CN108845380A - 一种复合光学材料 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种强度范围更广的复合光学材料，通过添加主单体，使得制备的复合光学材料伸长率范围更大，同时保持变色特性和较优秀的耐溶剂性能，可以被更加广泛的应用在各个领域，满足更加多元的应用需求。

Description

一种复合光学材料
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种复合光学材料。
背景技术
现有的有色装饰、包装材料按照色彩原理可以分为颜料色和结构色两大类，颜料色的材料含有吸光或反光特性染料，对光线的角度选择性低，一般不同角度颜色无变化，在生产和生活中更加广泛的应用；而结构色材料是利用材料内部纳米结构实现对光的反射、折射以及衍射获得一定的颜色，取决于结构的特性可以对入射光的角度和观察的角度有不用的颜色相应，本发明所述的复合光学材料就是结构色材料的其中一种。本发明所述的复合光学材料是一种新型光学材料，其光学特性是通过内部纳米微球结构对光线的选择性反射，即完全和不完全光子禁带实现的。
专利ZL.201280012813.1保护的复合光学材料的组分可以包括纳米微球和UV固化成分，但是该专利仅描述了用于改善熔体流率和可以形成让材料变硬的问题，根据该专利技术存在生产效率较低和光学材料拉伸变色功能差的问题。
专利ZL.201610329842.0和专利ZL.201610329844.X采用涂布法，这2篇中国专利的步骤为先制备纳米微球结构，然后将纳米微球结构与光引发剂、交联单体混合，将混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，UV光固化成薄膜后经过微应力辊压是上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程。
专利ZL.201610329842.0和专利ZL.201610329844.X的涂布法一方面提高了生产效率；另一方面，一定程度上改善了光学材料拉伸变色功能差的问题，但是根据专利ZL.201610329842.0和专利ZL.201610329844.X的光学材料仍然存在强度范围窄，伸长率有限的缺陷，光学材料不易被拉伸伸长，或当被拉伸伸长时，光学材料的显色性能会大大折扣，这些缺陷限制了光学材料的应用范围。
为了拓展利用纳米微球结构调节颜色的光学材料在生产和生活中的应用范围，需要使这些光学材料具备更强的适应性能，例如能够被方便的调节软硬度、延展性能或者耐溶剂性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种复合光学材料及其制备方法，本申请中所述材料使用了不同组分与纳米微球相调配，保证了优良的应变变色功能和单色性，能够按照需求制备成不同软硬度的光学材料，拓展了其应用范围。
本发明提供了如下的技术方案：
一种复合光学材料，其特征在于所述光学材料包括重量占比为38-80％的具有核壳结构的纳米微球、0.5-5％的光引发剂、1.5-17.5％的交联单体和0.5-54.5％的主单体。
所述复合光学材料，其特征在于所述的光引发剂选自二苯甲酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮中的一种或几种。
所述复合光学材料，其特征在于所述的光引发剂重量占比为0.8-5％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的光引发剂重量占比为0.8-2.5％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的交联单体和主单体的重量占比不低于20％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的交联单体选自1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4二甲基丙烯酸乙二醇酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
所述复合光学材料，其特征在于所述的交联单体重量占比为2.5-15％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的交联单体重量占比为10-15％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的主单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、叔碳酸乙烯酯中的一种或几种。
所述复合光学材料，其特征在于所述的主单体重量占比为2.5-54.2％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的主单体重量占比为3.5-49.2％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的纳米微球包括了核层和壳层，所述核层占所述核壳结构纳米微球的重量百分含量为30-55％，所述壳层占所述核壳结构纳米微球的重量百分含量为30％-60％。
所述复合光学材料，其特征在于所述的纳米微球包括了核心层和、中间层和壳层，所述核心层占所述核壳结构纳米微球的重量百分含量为30-55％，所述壳层占所述核壳结构纳米微球的重量百分含量为30％-60％，所述壳层与核心之间由中间层进行连接，中间层占所述核壳结构纳米微球的重量百分含量为5-20％。
