[发明专利]一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法，本发明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。

技术领域

本发明涉及玻璃领域，尤其涉及一种纯无机全息投影玻璃及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明的技术方案如下：

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%。

作为本发明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。

作为本发明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。

作为本发明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。

作为本发明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，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；