CN109199399B - 指纹显现剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种指纹显现剂及其制备方法。其中，制备所述指纹显现剂的原料包括如下组份，按重量份计包括：粒径为纳米级的2‑30重量份的炭黑、0.001‑3重量份的非离子型表面活性、0.1‑3重量份离子型表面活性剂以及60‑96重量份去离子水。上述指纹显现剂可以将指纹清晰的显现出来，并且该指纹显现剂中的炭黑可以稳定的分散于液态的指纹显现剂中。

Description

指纹显现剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及刑侦技术领域，特别是涉及一种指纹显现剂及其制备方法。

背景技术

目前，指纹显现技术在刑侦领域中被普遍应用，且对于刑侦工作中证据固定意义重大。传统的指纹显现主要是粉末显现法，主要是通过降低粉末粒度的方式来提高该方法的灵敏度。然而，粉末粒度越小，它在空气中悬浮的量越大，悬浮的时间越长，对专业技术人员的伤害就越大。同时某些具有致癌作用的荧光燃料、熏显试剂分解反应产生的有毒有害气体也对专业技术人员的身体造成严重危害。并且，对于出现在具有特定环境下的指纹，如潮湿表面或粘性表面上的指纹，则该显现方法对指纹的显现清晰度低，显现效果较差。

发明内容

基于此，有必要针对传统的指纹显现技术对特殊载体表面(潮湿表面、粘性表面)上的指纹显现效果差的问题，提供一种指纹显现剂及其制备方法。

一种指纹显现剂，制备所述指纹显现剂的原料包括如下组份，按重量份计包括：

上述指纹显现剂可以将指纹清晰的显现出来，并且该指纹显现剂中的炭黑可以稳定的分散于液态的指纹显现剂中。具体而言，离子型表面活性剂溶于水能电离生成离子，可以吸附或接枝于炭黑表面，改善炭黑表面的亲水性从而使炭黑均匀分散于去离子水中。非离子型表面活性剂中具有活性基团，炭黑和非离子型表面活性剂分子中活性基团彼此接近而引起的空间阻碍，进而具有良好的空间位阻效应，这样可以防止已经分散开的炭黑颗粒之间发生二次团聚。从而使指纹显现剂中炭黑在液态体系中分散更加均匀且分散状态更加稳定。这样也就利于指纹显现。最终提高了指纹清晰度并降低背景深度。另外，上述指纹显现剂为水性分散液，不采用有机溶剂体系以及超酸超碱性体系，具有环保，安全，并扩大了炭黑材料的应用范围的优点。

在其中一个实施例中，所述炭黑为色素炭黑、橡胶炭黑和导电炭黑中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述色素炭黑为高色素超细炭黑。

在其中一个实施例中，所述非离子型表面活性剂选自月桂酸酯、硬脂酸酯、油酸酯及其衍生物中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述离子型表面活性剂选自固醇及其成盐化合物、胆汁酸及其成盐化合物、胆汁醇及其成盐化合物中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述离子型表面活性剂选自苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、去氢胆酸、去氢胆酸钠、胆酸钠、β-谷甾醇和胆固醇中的一种或几种。

本发明还提供了一种指纹显现剂的制备方法。

一种指纹显现剂的制备方法，包括将粒径为纳米级的炭黑、非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂以及去离子水混匀并调节pH值至5-6.5，其中，所述纳米级的炭黑、非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂与去离子水的质量比为2-30：0.001-3：0.1-3：60-96。

上述制备方法工艺简单，生产成本低。且得到的指纹显现剂分散稳定性好、安全环保。其中，调节体系pH值为5-6.5,可以改善指纹显现剂体系的电荷水平，进而便于表面活性剂(离子型和非离子型表面活性剂)的静电吸附或化学接枝于炭黑表面，进而可以将载体表面上的指纹清晰的显现出来。此外，对于指纹显现剂体系的长期均匀稳定存在具有良好的协同作用。

在其中一个实施例中，混匀的方式为：先将炭黑、离子型表面活性剂及去离子水混匀，再加入非离子型表面活性剂混匀。

在其中一个实施例中，将炭黑、离子型表面活性剂及去离子水混匀时的混匀转速设置为3000rpm-30000rpm。

附图说明

图1为利用本发明实施例1(A1)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图2为利用本发明实施例2(A2)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图3为利用本发明实施例3(A3)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图4为利用本发明实施例4(A4)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图5为利用本发明实施例5(A5)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图6为利用本发明对比例1(B1)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图7为利用本发明对比例2(B2)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图8为利用本发明对比例3(B3)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

