BN纳米片的制备方法、光致聚合物涂料及薄膜材料和制备方法技术

本发明专利技术提供一种活性超支化BN纳米片的制备方法、光致聚合物涂料、光致聚合物薄膜材料及其制备方法。上述光致聚合物薄膜材料激光记录时，光致聚合物感光层在激光辐照下，活性超支化BN纳米片与活性单体共同参与聚合反应，记录全息信息，可有效提高光致聚合物材料的光学响应性能，提高材料衍射效率。与此同时，活性超支化BN纳米片均匀的分散在基体树脂中，在聚合反应过程中，BN纳米片周围的超支化支链与基体树脂聚合物链段紧密缠结在一起，当材料受到外力冲击时，活性超支化BN纳米片可大幅吸收冲击能量，抑制材料应力形变，最终有效提高光致聚合物材料的机械性能。此外，活性超支化BN纳米片的添加还可有效提高光致聚合物材料的耐热、绝缘性能。

Preparation methods of BN nanosheets, photopolymer coatings and film materials and preparation methods

The invention provides a method for preparing an active hyperbranched BN nanosheet, a photopolymer coating, a photopolymer film material and a preparation method thereof. When the photoinduced polymer film materials are laser recorded, the photoinduced polymer photoreceptor layer is irradiated by laser. The active hyperbranched BN nanoscale and the active monomer participate in the polymerization, and the holographic information can be recorded. The optical response performance of the photopolymer material can be improved effectively and the diffraction efficiency of the material is improved. At the same time, the active hyperbranched BN nanometers are evenly dispersed in the matrix resin. During the polymerization process, the hyperbranched branching around BN nanometers is tightly entangled with the matrix resin polymer chain segments. When the material is affected by external force, the active overbranched BN nanoscale can absorb the impact energy greatly and inhibit the material. Mechanical deformation eventually improves the mechanical properties of photopolymer materials. In addition, the addition of active hyperbranched BN nanosheets can effectively improve the heat resistance and insulation properties of photopolymer materials.

