一种双重防伪聚合物薄膜的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种双重防伪聚合物薄膜的制备方法及其应用，所述聚合物薄膜是通过含液晶基元单体分子与含苯乙烯基芘结构的单体分子共聚后制备获得。本发明专利技术聚合物薄膜可以用于制备防伪材料，所述防伪材料通过使用波长范围为400~470纳米的可见光两次写入防伪信息的方式具备双重防伪功能。本发明专利技术中，防伪信息在不同掩模板的辅助下经可见光照射分别在表层和深层写入，并且分别通过LED灯激发和偏光显微镜（偏振片）读出表层和深层信息。其中，深层信息是在已写入表层信息的区域中再次写入；所以深层写入的信息能够很好的隐藏在表层信息中。该双重防伪技术思路新颖、薄膜制备过程简单、成本低、信息加密质量高。信息加密质量高。信息加密质量高。

【技术实现步骤摘要】
一种双重防伪聚合物薄膜的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于光学防伪
，具体涉及一种双重防伪聚合物薄膜的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]近年来，防伪材料，特别是防伪薄膜得到了广泛的应用。然而随着假冒仿制能力的增强，有必要开发新型的防伪技术及其产品，如基于荧光和液晶技术的多重防伪聚合物薄膜。
[0003]对于荧光防伪技术，CN 112679692 A专利将蒽分子的结构引入聚合物体系中，利用蒽分子光控二聚反应和解二聚反应改变荧光的特性，实现了可以重复写入擦除的荧光防伪技术，但是该防伪薄膜每次只能写入一种信息，信息加密质量较低。而且已有研究（Chemistry
‑
a European Journal 2020, 26, 478
‑
484.）证明蒽分子二聚体结构在受热后会发生解聚，即会造成加密信息失真；因此，该防伪薄膜热稳定性不足，从而限制了应用范围。
[0004]对于液晶防伪技术已有大量的应用，如CN 112327522 A专利提供了一种基于温度响应的液晶防伪薄膜，该薄膜通过调控紫外光辐照积光量，控制液晶单体的聚合，以调控液晶聚合物网络的形成的密度，实现了液晶聚合物网络含量的分区分布，所以不同区域液晶分子随温度变化呈现不同的排列方式，从而实现液晶薄膜图案的温度响应。但是该液晶薄膜防伪功能的实现依赖于温度的变化，所以该技术不能应用于要求恒温过程的产品，另外，实现液晶取向的工艺过程也较为复杂，从而限制了其应用范围。
[0005]多重防伪技术由于信息加密程度高，而成为防伪技术发展的重要方向。如代表性的CN 102848667 B专利通过液晶分子的取向和全息技术，获得防伪薄膜上的图文信息和颜色随观察角度变化的信息，并且光控或者温控图案的消失与重现，实现了薄膜的多重防伪功能；但是全息加工技术受限于成本，经济效益不明显。对于已有的多重防伪技术或者产品，如CN 1600535 B，CN 113788972 A，CN 212797934 U，CN 113059942 A通常也需要复杂的制备工艺或者依赖于造价较高的仪器设备。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供一种双重防伪聚合物薄膜的制备方法及其应用。本专利技术基于荧光和液晶防伪技术提供了一种工艺简单，成本低，信息加密程度高的双重防伪功能的聚合物薄膜的制备方法。
[0007]本专利技术双重防伪聚合物薄膜的制备方法，是通过含液晶基元单体分子与含苯乙烯基芘结构单体分子共聚后制备获得共聚高分子薄膜。
[0008]所述含液晶基元单体分子中所含的液晶基元能够形成液晶有序相的主体分子结构。进一步的，所述含液晶基元单体分子中的液晶相发生有序
‑
无序转变的温度高于室温。
[0009]比如如下结构的含液晶基元单体分子：
其中R为H或CH3；n=1
‑
6。
[0010]所述有序结构，只需要液晶基元聚集形成任意方向的有序结构，即液晶多畴取向结构；而不需要液晶基元定向取向成单畴结构，所以后续的膜制备工艺较为简单。
[0011]所述含苯乙烯基芘结构单体分子，其二聚前的结构受激发能够产生荧光，二聚后的结构不能激发产生荧光。如一些实施例中的苯乙烯基芘基元在320~430纳米LED灯激发下能够发出荧光。比如本专利技术实施例中使用的含苯乙烯基芘结构的单体分子，其结构如下所示：其中R为H或CH3；n=1
‑
6。
[0012]所述含液晶基元单体分子与所述含苯乙烯基芘结构的单体分子之间聚合反应的方式可以是自由基聚合、阴离子聚合或者配位聚合，优选自由基聚合方式。自由基聚合方式可以为普通自由基聚合方式者活性自由基聚合方式，优选地选用普通自由基聚合方式。