一种光子晶体薄膜，所述光子晶体薄膜包括表层、复合光学材料和底层，其特征在于所述复合光学材料包括重量占比为38-80％的具有核壳结构的纳米微球、0.5-5％的光引发剂、1.5-17.5％的交联单体和0.5-54.5％的主单体。
本发明还提供所述复合光学材料的制备方法，包括以下各步骤：
(1)取重量比例为40-80％的具有核壳结构的纳米微球、0.5-5％的光引发剂、1.5-19.5％的交联单体和0.5-54.5％的主单体混合，形成粘稠稳定的混合物；
(2)所述混合物涂敷基膜上，基膜上覆盖有保护膜；
(3)将基膜经过压延设备压延处理，以及震荡剪切规整化处理，获得薄膜；
(4)将薄膜放入UV固化箱中，固化后取出即得。
所述光引发剂，又称光敏剂(photosensitizer)或光固化剂(photocuringagent)，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。
所述交联单体，又称交联剂或架桥剂，是聚烃类光致抗蚀剂的重要组成部分，这种光致抗蚀剂的光化学固化作用，依赖于带有双感光性官能团的交联剂参加反应，交联剂曝光后产生双自由基，它和聚烃类树脂相作用，在聚合物分子链之间形成桥键，变为三维结构的不溶性物质。
交联单体和主单体都为可以通过UV固化过程被固化的材料，本发明中交联单体选自双键数量大于2个的材料，本发明中主单体选自双键数量仅一个的材料。
核壳结构的纳米微球的核心微球材质一般为但不仅限于聚苯乙烯、二氧化硅等有机或无机材料，纳米微球的壳层一般为但不仅限于聚丙烯酸乙酯等弹性体或粘弹体聚合物材料。纳米微球的尺寸一般为100-1000纳米，同一种纳米微球的尺寸分散性一般低于5％。纳米微球由乳液聚合制备，干燥后的纳米微球在添加有机溶剂或特定单体后形成粘稠具有一定流动性的混合物，涂覆在基膜上，通过UV光固化形成弹性薄膜，再经过辊压及后续工艺改善光学性能。所制备的光学材料由于内部纳米结构特性导致颜色在不同角度不断变化，同时会在外界信号刺激下发生应变导致纳米结构晶格变化因而发生反射光波段的变化，进而导致材料外观颜色的变化。
本发明的目的在于提供一种强度范围更广的复合光学材料，通过添加主单体，使得制备的复合光学材料伸长率范围更大，同时保持变色特性和较优秀的耐溶剂性能，可以被更加广泛的应用在各个领域，满足更加多元的应用需求。
在专利ZL.201280012813.1中提到调整单体的量，可以降低复合光学材料前体流体状态时的熔体流率，提高流体流动性，起到减粘剂的作用，但是本发明发现复合光学材料流体状态熔体流率与复合光学材料的伸长率两者之间完全没有联系，也不存在着可预知或可推断的关联；也就是用于降低熔体流率的单体，并不能影响材料的伸长率。
本发明所述的光学材料的制备工艺，与专利ZL.201610329842.0的光学材料和专利ZL.201610329844.X的光学材料的制备工艺相比，将“UV光固化成薄膜后经过微应力辊压是上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程”调整成“经过微应力辊压是上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程，最后UV光固化”，实验步骤顺序的调整，将“经过震荡剪切规整化过程”处理的次数大幅度缩短，而该震荡剪切规整化过程的处理时间缩短了一倍以上，极大提高了生产效率。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上作出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。
实施例1核壳结构的纳米微球制备(参照专利ZL.201610329842.0实施例1)
核心层：使用10升反应釜配搅拌器，氮气保护，加热至75℃，预混2.6克SDS，2800克去离子水，36克苯乙烯单体，4克DVB入反应釜，反应釜搅拌速度250rpm，其中使用DVB替代BDDA作为交联剂使聚合的聚苯乙烯有更高的折射率，提高光学反射比。然后加入0.72克Na2S2O5以及5.18克Na2S2O8。二十分钟后以10ml每分钟速度加入2.3克SDS，4克NaOH，2.2克Dowfax2A1，900克去离子水，700克苯乙烯单体，70克DVB。
过渡层：30分钟后加入0.25克SPS与5克去离子水组成的混合溶液，再过15分钟后以14ml每分钟的速度加入0.5克SDS，2.1克Dowfax2A1，320g去离子水，250克ethylacrylate(EA)单体以及30克allyl methacrylate(ALMA)单体。
壳层：20分钟后以18ml每分钟的速度加入4克SDS，2克NaOH，1600克去离子水，1000克butylacrylate(BA)单体，350克i-butylmethacrylate(IBMA)，42克hydroxyethylmethacrylate(HEMA)，以及100克2,2,2-trifluoroethyl acrylate(TFMA)降低壳层折射率，增加核壳折射率对比提高光学性能。
滴加结束1小时后进行破乳过滤并干燥研磨得到核壳结构的纳米微球。
实施例2将纳米微球加工成表面光学材料
实验A(参照专利ZL.201610329842.0实施例1)
