一种光学薄膜，包含该薄膜的光学组件及制备方法与流程

本发明涉及一种具有聚合物粘合剂的mgf2光学薄膜，具体涉及一种在基材的单面或双面上形成包含聚合物粘合剂的mgf2单层光学薄膜的光学组件。

背景技术：

在本领域中，氟化镁薄膜是一种有效的低折射率光学薄膜，但其机械强度不高，限制了氟化镁薄膜的大规模工业化应用，特别是氟化镁薄膜不能直接用于目前正逐步代替玻璃的透明聚合物基底，因为氟化镁薄膜与聚合物基材的化学相容性和表面润湿性均较差，即使将氟化镁薄膜镀在聚合物基材上，也很容易擦掉。

目前为止，关于氟化镁薄膜用于聚合物基材的报道几乎没有，用于聚合物基材的研究对象主要集中在二氧化硅薄膜。氟化镁薄膜用于玻璃基材的报道目前有用于相机镜头的，但是这类单纯氟化镁薄膜与基材的结合或者不牢固或者折射率不够低而导致其他光学性能不好。常用的透明聚合物基材包括聚碳酸酯（pc）、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）等。在这些基底上镀制二氧化硅薄膜的方法主要有以下两种，第一，采用等离子体刻蚀聚合物基材后镀膜，使基材表面暴露出更多的极性c-o键和c=o键，不仅提高了基材的亲水性，而且增强了薄膜和基材之间的相互作用力，更容易制得耐摩擦的薄膜；第二种方法是在聚合物基材上镀制有机-无机杂化二氧化硅薄膜，通常是由带有有机基团的硅醇盐（如mtes、aptes、gptes等）与teos同时在酸性条件下进行水解缩聚制得，这种方法得到的有机基团是以化学键的形式连接在二氧化硅中，薄膜与基材的粘结力较强，薄膜本身的机械性能也增强，但是这种方法制备的薄膜结构致密，折射率较大，增透效果较差。氟化镁具有比二氧化硅更低的折射率，若能制备出氟化镁基有机-无机杂化薄膜，其光学性能将比二氧化硅基杂化膜更加优异。

当前科技发展，高透、柔性可弯折显示是未来主要发展方向。玻璃基材的透光率较高，自身机械性能较高且耐高温，应用受到牵制主要是基材透光率难以达到一些特殊的应用领域（激光、镜头等），当前在基材上镀制的膜层材料不能够同时满足透光率和附着力要求；柔性可弯折基材主要有聚碳酸酯pc，对苯二甲酸乙二醇酯聚pet，聚酰亚胺pi，聚甲基丙烯酸甲酯pmma，具有透光率高、变形温度较高、质量轻和可弯折等诸多优异性能，然而这些高分子基材自身机械性能较差，限制了它的实际应用。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的氟化镁薄膜机械强度低、且在基材上附着力差等技术问题，本发明第一目的在于提供一种用于增透膜的光学薄膜材料，其特征在于薄膜材料包含氟化镁（mgf2）和一种或多种聚合物粘合剂。

mgf2光学薄膜的机械强度高、耐环境性佳且易得到低折射率的材料，其中氟化镁以离子键的形式存在，f倾向于暴露在颗粒的表面，因此容易以氢键的形式吸收空气中的水。利用氟化镁颗粒表面强烈的氢键作用，将具有丰富羟基的聚合物粘合剂引入氟化镁中，通过氟化镁微粒子和聚合物粘合剂分子之间存在的氢键作用制备出性能优异的杂化膜。

本发明中所述的聚合物粘合剂主要为水溶性聚合物，其定义（特征）为具有一定的链长，富含丰富的羟基，并且与水或其他亲水性极性溶剂中能够互溶。

在一个优选例中，所述的光学薄膜聚合物粘合剂包括聚乙烯醇（pva）、聚丙烯酸（paa）和环氧树脂等。

在另一优选例中，所述聚合物粘合剂的质量百分含量为0~20%。

在另一优选例中所述聚合物粘合剂的质量百分含量为4.3~18.2%.

在另一优选例中，所述聚合物粘合剂为聚乙烯醇（pva）。

在另一优选例中，所述光学薄膜的折射率为1.26～1.42。

在另一优选例中，所述mgf2为纳米结构且其平均粒径为大于0nm且小于等于20nm。

在另一优选例中，所述光学薄膜具有多孔结构，孔隙率为大于0％并小于等于40％。

本发明第二目的在于提供一种包含上述mgf2光学薄膜的光学组件，其中所述mgf2光学薄膜在基材的单面或双面上形成单层的氟化镁基增透膜。

所述光学膜与基材的附着力强，光学组件具有优异的光学性能和机械性能，可直接应用于相机、显微镜、双筒望远镜、曝光装置、电子显示器等光学设备中。

在一个优选例中，所述基材为玻璃基材或聚合物基材。

在另一优选例中，所述基材选自各种玻璃基材、聚碳酸酯pc膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯pet膜、聚甲基丙烯酸甲酯pmma及硬化pmma（pmmajy）膜。

