一种环保型、耐久性好的热敏纸及其制备方法与流程

1.本技术涉及热敏纸技术领域，尤其是涉及一种环保型、耐久性好的热敏纸及其制备方法。


背景技术：

2.热敏纸又称为热敏传真纸、热敏记录纸、热敏复印纸，是一种加工纸。这种特殊的加工纸被广泛用作心电图纸、热工仪器记录纸、打印纸和标签纸等。热敏纸在遇热后无色染料与显色剂发生化学反应产生颜色，因此打印时，会显示出图文。
3.现有的热敏纸主要分为两类，一类为用作标签纸等用途的双层热敏纸，另一类为打印重要图文、需长久保存图像的高级热敏纸，通常为三层结构。双层热敏打印纸由底层的纸基和热敏涂层构成，图文打印后，一般不能长久保存。而高级热敏纸至少有三层，除纸基和热敏涂层外，还具有外侧的保护层。外侧保护层一般涂覆透明塑料胶膜，具有一定的硬度，与热敏涂层之间能产生较为牢固的粘合，可以有效提高热敏纸的强度，同时保护热敏涂层不会因划伤等问题被破坏。
4.由于热敏纸用量较大，成本控制极为严格，现有的热敏纸通常采用价格低廉、性能较为优异的双酚a作为显色剂。而双酚a存在毒性，且易挥发，对环境污染也较为严重；同时，双酚a显色剂易因沾染油脂、醇类而导致显色失效，耐久性也较差。


