灰色纳米晶体显像层、高清高透全息影像膜、制备方法与流程

1.本发明涉及投影幕布技术领域，尤其涉及一种灰色纳米晶体显像层、高清高透全息影像膜、制备方法。


背景技术：

2.全息影像膜(全息投影膜)拥有极佳的透明特性，在保持清晰显像的同时，能让观众透过全息投影膜看见背后景物。灰色全息投影膜是全息投影膜的一种，具有高清晰、耐强光、超轻薄、抗老化等无可比拟的众多优势。
3.现有的灰色全息投影膜生产融合纳米技术、材料学、光学等多学科成果和制备加工技术，以有机材料、无机纳米粉体和精细金属粉体为原料，生产而成，以达致高清晰、高亮度的完美显像。现有的灰色全息投影膜生产过程复杂，成本高，不利于产品的推广应用。
4.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：提供一种灰色纳米晶体显像层、高清高透全息影像膜、制备方法，优化产品结构，简化制作过程，降低生产成本，便于推广应用。
6.本发明的技术方案如下：提供一种灰色纳米晶体显像层，包括：厚度为50-100nm的纳米晶体结构层、附着在所述纳米晶体结构层上的厚度为25-50nm的稀土材料层；所述纳米晶体结构层由：粒径≤15nm的聚苯乙烯纳米颗粒、粒径≤15nm的二氧化钛纳米颗粒、透明树脂的混合物组成；所述稀土材料层为纳米稀土氧化物-纳米银复合材料层，其中所述纳米银附着在纳米稀土氧化物上，所述纳米稀土氧化物的粒径为7-15nm，所述纳米银的粒径≤7nm。
7.聚苯乙烯和二氧化钛的折射率不同，两者均匀混合在透明树脂中，形成随机排列的晶体结构，这种结构可以产生光带缝隙，调整光的衍射和漫反射。本发明中选用粒径≤15nm的聚苯乙烯纳米颗粒、粒径≤15nm的二氧化钛纳米颗粒，人眼会认为是透明状态；同样的，所述纳米稀土氧化物的粒径为7-15nm，所述纳米银的粒径≤7nm，人眼也会认为是透明状态，由于含有纳米银的成分，能够使得膜的颜色整体呈现灰色，实现灰色高清高透效果。稀土材料层用于提高膜的反射增益，增强投影影像的亮度、对比度以及饱和度；在本发明中，稀土材料层对于饱和度的提升是巨大的。
8.优选的，所述聚苯乙烯纳米颗粒的粒径为4-13nm；所述二氧化钛纳米颗粒的粒径为4-13nm；所述纳米稀土氧化物的粒径为10-13nm，所述纳米银的粒径为1-4nm。稀土材料优选钆、铽、钬、铒、铥、镝中的任一种。
9.粒径为7
±
1nm的聚苯乙烯纳米颗粒占聚苯乙烯纳米颗粒总数的80
±
5％；粒径为7
±
1nm的二氧化钛纳米颗粒占二氧化钛纳米颗粒总数的80
±
5％。实验表明，7
±
1nm的粒径占总数的80
±
5％左右，投影效果最佳。
10.所述聚苯乙烯纳米颗粒与二氧化钛纳米颗粒的质量比为(1-10):(1-10)；所述透
明树脂的含量为聚苯乙烯纳米颗粒的质量+二氧化钛纳米颗粒的质量的0.05％-5％。
11.本发明还提供一种灰色纳米晶体显像层的制备方法，用于制备前述的灰色纳米晶体显像层，包括以下步骤。
12.s1：将聚苯乙烯纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、透明树脂按比例混合，并加入适量稀释剂或溶剂，混合搅拌均匀，获得混合溶胶。聚苯乙烯纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、透明树脂混合搅拌后，均匀分散在透明树脂中。
13.s2：将混合溶胶涂布在基板上。
14.s3：将附着在所述基板上的混合溶胶置于室温下干燥，使混合溶胶凝胶化，获得凝胶膜。在这个过程中，形成交联网络结构的凝胶膜，使膜更加稳定和坚固。
