一种彩敏全息记录材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种彩敏全息记录材料，属于全息曝光材料领域，所采用的三种感光材料层由光致聚合物涂布得到，因红绿蓝三种感光材料为分层结构，相比于现有的彩敏感光材料，本发明专利技术所制备得到的光致聚合物折射率调制度为现有彩敏光致聚合物的三倍，从而衍射效率高，灵敏度高，与此同时机械性能、耐热性以及耐候性比现有的彩敏感光材料好。本发明专利技术的彩敏全息记录材料的制备方法，原料价格低廉，制备工艺简单，环境污染小，适合批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种彩敏全息记录材料及其制备方法
本专利技术属于全息曝光材料领域，具体涉及一种彩敏全息记录材料及其制备方法。
技术介绍
体全息技术是利用光学干涉原理，以全息图的形式将信息记录在全息材料内，当读出光满足布拉格衍射条件时，以衍射成像的形式恢复存储信息。全息图的质量取决于记录材料的特性，理想的全息记录材料应具有高灵敏度、高折射率调制度、高分辨率、较宽的光谱范围、低信噪比等特性，并且需具有成本低、可大面积制备、一致性高、稳定性高、机械性能好等特点才能实现大面积制备生产。全息记录材料包括银盐材料、重铬酸盐明胶、光折变晶体、光致聚合物等。银盐材料的感光灵敏度很高，记录后的稳定性和耐候性也很好，但是其衍射效率低(仅可达到30％-40％)，并且后处理工艺比较复杂，因材料感光后会形成大量尺寸不一的银颗粒，从而导致其环境光透过率较低。重铬酸盐明胶具有衍射效率高、感光灵敏度高等优点，但明胶版保存期很短，需在使用前自行制备，对环境湿度非常敏感，感光后须封装避免材料和空气中的水汽接触，防止出现消像问题。光折变晶体虽具有衍射效率高、动态范围大、可擦除重写的优点，但其灵敏度较低，长期保存记录的信息需要复杂的固定技术，制作成本高，难以大面积制备，限制了其应用前景。光致聚合物利用光聚合反应在材料内部产生折射率变化以进行记录光波相位和振幅信息，具有高灵敏度、高分辨率、高衍射效率、高信噪比、成本低廉、工艺简单等优势，容易大面积制备，是全息存储和全息衍射光学元件领域最有潜力的记录材料之一。目前市面上可批量生产的光致聚合物产品屈指可数，例如杜邦公司的OmniDex系列产品、拜耳公司的HX200等，然而该产品都存在折射率调制度不够高(衍射效率未达到理论最高值99％)，耐热性差，环境光透过率低，耐磨性差等问题。截止目前，仍未有机构报道一种对多波长激光敏感、耐热性好、灵敏度高、环境光透过率高、折射率调制度高、稳定性好、机械性能好的材料体系及制备方法。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种彩敏全息记录材料，该材料兼具耐热性好、折射率调制度高(三种光敏材料分别形成折射率调制)、灵敏度高、衍射效率高(折射率调制度高)、机械性能好、透过率高以及可大面积制备等优点。本专利技术的另一目的在于提供一种彩敏全息记录材料的制备方法。技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种彩敏全息记录材料，包括由上至下依次层叠设置的衬底层、红敏感光材料层、第一间隔层、绿敏感光材料层、第二间隔层、蓝敏感光材料层和保护层；所述的衬底层、第一间隔层、第二间隔层、保护层为软性透明塑料膜、塑料薄片和玻璃片中的任意一种；其中，软性透明塑料膜和塑料薄片选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚乙烯酯、聚氯乙烯酯、聚丙烯酯、聚苯乙烯酯、改性聚苯乙烯、纤维素乙酸酯中的任意一种或者任意几种制成；玻璃片为石英玻璃片、硼酸盐玻璃片、光学玻璃片或钢化玻璃片，玻璃片由二氧化硅、二氧化锆、硼酸盐、金属氧化物任意一种或者任意几种制成；所述的红敏感光材料层、绿敏感光材料层、蓝敏感光材料层由光致聚合物均匀涂布、喷墨或者旋涂得到。所述的衬底层、第一间隔层、第二间隔层、保护层各自的厚度均分别为10μm-2mm，光学折射率为1.4-1.6。所述的红敏感光材料层、绿敏感光材料层、蓝敏感光材料层的光致聚合物包括以下化学成分：粘结剂、交联剂、活性单体、光催化剂、表面活性剂、增塑剂、填料、光敏引发剂、漂白剂以及其他助剂。