CN1300602C - 液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料 - Google Patents

Abstract

本发明为一种液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料和制备。由硝酸银，或硝酸银与硝酸铅二者之一与硫代乙酰胺溶于水、乙醇、乙二醇、苯、吡啶、四氢呋喃其中之一或组合的溶剂中，以聚乙烯吡啶、乙烯基吡啶烷酮、聚乙烯醇其中之一为稳定剂，制备纳米胶体粒子溶液。将纳米胶体粒子溶液注入二片玻璃的夹层中，即成为激光防护片，该防护片局部光损伤可自动修复，使用安全性高；可实现多波长激光防护；本防护片有良好的光透明性，高损伤阀值。

Description

液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料

技术领域

本发明属于一种激光防护器具，更具体的说是一种用于保护眼睛不受激光损伤的激光防护片。

背景技术

目前，国内外已经研制出一系列激光防护材料，可分为两大类：反射型和吸收型。反射型材料是在光学玻璃表面镀光学反射介质层，通过反射层对入射激光的反射达到防护的目的，该型材料具有成本低、可见光透过率高的特点；吸收型材料是在特种高分子材料中添加光吸收剂，通过吸收剂吸收激光能量达到激光防护目的，该型材料具有安全性好、较稳定、可全方位激光防护。这两类激光防护材料有一个共同的特征：将激光功能物质复合并固定在一定的基材上。这两类材料有如下难以克服的缺点：(1)反射型材料的膜层容易脱落，影响安全性；而且对入射激光的方向具有依赖性，不能全方位防护，易造成二次损伤。(2)吸收型材料成本较高，可见光透过率低。(3)在较高能量密度辐射条件下，这两种类型材料都容易受光损伤而不具备可修复性，失去防护效能，表现在：反射型膜层的损伤和吸收型高分子基材及吸收剂的损伤。(4)这两类防护材料的功能物质以有机材料为主，光损伤阈值低。(5)两类防护材料对所防护的激光波长具有针对性，仅对特定的设计波长有效，使用成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有强的光限制效应、良好的可见光透明性、高损伤阈值、有自动修复功能、激光防护波长范围广的新型激光防护片。

液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于包括银纳米胶体粒子溶液、硫化银或硫化铅纳米胶体粒子溶液。

是由硝酸银溶于水、乙醇、乙二醇、苯、吡啶、四氢呋喃其中之一或组合的溶剂中，以聚乙烯吡啶、乙烯基吡啶烷酮、聚乙烯醇其中之一为稳定剂，制备银纳米胶体粒子溶液；或硝酸银与硝酸铅二者之一与硫代乙酰胺溶于水、乙醇、乙二醇、苯、吡啶、四氢呋喃其中之一或组合的溶剂中，以聚乙烯吡啶、乙烯基吡啶烷酮、聚乙烯醇其中之一为稳定剂，制备硫化银或硫化铅纳米胶体粒子溶液。

所述的纳米胶体粒子溶液中加入阴丹士林、酞花青、碘化六甲基吲哚三羰花青其中之一或其混合物作为有机吸收剂。

所述的纳米胶体粒子为具有强非线性光学性能且理化性能稳定的无机纳米材料粒子，纳米粒子平均直径为5～20nm。

银纳米胶体粒子溶液原料配方为

溶剂                100ml

稳定剂              0.1-3g

硝酸银              10-500mg。

硫化银或硫化铅纳米胶体粒子溶液配方为

溶剂                100ml

稳定剂              0.1-3g

硝酸银或硝酸铅      10-500mg

硫代乙酰胺          5-300mg。

上述二种配方制成的纳米胶体粒子溶液中加入丹士林、或酞花青、或碘化六甲基吲哚三羰花青有机吸收剂1-100mg。

将高分子稳定剂和硝酸银溶于溶剂后，用γ-辐照5-40小时，所得胶体粒子溶液进一步用溶剂稀释，制成银纳米胶体粒子溶液。

将高分子稳定剂、硝酸银或硝酸铅溶于溶剂中，再加入硫代乙酰胺，溶解后，加热溶液至50-160摄氏度保温5-50小时，所得胶体粒子溶液进一步用溶剂稀释，制成硫化银或硫化铅纳米胶体粒子溶液。

液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料的应用，其特征在于用于制备激光防护片，由两片玻璃构成玻璃夹层，夹层中注入胶体粒子溶液，玻璃为石英玻璃或普通光学玻璃，形状为方形、多边形或圆形，玻璃厚度1--5mm，夹层厚度1--10mm。

