[发明专利]一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用

说明书

本发明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。本发明提供的技术方案适用于光屏蔽的过程中。

技术领域

本发明涉及光学材料技术领域，尤其涉及一种近红外光屏蔽薄膜材料、制备方法及应用。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

一方面，本发明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：

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；