本发明第三目的在于提供一种光学组件的制造方法，包括以下步骤：

（1）配制mgf2均匀分散在其中的mgf2溶胶；

（2）配制含有聚合物粘合剂分子的水溶液；

（3）将上述两种溶液混合得到包含聚合物粘合剂的mgf2光学薄膜的涂布液；

（4）将上述涂布液涂布到基材上，然后干燥成膜。

该方法可将所述mgf2光学薄膜均匀地涂布到基材上，成膜工艺简单且无需热处理，成本可大幅降低，适合工业化大规模生产。

本发明中所述的聚合物粘合剂主要为水溶性聚合物，其定义（特征）为具有一定的链长，富含丰富的羟基，并且与水或其他亲水性极性溶剂中能够互溶。

在一个优选例中，所述制备方法包括以下步骤：

（1）通过控制f/mg摩尔比在1.95～2.0之间，优选f/mg摩尔比为2.0，使含镁化合物与含氟化合物在溶剂中混合并在加压加温下反应，得到mgf2均匀分散在其中的mgf2溶胶；其中所述含镁化合物优选使用镁的醋酸盐或醇盐，更优选为醋酸镁；所述含氟化合物优选为氢氟酸或三氯乙酸，更优选为氢氟酸；所述溶剂优选为醇类溶剂，更优选为甲醇或异丙醇；

（2）将聚合物粘合剂溶解到去离子水中得到水溶液；其中所述聚合物粘合剂的分子量为16000～92000；

（3）在搅拌下将上述得到的含有聚合物粘合剂的水溶液逐滴加入到所述含有均匀分散的mgf2的溶胶溶液中，得到包含聚合物粘合剂的mgf2光学薄膜的涂布液；

（4）在相对湿度30%～50%的气氛下利用提拉涂布法将该涂布液或溶胶涂布在该基材上，然后干燥成膜。

本发明第四目的在于提供一种制备光学薄膜的涂布液，所述涂布液通过以下步骤得到：

（1）配制mgf2微粒子均匀分散在其中的mgf2溶胶；

（2）配制含有聚合物粘合剂的水溶液；

（3）将上述两种溶液混合得到包含聚合物粘合剂的mgf2光学薄膜的涂布液。

本发明中所述的聚合物粘合剂主要为水溶性聚合物，其定义（特征）为具有一定的链长，富含丰富的羟基，并且与水或其他亲水性极性溶剂中能够互溶。

在一优选例中，所述的涂布液通过以下步骤得到：

（1）通过控制f/mg摩尔比在1.95～2.0之间，优选f/mg摩尔比为2.0，使含镁化合物与含氟化合物在溶剂中混合并在加压加温下反应，得到mgf2均匀分散在其中的mgf2溶胶；其中所述含镁化合物优选使用镁的醋酸盐或醇盐，更优选为醋酸镁；所述含氟化合物优选为氢氟酸或三氯乙酸，更优选为氢氟酸；所述溶剂优选为醇类溶剂，更优选为甲醇或异丙醇；

（2）将聚合物粘合剂溶解到去离子水得到其水溶液；其中所述聚合物粘合剂的分子量为16000～92000；

（3）在搅拌下将上述得到的含有聚合物粘合剂的水溶液逐滴加入到所述含有均匀分散的mgf2的溶胶溶液中，得到包含聚合物粘合剂的mgf2光学薄膜的涂布液。

使用该涂布液可快速有效地制备得到本发明所述性能优异的mgf2光学薄膜。

在本发明中，聚乙烯醇（pva）分子是用来链接mgf2的，形成具有形成带有一些交联孔的网状结构，从而具有优异的光学性质与机械性能。由于以高光学性能的mgf2作为薄膜的主成分物质，将该mgf2之间利用聚乙烯醇（pva）分子进行链接，增强了mgf2之间以及mgf2与基材间的结合，从而大幅度提升了膜的机械强度以及膜于基材间的附着力。其中pva可将mgf2沿着它的伸展方向均匀地粘合在一起，形成带有一些交联孔的网状结构，mgf2和pva长链之间存在较强的氢键作用，这个作用的存在不仅使薄膜涂布液均匀、稳定，而且必然会增强mgf2薄膜的机械性能。

本发明人在研究中发现，pva分子的含量对本发明所述薄膜的折射率及机械强度有关键影响。其中mgf2光学薄膜的光学性能和机械性能随pva比例的增加分别呈现出逐渐降低和逐渐增强的趋势，即随着pva含量的增加，薄膜的折射率越来越高，薄膜的机械性能越来越强。当pva含量过高时，所得到的mgf2光学薄膜光学性能较差，相反其致密性使得薄膜机械性能很好。当pva分子的质量百分含量在大于0％并小于等于20％的范围内时，mgf2-pva光学薄膜在各种基材的透射率为较高，同时抗摩擦性能、硬度和弹性模量均较纯氟化镁薄膜均有很大提高。其中优选pva分子的质量百分含量为4.3～18.2%，更优选为11.8～18.2%。其中当选择pva的质量百分含量为11.8%，可制得光学性能和机械性能均优异的光学薄膜。另外，利用纳米压痕测试方法测试，本发明所述mgf2光学薄膜可具有较高的薄膜强度，尤其是pva质量分数为18.2%以上时，其薄膜强度最佳。在此，由于薄膜强度较高，即使擦拭表面也无刮痕，使得mgf2光学薄膜容易应用于未来更广领域。因而通过调整薄膜中pva的含量，相应满足不同光学性能与机械性能的需求，得当各种性能的光学薄膜。

