本发明可印刷双色防伪信息标签纸得益于聚合物复合导电墨水的设计，能够实现图案化丝网印刷的同时，通过接收到合适的电信号时，能够实现同一颜色的两处电极转变为不同的颜色，实现了一次制备达到双色防伪信息体现的功能。其防伪功能体现为：当使用手掌或纸张在自驱动模块顶部的摩擦层往复摩擦时，往复运动的机械能被转换为交流电信号，经过转换电路传输、处理为直流电信号，驱动双色防伪信息显示模块随着电流不断地注入，电子与变色电极、电解质共同参与电化学反应，当电压升至1.2-1.5v时，第一变色电极的pani:pss发生还原反应后由绿色变为淡黄色，同时pedot:pss还原为蓝色，淡黄色与蓝色的复合体现为颜色更深的蓝色；第二变色电极的pani:pss发生氧化反应后变为蓝紫色，pedot:pss转变为浅蓝色，通过蓝紫色和浅蓝色的复合体现为红色，从而实现自供能的双色防伪信息效果。

30、(4)本发明可印刷双色防伪信息标签纸的制备方法通过采用丝网印刷的方式，合理利用聚合物复合导电墨水的显示优势和导电银浆的导电特性，实现了对防伪信息标签纸电极的全印刷制备，相较于其他的加工方式，这种可扩展的方式具有高效率、低成本、兼容性高的优势。

31、进一步地，本发明使用甲酸溶液浸渍退火处理的变色电极，能进一步提升变色电极的导电性。