一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用，涉及光学材料技术领域，能够获得宽波反射薄膜，具有原材料易得、工艺简单、成本低等特点；该方法包括：小分子向列相液晶、紫外自由基可聚合单体、手性化合物、紫外吸收染料和自由基光引发剂混配均匀，制得胆甾相液晶复合体系；小分子向列相液晶、紫外自由基可聚合单体和自由基光引发剂混配均匀，制得向列相液晶复合体系；将胆甾相液晶复合体系灌入第一液晶盒中经聚合形成密度梯度分布的聚合物网络；用垫片和取向处理的封装板替换液晶盒疏油封装，得到第二液晶盒；将向列相液晶复合体系灌入第二液晶盒经扩散和聚合得到近红外光屏蔽薄膜。本发明专利技术提供的技术方案适用于光屏蔽的过程中。的过程中。的过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及光学材料
，尤其涉及一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]液晶是自然界中物质存在的一种特殊形态，液晶具有晶体的光学各向异性又具有液体的流动性质，它是一种低维有序的流体。液晶分子的质心是无序的(晶体是有序的)，而其指向矢是有序的(普通液体无序)，因而液晶是一种对外场敏感的光学各向异性的物质。由于这种特殊的结构，液晶能够对光进行调制，因而被广泛应用在显示领域。反射波段在可见光区域的胆甾相液晶材料，可以应用在液晶显示器的光增亮膜上，我们知道，绝大多数的液晶自身不会发光，需要有背光源系统提供光源，由于背光源系统占整个主机的电耗比重很高，因此增加背光源本身的亮度非明智之举。使用光增亮膜可以显著增加液晶显示屏的光利用率和亮度，这种光增亮膜可以通过聚合物稳定胆甾相液晶薄膜来实现；反射波段在可见光区域的胆甾相液晶还可以应用于温度指示、肿瘤检查、防伪商标、反射液晶显示、彩色滤光片、反射型圆偏振片等方面。反射波段在近红外光区域的胆甾相液晶可应用于节能环保的建筑玻璃或者涂料方面。反射波段在中红外光区域的胆甾相液晶在军事上的屏蔽隐身方面具有潜在的应用前景。
[0003]胆甾相液晶被称为手性向列相液晶(N*
‑
LCs)，可以通过在向列相液晶中加入手性化合物而形成。由于其独特的螺旋结构，它可以选择性地反射不同波长的入射光。当圆偏振光垂直入射到N*
‑
LCs上时，与N*
‑
LCs的旋转方向相同的圆偏振光被反射，并且与N*
‑
LCs的旋转方向相反的圆偏振光在一定波长范围内被透射。N*
‑
LCs的反射波长遵循布拉格反射定律。λ＝n
×
P,Δλ＝Δn
×
P,其中，λ表示反射波长，n表示平均折射率，P表示CLC间距，Δλ表示反射带宽，以及Δn表示双折射。因为Δn对于无色有机材料小于0.3，单螺距的Ch
‑
LC区的带宽小于100nm。单层胆甾相液晶薄膜常常只有单一的反射峰和较窄的反射带宽，这对于某些应用来说是远远不够的。尽管以往的研究方法突破反射带宽限制方面取得了显著的成就，但在实际应用中迫切需要一种不需要传统的费时、昂贵的化学合成或复杂的器件制造的更方便的方法。此外，报道的最大带宽集中在可见光范围，通常小于350nm，且成本很高，不利于工业化，这阻碍了它们在能量管理和红外屏蔽方面的应用。
[0004]因此，有必要研究一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用，能够简单高效地制备宽波反射薄膜，具有原材料简单易得、工艺简单、成本低等特点。
[0006]一方面，本专利技术提供一种近红外光屏蔽薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：
[0007]S1、小分子向列相液晶、紫外自由基可聚合单体、手性化合物、紫外吸收染料和自由基光引发剂混配均匀，制得胆甾相液晶复合体系；
[0008]S2、小分子向列相液晶、紫外自由基可聚合单体和自由基光引发剂混配均匀，制得向列相液晶复合体系；
[0009]S3、将S1的胆甾相液晶复合体系灌入第一液晶盒中，并进行优化平面织构处理；所述第一液晶盒预先用疏油封装板和亲油封装板进行了封装；
[0010]S4、对S3处理后的第一液晶盒进行紫外光辐照聚合，形成密度梯度分布的聚合物网络；
[0011]S5、用垫片和取向处理的封装板替换所述第一液晶盒的疏油封装板，得到第二液晶盒；所述取向处理的封装板为经取向处理的氧化铟锡封装板；
[0012]S6、在毛细作用下，将S2的向列相液晶复合体系灌入所述第二液晶盒，再经过自扩散和紫外光辐照聚合得到近红外光屏蔽薄膜；
[0013]步骤S2的位置不固定。
[0014]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S1中各成分的质量分数为：小分子向列相液晶为65～90％，紫外自由基可聚合单体为8～20％,手性化合物为0.6～10％，紫外吸收染料为0.1～2％，自由基光引发剂为0.1～1％。