15.s4：将凝胶膜置于80-190℃下热处理0.1-6h，获得纳米晶体结构层。热处理可以使在纳米晶体结构层中的聚苯乙烯纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒更加致密，提高纳米晶体结构层的稳定性和光学性能。热处理条件一般在80-190℃下，优选150
±
10℃的温度范围内进行。最后，通过裁剪、打孔、压印等方法，将纳米晶体结构层加工成所需的形状和尺寸。
16.s5：将纳米稀土氧化物-纳米银复合材料进行分散处理，获得纳米材料分散液，将纳米材料分散液喷涂在纳米晶体结构层上，使其形成一层均匀的薄膜，干燥后获得灰色纳米晶体显像层。
17.所述纳米稀土氧化物-纳米银复合材料的制备方法为：纳米稀土氧化物、硝酸银加入到去离子水中，使硝酸银溶解，加入适量碱性物质，接着进行水热反应，反应结束后，离心并干燥，获得纳米稀土氧化物-纳米氧化银；在空气中煅烧纳米稀土氧化物-纳米氧化银，煅烧温度＞500℃，获得纳米稀土氧化物-纳米银复合材料；或者将纳米稀土氧化物-纳米氧化银在还原气氛下加热还原。
18.所述稀释剂或溶剂为甲苯、正丙醇、异丙醇中的至少一种。
19.本发明还提供一种高清高透全息影像膜，包括：透明基层、透明粘结层以及前述的灰色纳米晶体显像层；所述透明黏结层粘结所述透明基层与纳米晶体结构层。
20.所述透明树脂为丙烯酸类树脂；所述透明粘结层采用聚氨酯改性的丙烯酸酯材料；所述透明基层的材质为pc、pi、pet中的任意一种，所述透明基层的厚度为50-170μm。
21.本发明还提供一种高清高透全息影像膜的制备方法，用于制备前的高清高透全息影像膜，具体步骤为：在基层上涂覆透明粘结层，接着将灰色纳米晶体显像层附着在透明粘结层上。
22.采用上述方案，本发明提供一种灰色纳米晶体显像层、高清高透全息影像膜、制备方法，本发明获得的高清高透全息影像膜结构简单，制作过程难度低，极大的降低了生产制造成本，能够有效提升产品的竞争力，便于推广应用。
附图说明
23.图1为本发明的高清高透全息影像膜的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
25.请参阅图1，本实施例提供一种高清高透全息影像膜，包括：透明基层10、透明粘结
层11以及灰色纳米晶体显像层；所述透明黏结层粘结所述透明基层10与纳米晶体结构层。
26.所述灰色纳米晶体显像层，包括：厚度为50-100nm的纳米晶体结构层13、附着在所述纳米晶体结构层13上的厚度为25-50nm的稀土材料层14；所述纳米晶体结构层由：粒径≤15nm的聚苯乙烯纳米颗粒、粒径≤15nm的二氧化钛纳米颗粒、透明树脂的混合物组成；所述稀土材料层14为纳米稀土氧化物-纳米银复合材料层，其中所述纳米银附着在纳米稀土氧化物上，所述纳米稀土氧化物的粒径为7-15nm，所述纳米银的粒径≤7nm。在本实施例中，稀土材料为钆。
27.聚苯乙烯和二氧化钛的折射率不同，两者均匀混合在透明树脂中，形成随机排列的晶体结构，这种结构可以产生光带缝隙，调整光的衍射和漫反射。本发明中选用粒径≤15nm的聚苯乙烯纳米颗粒、粒径≤15nm的二氧化钛纳米颗粒，人眼会认为是透明状态；同样的，所述纳米稀土氧化物的粒径为7-15nm，所述纳米银的粒径≤7nm，人眼也会认为是透明状态，由于含有纳米银的成分，能够使得膜的颜色整体呈现灰色，实现灰色高清高透效果。稀土材料层用于提高膜的反射增益，增强投影影像的亮度、对比度以及饱和度；在本发明中，稀土材料层对于饱和度的提升是巨大的。
28.优选的，所述聚苯乙烯纳米颗粒的粒径为4-13nm；所述二氧化钛纳米颗粒的粒径为4-13nm；所述纳米稀土氧化物的粒径为10-13nm，所述纳米银的粒径为1-4nm。
29.粒径为7
±
1nm的聚苯乙烯纳米颗粒占聚苯乙烯纳米颗粒总数的80
±
5％；粒径为7
±
1nm的二氧化钛纳米颗粒占二氧化钛纳米颗粒总数的80
±
