一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液及其制備方法，所述高折射率涂膜液包括納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40，其中，所述納米材料前驅體包括丁酮、二水合醋酸鋅、九水合硫化鈉和甲基丁基纖維素，所述高折射率涂膜液制備方法是在有機樹脂或樹脂的前驅體中原位合成納米材料，制得的涂膜液具有高折射率和高透光率的特點。
【專利說明】一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高折射率涂膜液及其制備方法，特別是涉及一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液及其制備方法，屬于激光防偽【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，常規(guī)光學全息膜一般由塑料基層、分離層、信息層、介質層、印膠層等功能涂層構成。在制備過程中，先將分離層涂布在塑料基層上，然后在分離層上涂布信息層，再將涂有分離層和信息層的塑料薄膜在模壓機上進行模壓，將全息圖案壓印到信息層上，并在印有全息圖案的信息層上鍍介質層，或再涂上膠印層，從而制備出能夠顯示全息圖案的光學全息膜。上述塑料基層一般為PET、B0PP、PE、PVC熱塑性材料，分離層為一般為具有離型性、成模性和黏合性的聚烯烴類樹脂，印膠層多為一類具有熱固性、黏合性的樹脂，信息層是承接全息信息的載體，全息信息通過一定的張力、壓力、溫度、冷卻等處理，將浮雕上的精密光柵模壓至信息層，精密光柵由800-1500條/mm的錯綜復雜的凸凹條紋組成，因此對信息層的壓敏性能與回彈 性有著極高的要求。隨著對全息圖像載體材料和透明全息光學的研究的進步，信息層材料也不斷更新，但主要是高分子材料，例如丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、聚苯樹脂和氣基樹脂等，研究的重點在于提聞有機彳目息層材料的透明度和折射率。
[0003]介質層的首要功能是保護信息層的精密光柵，可以為透明無機層、不透明金屬層或半導體層。因為多數(shù)有機材料的折射率僅1.r1.5，需要通過化學或物理方法改性才能提高折射率，目前，引入光學功能基團是提高有機材料折射率的有效方法，但該方法不易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而無機材料的折射率通常大于有機聚合物材料，故涂覆無機材料介質層可以提高全息光學膜的衍射強度。目前介質層的制備工藝基本采用鍍膜方式，主要以金屬鋁為介質層材料，可以獲得色彩艷麗、栩栩如生的全息圖像。而對于透明全息膜來說，必須選擇透明材料如硫化鋅、二氧化鈦為介質層，才能獲得透明的全息圖案，然而，現(xiàn)有技術中的透明無機介質層受高溫蒸鍍工藝的影響較大，均勻性很難控制，導致涂層的透明度差，而且，透明介質涂層的存在，就存在信息層/介質層(第一界面)、介質層/印膠層(第二界面)兩個界面，可能導致在第一個界面的衍射圖形被第二個界面的衍射圖案干擾，從而使透明光學全息膜的衍射效率和信噪比等技術指標低于鍍鋁全息膜。
[0004]有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研究，專門開發(fā)出一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液及其制備方法，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于透明全息膜的涂膜液及其制備方法，所述制備方法是在有機樹脂或樹脂的前驅體中原位合成納米材料，制得的涂膜液具有高折射率和高透光率的特點。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液，包括納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40，其中，所述納米材料前驅體包括丁酮、二水合醋酸鋅、九水合硫化鈉和甲基丁基纖維素，其中，
前驅體溶液各組分及含量(重量份)配比如下:
二水合醋酸鋅 4.8 九水合硫化鈉 4.4 丁酮77
甲基丁基纖維素13.8
高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為0-15%)配比如下:
丁酮(含水率1%) 40-72 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺0-8
前驅體溶液0-45。
[0007]—種用于透明全息膜的高折射率涂膜液制備方法，包括如下步驟:
步驟1、納米材料前驅體制備:以丁酮作溶劑，以甲基丁基纖維素為防沉劑，按比例稱取二水合醋酸鋅與九水合硫化鈉，加入到丁酮中，利用6-8KW功率超聲波，設定80-100KHZ的頻率，在20-30°C溫度下震蕩2-5min制成均勻的分散體系；
前驅體溶液各組分及 含量(重量份)配比如下:
二水合醋酸鋅 4.8
九水合硫化鈉 4.4
丁酮77
甲基丁基纖維素13.8
其反應過程中主要化學方程式如下:
2H20*ZnS04+9H20*Na2S — ZnS 沉淀 +Na2S04+llH20
步驟2、高折射率涂膜液合成:以丁酮(含水率1%)作溶劑，以環(huán)氧樹脂E-40為主要成膜物質，加入一定量的交聯(lián)劑乙二胺，并引入步驟I制得的納米材料前驅體，在20-30°C室溫常壓下，以500-700轉/分鐘的速度攪拌反應1.5-3h，制得高折射率的涂膜液；
高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為0-15%)配比如下:
丁酮(含水率1%) 40-72 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺0-8
前驅體溶液0-45。