技术实现要素：

5.为了解决上述至少一种技术问题，提供一种不含双酚a成分，显色剂不易挥发，且具有较好的耐久性的热敏纸，本技术提供一种环保型、耐久性好的热敏纸及其制备方法。
6.一方面，本技术提供一种环保型、耐久性好的热敏纸，包括底层的纸基和涂覆在纸基上的热敏涂层，所述热敏涂层各组分及重量份配比包括：无色颜料8～12份、显色剂16～28份、增感剂10～16份、无机填料40～60份、聚乙烯醇20～30份和聚乙烯蜡2～8份；所述显色剂包括水杨酸锌和硝基安息香酸锌。
7.通过采用上述技术方案，本技术的热敏纸的热敏涂层，采用水杨酸锌和硝基安息香酸锌的复合显色剂，并添加了增感剂，显色效果较佳，显色后耐油脂和耐水性能均较佳，耐久性也较好，且不含双酚a成分，显色剂不易挥发，环保型也较好；本技术添加了少量的聚乙烯蜡在热敏涂层中，能够有效增强热敏纸的表层硬度和光泽度，并且有效增强热敏纸表面的耐水性，可有效提高热敏纸的耐久性。
8.可选的，所述热敏涂层各组分及重量份配比包括：无色颜料8～10份、显色剂20-24份、增感剂12～14份、无机填料44～48份、聚乙烯醇22～24份和聚乙烯蜡4～5份。
9.可选的，所述水杨酸锌和硝基安息香酸锌的重量比为(3-4):(7-8)。
10.可选的，所述无机填料采用二氧化硅和钛白粉。
11.进一步可选的，所述二氧化硅和钛白粉的质量比为1:(3-5)。
12.进一步可选的，所述二氧化硅和钛白粉的粒径控制在50μm以内。
13.可选的，所述增感剂采用四甲基二苯乙烷。
14.可选的，所述聚乙烯蜡采用纳米级聚乙烯蜡。
15.另一方面，本技术还提供了上述环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min以上，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min以上，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散30min以上，制成填料分散液；s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散10min以上，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。
16.可选的，所述步骤s2～步骤s5中，混合分散采用高速剪切机剪切分散。
17.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术的热敏纸的热敏涂层，采用水杨酸锌和硝基安息香酸锌的复合显色剂，并添加了增感剂，显色效果较佳，显色后耐油脂和耐水性能均较佳，耐久性也较好，且不含双酚a成分，采用的显色剂不易挥发，环保型也较好。
18.2.本技术添加了少量的聚乙烯蜡在热敏涂层中，能够有效增强热敏纸的表层硬度和光泽度，并且有效增强热敏纸表面的耐水性，可有效提高热敏纸的耐久性。
19.3.本技术的原料简单、易于获取，制备过程较为便捷，仅采用混料分散和涂布的方式制备，成本也较为低廉。
具体实施方式
20.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
21.本技术设计了一种环保型、耐久性好的热敏纸，包括底层的纸基和涂覆在纸基上的热敏涂层，所述热敏涂层各组分及重量份配比包括：无色颜料8～12份、显色剂16～28份、增感剂10～16份、无机填料40～60份、聚乙烯醇20～30份和聚乙烯蜡2～8份；所述显色剂包括水杨酸锌和硝基安息香酸锌。
22.本技术的环保型、耐久性好的热敏纸采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min以上，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min以上，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散30min以上，制成填料分散液；
s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散10min以上，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。
23.其中，本技术制备时，混合分散优选采用高速剪切机剪切分散，相比于研磨等分散方式，本技术采用高速剪切机剪切分散效率能够提升5倍以上，且原料分散十分均匀，且完全不会发生团聚，制备的热敏纸显色性能最佳，质量最优。
24.本技术原料型号如下，若无特殊说明外，本身原料均源于市售：水杨酸锌：纯度99％；硝基安息香酸锌：包括碳酸锌和3,4-二硝基安息香酸混合搅拌制备，其中碳酸锌和3,4-二硝基安息香酸的重量比为0.3:1；碳酸锌：含量57％；3,4-二硝基安息香酸：纯度98％；聚乙烯醇：纯度99％；聚乙烯蜡：纯度99％；二氧化硅：99.9％；钛白粉：纯度99％；碳酸钙：纯度99％；四甲基二苯乙烷：纯度99％；1-羟基-2-萘甲酸苯酯：纯度98％；3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷：纯度99％。
25.以下为本技术实施例1～8，采用本技术制备方法制备，混合分散优选采用高速剪切机剪切分散(博进化工机械，brs-1300)，无色颜料采用3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷，增感剂采用1-羟基-2-萘甲酸苯酯(hnp)，无机填料采用200μm级的碳酸钙，聚乙烯蜡选择微米级聚乙烯蜡，具体配比见表1。
26.表1实施例1～8配比表含量/kg无色颜水杨硝基安息香酸增感剂填料聚乙烯醇聚乙烯实施例184141240202实施例298121445223实施例3101061650255实施例41112121055287实施例51212161260308实施例686161244224实施例798141346235实施例8107151448245实施例1一种环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散
10min，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散30min，制成填料分散液；s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散10min，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。
27.实施例2一种环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散20min，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散40min，制成填料分散液；s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散15min，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。