[0015]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中各成分的质量分数为：小分子向列相液晶为79～95％，紫外自由基可聚合单体为6～20％，自由基光引发剂为0.1～1％。
[0016]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S3中优化平面织构处理具体为采用烘烤方式进行处理，烘烤时间为1～5min，烘烤温度为：低于体系清亮点温度10℃～15℃，温度可以加速液晶分子向稳定的低能量状态迁移。
[0017]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，亲油封装板的制备工艺为：先将硅烷偶联剂与水、醇类按比例混匀，然后浸入玻璃基体中超声处理，再用乙醇清洗2～3遍，在保护气体下进行干燥后制得亲油层玻璃。基板的材质不限于玻璃，也可采用其他能够实现本申请制备方法的材质。
[0018]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，疏油封装板的制备工艺为：将聚四氟乙烯溶液和乙醇按比例混匀，将混合液滴在玻璃基板上并旋涂均匀，再进行烘干和平行定向取向处理制得疏油层玻璃。基板的材质不限于玻璃，也可采用其他能够实现本申请制备方法的材质。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷或γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述醇类为乙醇或甲醇或异丙醇。
[0020]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S4中紫外光辐照聚合的参数包括：所述第一液晶盒的厚度为5～50μm，聚合温度为20～50℃，紫外光强为0.1～2mW/cm2,聚合时间为5～15min。
[0021]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述垫片的厚度为5～60μm。
[0022]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S6中紫
外光辐照聚合的参数包括：聚合温度为20～50℃，紫外光强为0.1～50mW/cm2,聚合时间为20～30min。
[0023]另一方面，本专利技术提供一种如上任一所述制备方法制备的近红外光屏蔽薄膜材料，所述材料具有1750nm以内的选择性反射波宽。
[0024]再一方面，本专利技术提供一种如上任一所述的近红外光屏蔽薄膜材料的制备方法制备的薄膜材料在光屏蔽中的应用。
[0025]与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：该种薄膜材料使用的材料体系混配简单，实验材料易得，来源丰富，且工艺简单，易于实现规模化生产；
[0026]上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外光屏蔽薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：S1、小分子向列相液晶、紫外自由基可聚合单体、手性化合物、紫外吸收染料和自由基光引发剂混配均匀，制得胆甾相液晶复合体系；S2、小分子向列相液晶、紫外自由基可聚合单体和自由基光引发剂混配均匀，制得向列相液晶复合体系；S3、将S1的胆甾相液晶复合体系灌入第一液晶盒中，并进行优化平面织构处理；所述第一液晶盒预先用疏油封装板和亲油封装板进行了封装；S4、对S3处理后的第一液晶盒进行紫外光辐照聚合，形成密度梯度分布的聚合物网络；S5、用垫片和取向处理的封装板替换所述第一液晶盒的疏油封装板，得到第二液晶盒；S6、在毛细作用下，将S2的向列相液晶复合体系灌入所述第二液晶盒，再经过自扩散和紫外光辐照聚合得到近红外光屏蔽薄膜；步骤S2的位置不固定。2.根据权利要求1所述的近红外光屏蔽薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中各成分的质量分数为：小分子向列相液晶为65～90％，紫外自由基可聚合单体为8～20％,手性化合物为0.6～10％，紫外吸收染料为0.1～2％，自由基光引发剂为0.1～1％。3.根据权利要求1所述的近红外光屏蔽薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中各成分的质量分数为：小分子向列相液晶为79～95％，紫外自由基可聚合单体为6～20％，自由基光引发剂为0.1～1％。4.根据权利要求1所述的近红外光屏蔽薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中优化平面织构处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晖，张学涛，史玮婷，韩锐，杨洲，王冬，何万里，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：