图9为利用本发明对比例4(B4)中的指纹显现剂显现的指纹效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例中的指纹显现剂，制备所述指纹显现剂的原料包括如下组份，按重量份计包括：

其中，纳米级的炭黑作为指纹显现剂的主要成分，主要作用是吸附于载体表面上使指纹显现。纳米级炭黑相对于普通的炭黑具有更小的粒径以及小的团聚体，易于分散和吸附于指纹表面上，进而将指纹显现出来。

但是纳米级炭黑粉末由于巨大的比表面积、颗粒间较大的范德瓦尔斯力、静电力以及毛细吸力等因素，其本身状态为多片层之间聚集粘附在一起，分散难度大，进而无法直接利用其提取指纹。基于此，申请人通过构建液态的指纹分散体系，在表面活性剂的作用下，将炭黑均匀分散于液态的指纹显现剂体系中。

在一优选实施方式中，纳米级的炭黑的粒径为1nm-100nm。

在一优选实施方式中，炭黑为色素炭黑、橡胶炭黑和导电炭黑中的一种或几种。优选地，炭黑为高色素超细炭黑，本申请所称的高色素超细炭黑是指经过表面处理的普通色素槽法碳黑，黑度(My值)大于250。选择此炭黑的好处是其具有很好的先对着色能力(％IRB3＝100)，可以进一步完成对黑度要求特别高的指纹中油性物质进行着色。

其中，离子型表面活性剂溶于水能电离生成离子，离子可以吸附或接枝于炭黑表面，改善炭黑表面的亲水性。从而使炭黑均匀分散于液态的指纹显现剂体系中。

在一优选实施方式中，离子型表面活性剂选自固醇及其成盐化合物、胆汁酸及其成盐化合物、胆汁醇及其成盐化合物中的一种或几种。可将炭黑更加均匀的分散于液态的指纹显现剂体系中。

在一优选实施方式中，所述离子型表面活性剂选自苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、去氢胆酸、去氢胆酸钠、胆酸钠、β-谷甾醇和胆固醇中的一种或几种。例如，苯磺酸钠与十二烷基苯磺酸钠的组合，胆酸钠与脱氧胆酸钠的组合，胆酸钠、脱氧胆酸钠及胆固醇三者的组合。可将炭黑更加均匀的分散于液态的指纹显现剂体系中。

其中，非离子型表面活性剂的主要作用是防止指纹显现剂体系中的炭黑颗粒之间发生团聚，进而保持指纹显现剂体系稳定。具体而言，非离子型表面活性剂中具有活性基团，炭黑和非离子型表面活性剂分子中活性基团彼此接近而引起的空间阻碍，进而具有良好的空间位阻效应，这样可以防止炭黑颗粒之间发生团聚。

在一优选实施方式中，非离子型表面活性剂选自月桂酸酯、硬脂酸酯、油酸酯及其衍生物中的一种或几种。例如，月桂酸酯与硬脂酸酯的组合，月桂酸酯、硬脂酸酯和油酸酯三者的组合。进一步防止指纹显现剂体系中的炭黑颗粒之间发生团聚。

优选地，非离子型表面活性剂选自月桂酸酯。更优选地，月桂酸酯为吐温T-80。

在一更优选的实施方式中，制备指纹显现剂的原料的组分按重量份计包括：

上述指纹显现剂可以将指纹清晰的显现出来，并且该指纹显现剂中的炭黑可以稳定的分散于液态的指纹显现剂中。具体而言，离子型表面活性剂溶于水能电离生成离子，可以吸附或接枝于炭黑表面，改善炭黑表面的亲水性从而使炭黑均匀分散于去离子水中。非离子型表面活性剂中具有活性基团，炭黑和非离子型表面活性剂分子中活性基团彼此接近而引起的空间阻碍，进而具有良好的空间位阻效应，这样可以防止已经分散开的炭黑颗粒之间发生二次团聚。从而使指纹显现剂中炭黑在液态体系中分散更加均匀且分散状态更加稳定。这样也就利于指纹显现。最终提高了指纹清晰度并降低背景深度。另外，上述指纹显现剂为水性分散液，不采用有机溶剂体系以及超酸超碱性体系，具有环保，安全，并扩大了炭黑材料的应用范围的优点。