将实施例1制备得到的66g纳米微球与32g质量分数的1,4-丁二醇二丙烯酸酯以及质量分数2g的二苯甲酮混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，3分钟后取出，制得的薄膜经过微应力辊压使上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能，制备得到光学材料1。
实验B(本发明的组成)
将实施例1制备得到的66g纳米微球与2g的二苯甲酮、5g的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、19.2g的丙烯酸丁酯与10g的甲基丙烯酸甲酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过压延设备微应力辊压延使上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能，获得薄膜；将薄膜放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，3分钟后取出制备得到光学材料2。
取实验A和实验B制备的光学材料测试力学性能、耐溶剂性能和光学性能。
力学性能测试方法：根据GB1040-92塑料拉伸性能试验方法，制成Ⅰ型试样，试验速度采用50mm/min±20％；
耐溶剂性能测试方法将光学膜在恒温恒湿(23℃，60湿度)浸渍在乙醇中，经24h后由其质量变化率衡量，具体公式如下：
质量变化率＝(原质量/浸渍后质量)×100％；
光学性能测试方法：使用全波段反射光谱测试，测试其90°反射波长。
结果如下表所示：
表1光学材料的性能
如上表结果可以得出，光学材料2的光学性能与光学材料1的耐溶剂性能相当，光学材料2的强度略有下降，但光学材料2的伸长率有明显的较大提升，适用范围更广。
经过多次实验，在纳米微球加入量为质量分数为55％时，调整实验A中1,4-丁二醇二丙烯酸酯和二甲苯酮的比例，制备得到的光学材料颜色不会变化，但是光学材料的耐溶剂性最高可以达到1.05，强度的范围为12Mpa-19Mpa，伸长率范围为2％-8％，光学材料的力学强度较大，但伸长率随之减小，耐溶剂性能好，在一些需要有一定伸长率的需求中不能使用，限制了光学材料的应用范围。专利ZL.201610329844.X与ZL.201610329842.0的核壳结构的纳米微球制备不同，但是将纳米微球加工成表面光学材料所使用的组分和制备工艺相似。经研究专利ZL.201610329844.X制备的光学材料存在相同的问题。
而本发明方案，在纳米微球加入量为质量分数为55％时，调整实验B中光引发剂、交联单体和主单体的比例，制备得到的光学材料颜色不会变化，光学材料的耐溶剂性最高可以达到1.07，强度的范围为6Mpa-15Mpa，伸长率范围为20％-220％，可以满足更多样化的需求，拓展了应用范围。使用根据专利ZL.201610329844制备的核壳结构的纳米微球，也可以得到相同的结论。
实施例3
将0.5g二甲苯酮、1.0g 1,4-二甲基丙烯酸乙二醇酯、39.5g主单体混合成无色透明溶液，再加入55g实施例1制备得到的纳米微球混合成宏观均相样品膏状物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过压延设备微应力辊压延使上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能，获得薄膜；将薄膜放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，90s后取出制备随角度变色的光学材料。
其中主单体的成分和配比、以及不同的主单体制备的光学材料的性能测试如下表所示：
表2主单体与光学材料性能关系
根据表格2的结果可以看出，在维持纳米微球重量占比一定的情况下，调节主单体的组成时，光学材料的正面颜色都为黄色，耐溶剂性从10％变化到15％，强度由5MPa变化至28MPa，伸长率从3％变化至220％。
根据表2的实验结果可以得出，在保持光学材料颜色不变的情况下，可以调节主单体的组分配比，获得不同强度和伸长率的光学材料，让本发明所述的光学材料适应更加广泛的应用需求。
实施例4
实验C
将2g的二苯甲酮、5g的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、19.2g的丙烯酸丁酯与10g的甲基丙烯酸甲酯混合搅拌形成稳定混合物，混合物状态为液态。
将混合物置于固定规格的容器中，确定其尺寸和厚度，将其放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，3分钟后取出制备得到光学材料。
实验D
将实施例1制备得到的20g纳米微球与2g的二苯甲酮、5g的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、49.44g的丙烯酸丁酯与25.8g的甲基丙烯酸甲酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程使纳米微球的排列规则化，将其放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，3分钟后取出制备得到光学材料。
实验E
将实施例1制备得到的92g纳米微球与2g的二苯甲酮、5g的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、3g的丙烯酸丁酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程使纳米微球的排列规则化，将其放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，3分钟后取出制备得到光学材料。