5％。实验表明，7
±
1nm的粒径占总数的80
±
5％左右，投影效果最佳。
30.所述聚苯乙烯纳米颗粒与二氧化钛纳米颗粒的质量比为(1-10):(1-10)；所述透明树脂的含量为聚苯乙烯纳米颗粒的质量+二氧化钛纳米颗粒的质量的0.05％-5％。优选的，所述聚苯乙烯纳米颗粒与二氧化钛纳米颗粒的质量比为1:1。
31.所述透明树脂为丙烯酸类树脂；所述透明粘结层采用聚氨酯改性的丙烯酸酯材料；所述透明基层的材质为pc、pi、pet中的任意一种，所述透明基层的厚度为50-170μm。
32.本发明还提供一种高清高透全息影像膜的制备方法，用于制备前的高清高透全息影像膜，具体步骤为：在基层上涂覆透明粘结层，接着将灰色纳米晶体显像层附着在透明粘结层上。
33.所述灰色纳米晶体显像层的制备方法，用于制备前述的灰色纳米晶体显像层，包括以下步骤。
34.s1：将聚苯乙烯纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、透明树脂按比例混合，并加入适量稀释剂或溶剂，混合搅拌均匀，获得混合溶胶。聚苯乙烯纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、透明树脂混合搅拌后，均匀分散在透明树脂中。
35.s2：将混合溶胶涂布在基板上。
36.s3：将附着在所述基板上的混合溶胶置于室温下干燥，使混合溶胶凝胶化，获得凝胶膜。在这个过程中，形成交联网络结构的凝胶膜，使膜更加稳定和坚固。
37.s4：将凝胶膜置于80-190℃下热处理0.1-6h，获得纳米晶体结构层。热处理可以使在纳米晶体结构层中的聚苯乙烯纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒更加致密，提高纳米晶体结构层的稳定性和光学性能。热处理条件一般在80-190℃下，优选150
±
10℃的温度范围内进行。最后，通过裁剪、打孔、压印等方法，将纳米晶体结构层加工成所需的形状和尺寸。
38.s5：将纳米稀土氧化物-纳米银复合材料进行分散处理，获得纳米材料分散液，将纳米材料分散液喷涂在纳米晶体结构层上，使其形成一层均匀的薄膜，干燥后获得灰色纳米晶体显像层。
39.所述纳米稀土氧化物-纳米银复合材料的制备方法为：纳米稀土氧化物、硝酸银加入到去离子水中，使硝酸银溶解，加入适量碱性物质，接着进行水热反应，反应结束后，离心并干燥，获得纳米稀土氧化物-纳米氧化银；在空气中煅烧纳米稀土氧化物-纳米氧化银，煅烧温度＞500℃，获得纳米稀土氧化物-纳米银复合材料；或者将纳米稀土氧化物-纳米氧化银在还原气氛下加热还原。
40.所述稀释剂或溶剂为甲苯、正丙醇、异丙醇中的至少一种。
41.综上所述，本发明提供一种灰色纳米晶体显像层、高清高透全息影像膜、制备方法，本发明获得的高清高透全息影像膜结构简单，制作过程难度低，极大的降低了生产制造成本，能够有效提升产品的竞争力，便于推广应用。
42.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种灰色纳米晶体显像层，其特征在于，包括：厚度为50-100nm的纳米晶体结构层、附着在所述纳米晶体结构层上的厚度为25-50nm的稀土材料层；所述纳米晶体结构层由：粒径≤15nm的聚苯乙烯纳米颗粒、粒径≤15nm的二氧化钛纳米颗粒、透明树脂的混合物组成；所述稀土材料层为纳米稀土氧化物-纳米银复合材料层，其中所述纳米银附着在纳米稀土氧化物上，所述纳米稀土氧化物的粒径为7-15nm，所述纳米银的粒径≤7nm。2.根据权利要求1所述的一种灰色纳米晶体显像层，其特征在于，所述聚苯乙烯纳米颗粒的粒径为4-13nm；所述二氧化钛纳米颗粒的粒径为4-13nm；所述纳米稀土氧化物的粒径为10-13nm，所述纳米银的粒径为1-4nm。3.根据权利要求1所述的一种灰色纳米晶体显像层，其特征在于，粒径为7
