一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法

本发明涉及防伪材料，具体涉及一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法。

背景技术：

1、在光的作用下能发生可逆颜色变化的化合物，称之为光致变色材料，其中无机光致变色材料具有更优异的热稳定性、更长的使用循环次数寿命而广受关注。光致变色材料在信息存储、信息加密、安全防伪、发光调控、建筑装饰等众多领域具有潜在应用。目前，发现的无机光致变色陶瓷基质存在以下缺点：

2、(1)主要集中在少数几个系列中(如硅酸镁钡、(ca/ba/sr/pb)wo4、铌酸钠钾等)，基质种类受限；

3、(2)光致变色陶瓷与胶体混合封装后，变色性能严重下降，成为了其在柔性领域的瓶颈；

4、(3)大部分传统光致变色材料着色波段是高能的短波长紫外光，长期辐照会导致其可重复性差，制约了应用潜力。

5、因此，急需具有稳定、高亮度和可重复性能的光致变色材料的复合柔性防伪膜，以解决传统材料存在亮度低、封装稳定性不足、可重复性差等问题。而双钙钛矿构型氧化物陶瓷以出众的量子产率、热稳定性和化学稳定性以及无铅的特性而广受关注。一种氧化物双钙钛矿的光致变色陶瓷粉的复合柔性防伪膜成为了解决以上矛盾的理想选择方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，用以解决现有光致变色材料的基质限制问题；本发明利用高温固相烧结和成膜处理，制备可均匀分散在pdms薄膜中并具有光致变色响应的ba2ytao6：yb3+，er3+，co2+复合柔性防伪膜，该膜具有显著的光致变色效应，且可长期重复保持原有的上转换发光，具有高发光亮度、高稳定性、高对比度和高防伪性等特点。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

3、一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、s1：将高纯的baco3、y2o3、ta2o5、yb2o3、er2o3和coo进行研磨混匀得到混合粉料a；

5、s2：将步骤s1所得混合粉料a置于温度为1350℃、空气气氛中高温烧结15h，研磨得到ba2ytao6：yb3+，er3+，co2+光致变色陶瓷粉末；

6、s3：将步骤s2所得ba2ytao6：yb3+，er3+，co2+光致变色陶瓷粉与pdms胶体混合均匀得到混合液体，混合液体均匀填充在模具型腔内，密封后加热固化包裹粉末的胶体，得到可逆光致变色的复合柔性防伪膜。

7、进一步的，所述步骤s1中的混合粉料a中掺杂离子yb3+(yb2o3)，er3+(er2o3)，co2+(coo)浓度以mol百分比计，其中yb3+占1～10mol％、er3+占1～5mol％、co2+占0.05～0.2mol％。

8、进一步的，所述步骤s3中的ba2ytao6：yb3+，er3+，co2+光致变色陶瓷粉与pdms胶体的质量比为1：2。

9、进一步的，所述步骤s3中的加热固化温度为70℃，固化时间为24h。

10、进一步的，本发明制备的复合膜原始状态为纯白色，当表面受到波长为254nm的紫外光照射一定时间后，受到辐照范围内的膜表面区域将变成具有显著区分度的粉紫色。如情景处于暗场环境下，使用波长为980nm的近红外光照射变色后的膜表面区域可发现明显的与变色形状一致的绿色发光暗区(未着色部分为明亮的绿色发光)。结合需求者定制的图案形状设计，对该膜进行有效的防伪信息或特征写入与读取。当使用者需求发生改变时，使用波长为473nm的高功率光源可对其进行快速漂白，恢复至初始的纯白色状态。

11、本发明的有益效果：

12、本发明提出的一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，得到可逆光致变色的复合柔性防伪膜。本发明ba2ytao6：yb3+，er3+，co2+光致变色材料在紫外激发下具有优异的光致变色性能，其作为复合柔性防伪膜在变色后可产生明显的上转换发光暗区图案。

13、本技术方案中使用的pdms胶体材料是一种高透明、高柔软度的有机硅材料，具有优异的耐热性、耐寒性、耐臭氧性等性质，因此制备的复合柔性防伪膜具有优良的柔韧性和抗干扰性，同时pdms胶体材料还可以对陶瓷粉进行稳定分散，从而保证了光致变色效应的稳定性和一致性。本发明利用高温固相烧结和成膜处理，制备可均匀分散在pdms薄膜中并具有光致变色的ba2ytao6：yb3+，er3+，co2+复合柔性防伪膜，具有显著的光致变色效应。

14、光致变色双钙钛矿材料具有广泛的应用前景，如防伪标识、传感器、光学存储、显示材料等，但其应用受限于材料自身的局限性，例如制备复杂、成本高、稳定性差等问题。而本技术方案所述的一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，可以解决上述问题，因此具有显著的应用前景和经济效益。

15、光致变色材料具有响应速度快、温度稳定性好的特点，可以用于光致变色显示器和传感器等领域。而本发明ba2ytao6：yb3+，er3+，co2+复合柔性防伪膜可长期重复保持原有的上转换发光；复合柔性防伪膜具有高发光亮度、高稳定性、高对比度和高防伪性等特点，在应用于光学存储和防伪标识等领域时具有优越的性能。

16、本技术方案中控制掺杂离子yb3+(yb2o3)，er3+(er2o3)，co2+(coo)的浓度以mol百分比计，可以实现对光致变色材料的优化调节，从而获得更好的光致变色效果和性能。同时，控制混合粉料a中各组分的比例和加热固化的温度和时间等参数，也可以对光致变色材料的性能进行进一步的优化和调节。

17、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中的混合粉料a中掺杂离子yb3+(yb2o3)，er3+(er2o3)，co2+(coo)浓度以mol百分比计，其中yb3+占1～10mol％、er3+占1～5mol％、co2+占0.05～0.2mol％。

3.如权利要求1所述的光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中的ba2ytao6：yb3+,er3+，co2+光致变色陶瓷粉与pdms胶体的质量比为1：2。

4.如权利要求1所述的光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中的加热固化温度为70℃，固化时间为24h。

技术总结
本发明涉及防伪材料技术领域，具体涉及一种光致变色双钙钛矿陶瓷粉复合柔性防伪膜的制备方法，本发明将高纯的BaCO<subgt;3</subgt;、Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、Ta<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;、Yb<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、Er<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和CoO进行研磨混匀得到混合粉料A；混合粉料A置于温度为1350℃、空气气氛中高温烧结15h，研磨得到Ba<subgt;2</subgt;YTaO<subgt;6</subgt;：Yb<supgt;3+</supgt;，Er<supgt;3+</supgt;，Co<supgt;2+</supgt;光致变色陶瓷粉；Ba<subgt;2</subgt;YTaO<subgt;6</subgt;：Yb<supgt;3+</supgt;，Er<supgt;3+</supgt;，Co<supgt;2+</supgt;光致变色陶瓷粉与PDMS胶体混合均匀得到混合液体，混合液体均匀填充在模具型腔内，密封后加热固化包裹粉末的胶体，得到可逆光致变色的复合柔性防伪膜。本发明Ba<subgt;2</subgt;YTaO<subgt;6</subgt;：Yb<supgt;3+</supgt;，Er<supgt;3+</supgt;，Co<supgt;2+</supgt;光致变色材料在紫外激发下具有优异的光致变色性能，其作为复合柔性防伪膜在变色后可产生明显的上转换发光暗区图案。

技术研发人员：杨正文,冯荣宝,徐赞,白雪,字映竹,宋友艳,赵和平,朱晓东,何彦妮,邹礼泽,邱建备,宋志国,黄安君
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16