CN111320831A - 一种光学高强度膜材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学高强度膜材料，涉及光学膜技术领域。一种光学高强度膜材料，由以下重量份的原料制成：7.5‑9wt％聚乙烯醇、4.0‑4.8wt％正丁醛、0.01‑0.03wt％抗氧剂、0.01‑0.02wt％氧化物、0.01‑3.5wt％无机盐、0‑2.5wt％甲基硅油、2‑3wt％增塑剂和0‑3wt％紫外线吸收剂，所述无机盐为乙酸钾、甲酸钾、乙酸镁、乙酸钙和乙酸钠中的一种或多种的混合物，所述氧化物为纳米ATO、纳米GTO和纳米钨青铜中的一种或多种的混合物。本发明通过在配方中添加定量的无机盐和增塑剂，使得光学膜的横向拉升强度及穿刺强度都得到了提升，能有效降低光学膜因热胀冷缩造成的开裂或碎裂的状况发生，进而增加光学膜的使用寿命。

Description

一种光学高强度膜材料
技术领域
本发明涉及光学膜技术领域，具体为一种光学高强度膜材料。
背景技术
由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代，光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。主要的光学薄膜器件包括反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片和分光镜等等。它们在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用，获得了科学技术工作者的日益重视。例如采用减反射膜后可使复杂的光学镜头的光通量损失成十倍地减小；采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高；利用光学薄膜可提高硅光电池的效率和稳定性。
常见的光学膜主要是烯酸树脂为原料进行生产的，因其在生产制备过程一般不添加有表面张力增强因子和穿刺应力增强因子，导致常见的烯酸树脂光学膜普遍存在抗变形能力差的情况，在一些温差较大的环境中，一出现开裂情况，表面穿刺应力也有待加强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学高强度膜材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光学高强度膜材料，由以下重量份的原料制成：7.5-9wt％聚乙烯醇、4.0-4.8wt％正丁醛、0.01-0.03wt％抗氧剂、0.01-0.02wt％氧化物、0.01-3.5wt％无机盐、0-2.5wt％甲基硅油、2-3wt％增塑剂和0-3wt％紫外线吸收剂，所述无机盐为乙酸钾、甲酸钾、乙酸镁、乙酸钙和乙酸钠中的一种或多种的混合物。
更进一步地，所述抗氧剂为2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯、双(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。
更进一步地，所述氧化物为纳米ATO、纳米GTO和纳米钨青铜中的一种或多种的混合物。
更进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或多种的混合物。
更进一步地，所述紫外光吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基)-苯并三唑、2-(2ˊ-羟基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基)-5-氯-苯并三唑、2-(2ˊ-羟基-3ˊ5ˊ-二叔丁基)-5-氯-苯并三唑、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑中一种或多种的混合物。
更进一步地，其制备过程如下：
S1：向聚乙烯醇中加入正丁醛和增塑剂进行混合，真空加热至200-220℃，以80-110r/min保温搅拌至充分熔融，得混合料A；
S2：将甲基硅油和抗氧剂加入混合料A中，保持温度，继续搅拌10-20分钟，混合均匀，得混合料B；
S3：将抗氧剂、氧化物、无机盐和紫外线吸收剂分别加热至熔融状态，并分别加入混合料B中，提高真空度至-60kPa，保持温度，以110-140r/min搅拌15-25min，得混合料C；
S4：将混合料C放于反应釜中并控制温度为40-50℃，并保温3-5小时，保温后冷却至室温，得到混合料D；
S5：将溶液D水洗后在升温至50℃，调节pH值至9-10，再保温2-3小时，得到溶液E；
S6：将溶液E脱水干燥制成半成品F；
S7：将半成品F投入到双螺杆挤出机中，按尺寸卷取，得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该光学高强度膜材料，相比市场常见的光学膜通过在配方中添加定量的无机盐和增塑剂，使得光学膜的横向拉升强度及穿刺强度都得到了提升，能有效降低光学膜因热胀冷缩造成的开裂或碎裂的状况发生，进而增加光学膜的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种光学高强度膜材料，由以下重量份的原料制成：8wt％聚乙烯醇、4.5wt％正丁醛、0.03wt％抗氧剂、0.01wt％氧化物、2wt％无机盐、1.5wt％甲基硅油、2wt％增塑剂和2wt％紫外线吸收剂，无机盐为30％的乙酸钾、40％的甲酸钾和30％的乙酸钠的混合物。
抗氧剂为40％的2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、30％的四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、15％的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和15％的双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯、双(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的混合物。
氧化物为50％的纳米ATO和50％的纳米GTO的混合物。
增塑剂为90％的邻苯二甲酸二正辛酯和10％的邻苯二甲酸丁苄酯的混合物。
紫外光吸收剂为50％的2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基)-苯并三唑和50％的2-(2ˊ-羟基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基)-5-氯-苯并三唑的混合物。
其制备过程如下：
S1：向聚乙烯醇中加入正丁醛和增塑剂进行混合，真空加热至200℃，以110r/min保温搅拌至充分熔融，得混合料A；
S2：将甲基硅油和抗氧剂加入混合料A中，保持温度，继续搅拌20分钟，混合均匀，得混合料B；
S3：将抗氧剂、氧化物、无机盐和紫外线吸收剂分别加热至熔融状态，并分别加入混合料B中，提高真空度至-60kPa，保持温度，以140r/min搅拌25min，得混合料C；
S4：将混合料C放于反应釜中并控制温度为50℃，并保温5小时，保温后冷却至室温，得到混合料D；
S5：将溶液D水洗后在升温至50℃，调节pH值至9，再保温3小时，得到溶液E；
S6：将溶液E脱水干燥制成半成品F；
S7：将半成品F投入到双螺杆挤出机中，按尺寸卷取，得到成品。
实施例二：