28.实施例3一种环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散20min，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散20min，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散30min，制成填料分散液；s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散10min，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。
29.实施例4一种环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散
10min，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散15min，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散45min，制成填料分散液；s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散20min，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。
30.实施例5一种环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散25min，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散50min，制成填料分散液；s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散15min，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。
31.实施例6-8以实施例1为基础，除原料配比不同外，制备方法与实施例1一致。
32.性能检测：用热敏打印机对本技术实施例1～8制备的热敏纸打印二维码，采用解码器检测解像率，采用gb/t6739-2006记载的方法检测耐刮痕硬度，通过观测检测显色时长；在显色热敏纸表面涂抹食用油，24h后观测显色是否完好。
33.采用得力双层热敏标签纸作为本技术对比例1，具体检测结果见表2。
34.表2实施例1～8检测结果表
通过表2的数据可以看出，本技术实施例1～8的热敏纸，相对于市售的优质双层热敏标签纸，解像率较好，耐刮硬度明显优于现有的双层热敏标签纸，显色时长也远优于现有双层标签纸。此外，本技术实施例1～8的热敏纸，耐油性能十分优异。
35.通过表2的数据还可以看出，本技术配比进行优化后，性能能够得到进一步明显的提升。
36.实施例9～16实施例9～16采用与实施例1完全相同的制备方式和配比制备，区别在于无机填料的选择，以及增感剂和聚乙烯蜡的选择。
37.申请实施例9～16采用的无机填料的配比见下表3。
38.表3实施例9～16配比表 二氧化硅/kg钛白粉/kg碳酸钙/kg增感剂/kg聚乙烯实施例90050μm，48hnp微米级实施例10050μm，480hnp微米级实施例1150μm，2450μm，240hnp微米级实施例1250μm，1250μm，360hnp微米级实施例1350μm，850μm，400hnp微米级实施例1450μm，1250μm，360四甲基二苯乙微米级实施例1550μm，1050μm，380四甲基二苯乙微米级实施例1650μm，1050μm，380四甲基二苯乙纳米级对本技术实施例9～16的热敏纸进行性能检测，采用与实施例1～8相同的检测方法检测，具体检测结果见表4。
39.表4实施例9～16检测结果表
通过表4的数据可以看出，本技术采用特定的填料后，显色解像率能够得到进一步提升，热敏纸的耐刮硬度也能得到一定的提升。而本技术采用四甲基二苯乙烷后，与本技术的显色剂能够有较优的协同作用，显色解像率能够得到大幅提升。本技术采用纳米级聚乙烯蜡后，热敏纸的耐刮硬度能够进一步提升。
40.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种环保型、耐久性好的热敏纸，包括底层的纸基和涂覆在纸基上的热敏涂层，其特征在于，所述热敏涂层各组分及重量份配比包括：无色颜料8~12份、显色剂16~28份、增感剂10~16份、无机填料40~60份、聚乙烯醇20~30份和聚乙烯蜡2~8份；所述显色剂包括水杨酸锌和硝基安息香酸锌。2.根据权利要求1所述的一种环保型、耐久性好的热敏纸，其特征在于，所述热敏涂层各组分及重量份配比包括：无色颜料8~10份、显色剂20-24份、增感剂12~14份、无机填料44~48份、聚乙烯醇22~24份和聚乙烯蜡4~5份。3.根据权利要求1或2所述的一种环保型、耐久性好的热敏纸，其特征在于，所述水杨酸锌和硝基安息香酸锌的重量比为（3-4）:（7-8）。4.根据权利要求1所述的一种环保型、耐久性好的热敏纸，其特征在于，所述无机填料采用二氧化硅和钛白粉。5.根据权利要求4所述的一种环保型、耐久性好的热敏纸，其特征在于，所述二氧化硅和钛白粉的质量比为1:(3-5)。6.根据权利要求4所述的一种环保型、耐久性好的热敏纸，其特征在于，所述二氧化硅和钛白粉的粒径控制在50μm以内。7.根据权利要求1所述的一种环保型、耐久性好的热敏纸，其特征在于，所述增感剂采用四甲基二苯乙烷。8.根据权利要求1所述的一种环保型、耐久性好的热敏纸，其特征在于，所述聚乙烯蜡采用纳米级聚乙烯蜡。9.一种权利要求1所述的环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将配方量的聚乙烯醇加水溶解，配制成溶液，而后将溶液分为三份；s2、将配方量的无色颜料加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min以上，制成颜料分散液；s3、将配方量的显色剂和增感剂加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散10min以上，制成显色剂分散液；s4、将配方量的无机填料和聚乙烯蜡加入到步骤s1配置的其中一份聚乙烯醇中，混合分散30min以上，制成填料分散液；s5、将步骤s2、步骤s3和步骤s4制得的颜料分散液、显色剂分散液和填料分散液混合，混合分散10min以上，制成热敏涂料；s6、将步骤s5制得的热敏涂料涂布在纸基表面，制得涂料纸；s7、将步骤s6制得的涂料纸低温干燥至恒重，制得热敏纸。10.根据权利要求9所述的环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法，其特征在于，所述步骤s2~步骤s5中，混合分散采用高速剪切机剪切分散。

技术总结
本申请公开了一种环保型、耐久性好的热敏纸及其制备方法。一方面，本申请提供一种环保型、耐久性好的热敏纸，包括底层的纸基和涂覆在纸基上的热敏涂层，所述热敏涂层各组分及重量份配比包括：无色颜料8~12份、显色剂16~28份、增感剂10~16份、无机填料40~60份、聚乙烯醇20~30份和聚乙烯蜡2~8份；所述显色剂包括水杨酸锌和硝基安息香酸锌。另一方面，本申请还提供了上述环保型、耐久性好的热敏纸的制备方法。本申请不含双酚A成分，显色剂不易挥发，具有较好的耐久性，环保性也较好。环保性也较好。


技术研发人员：周俊超 袁健 黄新桥 陈林划 杨琴
受保护的技术使用者：柏仁新材料（广州）股份有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/9/9