一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法，本发明专利技术的纯无机全息投影玻璃包括玻璃基体和无机功能涂层，纯无机全息投影玻璃由玻璃基体负载功能涂料后煅烧而成，功能涂料包括按质量百分比计的如下组分：光子晶体纳米材料0.1~10%，硅溶胶0.5~20%，表面改性剂0.1~1%，分散剂0.5~2%，易挥发溶剂70~95%。本发明专利技术的纯无机全息投影玻璃投影清晰、耐候稳定性好、使用寿命长；另外，本发明专利技术通过烧结将少量有机添加剂完全转化为无机材料，大大提高纯无机全息投影玻璃的耐候稳定性和使用寿命；采用易挥发的水或者乙醇作为功能涂料的溶剂，相比于树脂溶剂体系更加绿色环保；制备该纯无机全息投影玻璃的方法工艺简单、安全环保，成本低廉，适合大规模的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法
本专利技术涉及玻璃领域，尤其涉及一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法。
技术介绍
全息投影技术也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。全息投影技术作为当今最现代的成像技术，它的优点在于它成像逼真，立体特效炫酷，能够达到以假乱真的视觉效果，广受人们的亲睐。目前，全息投影市场仍然处于早期发展阶段。受限于高网络传输速率要求、设备昂贵问题，全息投影的普及应用一直处于小范围试验展示阶段。然而，随着信息技术在世界范围内的迅猛发展和5G时代的到来，数字化技术的普及应用，以及5G大带宽、低时延的网络特性将大大提升图像及数据交互效率，可助力全息产业进入快速发展阶段。随着科技工业的不断发展，对于全息投影玻璃的性能要求也不断提高。目前制备全息投影玻璃有两种方案：其中一种方案是将高折射光子晶体分散在有机光学涂料（如环氧树脂，丙烯酸树脂，聚氨酯树脂）中，然后将该有机涂料负载于玻璃基体上获得含有有机涂层的全息投影玻璃，该制备方案主要采用有机材料作为原料，成本高、对环境污染较大，而且使用到的大多数有机溶剂通常有一定毒性，此外该有机涂层的使用寿命较短，不能长时间暴露在强光下，一般两至三年就需更换，造成材料耗费成本高等问题。另外一种方案是通过纳米压印模具技术来获得投影像素点所需的微纳点阵结构，从而对入射光进行散射，该制备方案技术门槛高，尤其需要专用光刻和纳米压印设备才能制备微纳结构，成本高，效率低，并且很难得到大尺寸全息投影玻璃。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法。该纯无机全息投影玻璃投影清晰、耐候稳定性好、使用寿命长；另外，制备该纯无机全息投影玻璃的方法工艺简单、安全环保，成本低廉，适合大规模的工业化生产。具体地，本专利技术的技术方案如下：一种纯无机全息投影玻璃，包括玻璃基体和无机功能涂层，所述纯无机全息投影玻璃由玻璃基体负载功能涂料后煅烧而成，所述功能涂料包括按质量百分比计的如下组分：光子晶体纳米材料0.1~10%，硅溶胶0.5~20%，表面改性剂0.1~1%，分散剂0.5~2%，易挥发溶剂70~95%。作为本专利技术纯无机全息投影玻璃的一种改进，所述光子晶体纳米材料为氧化锆、金红石型氧化钛、锐钛矿型氧化钛、玻璃微珠、二氧化硅中的任意一种或多种组合。作为本专利技术纯无机全息投影玻璃的一种改进，所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种或多种组合。作为本专利技术纯无机全息投影玻璃的一种改进，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸盐、微晶纤维素、亚甲基双甲基萘磺酸钠、聚丙烯酸钠、丙酰胺共聚物中的任意一种或多种组合。作为本专利技术纯无机全息投影玻璃的一种改进，所述易挥发溶剂为水、乙醇中的一种或两种的组合。本专利技术的另一目的是提供一种制备纯无机全息投影玻璃的方法，包括以下步骤：S1）在容器中按比例加入硅溶胶、光子晶体纳米材料、表面改性剂和分散剂，加热搅拌均匀，得到浆料A；S2）将浆料A降至室温后，加入一定比例的易挥发溶剂和分散剂并超声分散至体系均匀，得到功能涂料B；S3）玻璃基体表面经过清洗预处理后备用；S4）将功能涂料B通过喷涂、刷涂或辊涂的方式，负载于玻璃基体表面；S5）将上述负载后的玻璃基体烧结固化，冷却，即得到纯无机全息投影玻璃，所述纯无机全息投影玻璃上的无机功能涂层表面光滑、无裂痕，经反复揉搓无掉粉现象，性能稳定。作为本专利技术制备纯无机全息投影玻璃的方法的一种改进，所述清洗预处理可为超声波清洗、等离子清洗、激光清洗、化学溶剂清洗中的一种或任意两种的组合。作为本专利技术制备纯无机全息投影玻璃的方法的一种改进，所述加热温度为90~120℃，搅拌时间为0.5~5h。作为本专利技术制备纯无机全息投影玻璃的方法的一种改进，所述烧结温度为150~250℃，烧结时间为10~180min。作为本专利技术制备纯无机全息投影玻璃的方法的一种改进，对所述无机功能涂层上进一步功能处理，所述功能处理为防污防指纹处理、高清增透处理、抗磨处理、抗菌处理的一种或者或任意两种的组合。与现有技术相比，本专利技术的优点是：1.本专利技术采用负载加烧结的方式，将功能涂料负载于玻璃基体表面，进一步烧结固化得到纯无机全息投影玻璃，功能涂料中的少量有机添加剂经烧结完全转化为无机材料，光子晶体材料固化在无机涂层中，使纯无机全息投影玻璃受到光照高温时影响较小，大大提高纯无机全息投影玻璃的耐候稳定性和使用寿命。2.本专利技术制备得到功能涂层透明度高，可保证纯无机全息投影玻璃双向投影效果均佳，透过率大于90%，成像清晰生动。通过复配不同光子晶体材料和调节其在涂层中的占比，不仅可以发挥不同光子晶体纳米材料的结构优势，还可以对投影源的入射光进行散射散射调节，获得不同的投影像素点，大大提高纯无机全息投影玻璃的产品多样性。3.本专利技术通过对玻璃基体进行清洗预处理，不仅可以对玻璃基体表面的油污、灰尘和杂质进行清洗和去除，而且可以使玻璃基体和功能浆料进行相互填充和充分贴合，进一步增加不同界面之间的粘结力，在纯无机全息投影玻璃使用过程中，玻璃基体和无机功能涂层之间不容易剥离，为纯无机全息投影玻璃的成像效果、耐候稳定性和使用寿命提供进一步保障。4.本专利技术可对无机功能涂层上进一步功能处理，通过防污防指纹处理、高清增透处理、抗磨处理、抗菌处理等，可使该纯无机全息投影玻璃具有成像效果优异、防污自洁、适合多种应用场合等优点。5.本专利技术采用易挥发的水或者乙醇作为功能涂料的溶剂，相比于树脂溶剂体系更加绿色环保，价格低廉、且便于生产设备的洗涤和保养；采用喷涂、刷涂或辊涂的方式进行负载，降低工艺难度，有利于该纯无机全息投影玻璃的大规模生产和市场化应用。附图说明下面根据附图和具体实施方式对本专利技术及其有益的技术效果作进一步详细的描述，其中：图1是本专利技术纯无机全息投影玻璃结构示意图。附图标记名称：1、玻璃基体；2、无机功能涂层；3、光子晶体。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的实施方式不局限于此。实施例一：一种制备纯无机全息投影玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1）在容器中按比例加入10%硅溶胶、8%光子晶体纳米材料（4%氧化锆+4%金红石型氧化钛）、0.5%表面改性剂钛酸酯偶联剂和1%分散剂十二烷基苯磺酸钠，加热搅拌均匀，加热温度为100℃，搅拌时间为1h，得到浆料A；S2）将浆料A降至室温后，加入80.2%易挥发溶剂（乙醇:水=1:1）和0.3%分散剂聚乙二醇并超声分散至体系均匀，得到功能涂料B；S3）玻璃基体表面经过超声波清洗预处理后备用；S4）将功能涂料B通过喷涂的方式，负载于玻璃基体表面；S5）将上述负载后的玻璃基体烧结固化，烧结温度为150℃，烧结时间为80min，冷却，即得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯无机全息投影玻璃，其特征在于，包括玻璃基体和无机功能涂层，所述纯无机全息投影玻璃由玻璃基体负载功能涂料后煅烧而成，所述功能涂料包括按质量百分比计的如下组分：光子晶体纳米材料0.1~10%，硅溶胶0.5~20%，表面改性剂0.1~1%，分散剂0.5~2%，易挥发溶剂70~95%。/n