在本发明所述mgf2光学薄膜中，所述mgf2的适宜平均粒径范围为大于0nm且小于等于20nm。由于pva的添加可以阻止颗粒之间的相互堆积而保证颗粒之间的空隙，而可得到多孔结构的mgf2薄膜，得到折射率低的mgf2光学薄膜。从确保薄膜强度的观点来看，前述多孔结构的孔隙率为大于0%并小于等于40%。

关于mgf2溶胶的配制，作为镁化合物，可以使用醋酸盐、醇盐，在此优先选择醋酸镁。作为氟化合物，可选择氢氟酸、三氯乙酸，在此优选氢氟酸。作为溶剂选择甲醇。后续由于甲醇成膜易挥发，可以选择异丙醇等沸点高的醇类来进行溶剂置换。

其中，当采用醋酸镁作为镁源，甲醇为溶剂，氢氟酸为氟源时，通常通过在120℃-180℃高温自压条件下处理得到mgf2溶胶，这样形成的溶胶不易凝胶，且mgf2的结晶性很好，制膜或制胶后颗粒之间均不易粘结。另外，选择特定氟镁比，得到折射率合适的mgf2，将f/mg控制在1.95～2.0之间，得到折射率较低的mgf2光学薄膜。

配制含有pva分子的水溶液的方法比较简单。将一定量的聚乙烯醇（pva）加热溶解于去离子水中，冷却至室温待用。

本发明所述涂布液是在搅拌下将冷却到室温的含有pva分子的水溶液逐滴加入到mgf2溶胶中得到的。

在本发明中利用提拉浸渍法将所述涂布液涂布在所述基材上，利用该方法易于制造出均匀的mgf2光学薄膜。优选可在相对湿度30%～50%的环境下利用提拉浸渍法将所述涂布液或溶胶涂布在所述基材上。在上述的相对湿度下进行涂布可避免条纹缺陷出现，容易得到均匀性很好的mgf2光学薄膜。

提拉浸渍法具体如下：将基材浸渍到涂布液中，浸渍一定时间后，采用大于0小于等于300mm/min速度将pc基材移出涂布液中。保持环境湿度、温度不变得条件下，自然干燥。本发明所述薄膜的制备过程中不需要高温处理，避免了不同基材受不同温度的影响。通过本发明所述的制造方法，能够得到耐摩擦性能优异，折射率较低的包含pva分子的mgf2光学薄膜（mgf2-pva膜），在基材上形成的薄膜均匀性最好。另外，在其他的柔性基材上同样可得到性能优异的mgf2光学薄膜，当然在玻璃基材上更容易。

有益效果：与现有技术相比，本发明有以下显著优点：

（1）本发明所述含pva分子的mgf2光学薄膜（mgf2-pva膜）中的pva与mgf2通过结合力大的氢键结合，从而大幅度提高薄膜在基材上的附着力，能同时确保薄膜具有低折射率和优异的耐摩擦性能；

（2）在本发明所述光学组件的制造方法，通过在基材上涂布并简单干燥无需高温热处理就可得到均匀性好、性能优异的mgf2光学薄膜，而且本发明所述薄膜一次成型，不会受到多层影响，从而制造出本发明所述效果的光学组件；

（3）本发明所述涂布液的粘度可以在较长时间内保持稳定，一般至少可在2.0~4.5mpa·s保持2年；

（4）本发明特别选择以聚碳酸酯pc，折射率为1.586；聚对苯二甲酸乙二醇酯pet，折射率1.655；聚甲基丙烯酸甲酯pmma及硬化pmma（pmmajy），折射率1.491）或玻璃（实施例2和3中采用的k9玻璃，折射率为1.516）为基材，在其单面或双面涂覆单层的mgf2光学薄膜，得到光学性能和机械性能都优异的氟化镁基增透膜光学组件，可直接广泛应用于相机、显微镜、双筒望远镜、曝光装置等光学设备中，具有巨大的工业应用前景和市场前景。

附图说明

图1为本发明所述光学薄膜的sem图，其中(a)mgf2薄膜的sem图；（b）pva质量分数为11.8%的mgf2-pva薄膜的sem图；（c）和（d）分别为（a）和（b）的放大；