本发明还提供一种指纹显现剂的制备方法。

一种指纹显现剂的制备方法，包括将粒径为纳米级炭黑、非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂以及去离子水混匀调节pH值至5-6.5。其中，所述纳米级的炭黑、非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂与去离子水的质量比为2-30：0.001-3：0.1-3：60-96。

在一优选地实施方式中，混匀采用机械混匀的方式，例如：采用高速搅拌机、高速剪切机进行混匀。当然可以理解的是，也可采用本领域技术人员认为合适的其他混匀方式，混匀方式不做过多限定。

在一优选地实施方式中，pH值通过酸碱液进行调节至上述范围，酸液选自柠檬酸、山梨酸及醋酸中的一种或几种组合。碱液选自碳酸氢钠、磷酸氢二钠中的一种或两种的组合。

在一优选地实施方式中，指纹显现剂的制备方法包括如下步骤：

先将炭黑、离子型表面活性剂及去离子水混匀，再加入非离子型表面活性剂混匀。也就是说，离子型表面活性剂通过接枝或吸附先将炭黑分散到去离子水中，然后再加入非离子型表面活性剂，因其具有良好的空间位阻效应，进而可以防止已经分散开的炭黑颗粒之间发生二次团聚。这样就可以尽可能的使炭黑先分散均匀，在通过构建空间位阻防止其二次团聚。进一步提高指纹显现剂的指纹显现效果。

上述两次混匀时的工具在此不做过多限制，本领域技术人员认为合适的混匀工具均可，例如：高速剪切乳化机。

在一优选地实施方式中，将炭黑、离子型表面活性剂及去离子水混匀时的混匀转速设置为3000rpm-30000rpm。更优选地，将炭黑、离子型表面活性剂及去离子水混匀时的混匀转速设置为3000rpm-16000rpm，此转速下，强的机械剪切力进而有利于炭黑颗粒在指纹显现剂体系中分散均匀。

在一优选地实施方式中，加入非离子型表面活性剂后再次混匀的混匀转速设置为4800rpm-5000rpm。进而有利于炭黑颗粒在指纹显现剂体系中分散均匀。

在一优选地实施方式中，上述混匀过程中的温度不超过60℃。

上述制备方法工艺简单，生产成本低。且得到的指纹显现剂分散稳定性好、安全环保。其中，调节体系pH值为5-6.5,可以改善指纹显现剂体系的电荷水平，进而便于表面活性剂(离子型和非离子型表面活性剂)的静电吸附或化学接枝于炭黑表面，对于整个体系的长期均匀稳定存在具有良好的协同作用。

以下结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种指纹显现剂的制备方法如下：

1)称取200g平均粒径为40nm的高色素超细炭黑粉体、2g吐温T-80、40g苯磺酸钠以及1758g去离子水。

2)将称取好的高色素超细炭黑粉体、胆酸钠及去离子水置入高速搅拌机中混匀20min后，转速设置为5000rpm。然后加入吐温T-80再用高速剪切乳化机混匀5min得到混合液，转速设置为5000rpm。

3)用柠檬酸调节上述混合液的pH值为6-8，得到的指纹显现剂，记作A1。

实施例2

一种指纹显现剂的制备方法如下：

1)称取200g平均粒径为40nm的高色素超细炭黑粉体、2g吐温T-80、60gβ-谷甾醇以及1736g去离子水。

2)将称取好的高色素超细炭黑粉体、β-谷甾醇及去离子水置入高速剪切乳化机中混匀20min后，转速设置为16000rpm。然后加入吐温T-80再用高速剪切机混匀5min得到混合液，转速设置为5000rpm；混匀过程中的温度不超过60℃。

3)用柠檬酸调节上述混合液的pH值为6.5，得到的指纹显现剂，记作A2。

实施例3

一种指纹显现剂的制备方法，其大体上与实施例1相同，不同之处在于炭黑选用导电炭黑(德固赛HIBLACK 40B2)，最终得到的指纹显现剂，记作A3。

实施例4

一种指纹显现剂的制备方法，其大体上与实施例1相同，不同之处在于非离子型表面活性剂选自1g硬脂酸酯与1g油酸酯的组合：离子型表面活性剂选自20g胆汁酸与20g脱氧胆酸钠的组合，最终得到的指纹显现剂，记作A4。