一种光学高强度膜材料，由以下重量份的原料制成：8wt％聚乙烯醇、4.5wt％正丁醛、0.03wt％抗氧剂、0.01wt％氧化物、3.5wt％无机盐、1.5wt％甲基硅油、2wt％增塑剂和2wt％紫外线吸收剂，无机盐为30％的乙酸钾、40％的甲酸钾和30％的乙酸钠的混合物。
抗氧剂为40％的2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、30％的四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、15％的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和15％的双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯、双(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的混合物。
氧化物为纳米ATO。
增塑剂为90％的邻苯二甲酸二正辛酯和10％的邻苯二甲酸丁苄酯的混合物。
紫外光吸收剂为50％的2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基)-苯并三唑和50％的2-(2ˊ-羟基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基)-5-氯-苯并三唑的混合物。
其制备过程如下：
S1：向聚乙烯醇中加入正丁醛和增塑剂进行混合，真空加热至200℃，以110r/min保温搅拌至充分熔融，得混合料A；
S2：将甲基硅油和抗氧剂加入混合料A中，保持温度，继续搅拌20分钟，混合均匀，得混合料B；
S3：将抗氧剂、氧化物、无机盐和紫外线吸收剂分别加热至熔融状态，并分别加入混合料B中，提高真空度至-60kPa，保持温度，以140r/min搅拌25min，得混合料C；
S4：将混合料C放于反应釜中并控制温度为50℃，并保温5小时，保温后冷却至室温，得到混合料D；
S5：将溶液D水洗后在升温至50℃，调节pH值至9，再保温3小时，得到溶液E；
S6：将溶液E脱水干燥制成半成品F；
S7：将半成品F投入到双螺杆挤出机中，按尺寸卷取，得到成品。
实施例三：
一种光学高强度膜材料，由以下重量份的原料制成：8wt％聚乙烯醇、4.5wt％正丁醛、0.03wt％抗氧剂、0.01wt％氧化物、3.5wt％无机盐、1.5wt％甲基硅油、2wt％增塑剂和2wt％紫外线吸收剂，无机盐为50％的乙酸钾、25％的甲酸钾和25％的乙酸钠的混合物。
抗氧剂为40％的2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、30％的四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、15％的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和15％的双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯、双(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的混合物。
氧化物为纳米ATO。
增塑剂为90％的邻苯二甲酸二正辛酯和10％的邻苯二甲酸丁苄酯的混合物。
紫外光吸收剂为50％的2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基)-苯并三唑和50％的2-(2ˊ-羟基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基)-5-氯-苯并三唑的混合物。
其制备过程如下：
S1：向聚乙烯醇中加入正丁醛和增塑剂进行混合，真空加热至200℃，以110r/min保温搅拌至充分熔融，得混合料A；
S2：将甲基硅油和抗氧剂加入混合料A中，保持温度，继续搅拌20分钟，混合均匀，得混合料B；
S3：将抗氧剂、氧化物、无机盐和紫外线吸收剂分别加热至熔融状态，并分别加入混合料B中，提高真空度至-60kPa，保持温度，以140r/min搅拌25min，得混合料C；
S4：将混合料C放于反应釜中并控制温度为50℃，并保温5小时，保温后冷却至室温，得到混合料D；
S5：将溶液D水洗后在升温至50℃，调节pH值至9，再保温3小时，得到溶液E；
S6：将溶液E脱水干燥制成半成品F；
S7：将半成品F投入到双螺杆挤出机中，按尺寸卷取，得到成品。
对比例一：
去除无机盐和增塑剂，其余制备和使用方法同实施例一。
Figure BDA0002422309810000061
Figure BDA0002422309810000071
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种光学高强度膜材料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：7.5-9wt％聚乙烯醇、4.0-4.8wt％正丁醛、0.01-0.03wt％抗氧剂、0.01-0.02wt％氧化物、0.01-3.5wt％无机盐、0-2.5wt％甲基硅油、2-3wt％增塑剂和0-3wt％紫外线吸收剂，所述无机盐为乙酸钾、甲酸钾、乙酸镁、乙酸钙和乙酸钠中的一种或多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种光学高强度膜材料，其特征在于：所述抗氧剂为2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、双十八烷基醇季戊二亚磷酸酯、双(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种光学高强度膜材料，其特征在于：所述氧化物为纳米ATO、纳米GTO和纳米钨青铜中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种光学高强度膜材料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种光学高强度膜材料，其特征在于：所述紫外光吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基)-苯并三唑、2-(2ˊ-羟基-3ˊ-叔丁基-5ˊ-甲基)-5-氯-苯并三唑、2-(2ˊ-羟基-3ˊ5ˊ-二叔丁基)-5-氯-苯并三唑、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-叔辛基)-苯并三唑中一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种光学高强度膜材料，其特征在于：其制备过程如下：
S1：向聚乙烯醇中加入正丁醛和增塑剂进行混合，真空加热至200-220℃，以80-110r/min保温搅拌至充分熔融，得混合料A；
S2：将甲基硅油和抗氧剂加入混合料A中，保持温度，继续搅拌10-20分钟，混合均匀，得混合料B；
S3：将抗氧剂、氧化物、无机盐和紫外线吸收剂分别加热至熔融状态，并分别加入混合料B中，提高真空度至-60kPa，保持温度，以110-140r/min搅拌15-25min，得混合料C；
S4：将混合料C放于反应釜中并控制温度为40-50℃，并保温3-5小时，保温后冷却至室温，得到混合料D；
S5：将溶液D水洗后在升温至50℃，调节pH值至9-10，再保温2-3小时，得到溶液E；
S6：将溶液E脱水干燥制成半成品F；
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