[0013]在聚合的过程中，含液晶基元单体分子与含苯乙烯基芘结构单体分子的投料摩尔比在10：1到1：1之间。
[0014]共聚高分子薄膜的制备可以选用普通非液晶聚合物的成膜方法，如工艺简单的滴涂法和旋涂法，优选地选用滴涂法。
[0015]上述方法中，所有药品均是试剂纯度。
[0016]上述方法中，所述聚合物薄膜制备完成后均处于无定形状态。
[0017]本专利技术聚合物薄膜的应用，是以所述聚合物薄膜制备防伪材料。
[0018]所述防伪材料通过使用波长范围为400~470纳米的可见光两次写入防伪信息的方式具备双重防伪功能。
[0019]具体的：第一层防伪信息的写入：在400~470纳米可见光的低光强和短时间光照条件下，通过第一种掩模板辅助，在聚合物薄膜的表层写入第一层防伪信息。
[0020]所述低光强的光强范围为1~10毫瓦/平方厘米，所述短时间为2~10秒。
[0021]第二层防伪信息的写入：在400~470纳米可见光的高光强和长时间光照条件下，通过第二种掩模板辅助，在表层第一层防伪信息写入区中写入深层信息。
[0022]所述高光强的光强范围为50~200毫瓦/平方厘米，所述长时间为50~500秒。
[0023]经过上述两次写入防伪信息后，对聚合物薄膜材料进行退火处理，即可获得双重防伪薄膜材料。
[0024]进一步的，退火过程中，所述退火温度高于液晶共聚物薄膜有序
‑
无序转变温度的一定范围，如50~150℃；并缓慢的降温，如低于10℃每分钟，以促使液晶基元形成有序结构。
[0025]在苯乙烯基芘结构的二聚过程写入深层信息后，新形成的二聚结构阻止了后续退火过程液晶基元的有序化；所以深层信息写入的薄膜区域退火后不能形成有序结构，而仍处于无定形状态。
[0026]表层信息通过激发荧光读出。具体是通过弱光强的365纳米波长的光照射并读取荧光信号获得。该光照条件只能激发表层未二聚的苯乙烯基芘结构发出荧光，而二聚后的结构不能发光，且不能激发深层的未二聚的苯乙烯基芘结构发出荧光，所以通过不同区域荧光信号的有无给出表层信息。所以对于在表层二聚区域基础上深层二聚的区域均不能给出荧光信号，即此时深层信号隐藏在了表层信号之中。所述弱光强的光强范围为0.01~0.1毫瓦/平方厘米，读出信息用LED灯波长范围为320~430纳米。
[0027]深层信息通过使用偏光显微镜或者偏振片读取液晶基元的有序信号获得。由于表层二聚不足够限制底层液晶基元在退火过程中的取向；所以只有在表层二聚基础上，进行深层二聚的薄膜区域才能在退火后处于无定形态，即偏光显微镜下该区域呈黑暗状态；而未深层二聚的区域由于退火过程导致了液晶基元取向生成了有序结构，即偏光显微镜下该区域呈明亮状态；不同区域的明暗信号给出深层信息。
[0028]与现有技术相比，本专利技术专利的有益效果如下：1、该技术将苯乙烯基芘结构的和液晶基元引入到共聚物高分子中，并通过两次写入防伪信息的方式制备了双重防伪聚合物膜产品；2、该共聚物的制备所使用的原料均是廉价的化学品，并且产率高、质量优、能耗低。共聚物膜材料的制备工艺与普通聚合物成膜的工艺相同，相对非常成熟，且简单易行，成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双重防伪聚合物薄膜的制备方法，其特征在于：通过含液晶基元单体分子与含苯乙烯基芘结构单体分子共聚后制备获得共聚高分子薄膜；所述含液晶基元单体分子中所含的液晶基元能够形成液晶有序相的主体分子结构，所述含液晶基元单体分子中的液晶相发生有序
‑
无序转变的温度高于室温；所述含苯乙烯基芘结构单体分子，其二聚前的结构受激发能够产生荧光，二聚后的结构不能激发产生荧光。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含液晶基元单体分子选自如下结构中的一种：其中R为H或CH3；n=1
‑
6。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述含苯乙烯基芘结构单体分子选自如下结构中的一种：其中R为H或CH3；n=1
‑
6。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在聚合的过程中，含液晶基元单体分子与含苯乙烯基芘结构单体分子的投料摩尔比在10：1到1：1之间。5.权利要求1
‑
4中任一项制备方法制备得到的聚合物薄膜的应用，其特征在于：以所述共聚高分...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴思，许国锋，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：