【技术特征摘要】
1.一种纯无机全息投影玻璃，其特征在于，包括玻璃基体和无机功能涂层，所述纯无机全息投影玻璃由玻璃基体负载功能涂料后煅烧而成，所述功能涂料包括按质量百分比计的如下组分：光子晶体纳米材料0.1~10%，硅溶胶0.5~20%，表面改性剂0.1~1%，分散剂0.5~2%，易挥发溶剂70~95%。


2.根据权利要求1所述的纯无机全息投影玻璃，其特征在于，所述光子晶体纳米材料为氧化锆、金红石型氧化钛、锐钛矿型氧化钛、玻璃微珠、二氧化硅中的任意一种或多种组合。


3.根据权利要求1所述的纯无机全息投影玻璃，其特征在于，所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种或多种组合。


4.根据权利要求1所述的纯无机全息投影玻璃，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸盐、微晶纤维素、亚甲基双甲基萘磺酸钠、聚丙烯酸钠、丙酰胺共聚物中的任意一种或多种组合。


5.根据权利要求1~4任意一项所述的纯无机全息投影玻璃，其特征在于，所述易挥发溶剂为水、乙醇中的一种或两种的组合。


6.本发明的另一目的是提供一种制备纯无机全息投影玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）在...

【专利技术属性】
技术研发人员：程乐志，陈冬梅，
申请(专利权)人：深圳吉美瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44