±
1nm的聚苯乙烯纳米颗粒占聚苯乙烯纳米颗粒总数的80
±
5％；粒径为7
±
1nm的二氧化钛纳米颗粒占二氧化钛纳米颗粒总数的80
±
5％。4.根据权利要求1所述的一种灰色纳米晶体显像层，其特征在于，所述聚苯乙烯纳米颗粒与二氧化钛纳米颗粒的质量比为(1-10):(1-10)；所述透明树脂的含量为聚苯乙烯纳米颗粒的质量+二氧化钛纳米颗粒的质量的0.05％-5％。5.一种灰色纳米晶体显像层的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-4任一项所述的灰色纳米晶体显像层，包括以下步骤：s1：将聚苯乙烯纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、透明树脂按比例混合，并加入适量稀释剂或溶剂，混合搅拌均匀，获得混合溶胶；s2：将混合溶胶涂布在基板上；s3：将附着在所述基板上的混合溶胶置于室温下干燥，使混合溶胶凝胶化，获得凝胶膜；s4：将凝胶膜置于80-190℃下热处理0.1-6h，获得纳米晶体结构层；s5：将纳米稀土氧化物-纳米银复合材料进行分散处理，获得纳米材料分散液，将纳米材料分散液喷涂在纳米晶体结构层上，使其形成一层均匀的薄膜，干燥后获得灰色纳米晶体显像层。6.根据权利要求5所述的一种灰色纳米晶体显像层的制备方法，其特征在于，所述纳米稀土氧化物-纳米银复合材料的制备方法为：纳米稀土氧化物、硝酸银加入到去离子水中，使硝酸银溶解，加入适量碱性物质，接着进行水热反应，反应结束后，离心并干燥，获得纳米稀土氧化物-纳米氧化银；在空气中煅烧纳米稀土氧化物-纳米氧化银，煅烧温度＞500℃，获得纳米稀土氧化物-纳米银复合材料；或者将纳米稀土氧化物-纳米氧化银在还原气氛下加热还原。7.根据权利要求5所述的一种灰色纳米晶体显像层的制备方法，其特征在于，所述稀释剂或溶剂为甲苯、正丙醇、异丙醇中的至少一种。8.一种高清高透全息影像膜，其特征在于，包括：透明基层、透明粘结层以及权利要求1-4任一项所述的灰色纳米晶体显像层；所述透明黏结层粘结所述透明基层与纳米晶体结构层。9.根据权利要求8所述的一种高清高透全息影像膜，其特征在于，所述透明树脂为丙烯酸类树脂；所述透明粘结层采用聚氨酯改性的丙烯酸酯材料；所述透明基层的材质为pc、pi、pet中的任意一种，所述透明基层的厚度为50-170μm。
10.一种高清高透全息影像膜的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求8或9所述的高清高透全息影像膜，具体步骤为：在基层上涂覆透明粘结层，接着将灰色纳米晶体显像层附着在透明粘结层上。

技术总结
本发明公开一种灰色纳米晶体显像层、高清高透全息影像膜、制备方法。所述高清高透全息影像膜，包括：透明基层、透明粘结层以及灰色纳米晶体显像层。所述灰色纳米晶体显像层，包括：厚度为50-100nm的纳米晶体结构层、附着在所述纳米晶体结构层上的厚度为25-50nm的稀土材料层；所述纳米晶体结构层由：粒径≤15nm的聚苯乙烯纳米颗粒、粒径≤15nm的二氧化钛纳米颗粒、透明树脂的混合物组成；所述稀土材料层为纳米稀土氧化物-纳米银复合材料层，所述纳米稀土氧化物的粒径为7-15nm，所述纳米银的粒径≤7nm。本发明获得的高清高透全息影像膜结构简单，制作过程难度低，极大的降低了生产制造成本，能够有效提升产品的竞争力，便于推广应用。用。用。


技术研发人员：杨雯莉 董成龙 彭登峰
受保护的技术使用者：深圳申鲲科技有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/23