本发明的效果：

(1)较有机光功能物质相比，无机纳米胶体粒子具有强的光限制效应、良好的可见光透明性、高损伤阈值。

(2)在结构上，激光功能材料存在于液相夹层中受到外层光学玻璃的充分保护，可克服反射型防护材料的膜层容易脱落问题。

(3)在功能上，激光功能材料和光学基体材料处于相对独立的状态。激光功能物质均匀地分散在溶剂中，局部的激光功能物质受到光损伤可很快地通过微粒的扩散自动修复，可以克服上述两类激光防护材料在固态条件下因局部光损伤而影响安全性。所以，该类激光防护材料具有很高的使用安全性能。

(4)激光功能物质和光学基体材料有更大的可选择范围。不需要考虑功能材料在基体材料上的附着问题或者是两者的复合问题。不会因为复合过程而影响激光功能物质的功能性。该方法可以大大地提高材料的功能性和简化材料制备工艺过程。

(5)无机纳米胶体粒子与有机吸收剂的复合可以充分利用两类材料各自的优点，可实现宽波段的防护。

(6)根据需要，在专业人员的指导下，通过更换夹层内溶液的浓度和种类，也可实现对不同波长的激光或多个波长的激光进行有效防护。

附图说明

图1为本发明结构平面示意图。

图2为本发明结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1、图2。

本发明有二片玻璃片1构成夹层结构，夹层上有注入口2，注入银纳米胶体粒子溶液4，注入口2上套有橡胶盖胶囊3，起密封作用防止溶液外流，同时，该胶囊借助弹性可以调节因温度的变化引起的溶液体积的变化；玻璃片1为石英玻璃或普通光学玻璃，形状为方形、多边形或圆形，玻璃厚度3--5mm，夹层厚度5--10mm。

银纳米胶体粒子溶液原料配方为

乙二醇                100ml

聚乙烯吡啶            0.2g

硝酸银                50mg

将聚乙烯吡啶和硝酸银溶于乙二醇后，用γ-辐照30小时，所得银胶体粒子溶液进一步用溶剂稀释，制成银纳米胶体粒子溶液，注入玻璃夹层中，即可制得激光防护片。

实施例2

硫化银纳米胶体粒子溶液原料配方为

四氢呋喃             100ml

聚乙烯醇             0.5g

硝酸银               200mg

硫代乙酰胺           50mg

将聚乙烯醇、硝酸银溶于四氢呋喃中，再加入硫代乙酰胺，溶解后，加热溶液至50-160摄氏度保温5-50小时，所得胶体粒子溶液进一步用溶剂稀释，制成硫化银纳米胶体粒子溶液。即得本发明激光防护材料。

实施例3

硫化铅纳米胶体粒子溶液原料配方为

吡啶                100ml

乙烯基吡啶烷酮      0.5g

硝酸铅              300mg

硫代乙酰胺          100mg

将乙烯基吡啶烷酮、硝酸铅溶于吡啶中，再加入硫代乙酰胺，溶解后，加热溶液至50-160摄氏度保温5-50小时，所得胶体粒子溶液进一步用溶剂稀释，制成硫化银纳米胶体粒子溶液，再加入丹士林80mg，即得本发明激光防护材料。

Claims (7)

1、液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于包括银纳米胶体粒子溶液、硫化银或硫化铅纳米胶体粒子溶液。

2、根据权利要求1所述的液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于：硝酸银溶于下列物质之一或组合的溶剂中：水、乙醇、乙二醇、苯、吡啶、四氢呋喃，得到银纳米胶体粒子溶液，稳定剂为聚乙烯吡啶、乙烯基吡啶烷酮、聚乙烯醇其中之一；或者，硝酸银与硝酸铅二者之一与硫代乙酰胺溶于下列物质之一或组合的溶剂中：水、乙醇、乙二醇、苯、吡啶、四氢呋喃，得到硫化银或硫化铅纳米胶体粒子溶液，稳定剂为聚乙烯吡啶、乙烯基吡啶烷酮、聚乙烯醇。

3、根据权利要求1或2所述的液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于所述的纳米胶体粒子溶液中加入阴丹士林、酞花青、碘化六甲基吲哚三羰花青其中之一或其混合物作为有机吸收剂。

4、根据权利要求1所述的液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于所述的纳米胶体粒子为具有强非线性光学性能且理化性能稳定的无机纳米材料粒子，纳米粒子平均直径为5-20nm。

5、根据权利要求2所述的液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于银纳米胶体粒子溶液原料配方为

溶剂                   100ml

稳定剂                 0.1-3g

硝酸银                 10-500mg。

6、根据权利要求1所述的液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于硫化银或硫化铅纳米胶体粒子溶液配方为

溶剂                  100ml

稳定剂                0.1-3g

硝酸银或硝酸铅        10-500mg

硫代乙酰铵            5-300mg。

7、根据权利要求5或6所述的液相夹层式纳米胶体粒子激光防护材料，其特征在于银纳米胶体粒子溶液中加入阴丹士林、或酞花青、或碘化六甲基吲哚三羰花青有机吸收剂1-100mg。

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