取实验C、实验D、实验E制备的光学材料测试光学性能。
光学性能测试方法：使用全波段反射光谱测试，测试其90°反射波长。
由于实验C未有原料中固体成分较少，呈溶剂状态，无法规整化，故采用直接固化方式制备，固化后，无色彩效应；实验D得到的光学材料无90°反射特征峰；实验E得到的光学材料无90°反射特征峰。
经实验发现，投料时纳米微球的重量比例为38％-80％时，光学材料有90°反射特征峰，有色彩效应；当投料时纳米微球的重量比例低于38％，或者高于80％时，制备得到的光学材料无90°反射特征峰，无色彩效应。因此本发明的光学材料，纳米微球的重量比例范围优选为38％-80％。
采用不同重量比例的纳米微球投料时，制备得到的光学材料将显示不同的颜色：
实施例5
实验F(顺序调整后)
将实施例1制备得到的66g纳米微球与2g的二苯甲酮、5g的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、19.2g的丙烯酸丁酯与10g的甲基丙烯酸甲酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过压延设备微应力辊压延使上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能，获得薄膜；将薄膜放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，3分钟后取出制备得到光学材料。
实验G(顺序调整前)
将实施例1制备得到的66g纳米微球与2g的二苯甲酮、5g的二缩三丙二醇二丙烯酸酯、19.2g的丙烯酸丁酯与10g的甲基丙烯酸甲酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，放入UV固化箱中，固化波长为200-350nm，3分钟后取出之后，经过压延设备微应力辊压延使上下表面平整，然后经过震荡剪切规整化过程使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能，制备得到光学材料。
设定实验C和实验D的压延设备压延过程强度和时间一致；设定实验C和实验D的震荡剪切规整化过程的操作参数除了处理时间外，其他参数一致，调整处理时间长短，让实验C和实验D获得的光学材料耐溶剂性、强度、伸长率以及光学性能基本一致。
取实验C、实验D制备的光学材料测试力学性能、耐溶剂性能和光学性能。
力学性能测试方法：根据GB1040-92塑料拉伸性能试验方法，制成Ⅰ型试样，试验速度采用50mm/min±20％；
耐溶剂性能测试方法将光学膜在恒温恒湿(23℃，60湿度)浸渍在乙醇中，经24h后由其质量变化率衡量，具体公式如下：
质量变化率＝(原质量/浸渍后质量)×100％；
光学性能测试方法：使用全波段反射光谱测试，测试其90°反射波长。
表4震荡剪切规整化时间和光学材料性能比较
从表4的实验结果可以看出，调整UV光固化、压延设备压延处理和震荡剪切规整化的顺序，可以影响震荡剪切规整化处理的时间。采用“压延设备压延处理——震荡剪切规整化——调整UV光固化”的顺序，与“UV光固化——压延设备压延处理——震荡剪切规整化”顺序相比，前者的顺序能够将震荡剪切规整化的时间从11分钟缩短至5分钟，；用实验F的实验方法制备得到光学材料的总时长为15分钟，用实验G的实验方法制备得到光学材料的总时长为22分钟。因此通过顺序的调整，生产时间缩短了一倍左右，极大提高了生产效率。
实施例6
将实施例1制备得到的50g纳米微球与0.8g二苯甲酮、0.8g 2-羟基-2-甲基苯丙酮、4.2g己二醇二丙烯酸酯、23.4g丙烯酸丁酯与20.8g甲基丙烯酸丁酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经震荡剪切规整化过程8次使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能。得到涂好的基膜经紫外灯固化120s，固化后得到正面黄色的随角度变色的光子晶体薄膜(光学材料)，薄膜强度为8MPa，伸长率为60％，浸于乙醇中24h，质量变化为8％，机械强度与光性能无明显变化。
实施例7
将实施例1制备得到的40g纳米微球与0.5g二苯甲酮、0.7g(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、8g二缩三丙二醇二丙烯酸酯、33g丙烯酸丁酯与20.8g甲基丙烯酸丁酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经震荡剪切规整化过程8次使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能。得到涂好的基膜经紫外灯固化120s，固化后得到正面橙黄色的随角度变色的光子晶体薄膜，薄膜强度为6MPa,伸长率为80％，浸于乙醇中24h，质量变化为8％，机械强度与光性能无明显变化。
实施例8