实施例5

一种指纹显现剂的制备方法如下：

1)称取200g平均粒径为103nm高色素超细炭黑粉体、2g吐温T-80、60g脱氧胆酸钠以及1736g去离子水。

2)将称取好的高色素超细炭黑粉体、胆酸钠、吐温T-80及去离子水置入高速剪切乳化机中混匀23min后，转速设置为15000rpm。混匀过程中的温度不超过60℃。

3)用柠檬酸调节上述混合液的pH值为6.3，得到的指纹显现剂，记作A5。对比例1

一种指纹显现剂的制备方法，大体上与实施例1相同，不同之处在于，不将pH值调节至弱酸性，混合液最终pH为8，最终得到的指纹显现剂，记作B1。

对比例2

一种指纹显现剂的制备方法，大体上与实施例1相同，不同之处在于，不添加非离子型表面活性剂，最终得到的指纹显现剂，记作B2。

对比例3

一种指纹显现剂的制备方法，大体上与实施例1相同，不同之处在于，不添加离子型表面活性剂，最终得到的指纹显现剂，记作B3。

对比例4

一种指纹显现剂的制备方法，大体上与实施例5相同，不同之处在于，

各原料的配比为30g平均粒径为40nm的高色素超细炭黑粉体、10g吐温T-80、100g胆酸钠以及100g去离子水，最终得到的指纹显现剂，记作B4。

性能测试：

采用上述指纹显现剂进行指纹显现测试：

1、洗净双手并擦干，用食指在轻触鼻尖3次。

2、在潮湿的玻璃表面上按压一次，静置10min。

3、在步骤2的指纹上分别滴加实施例和对比例中适量的指纹显现剂，直到显现剂将指纹完全覆盖为止，之后静置5-8s。

4、用温度为25℃-40℃的清水缓慢冲洗经指纹显现剂覆盖的区域，直至指纹指纹显现出来为止。

对比A1和B1可知，呈弱酸性的指纹显现剂A1的指纹吸附能力强且背景深度低，对比度明显。可以满足刑侦人员对指纹显现的鉴定要求。

对比A1和B2可知，添加有非离子型表面活性剂的指纹显现剂A1的指纹显现清晰度高。可以满足刑侦人员对指纹显现的鉴定要求。

对比A1和B3可知，添加有离子型表面活性剂的指纹显现剂A1的指纹清晰度高且背景深度低，对比度明显。可以满足刑侦人员对指纹显现的鉴定要求。

对比A1和B4可知，配比关系不在本申请的指纹显现剂的成分范围内的B4指纹清晰度差，无法满足刑侦人员对指纹显现的鉴定要求。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种指纹显现剂，其特征在于，其是将如下重量份数的各原料组分混合后调节pH制备而成：

其中，所述非离子型表面活性剂为吐温T-80，所述离子型表面活性剂选自固醇及其成盐化合物、胆汁酸及其成盐化合物、胆汁醇及其成盐化合物中的一种或几种，所述指纹显现剂的pH值为5-6.5。

2.根据权利要求1所述的指纹显现剂，其特征在于，所述炭黑为色素炭黑、橡胶炭黑和导电炭黑中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的指纹显现剂，其特征在于，所述色素炭黑为高色素超细炭黑。

4.根据权利要求1所述的指纹显现剂，其特征在于，所述粒径为纳米级的炭黑的用量为2-15重量份，所述非离子型表面活性剂的用量为0.001-1重量份，所述离子型表面活性剂的用量为0.1-3重量份，所述去离子水的用量为80-96重量份。

5.根据权利要求1所述的指纹显现剂，其特征在于，所述粒径为纳米级的炭黑的粒径为1nm-100nm。

6.根据权利要求5所述的指纹显现剂，其特征在于，所述离子型表面活性剂选自苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、去氢胆酸、去氢胆酸钠、胆酸钠、β-谷甾醇和胆固醇中的一种或几种。

7.一种指纹显现剂的制备方法，其特征在于，包括将粒径为纳米级的炭黑、非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂以及去离子水混匀并调节pH值至5-6.5，其中，所述纳米级的炭黑、非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂与去离子水的质量比为2-30：0.001-3：0.1-3：60-96。

8.根据权利要求7所述的指纹显现剂的制备方法，其特征在于，混匀的方式为：先将炭黑、离子型表面活性剂及去离子水混匀，再加入非离子型表面活性剂混匀。

9.根据权利要求7或8所述的指纹显现剂的制备方法，其特征在于，将炭黑、离子型表面活性剂及去离子水混匀时的混匀转速设置为3000rpm-30000rpm。

Images