【技术实现步骤摘要】
BN纳米片的制备方法、光致聚合物涂料及薄膜材料和制备方法
本专利技术涉及全息记录材料
，尤其涉及活性超支化BN纳米片的制备方法、光致聚合物涂料、光致聚合物薄膜材料及其制备方法。
技术介绍
全息光致聚合物是一种用于记录和复制全息图像的全息信息记录材料。相干光束(物光、参考光)，在光致聚合物感光层内部，相互干涉，记录明暗相间的三维空间干涉条纹，形成全息图。干涉条纹之所以能被记录，是由于全息记录感光材料内部折射率调制：折射率随干涉条纹的变化而变化，干涉条纹亮区折射率高(或者低)，暗区折射率低(或者高)，形成折射率调制，其具体差值△n被称为折射率调制值，△n越大材料衍射效率越高。由于体积全息图，可生动展现物体三维形态、裸眼可周视，具有高衍射效率、波长选择性及制作技术门槛高等特点，因而被广泛应用于设计、防伪、光学元件、信息储存等领域。体积全息图的记录及复制，是由感光材料内部折射率调制实现的，只能通过光学手段实现，无法通过机械手段进行记录或复制。可用于记录体积全息的感光材料较少，主要有银盐明胶、重铬酸盐明胶及光致聚合物感光材料三类。其中银盐明胶感光材料虽具有较高的感光灵敏度，但其衍射效率低(约40％)；重铬酸盐明胶感光材料，虽衍射效率较高(约85％)，但感光灵敏度较低。此外上述两种明胶感光材料还存在以下不足：可储存时间短、在成像后都需要湿法加工、机械性能差、耐候性差(所制全息图必须存放在干燥环境下，环境湿度大时易消像)。光致聚合物材料，正如美国专利4959284、US8900775等所揭示，具有较高分辨率、衍射效率、灵敏度，无需湿法加工，储存时间长等优异性能，是体积全息记录材料的优选材料。目前，市场上可批量供应的光致聚合物产品只有杜邦公司的OmniDex系列产品。然而该产品仍存在：耐热性较差，衍射效率未达到理论值(99.9％以上)，透过率不足、机械性能差等缺陷。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种活性超支化BN纳米片的制备方法、光致聚合物涂料及兼具优良光学、热力学性能的光致聚合物薄膜材料及其制备方法。活性超支化BN纳米片的制备方法，包括如下步骤：将BN纳米片、硅烷偶联剂加入到无水二甲苯中，在110-120℃加入回流4h～5h，然后过滤得到硅烷改性后的BN纳米片；将所述硅烷改性后的BN纳米片洗涤后真空干燥，分散到N-甲基吡咯烷酮中，接着加入3，5-二羟基苯甲酸、无水二甲苯和环己烷，在100℃保护气体气氛下反应3h，得到反应液；接着将冷却后的所述反应液倒入含有质量百分数为0.1％的氯化锂的甲醇溶剂中进行沉析，过滤洗涤后，于90～95℃真空干燥至恒重，得到超支化聚酯BN纳米片；将所述超支化聚酯BN纳米片、丙烯酸和无水二甲苯加入环己烷中，搅拌加热至90～95℃反应2～3h，接着冷却至室温，过滤洗涤后得到所述活性超支化BN纳米片。一种光致聚合物涂料，包括溶剂和在固含量中所占重量百分比的如下各组分：基体树脂10％～90％；活性单体5％～60％；活性超支化BN纳米片1％～10％，其中，所述活性超支化BN纳米片采用如权利要求1所述的活性超支化BN纳米片的制备方法制备得到；引发体系1％～10％；及增塑剂2％～10％。一种光致聚合物薄膜材料，包括依次层叠的保护层、光致聚合物感光层和基膜层；所述光致聚合物感光层由光致聚合物涂料涂布得到，所述光致聚合物涂料包括溶剂和在固含量中所占重量百分比的如下各组分：基体树脂10％～90％；活性单体5％～60％；活性超支化BN纳米片1％～10％，其中，所述活性超支化BN纳米片采用如权利要求1所述的活性超支化BN纳米片的制备方法制备得到；引发体系1％～10％；及增塑剂2％～10％。在其中一个实施例中，所述光致聚合物涂料包括溶剂和在固含量中所占重量百分比的如下各组分：基体树脂20％～70％；活性单体10％～40％；活性超支化BN纳米片1％～5％；引发体系2％～7％；及增塑剂3％～7％。在其中一个实施例中，所述光致聚合物涂料还包括在固含量中所占重量百分比0.5％～1％的助剂，所述助剂为非离子表面活性剂、热稳定剂和光学增白剂中的至少一种。在其中一个实施例中，所述基体树脂选自聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩丁醛与醋酸纤维素共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯丁烯和三乙酰纤维素中的至少一种。在其中一个实施例中，所述活性单体为含有丙烯酰氧基丙烯酸酯类单体。在其中一个实施例中，所述活性单体为液体单体或固体单体，所述液体单体为二甘醇二丙烯酸酯、丙三醇三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(对-氯苯氧基乙基甲基丙烯酸酯)和1,6-亚己基双丙烯酰胺中的至少一种；所述固体单体为2,4,6-三溴苯基丙烯酸酯、五氯苯基丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、2-(2-萘氧基)乙基丙烯酸酯和N-乙烯基咔唑中的至少一种。在其中一个实施例中，所述引发体系包括在所述光致聚合物涂料的固含量中所占重量百分比如下的以下组分：光引发剂0.5％～4％，光敏剂0.005％～0.2％和链转移剂1％～3％。在其中一个实施例中，所述增塑剂为三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二异辛酸酯、二乙基己二酸酯、三甘醇二乙酸酯、聚乙二醇和聚乙二醇甲基醚中的至少一种。一种光致聚合物薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：将BN纳米片、硅烷偶联剂加入到无水二甲苯中，在110-120℃加入回流4h～5h，然后过滤得到硅烷改性后的BN纳米片；将所述硅烷改性后的BN纳米片洗涤后真空干燥，分散到N-甲基吡咯烷酮中，接着加入3，5-二羟基苯甲酸、无水二甲苯和环己烷，在100℃保护气体气氛下反应3h，得到反应液；接着将冷却后的所述反应液倒入含有质量百分数为0.1％的氯化锂的甲醇溶剂中进行沉析，过滤洗涤后，于90～95℃真空干燥至恒重，得到超支化聚酯BN纳米片；将所述超支化聚酯BN纳米片、丙烯酸和无水二甲苯加入环己烷中，搅拌加热至90～95℃反应2～3h，接着冷却至室温，过滤洗涤后得到所述活性超支化BN纳米片；在避光条件或安全灯下，将基体树脂、活性单体、活性超支化BN纳米片、引发体系和增塑剂加入到溶剂中，搅拌混合均匀，得到光致聚合物涂料，其中，所述基体树脂、所述活性单体、所述活性超支化BN纳米片、所述引发体系和所述增塑剂的质量比为10～90:5～60:1～10:1～10：2～10；接着，在避光条件或安全灯下，将所述光致聚合物涂料涂布在基膜上，待其流平后，在50～70℃条件下干燥，所述光致聚合物涂料在所述基膜上形成光致聚合物感光层，接着在所述光致聚合物感光层表面覆盖上保护膜，得到所述光致聚合物薄膜材料。上述光致聚合物薄膜材料激光曝光时，光致聚合物感光层中，活性超支化BN纳米片及活性单体在干涉条纹亮区进行聚合反应，进行折射率调制。在激光辐照下，活性超支化BN纳米片与活性单体共同参与聚合反应，记录全息信息，可有效提高光致聚合物材料的光学响应性能，扩大折射率调制值Δn，提高材料衍射效率。与此同时，活性超支化BN纳米片均匀的分散在基体树脂中，在聚合反应过程中，活性超支化BN纳米片周围的超支化支链与基体树脂聚合物链段紧密缠结在一起，当材料受到外力冲击时，活性超支化BN纳米片可大幅吸收冲击能量，抑制材料应力形变，最终有效提高光致聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性超支化BN纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将BN纳米片、硅烷偶联剂加入到无水二甲苯中，在110‑120℃下回流4h～5h，过滤，得到硅烷改性后的BN纳米片；将所述硅烷改性后的BN纳米片洗涤后真空干燥，分散到N‑甲基吡咯烷酮中，接着加入3，5‑二羟基苯甲酸、无水二甲苯和环己烷，在100℃保护气体气氛下反应3h，得到反应液；将冷却后的所述反应液，倒入质量百分数为0.1％的氯化锂的甲醇溶剂中进行沉析，过滤洗涤后，在90～95℃下，真空干燥至恒重，得到超支化聚酯BN纳米片；将所述超支化聚酯BN纳米片、丙烯酸和无水二甲苯加入环己烷中，搅拌加热至90～95℃反应2～3h，冷却至室温，过滤洗涤后，得到所述活性超支化BN纳米片。