图2为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜在pc基材上的透射率曲线；

图3为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜的折射率色散曲线；

图4为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜的硬度；

图5为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜弹性模量曲线；

图6为本发明作为对比例的pva质量分数为0%且f/mg摩尔比2.0mgf2-pva薄膜摩擦前后的透射率曲线；

图7为本发明pva质量分数为4.3%且f/mg摩尔比2.0mgf2-pva薄膜摩擦前后的透射率曲线；

图8为本发明pva质量分数为11.8%且f/mg摩尔比2.0mgf2-pva薄膜摩擦前后的透射率曲线；

图9为本发明pva质量分数为18.2%且f/mg摩尔比2.0mgf2-pva薄膜摩擦前后的透射率曲线；

图10为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜在k9基材上的透射率曲线；

图11为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比1.95mgf2-pva薄膜在k9基材上的透射率曲线；

图12为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜在pet基材上的透射率曲线；

图13为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜在pmma基材上的透射率曲线；

图14为本发明不同pva质量分数且f/mg摩尔比2.0的mgf2-pva薄膜在硬化pmma（pmmajy）基材上的透射率曲线。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

[配制mgf2溶胶]

按照f/mg摩尔比为2.0称量氢氟酸与醋酸镁，先将氢氟酸溶解在甲醇中得到氢氟酸甲醇溶液，以及将醋酸镁溶解在甲醇中得到醋酸镁甲醇溶液，然后在搅拌下将氢氟酸甲醇溶液加入到所述醋酸镁甲醇溶液中，形成澄清的前驱体溶液，然后将该前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃高温自压条件下进行热处理，即得到浓度为0.38m的淡蓝色的mgf2溶胶。在上述150℃的热处理过程中，可以使其中的副产物醋酸与溶剂甲醇反应形成乙酸甲酯。因为mgf2溶胶中含有醋酸，未经高温高压处理很容易形成凝胶而无法成膜。

[mgf2溶胶置换溶剂]

所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶以甲醇为溶剂，由于后续处理时甲醇成膜易挥发，因此为了得到均匀的光学薄膜，可以将溶剂置换为异丙醇而得到以异丙醇为溶剂的mgf2溶胶。具体如下：将所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶经过旋转蒸发仪浓缩后，加入沸点高的异丙醇，制得置换溶剂后的mgf2溶胶，方便后续使用。置换溶剂后的mgf2溶胶同时也具有稳定的光学性能与机械性能。

[配制pva水溶液]

按照使得最终mgf2光学薄膜产物中pva质量百分含量分别达到0%，4.3%，11.8%和18.2%的量称量聚乙烯醇pva（分子量为16000），将称量好的pva分别加热溶解到水中，得到四种不同浓度的pva水溶液，冷却至室温备用。

[制备涂布液]

在搅拌下将冷却到室温的四种pva水溶液分别逐滴加入到经置换溶剂后的mgf2溶胶中，得到四种pva含量不同的涂布液。

[制备光学组件]

采用聚碳酸酯pc（尺寸50mm×25mm×0.3mm，折射率为1.586）为基材，在相对湿度30%的环境下将4块pc基材分别浸渍到上述四种pva含量不同的涂布液中，浸渍30s后，采用240mm/min速度将pc基材移出涂布液中。经一次涂布后，在保持环境湿度、温度等不变的条件下，自然干燥后就可获得pva质量百分含量分别为0%，4.3%，11.8%和18.2%的四种mgf2光学薄膜，分别以mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva表示。所述mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva四种光学组件上包含的光学薄膜均为双面单层的mgf2增透耐摩擦膜。

下面分别对上述制备的四种光学组件进行检测，检测结果如附图1-9。

[膜的折射率评估]

分别利用日立u-4100测量其透射曲线，结合上海sanco公司的sc620椭偏仪测量其折射率。

[膜的附着力性能测量]

采用纳米压痕仪（采用安捷伦生产的nanoindenterg200），测试薄膜的硬度和杨氏模量。为了避免基底的影响，薄膜厚度均大于1μm。

[膜的耐摩擦性能评估]

采用taber5700线性耐磨试验仪研究其抗摩擦性能。测试条件：摩擦头采用cs-10fwearasers，负载为350g，移动距离0.5"，摩擦速度为15cycles/min，摩擦次数依据实际情况而定。薄膜的抗摩擦性能由摩擦前后薄膜的透射率变化评价。

图1是mgf2-0%pva和mgf2-11.8%pva上的光学薄膜的sem表面形貌图，从图1种可以看出两种光学薄膜表面平整度较好，颗粒尺寸分布均匀。从放大图中可以观察到，mgf2-0%pva中的单纯mgf2光学薄膜是由单个颗粒堆积而成，而mgf2-11.8%pva中的mgf2/pva光学薄膜是由交联状颗粒堆积而成，其中包含mgf2以及pva分子，pva以长链存在于多数mgf2颗粒之间，在pva分子周围围绕着mgf2，在多个mgf2之间以及多个mgf2与基材之间利用pva分子进行链接，这与涂布液中颗粒的交联结构相一致。两种光学薄膜中的mgf2均是由mgf2结晶泡所组成的颗粒，且平均粒径约10nm。另外，mgf2-11.8%pva中的mgf2之间由于存在长链pva分子，不易粘合形成致密构造。

