光成像功能膜.doc

本技术的光成像功能膜，以重量百分数计，由以下原料和用量组成：主体材料 6598纳米微粒 l一20助剂 l一30所述纳米微粒分散于主体材料中，具有l微米到10微米的超微球结构。所述主体材料为聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺或聚氨酯中的一种或几种。所述纳米微粒为Ti0。、Ti0。Si0。、SiO。、氧化铁、云母、TiO。云母、铝银粉或CaF。纳米微粒中的一种或几种。所述纳米微粒的大小优选为10-500纳米，最优为80一120纳米。所述助剂为二苯甲酮、偶氮二异丁腈、邻苯二甲酸酯、十二烷基磺酸钠、过硫酸铵、硬脂酸钡、硬脂酸镉或有机锡中的一种或几种。所述纳米微粒按一定方法分散于透明度较高的主体材料，形成了l微米到10微米的超微球结构，即形成类微型球面透镜的集合的薄膜。此超微球结构对投影光线产生折射、反射和散射作用，使部分光线聚焦，另一部分则散射，达到成像和分散光的目的。用纳米材料制备有均匀分散的超微球结构的光成像功能膜是采用溶液法实现的：选择适当的溶剂溶解主体材料和纳米微粒，加入助剂，得到均分散的溶液或浊液。然后可直接喷涂、涂敷在所需的基底上(玻璃、石英、塑料薄膜或有机玻璃等)成膜，也可先溶剂蒸发脱模成为纳米微粒均匀分散主体材料的块材，再将块材加热挤压为薄膜。所述的溶剂为水、乙醇、甲醇、甲酸、异丙醇、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳等卤代烷烃等中的任何一种或多种混合溶液，通过基底直接喷涂或涂敷为薄膜。溶液制备的光成像功能膜一般通过短时间的紫外线处理能有效提高膜的机械和光学性能。本技术光成像功能膜的主体材料采用光学高分子材料，一般化学性能十分稳定，耐强酸、强碱、抗老化、强度高，透射系数大，亮度高可在较复杂的环境下使用。主体材料与均匀分散于其内的纳米微粒组成功能膜的主体，功能膜内形成l微米到10微米的超微球，光学行为表现类微型球面透镜的功能。膜内形成的超微球构成微型球面透镜集合，本技术利用溶液中高分子的主体材料与纳米超微粒和溶剂以及助剂之间的相互作用，容易形成区域胶团的特性，当溶剂挥发以后，这些区域胶团就形成超微球，大小能有效控制为l微米到10微米不等。光成像功能膜中均匀排列的超微球就具有微型球面透镜阵列的类似功能，本技术光成像功能膜表面的显微放大图象，可以清晰的看到功能膜内的大量1到3微米的超微球。图2为光成像膜的扫描电子显微镜图象，可以清晰的看到其由大量纳米微粒构成。本技术光成像功能膜的成像原理示意图如图3，当光线投影到功能膜上时，均匀排列的类微型球面透镜就对光线产生折射、反射和散射作用，使部分光线聚焦，另一部分则散射，达到成像和分散光的目的。比如一幅50英寸的屏幕，当类球面透镜大小被有效控制为5微米时，类球面镜相互间中心距6微米时，则有300亿个微型球面镜。其光学结构均匀，设计可控性高，使图像亮度均匀，精细柔和，是较为理想的显示器表面覆盖。附图说明图l为实施例6光成像膜表面的显微放大图象，5050微米图2为实施例6光成像膜的扫描电子显微镜图象，2O16微米图3为光成像功能膜的成像原理示意图具体实施方式以下各实施例中的原料总量(100)为100克。实旌例1：聚乙烯醇95加热溶于热水中，冷却至室温。然后依次加入十二烷基磺酸钠1，loo nm TiO。纳米微粒2，过硫酸铵1，二苯甲酮1，有效搅拌并加热得到均分散的稠状液。然后涂敷在玻璃上。真空干燥蒸发溶剂，并在60时真空干燥处理10小时，得到Ti0。纳米微粒分散的有超微结构的聚乙烯醇薄膜。所得薄膜用紫外线处理lO分钟以提高薄膜的光学和机械性能。实施例2：聚苯乙烯65溶于氯仿甲苯中，然后依次加入10 nm氧化铁纳米微粒10，过硫酸铵l，二苯甲酮1，邻苯二甲酸酯20，偶氮二异丁腈3，得到均分散的溶液。然后将所得溶液喷涂在石英板上。真空干燥蒸发溶剂，并在40时真空干燥处理10小时，得到氧化铁纳米微粒分散的有超微结构的聚苯乙烯薄膜。所得薄膜用紫外线处理1分钟以提高薄膜的光学和机械性能。