【技术特征摘要】
1.一种活性超支化BN纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将BN纳米片、硅烷偶联剂加入到无水二甲苯中，在110-120℃下回流4h～5h，过滤，得到硅烷改性后的BN纳米片；将所述硅烷改性后的BN纳米片洗涤后真空干燥，分散到N-甲基吡咯烷酮中，接着加入3，5-二羟基苯甲酸、无水二甲苯和环己烷，在100℃保护气体气氛下反应3h，得到反应液；将冷却后的所述反应液，倒入质量百分数为0.1％的氯化锂的甲醇溶剂中进行沉析，过滤洗涤后，在90～95℃下，真空干燥至恒重，得到超支化聚酯BN纳米片；将所述超支化聚酯BN纳米片、丙烯酸和无水二甲苯加入环己烷中，搅拌加热至90～95℃反应2～3h，冷却至室温，过滤洗涤后，得到所述活性超支化BN纳米片。2.一种光致聚合物涂料，其特征在于，包括溶剂和在固含量中所占重量百分比的如下各组分：基体树脂10％～90％；活性单体5％～60％；活性超支化BN纳米片1％～10％，其中，所述活性超支化BN纳米片采用如权利要求1所述的活性超支化BN纳米片的制备方法制备得到；引发体系1％～10％；及增塑剂2％～10％。3.一种光致聚合物薄膜材料，其特征在于，包括依次层叠的保护层、光致聚合物感光层和基膜层；所述光致聚合物感光层由光致聚合物涂料涂布得到，所述光致聚合物涂料包括溶剂和在固含量中所占重量百分比的如下各组分：基体树脂10％～90％；活性单体5％～60％；活性超支化BN纳米片1％～10％，其中，所述活性超支化BN纳米片采用如权利要求1所述的活性超支化BN纳米片的制备方法制备得到；引发体系1％～10％；及增塑剂2％～10％。4.如权利要求3所述的光致聚合物薄膜材料，其特征在于，所述光致聚合物涂料包括溶剂和在固含量中所占重量百分比的如下各组分：基体树脂20％～70％；活性单体10％～40％；活性超支化BN纳米片1％～5％；引发体系2％～7％；及增塑剂3％～7％。5.如权利要求3或4所述的光致聚合物薄膜材料，其特征在于，所述光致聚合物涂料还包括在固含量中所占重量百分比0.5％～1％的助剂，所述助剂为非离子表面活性剂、热稳定剂和光学增白剂中的至少一种。6.如权利要求3或4所述的光致聚合物薄膜材料，其特征在于，所述基体树脂选自聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩丁醛与醋酸纤维素共聚物、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯丁烯和三乙酰纤维素中的至少一种。7.如权利要求3或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾岑，王笑冰，黄燕燕，成刚，王培芳，郑邦坚，李世磊，梁德文，熊鑫，李晓伟，
申请(专利权)人：深圳市深大极光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44