由图2和图3可知，随着pva含量的增大，四种mgf2光学薄膜的折射率依次增加，而透射率则依次降低，二者的变化趋势符合发明人的合理预期。因为pva含量的增大会使得涂布液中的mgf2微粒子紧密的链接在pva分子链周围，孔隙率降低。

从图4和图5数据可以看出，四种mgf2光学薄膜的硬度随pva含量的增加呈现逐渐增大的趋势，弹性模量则在pva比例较小时，大幅度增大，当pva的含量高于11.8%时，基本保持不变。这些测试结果表明，pva的添加提高了光学薄膜的硬度和弹性模量，机械性能明显增强。

从图6-9分别示出四种mgf2光学薄膜在pc基材上的抗摩擦性能。从图6中可以看出，纯mgf2光学薄膜在摩擦20个循环后，透射率降低了4.7%，薄膜基本被擦掉，说明mgf2与pc基底的结合力较差。从图7中可以看出，当pva的含量为4.3%时，mgf2光学薄膜经摩擦20次后，透射率降低4.2%，与纯氟化镁薄膜相比，抗摩擦性能并没有明显提高；从图8中可以看出，pva的含量为11.8%的mgf2光学薄膜，经相同条件下摩擦20次后，薄膜的透射率没有降低，进一步测量摩擦循环60次后，降低1%，相较于纯mgf2光学薄膜，该所述光学薄膜的抗摩擦性能大大提高；从图9中可以看出，当pva的含量增加到18.2%时，mgf2光学薄膜本身以及薄膜与基底的结合力都大大增强，在140次摩擦测试后，薄膜透射率仍然保持不变，由此pva比例越大，所述mgf2光学薄膜的抗摩擦性能越优异，pva的增加不仅将mgf2颗粒粘结的更加紧密，同时增强了薄膜与基底的结合力。

需注意的是：聚合物粘合剂的应用，并不仅局限于pva，对本技术领域的普通技术人员来说，任何富含羟基的聚合物，例如聚丙烯酸和环氧树脂，都可以替代pva并发挥类似的功能。

实施例2

[配制mgf2溶胶]

按照f/mg摩尔比为2.0称量氢氟酸与醋酸镁，先将氢氟酸溶解在甲醇中得到氢氟酸甲醇溶液，以及将醋酸镁溶解在甲醇中得到醋酸镁甲醇溶液，然后在搅拌下将氢氟酸甲醇溶液加入到所述醋酸镁甲醇溶液中，形成澄清的前驱体溶液，然后将该前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃高温自压条件下进行热处理，即得到浓度为0.38m的淡蓝色的mgf2溶胶。在上述150℃的热处理过程中，可以使其中的副产物醋酸与溶剂甲醇反应形成乙酸甲酯。因为mgf2溶胶中含有醋酸，未经高温高压处理很容易形成凝胶而无法成膜。

[mgf2溶胶置换溶剂]

所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶以甲醇为溶剂，由于后续处理时甲醇成膜易挥发，因此为了得到均匀的光学薄膜，可以将溶剂置换为异丙醇而得到以异丙醇为溶剂的mgf2溶胶。具体如下：将所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶经过旋转蒸发仪浓缩后，加入沸点高的异丙醇，制得置换溶剂后的mgf2溶胶，方便后续使用。置换溶剂后的mgf2溶胶同时也具有稳定的光学性能与机械性能。

[配制pva水溶液]

按照使得最终mgf2光学薄膜产物中pva质量百分含量分别达到0%，4.3%，11.8%和18.2%的量称量聚乙烯醇pva（分子量为75000），将称量好的pva分别加热溶解到水中，得到四种不同浓度的pva水溶液，冷却至室温备用。

[制备涂布液]

在搅拌下将冷却到室温的四种pva水溶液分别逐滴加入到经置换溶剂后的mgf2溶胶中，得到四种pva含量不同的涂布液。

[制备光学组件]

采用k9（尺寸φ35mm×4mm，折射率为1.516）为基材，在相对湿度30%的环境下将4块k9基材分别浸渍到上述四种pva含量不同的涂布液中，浸渍30s后，采用240mm/min速度将k9基材移出涂布液中。经一次涂布后，在保持环境湿度、温度等不变的条件下，自然干燥后就可获得pva质量百分含量分别为0%，4.3%，11.8%和18.2%的四种mgf2光学薄膜，分别以mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva表示。所述mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva四种光学组件上包含的光学薄膜均为双面单层的mgf2增透耐摩擦膜。

对上述制备的四种光学组件进行检测，检测结果如附图10。

利用日立u-4100测量其透射曲线。图10是不同pva质量分数且f/mg摩尔比为2.0，k9基材上光学薄膜的透射率图，随着pva含量的增大，四种mgf2光学薄膜的透射率依次降低，受折射率影响；折射率越改，薄膜在基材上的透射率就越低，该变化变化趋势符合发明人的合理预期。因为pva含量的增大会使得涂布液中的mgf2紧密的链接在pva分子链周围，孔隙率降低。膜层折射率，机械强度及耐摩擦性能与实施例1中相同。