将实施例1制备得到的75g纳米微球与0.8g2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、10g邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、14.2g甲基丙烯酸丁酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经震荡剪切规整化过程8次使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能。得到涂好的基膜经紫外灯固化120s，固化后得到正面青色的随角度变色的光子晶体薄膜(光学材料)，薄膜强度为28MPa，伸长率为5％，浸于乙醇中中24h，质量变化为6％，机械强度与光性能无明显变化。
实施例9
将实施例1制备得到的纳米微球与2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、甲基丙烯酸丁酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经震荡剪切规整化过程8次使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能。得到涂好的基膜经紫外灯固化120s，固化后得到光子晶体薄膜。
表5交联单体与主单体的重量占比总和——光学材料性能关系
从表格5的实验结果可以看出，当交联单体和主单体的重量占比总和为实验1时，无法制备具有实用价值的光学材料。经过反复的实验，我们发现当交联单体和主单体的重量占比总和不低于20％，可以制备得到耐溶剂性、强度和伸长率满足使用需求的光学材料。
实施例10
将实施例1制备得到的纳米微球与2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、甲基丙烯酸丁酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经震荡剪切规整化过程8次使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能。得到涂好的基膜经紫外灯固化120s，固化后得到黄色的随角度变色的光子晶体薄膜(光学材料)，薄膜强度为29MPa，伸长率为11％，浸于乙醇中中24h，质量变化为6％，机械强度与光性能无明显变化。
实施例11
将实施例1制备得到的纳米微球与2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯混合搅拌形成粘稠稳定混合物。
将合成的混合物使用刮刀或者其他工具涂敷在PET或其他基膜上，上面覆盖另外一层保护膜，之后经过微应力辊压使上下表面平整，然后经震荡剪切规整化过程8次使纳米微球的排列规则化得到更佳的光学性能。得到涂好的基膜经紫外灯固化120s，固化后得到黄色的随角度变色的光子晶体薄膜(光学材料)，薄膜强度为32MPa，伸长率为2％，浸于乙醇中中24h，质量变化为2％，机械强度与光性能无明显变化。

Claims (10)

1.一种复合光学材料，其特征在于所述复合光学材料包括重量占比为38-80％的具有核壳结构的纳米微球、0.5-5％的光引发剂、1.5-17.5％的交联单体和0.5-54.5％的主单体。
2.如权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于所述的光引发剂选自二苯甲酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于所述的光引发剂重量占比为0.8-5％。
4.如权利要求3所述的复合光学材料，其特征在于所述的光引发剂重量占比为0.8-2.5％。
5.如权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于所述的交联单体选自1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4二甲基丙烯酸乙二醇酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二甘醇二丙烯烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于所述可调节颜色的复合光学材料，其特征在于所述的交联单体和主单体重量占比总和不低于20％。
7.如权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于所述的主单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、叔碳酸乙烯酯中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的复合光学材料，其特征在于所述的主单体重量占比为2.5-54.2％。
9.一种光子晶体薄膜，所述光子晶体薄膜包括表层、复合光学材料和底层，其特征在于所述复合光学材料包括重量占比为38-80％的具有核壳结构的纳米微球、0.5-5％的光引发剂、1.5-17.5％的交联单体和0.5-54.5％的主单体。
10.权利要求1所述的复合光学材料的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下各步骤：
(1)取重量比例为40-80％的具有核壳结构的纳米微球、0.5-5％的光引发剂、1.5-19.5％的交联单体和0.5-54.5％的主单体混合，形成粘稠稳定的混合物；
(2)所述混合物涂敷基膜上，基膜上覆盖有保护膜；
(3)将基膜经过压延设备压延处理，以及震荡剪切规整化处理，获得薄膜；
(4)将薄膜放入UV固化箱中，固化后取出即得。
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