实施例3：聚乙烯92溶于甲苯THF中，然后依次加入200 nm Al。0。纳米微粒125 ，二苯甲酮1，邻苯二甲酸酯5，偶氮二异丁腈l，十二烷基磺酸钠l，得到均分散的溶液。然后将所得溶液分别直接喷涂在塑料薄膜上。自然干燥蒸发溶剂，得到Al。O。纳米微粒分散的有超微结构的聚乙烯薄膜。所得薄膜用紫外线处理05分钟以提高薄膜的光学和机械性能，表现出好的性能。实施例4：聚氯乙烯75溶于DMF中，然后依次加入500 nm云母纳米微粒lO，二苯甲酮1，邻苯二甲酸酯lO，偶氮二异丁腈2，十二烷基磺酸钠2，得到均分散的溶液。然后将所得溶液涂敷在有机玻璃上。真空干燥蒸发溶剂，得到云母纳米微粒分散的有超微结构的聚氯乙烯薄膜。所得薄膜用紫外线处理3分钟以提高薄膜的光学和机械性能，表现出好的性能。实施例5：聚酰胺75溶于甲酸中，然后依次加入150 nm Ti0。纳米微粒20，十二烷基磺酸钠5，得到均分散的溶液。然后将所得溶液涂敷在玻璃上。真空干燥蒸发溶剂，并在60时真空干燥处理24小时，得到Ti0。纳米微粒分散的有超微结构的聚酰胺薄膜。所得薄膜用紫外线处理20分钟以提实施例6：聚甲基丙烯酸酯80溶于。THF甲醇混合溶剂中，然后依次加入40 nm Si0。纳米粒15，二苯甲酮1，偶氮二异丁腈l，十二烷基磺酸钠3，得到均分散的溶液。然后将所得溶液分别涂敷在玻璃上。真空干燥处理24小时，得到SiO。纳米微粒分散的有超微结构的聚甲基丙烯酸酯薄膜。所得薄膜用紫外线处理8分钟以提高薄膜的光学和机械性能。实施例7：聚丙烯65溶于二氯甲烷中，然后依次加入200500 nm铝银粉纳米微粒l和500 nmCaF。纳米微粒9，二苯甲酮10，邻苯二甲酸酯5，偶氮二异丁腈10，得到均分散的悬浮液。然后将所得悬浮液分别涂敷玻璃塑料薄膜上。自然干燥蒸发溶剂，得到铝银纳米微粒和CaE。纳米微粒均匀分散的聚丙烯薄膜。所得薄膜用紫外线处理O5分钟实旅例8甲基丙烯酸酯65和120 nm Si0。纳米微粒2混合，充分搅拌至均匀。在75下加入增塑剂邻苯二甲酸酯22，二苯甲酮10和引发剂偶氮二异丁腈l，同时加入少量脱模剂硅油，充分搅拌至均匀成溶液，进行引发聚合。灌模，在45进行28小时的预聚。剧烈升温至75，强烈聚合2小时。随炉冷却，脱模。在loo时加热挤压成膜，得到Si0。纳米微粒分散的有超微结构的聚甲基丙烯酸酯薄膜。所得薄膜用紫外线处理10分钟以提高薄膜的光学和机械性能。实旅例9：均苯四甲酸酐55和对苯二胺35分别溶解于DMF溶液中，在密闭和强力搅拌条件下，将苯四甲酸酐的DMF溶液缓慢滴加到对苯二胺的DMF、溶液中，15反应l小时，然后升温至25，继续搅拌反应3小时得到深绿色有些粘稠的聚酰胺酸的DMF溶液。密闭搅拌条件下， 将loo nm TiO。纳米微粒10加到以上溶液，继续搅拌1小时，用超声波发生器中超声反应2小时，密闭陈化48小时。用浸渍法将溶液在有机玻璃上成膜，自然干燥 24小时。然后分别置于60，100，200和300下分别热处理6小时， l小时，l小时和3小时，即制成Ti0。纳米微粒分散的有超微结构的聚酰亚胺薄膜。实施例10：聚氯乙烯90、邻苯二甲酸酯7、硬脂酸钡l、120 nm SiO。纳米微粒2。将聚氯乙烯、邻苯二甲酸酯、硬脂酸钡和SiO。纳米微粒共混，用螺杆挤压机在180融化后再挤压捏合为SiO。纳米微粒分散的有超微结构的主体材料的块材，此块材可加热挤压为功能薄膜。实施例11：聚乙烯80、聚氨酯4、500 nm CaF2纳米微粒15、硬脂酸镉1。聚乙烯、聚氨酯、CaF。纳米微粒和硬脂酸镉共混，用螺杆挤压机在220融化后再挤压捏合为纳米微粒均匀分散的主体材料的块材，此块材加热挤压为100微米厚的近透明的功能薄膜。实施例12：聚丙烯65、邻苯二甲酸酯20、硬脂酸钡l、50 nm Ti0。纳米微粒14。将聚丙烯、邻苯二甲酸酯、硬脂酸钡和TiO。纳米微粒共混，用螺杆挤压机在210挤压捏合为Ti0。纳米微粒分散的有超微结构的主体材料的块材，此块材可加热挤压为薄膜。实施例13：聚苯乙烯75、硬脂酸钡2、10 nm氧化铁纳米微粒23。将聚苯乙烯、硬脂酸钡、和氧化铁纳米微粒共混，用