需注意的是：聚合物粘合剂的应用，并不仅局限于pva，对本技术领域的普通技术人员来说，任何富含羟基的聚合物，例如聚丙烯酸和环氧树脂，都可以替代pva并发挥类似的功能。

实施例3

[配制mgf2溶胶]

按照f/mg摩尔比为1.95称量氢氟酸与醋酸镁，先将氢氟酸溶解在甲醇中得到氢氟酸甲醇溶液，以及将醋酸镁溶解在甲醇中得到醋酸镁甲醇溶液，然后在搅拌下将氢氟酸甲醇溶液加入到所述醋酸镁甲醇溶液中，形成澄清的前驱体溶液，然后将该前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃高温自压条件下进行热处理，即得到浓度为0.38m的淡蓝色的mgf2溶胶。在上述150℃的热处理过程中，可以使其中的副产物醋酸与溶剂甲醇反应形成乙酸甲酯。因为mgf2溶胶中含有醋酸，未经高温高压处理很容易形成凝胶而无法成膜。

[mgf2溶胶置换溶剂]

所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶以甲醇为溶剂，由于后续处理时甲醇成膜易挥发，因此为了得到均匀的光学薄膜，可以将溶剂置换为异丙醇而得到以异丙醇为溶剂的mgf2溶胶。具体如下：将所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶经过旋转蒸发仪浓缩后，加入沸点高的异丙醇，制得置换溶剂后的mgf2溶胶，方便后续使用。置换溶剂后的mgf2溶胶同时也具有稳定的光学性能与机械性能。

[配制pva水溶液]

按照使得最终mgf2光学薄膜产物中pva质量百分含量分别达到0%，4.3%，11.8%和18.2%的量称量聚乙烯醇pva（分子量为83000），将称量好的pva分别加热溶解到水中，得到四种不同浓度的pva水溶液，冷却至室温备用。

[制备涂布液]

在搅拌下将冷却到室温的四种pva水溶液分别逐滴加入到经置换溶剂后的mgf2溶胶中，得到四种pva含量不同的涂布液。

[制备光学组件]

采用k9（尺寸φ35mm×4mm，折射率为1.516）为基材，在相对湿度30%的环境下将4块k9基材分别浸渍到上述四种pva含量不同的涂布液中，浸渍30s后，采用240mm/min速度将k9基材移出涂布液中。经一次涂布后，在保持环境湿度、温度等不变的条件下，自然干燥后就可获得pva质量百分含量分别为0%，4.3%，11.8%和18.2%的四种mgf2光学薄膜，分别以mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva表示。所述mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva四种光学组件上包含的光学薄膜均为双面单层的mgf2增透耐摩擦膜。

对上述制备的四种光学组件进行检测，检测结果如附图11。

分别利用日立u-4100测量其透射曲线。图11不同pva质量分数且f/mg摩尔比为1.95，k9基材上光学薄膜的透射率图。与相同条件下，f/mg摩尔比为2.0薄膜比较，透射率略低，因此折射率略高于相同条件f/mg摩尔比为2.0薄膜。同时随着pva含量的增大，四种mgf2光学薄膜的透射率依次降低，与f/mg摩尔比为2.0薄膜变化趋势相同，该变化变化趋势符合发明人的合理预期。因为pva含量的增大会使得涂布液中的mgf2紧密的链接在pva分子链周围，孔隙率降低。机械强度及耐摩擦性能与实施例1中相同。

需注意的是：聚合物粘合剂的应用，并不仅局限于pva，对本技术领域的普通技术人员来说，任何富含羟基的聚合物，例如聚丙烯酸和环氧树脂，都可以替代pva并发挥类似的功能。

实施例4

[配制mgf2溶胶]

按照f/mg摩尔比为2.0称量氢氟酸与醋酸镁，先将氢氟酸溶解在甲醇中得到氢氟酸甲醇溶液，以及将醋酸镁溶解在甲醇中得到醋酸镁甲醇溶液，然后在搅拌下将氢氟酸甲醇溶液加入到所述醋酸镁甲醇溶液中，形成澄清的前驱体溶液，然后将该前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃高温自压条件下进行热处理，即得到浓度为0.38m的淡蓝色的mgf2溶胶。在上述150℃的热处理过程中，可以使其中的副产物醋酸与溶剂甲醇反应形成乙酸甲酯。因为mgf2溶胶中含有醋酸，未经高温高压处理很容易形成凝胶而无法成膜。

[mgf2溶胶置换溶剂]

所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶以甲醇为溶剂，由于后续处理时甲醇成膜易挥发，因此为了得到均匀的光学薄膜，可以将溶剂置换为异丙醇而得到以异丙醇为溶剂的mgf2溶胶。具体如下：将所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶经过旋转蒸发仪浓缩后，加入沸点高的异丙醇，制得置换溶剂后的mgf2溶胶，方便后续使用。置换溶剂后的mgf2溶胶同时也具有稳定的光学性能与机械性能。