所述的光致聚合物中各组分所占固含量质量比重如下：粘结剂15wt％-60wt％、交联剂5wt％-20wt％、单官能团感光树脂2wt％-5wt％、多官能团感光树脂3wt％-9wt％、表面活性剂0.1wt％-2wt％、增塑剂1wt％-8wt％、填料1wt％-7wt％、光敏引发剂1.8wt％-5wt％，增白剂0.06wt％-0.1wt％以及其他助剂0.4wt％-1.1wt％。所述的光致聚合物还包含其他助剂，其他助剂包括：消泡剂、阻聚剂，消泡剂为聚有机硅氧烷乳液，阻聚剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚。所述的粘结剂选自聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚醋酸纤维素、过氯乙烯、聚酰胺、丙烯酸酯、聚氯乙烯中的一种或者多种；交联剂选自1,4-丁二醇二缩水甘油醚、甘油、三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙烯酯、过氧化苯甲酰、过氧化二异苯中的一种或者多种；所述的溶剂选自四氢呋喃、氯仿、乙酸丁酯、甲酸乙酯、二氯甲烷、二氯乙烷、甲醇中的一种或者多种。所述的活性单体选自含有单官能团或者多官能团的丙烯酸酯类单体，单官能团丙烯酸酯类单体选自：乙氧基聚乙二醇邻苯基苯酚丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇400丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、丙烯酸异硬脂酸酯其中的一种或者多种；多官能团丙烯酸酯类单体选自2-羟基-3-丙烯酰氧基甲基丙烯酰氧基丙烷、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化乙基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、9,9-(4苯基2丙烯酰乙氧基)双芴、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三聚异氰酸三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲氧基丙烷四丙烯酸、乙氧基季戊四醇四丙烯酸酯、四甲氧基甲烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯其中的一种或多种。所述的表面活性剂选自海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠等其中一种或者多种；填料选自氟化钙、气相二氧化硅、氧化铝、二氧化锆、硫酸钡、石墨、二氧化钛、沸石、银粉、硫化锌、陶瓷微球等其中的一种或多种；增塑剂选自邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯、环氧化合物、聚合型增塑剂、含氯增塑剂其中的一种或者多种。所述的光敏引发剂选自质量占比为0.01wt％-0.05wt％的光敏剂、质量占比为0.1wt％-1wt％的引发剂以及质量占比为0.5wt％-2wt％的链转移剂；光敏剂为赤藓红、藏红、番红花红、曙红、亚甲基蓝、天青、亚甲基绿、核黄素、吖啶橙、2,5-双{[4-(二乙基氨基)-2-甲基苯基]亚甲基}环戊酮、2,5-双等其中的一种或者多种；引发剂为二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、咪唑类引发剂、偶氮二异丁腈、四甲基胍中至少一种；链转移剂为4-甲基-4H-3-巯基-1,2,4-三氮唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑中至少一种；漂白剂为7-(4-氯-6-二乙氨基-1,3,5-三嗪-4-氨基)-3-苯基香豆素。所述的一种彩敏全息记录材料的制备方法，包括以下步骤：1)红敏感光材料层、绿敏感光材料层、蓝敏感光材料层的光致聚合物材料的制备：在暗室环境下，将上述比例的粘结剂、交联剂、活性单体、光催化剂、表面活性剂、增塑剂、填料、光敏引发剂、漂白剂依次加入到溶剂中，充分搅拌1h-5h以得到光致聚合物感光材料；2)全息感光膜或者全息感光干板的制备：在暗室内用涂布器、涂布机、喷墨打印装置、旋涂机将红敏感光材料均匀涂在衬底层上，在室温下晾0.1-24h后，在红敏感光材料层上贴合第一层间隔层，再按照上述方式将绿敏感光材料均匀涂在第一层间隔层上，在室温下晾0.1-24h后，在绿敏感光材料层上贴合第二层间隔层，然后将蓝敏感光材料均匀涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩敏全息记录材料，其特征在于：包括由上至下依次层叠设置的衬底层、红敏感光材料层、第一间隔层、绿敏感光材料层、第二间隔层、蓝敏感光材料层和保护层；所述的衬底层、第一间隔层、第二间隔层、保护层为软性透明塑料膜、塑料薄片和玻璃片中的任意一种；其中，软性透明塑料膜和塑料薄片选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚乙烯酯、聚氯乙烯酯、聚丙烯酯、聚苯乙烯酯、改性聚苯乙烯、纤维素乙酸酯中的任意一种或者任意几种制成；玻璃片为石英玻璃片、硼酸盐玻璃片、光学玻璃片或钢化玻璃片，玻璃片由二氧化硅、二氧化锆、硼酸盐、金属氧化物任意一种或者任意几种制成；所述的红敏感光材料层、绿敏感光材料层、蓝敏感光材料层由光致聚合物均匀涂布、喷墨或者旋涂得到。

【技术特征摘要】
1.一种彩敏全息记录材料，其特征在于：包括由上至下依次层叠设置的衬底层、红敏感光材料层、第一间隔层、绿敏感光材料层、第二间隔层、蓝敏感光材料层和保护层；所述的衬底层、第一间隔层、第二间隔层、保护层为软性透明塑料膜、塑料薄片和玻璃片中的任意一种；其中，软性透明塑料膜和塑料薄片选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚乙烯酯、聚氯乙烯酯、聚丙烯酯、聚苯乙烯酯、改性聚苯乙烯、纤维素乙酸酯中的任意一种或者任意几种制成；玻璃片为石英玻璃片、硼酸盐玻璃片、光学玻璃片或钢化玻璃片，玻璃片由二氧化硅、二氧化锆、硼酸盐、金属氧化物任意一种或者任意几种制成；所述的红敏感光材料层、绿敏感光材料层、蓝敏感光材料层由光致聚合物均匀涂布、喷墨或者旋涂得到。2.根据权利要求1所述的一种彩敏全息记录材料，其特征在于：所述的衬底层、第一间隔层、第二间隔层、保护层各自的厚度均分别为10μm-2mm，光学折射率为1.4-1.6。3.根据权利要求1所述的一种彩敏全息记录材料，其特征在于：所述的红敏感光材料层、绿敏感光材料层、蓝敏感光材料层的光致聚合物包括以下化学成分：粘结剂、交联剂、活性单体、光催化剂、表面活性剂、增塑剂、填料、光敏引发剂、漂白剂以及其他助剂。4.根据权利要求3所述的一种彩敏全息记录材料，其特征在于：所述的光致聚合物中各组分所占固含量质量比重如下：粘结剂15wt％-60wt％、交联剂5wt％-20wt％、单官能团感光树脂2wt％-5wt％、多官能团感光树脂3wt％-9wt％、表面活性剂0.1wt％-2wt％、增塑剂1wt％-8wt％、填料1wt％-7wt％、光敏引发剂1.8wt％-5wt％，增白剂0.06wt％-0.1wt％以及其他助剂0.4wt％-1.1wt％。5.根据权利要求3所述的一种彩敏全息记录材料，其特征在于：所述的光致聚合物还包含其他助剂，其他助剂包括：消泡剂、阻聚剂，消泡剂为聚有机硅氧烷乳液，阻聚剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚。6.根据权利要求3所述的一种彩敏全息记录材料，其特征在于：所述的粘结剂选自聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚醋酸纤维素、过氯乙烯、聚酰胺、丙烯酸酯、聚氯乙烯中的一种或者多种；交联剂选自1,4-丁二醇二缩水甘油醚、甘油、三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙烯酯、过氧化苯甲酰、过氧化二异苯中的一种或者多种；所述的溶剂选自四氢呋喃、氯仿、乙酸丁酯、甲酸乙酯、二氯甲烷、二氯乙烷、甲醇中的一种或者多种。7.根据权利要求3所述的一种彩敏全息记录材料，其特征在于：所述的活性单体选自含有单官能团或者多官能团的丙烯酸酯类单体，单官能团丙烯酸酯类单体选自：乙氧基聚乙二醇邻苯基苯酚丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇400丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、丙烯酸异硬脂酸酯其中的一种或者多种；多官能团丙烯酸酯类单体选自2-羟基-3-丙烯酰氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇宁，沈忠文，翁一士，刘奡，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32