[0008]上述高折射率涂膜液制備方法是在有機樹脂或樹脂的前驅體中原位合成納米材料，制得的涂膜液具有高折射率的同時還具有高透光率。所述高折射率涂膜液可以直接涂布在熱塑性有機聚合物薄膜上，然后經(jīng)過光柵軟壓和低溫連續(xù)固化，直接形成透明全息膜。本發(fā)明所述的高折射率涂膜液充分借鑒有機材料和無機材料在折射率、透光率、熱塑性和抗變形能力等方面的各自優(yōu)勢，將具有高折射率的納米無機介質顆粒引入到有機材質的信息層，從而得到兼具信息層和介質層功能的有機/無機雜化復合涂層均相體系，在折射率達到最大化的同時，也能獲得高的透明度，上述高折射率涂膜液的應用不僅可避免原先信息層和介質層之間的結構與功能相容性和匹配性問題，減少全息膜的涂層層數(shù)和光傳輸?shù)膹碗s性，并減少衍射圖案干擾，而且克服了高溫蒸鍍對信息層影響的技術難題，簡化工藝過程。
[0009]以下結合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液，包括納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40，其中，所述納米材料前驅體包括丁酮、二水合醋酸鋅、九水合硫化鈉和甲基丁基纖維素，其中，
前驅體溶液各組分及含量(重量份)配比如下:
二水合醋酸鋅 4.8 九水合硫化鈉 4.4 丁酮77
甲基丁基纖維素13.8
高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為0-15%)配比如下:
丁酮(含水率1%) 70 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺8
前驅體溶液6。
[0011]一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液制備方法，包括如下步驟:
步驟1、納米材料前驅體制備:以丁酮作溶劑，以甲基丁基纖維素為防沉劑，按比例稱取二水合醋酸鋅與九水合硫化鈉，加入到丁酮中，利用6KW功率超聲波，設定80KHz的頻率，在25°C溫度下震蕩3 min制成均勻的分散體系；
前驅體溶液各組分及含量(重量份)配比如下:
二水合醋酸鋅 4.8
九水合硫化鈉 4.4
丁酮77
甲基丁基纖維素13.8
其反應過程中主要化學方程式如下:
2H20*ZnS04+9H20*Na2S — ZnS 沉淀 +Na2S04+llH20
步驟2、高折射率涂膜液合成:以丁酮(含水率1%)作溶劑，以環(huán)氧樹脂E-40為主要成膜物質，加入一定量的交聯(lián)劑乙二胺，并引入步驟I制得的納米材料前驅體，在25°C室溫常壓下，以500轉/分鐘的速度攪拌反應2h，制得高折射率得涂膜液，
高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為2%)配比如下:
丁酮(含水率1%) 70 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺8
前驅體溶液6
上述高折射率涂膜液制備方法是在有機樹脂或樹脂的前驅體中原位合成納米材料，制得的涂膜液具有高折射率的同時還具有高透光率。
[0012]實施例2
一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液，包括納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40，其中，所述納米材料前驅體包括丁酮、二水合醋酸鋅、九水合硫化鈉和甲基丁基纖維素，本實施例所述的納米材料前驅體組分和含量與實施例1相同，區(qū)別僅在于納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40的各個體積份比例不同，詳見下述高折射率涂膜液制備方法步驟2。
[0013]一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液制備方法，包括如下步驟:
步驟1、納米材料前驅體制備:以丁酮作溶劑，以甲基丁基纖維素為防沉劑，按比例稱取二水合醋酸鋅與九水合硫化鈉，加入到丁酮中，利用7KW功率超聲波，設定85KHZ的頻率，在20°C溫度下震蕩2 min制成均勻的分散體系；
前驅體溶液各組分及含量(重量份)配比如下:
二水合醋酸鋅 4.8
九水合硫化鈉 4.4
丁酮77
甲基丁基纖維素13.8
其反應過程中主要化學方程式如下:
2H20*ZnS04+9H20*Na2S — ZnS 沉淀 +Na2S04+llH20
步驟2、高折射率涂膜液合成:以丁酮(含水率1%)作溶劑，以環(huán)氧樹脂E-40為主要成膜物質，加入一定量的交聯(lián)劑乙二胺，并引入步驟I制得的納米材料前驅體，在20°C室溫常壓下，以600轉/分鐘的速度攪拌反應2.5h，制得高折射率得涂膜液，
高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為5%)配比如下:
丁酮(含水率1%) 66 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺3
前驅體溶液15
實施例3
一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液，包括納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40，其中，所述納米材料前驅體包括丁酮、二水合醋酸鋅、九水合硫化鈉和甲基丁基纖維素，本實施例所述的納米材料前驅體組分和含量與實施例1相同，區(qū)別僅在于納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40的各個體積份比例不同，詳見下述高折射率涂膜液制備方法步驟2。
[0014]一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液制備方法，包括如下步驟:
步驟1、納米材料前驅體制備:以丁酮作溶劑，以甲基丁基纖維素為防沉劑，按比例稱取二水合醋酸鋅與九水合硫化鈉，加入到丁酮中，利用7KW功率超聲波，設定90KHZ的頻率，在30°C溫度下震蕩5 min制成均勻的分散體系；
前驅體溶液各 組分及含量(重量份)配比如下:
二水合醋酸鋅 4.8 九水合硫化鈉 4.4丁酮77
甲基丁基纖維素13.8
其反應過程中主要化學方程式如下:
2H20*ZnS04+9H20*Na2S — ZnS 沉淀 +Na2S04+llH20
步驟2、高折射率涂膜液合成:以丁酮(含水率1%)作溶劑，以環(huán)氧樹脂E-40為主要成膜物質，加入一定量的交聯(lián)劑乙二胺，并引入步驟I制得的納米材料前驅體，在30°C室溫常壓下，以700轉/分鐘的速度攪拌反應2.5h，制得高折射率得涂膜液，
高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為10%)配比如下:
丁酮(含水率1%) 48 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺6
前驅體溶液30
上述高折射率涂膜液制備方法是在有機樹脂或樹脂的前驅體中原位合成納米材料，制得的涂膜液具 有高折射率的同時還具有高透光率。
[0015]實施例4
一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液，包括納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40，其中，所述納米材料前驅體包括丁酮、二水合醋酸鋅、九水合硫化鈉和甲基丁基纖維素，本實施例所述的納米材料前驅體組分和含量與實施例1相同，區(qū)別僅在于納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40的各個體積份比例不同，詳見下述高折射率涂膜液制備方法步驟2。
[0016]一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液制備方法，包括如下步驟:
步驟1、納米材料前驅體制備:以丁酮作溶劑，以甲基丁基纖維素為防沉劑，按比例稱取二水合醋酸鋅與九水合硫化鈉，加入到丁酮中，利用7KW功率超聲波，設定10KHz的頻率，在27°C溫度下震蕩4min制成均勻的分散體系；
前驅體溶液各組分及含量(重量份)配比如下:
二水合醋酸鋅 4.8
九水合硫化鈉 4.4
丁酮77
甲基丁基纖維素13.8
其反應過程中主要化學方程式如下:
2H20*ZnS04+9H20*Na2S — ZnS 沉淀 +Na2S04+llH20
步驟2、高折射率涂膜液合成:以丁酮(含水率1%)作溶劑，以環(huán)氧樹脂E-40為主要成膜物質，加入一定量的交聯(lián)劑乙二胺，并引入步驟I制得的納米材料前驅體，在27°C室溫常壓下，以700轉/分鐘的速度攪拌反應3h，制得高折射率得涂膜液，
高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為15%)配比如下:
丁酮(含水率1%) 40 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺8
前驅體溶液45上述高折射率涂膜液制備方法是在有機樹脂或樹脂的前驅體中原位合成納米材料，制得的涂膜液具有高折射率的同時還具有高透光率。
[0017]表1為實施例1-4所制得的高折射率涂膜液的折射率和透光率，發(fā)現(xiàn)通過改變納米材料前驅體的量調整納米硫化鋅的體積分數(shù)，可以改變高折射率涂膜液的折射率的折射率。
[0018]表1:實施例1-4所制得的高折射率涂膜液的折射率和透光率
【權利要求】
1.一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液，其特征在于:包括納米材料前驅體、丁酮、乙二胺和環(huán)氧樹脂E-40，其中，所述納米材料前驅體包括丁酮、二水合醋酸鋅、九水合硫化鈉和甲基丁基纖維素，其中， 前驅體溶液各組分及含量(重量份)配比如下: 二水合醋酸鋅 4.8 九水合硫化鈉 4.4 丁酮77 甲基丁基纖維素13.8 高折射率涂膜液組分及含量配比如下: 丁酮40-72 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺0-8 前驅體溶液0-45。
2.一種用于透明全息膜的高折射率涂膜液制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1、納米材料前驅體制備:以丁酮作溶劑，以甲基丁基纖維素為防沉劑，按比例稱取二水合醋酸鋅與九水合硫化鈉，加入到丁酮中，利用6-8KW功率超聲波，設定80-100KHZ的頻率，在20-30°C溫度下震蕩2-5min制成均勻的分散體系； 前驅體溶液各組分及含量(重量份)配比如下: 二水合醋酸鋅 4.8 九水合硫化鈉 4.4 丁酮77 甲基丁基纖維素13.8 其反應過程中主要化學方程式如下:
2H20*ZnS04+9H20*Na2S — ZnS (沉淀)+Na2S04+llH20 ； 步驟2、高折射率涂膜液合成:以丁酮(含水率1%)作溶劑，以環(huán)氧樹脂E-40為主要成膜物質，加入一定量的交聯(lián)劑乙二胺，并引入步驟I制得的納米材料前驅體，在20-30°C室溫常壓下，以500-700轉/分鐘的速度攪拌反應1.5-3h，制得高折射率的涂膜液； 高折射率涂膜液組分及含量(體積份，對應硫化鋅體積分數(shù)為0-15%)配比如下: 丁酮(含水率1%) 40-72 環(huán)氧樹脂E-40 16 乙二胺0-8 前驅體溶液0-45。
【文檔編號】C09D7/12GK104031525SQ201410243300
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權日:2014年6月4日
【發(fā)明者】邵波, 熊建華, 徐意 申請人:紹興京華激光制品有限公司