[配制pva水溶液]

按照使得最终mgf2光学薄膜产物中pva质量百分含量分别达到0%，4.3%，11.8%和18.2%的量称量聚乙烯醇pva（分子量为92000），将称量好的pva分别加热溶解到水中，得到四种不同浓度的pva水溶液，冷却至室温备用。

[制备涂布液]

在搅拌下将冷却到室温的四种pva水溶液分别逐滴加入到经置换溶剂后的mgf2溶胶中，得到四种pva含量不同的涂布液。

[制备光学组件]

采用聚对苯二甲酸乙二醇酯pet（尺寸50mm×25mm×0.125mm，折射率为1.655）为基材，在相对湿度30%的环境下将4块pet基材分别浸渍到上述四种pva含量不同的涂布液中，浸渍30s后，采用240mm/min速度将pet基材移出涂布液中。经一次涂布后，在保持环境湿度、温度等不变的条件下，自然干燥后就可获得pva质量百分含量分别为0%，4.3%，11.8%和18.2%的四种mgf2光学薄膜，分别以mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva表示。所述mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva四种光学组件上包含的光学薄膜均为双面单层的mgf2增透耐摩擦膜。

下面分别对上述制备的四种光学组件进行检测，检测结果如附图12。

利用日立u-4100测量其透射曲线。图13是不同pva质量分数且f/mg摩尔比为2.0，pet基材上光学薄膜的透射率图，随着pva含量的增大，四种mgf2光学薄膜的透射率依次降低，受折射率影响；折射率越改，薄膜在基材上的透射率就越低，该变化变化趋势符合发明人的合理预期。因为pva含量的增大会使得涂布液中的mgf2紧密的链接在pva分子链周围，孔隙率降低。膜层折射率，机械强度及耐摩擦性能与实施例1中相同。

需注意的是：聚合物粘合剂的应用，并不仅局限于pva，对本技术领域的普通技术人员来说，任何富含羟基的聚合物，例如聚丙烯酸和环氧树脂，都可以替代pva并发挥类似的功能。

实施例5

[配制mgf2溶胶]

按照f/mg摩尔比为2.0称量氢氟酸与醋酸镁，先将氢氟酸溶解在甲醇中得到氢氟酸甲醇溶液，以及将醋酸镁溶解在甲醇中得到醋酸镁甲醇溶液，然后在搅拌下将氢氟酸甲醇溶液加入到所述醋酸镁甲醇溶液中，形成澄清的前驱体溶液，然后将该前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃高温自压条件下进行热处理，即得到浓度为0.38m的淡蓝色的mgf2溶胶。在上述150℃的热处理过程中，可以使其中的副产物醋酸与溶剂甲醇反应形成乙酸甲酯。因为mgf2溶胶中含有醋酸，未经高温高压处理很容易形成凝胶而无法成膜。

[mgf2溶胶置换溶剂]

所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶以甲醇为溶剂，由于后续处理时甲醇成膜易挥发，因此为了得到均匀的光学薄膜，可以将溶剂置换为异丙醇而得到以异丙醇为溶剂的mgf2溶胶。具体如下：将所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶经过旋转蒸发仪浓缩后，加入沸点高的异丙醇，制得置换溶剂后的mgf2溶胶，方便后续使用。置换溶剂后的mgf2溶胶同时也具有稳定的光学性能与机械性能。

[配制pva水溶液]

按照使得最终mgf2光学薄膜产物中pva质量百分含量分别达到0%，4.3%，11.8%和18.2%的量称量聚乙烯醇pva（分子量为16000），将称量好的pva分别加热溶解到水中，得到四种不同浓度的pva水溶液，冷却至室温备用。

[制备涂布液]

在搅拌下将冷却到室温的四种pva水溶液分别逐滴加入到经置换溶剂后的mgf2溶胶中，得到四种pva含量不同的涂布液。

[制备光学组件]

采用聚甲基丙烯酸甲酯pmma（尺寸50mm×25mm×4mm，折射率为1.491）为基材，在相对湿度30%的环境下将4块pmma基材分别浸渍到上述四种pva含量不同的涂布液中，浸渍30s后，采用240mm/min速度将pmma基材移出涂布液中。经一次涂布后，在保持环境湿度、温度等不变的条件下，自然干燥后就可获得pva质量百分含量分别为0%，4.3%，11.8%和18.2%的四种mgf2光学薄膜，分别以mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva表示。所述mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva四种光学组件上包含的光学薄膜均为双面单层的mgf2增透耐摩擦膜。

下面分别对上述制备的四种光学组件进行检测，检测结果如13。

利用日立u-4100测量其透射曲线。图13是不同pva质量分数且f/mg摩尔比为2.0，pmma基材上光学薄膜的透射率图，随着pva含量的增大，四种mgf2光学薄膜的透射率依次降低，受折射率影响；折射率越改，薄膜在基材上的透射率就越低，该变化变化趋势符合发明人的合理预期。因为pva含量的增大会使得涂布液中的mgf2紧密的链接在pva分子链周围，孔隙率降低。膜层折射率，机械强度及耐摩擦性能与实施例1中相同。

需注意的是：聚合物粘合剂的应用，并不仅局限于pva，对本技术领域的普通技术人员来说，任何富含羟基的聚合物，例如聚丙烯酸和环氧树脂，都可以替代pva并发挥类似的功能。

实施例6

[配制mgf2溶胶]

按照f/mg摩尔比为2.0称量氢氟酸与醋酸镁，先将氢氟酸溶解在甲醇中得到氢氟酸甲醇溶液，以及将醋酸镁溶解在甲醇中得到醋酸镁甲醇溶液，然后在搅拌下将氢氟酸甲醇溶液加入到所述醋酸镁甲醇溶液中，形成澄清的前驱体溶液，然后将该前驱体溶液转移到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在150℃高温自压条件下进行热处理，即得到浓度为0.38m的淡蓝色的mgf2溶胶。在上述150℃的热处理过程中，可以使其中的副产物醋酸与溶剂甲醇反应形成乙酸甲酯。因为mgf2溶胶中含有醋酸，未经高温高压处理很容易形成凝胶而无法成膜。

[mgf2溶胶置换溶剂]

所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶以甲醇为溶剂，由于后续处理时甲醇成膜易挥发，因此为了得到均匀的光学薄膜，可以将溶剂置换为异丙醇而得到以异丙醇为溶剂的mgf2溶胶。具体如下：将所述经高温高压处理得到的mgf2溶胶经过旋转蒸发仪浓缩后，加入沸点高的异丙醇，制得置换溶剂后的mgf2溶胶，方便后续使用。置换溶剂后的mgf2溶胶同时也具有稳定的光学性能与机械性能。

[配制pva水溶液]

按照使得最终mgf2光学薄膜产物中pva质量百分含量分别达到0%，4.3%，11.8%和18.2%的量称量聚乙烯醇pva（分子量为16000），将称量好的pva分别加热溶解到水中，得到四种不同浓度的pva水溶液，冷却至室温备用。

[制备涂布液]

在搅拌下将冷却到室温的四种pva水溶液分别逐滴加入到经置换溶剂后的mgf2溶胶中，得到四种pva含量不同的涂布液。

[制备光学组件]

采用硬化聚甲基丙烯酸甲酯pmmajy（尺寸50mm×25mm×4mm，折射率为1.491）为基材，在相对湿度30%的环境下将4块pmmajy基材分别浸渍到上述四种pva含量不同的涂布液中，浸渍30s后，采用240mm/min速度将pmmajy基材移出涂布液中。经一次涂布后，在保持环境湿度、温度等不变的条件下，自然干燥后就可获得pva质量百分含量分别为0%，4.3%，11.8%和18.2%的四种mgf2光学薄膜，分别以mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva表示。所述mgf2-0%pva、mgf2-4.3%pva、mgf2-11.8%pva和mgf2-18.2%pva四种光学组件上包含的光学薄膜均为双面单层的mgf2增透耐摩擦膜。

下面分别对上述制备的四种光学组件进行检测，检测结果如附图14。

利用日立u-4100测量其透射曲线。图14是不同pva质量分数且f/mg摩尔比为2.0，pmmajy基材上光学薄膜的透射率图，随着pva含量的增大，四种mgf2光学薄膜的透射率依次降低，受折射率影响；折射率越改，薄膜在基材上的透射率就越低，该变化变化趋势符合发明人的合理预期。因为pva含量的增大会使得涂布液中的mgf2紧密的链接在pva分子链周围，孔隙率降低。膜层折射率，机械强度及耐摩擦性能与实施例1中相同。

需注意的是：聚合物粘合剂的应用，并不仅局限于pva，对本技术领域的普通技术人员来说，任何富含羟基的聚合物，例如聚丙烯酸和环氧树脂，都可以替代pva并发挥类似的功能。

总述，本发明所述包含链pva分子的mgf2光学薄膜在聚碳酸酯pc、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯pet、聚甲基丙烯酸甲酯pmma及硬化聚甲基丙烯酸甲酯pmmajy基材上的透射率随pva比例的增加逐渐降低，而机械性能随pva含量的增加而逐渐增强。在实际应用中，根据不同领域，（如显示器、镜头等）的需求，通过调整pva的含量，可得到不同光学性能和机械性能要求的光学薄膜。若对机械性能有很高的需求，则应选择pva含量的mgf2光学薄膜，如18.2%；若对光学性能和机械性能均有较高要求，则应选择pva比例为11.8%左右的mgf2光学薄膜。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施，例如聚合物粘合剂的应用，并不仅局限于pva，对本技术领域的普通技术人员来说，任何富含羟基的聚合物，例如聚丙烯酸和环氧树脂，都可以替代pva并发挥类似的功能。因此，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和同等替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围和公开范围之内。