固体光学材料及其制备方法、应用与流程

本发明涉及光学材料领域，尤其是涉及一种固体光学材料及其制备方法、应用。

背景技术：

1、相关技术中，图像的显示大部份还停留在二维层面，包括商业化的显示技术及二维码、条形码等信息存储技术等。基于人对三维空间环境的熟悉和感知，亟需发展三维显示及存储技术，特别是在军事、工业、航天、医疗和新媒体等领域。

2、现有技术中，刺激响应性元件可以根据元件对光、热、力等具有独特的响应性实现图像的显示和信息转换。刺激响应性元件可以是某些具有特定结构的化合物，例如二芳基乙烯、螺吡喃、席夫碱等光致变色材料。但上述材料在固体、粉末或溶液状态下，变色维持的时间短，不利于图像的观察和信息的存储。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种固体光学材料，提供一种可写可擦的三维成像的材料，且图像储存时间长。

2、本发明的另一个目的在于提出一种固体光学材料的制备方法。

3、本发明的再一个目的在于提出一种固体光学材料的应用。

4、根据本发明第一方面实施例的固体光学材料，包括如下原料：席夫碱、高分子单体和固化剂，其中，所述席夫碱和所述高分子单体的重量比满足：1:100000～1:1000；所述席夫碱的结构如下所示：式中r选自氢、甲基、乙基、丙基或丁基中的一种。

5、根据本发明具体实施例的固体光学材料，将具有光致色变性能的席夫碱分散于无色透明的有机玻璃固化物中，得到的固体光学材料的透光率高，光致变色后图像清晰稳定，并且可以将图像保存较长时间。这样，本发明中提供的固体光学材料，在特定光源刺激下能够发生可逆的光致变色，从而能够呈现可擦写的图案。并且，本发明的固体光学材料光致变色的响应速度快、变色灵敏且抗疲劳性好。因此，具有很大的潜在和现实的应用价值。例如，可以应用于光学元件、新型显示、信息存储、建筑等多种行业。

6、根据本发明的一些实施例，所述高分子单体包括环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

7、根据本发明的一些实施例，当所述高分子单体为环氧树脂时，所述固化剂包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的至少一种；和/或当所述高分子单体为甲基丙烯酸甲酯时，所述固化剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的至少一种。

8、根据本发明的一些实施例，所述环氧树脂与所述固化剂的重量比满足：2.5～3.5：1；和/或所述甲基丙烯酸甲酯与所述固化剂的重量比满足：100：1～10。

9、根据本发明第二方面的实施例，本发明提供了一种根据本发明第一方面实施例所述的固体光学材料的制备方法，包括如下步骤：将所述物料比的席夫碱与所述固化剂、所述高分子单体混合、固化，得到无色透明的固体光学材料。

10、根据本发明的一些实施例，包括如下步骤：步骤一、将所述物料比的所述席夫碱分散到所述高分子单体中，加入固化剂；经预聚合、再聚合，固化；其中，所述预聚合的温度为：60℃～100℃；所述再聚合的温度为：30℃～50℃；所述固化为80℃～120℃固化；步骤二、将步骤一中固化后的材料进行切割、打磨、拼接处理以获得无色透明的固体光学材料。

11、根据本发明的一些实施例，包括如下步骤：(1)将所述高分子单体与所述固化剂按均匀混合；(2)将所述席夫碱分散于有机溶剂后，倒入步骤(1)所得混合液中，搅拌均匀得浆液；(3)将所述浆液在25℃～100℃固化，冷却、脱模,即得固体光学材料。

12、根据本发明第三方面的实施例，本发明提供了一种根据本发明第一方面实施例所述的固体光学材料或根据本发明第二方面实施例所述的制备方法制得的固体光学材料在可擦写三维成像的应用。

13、根据本发明的一些实施例，包括如下步骤：采用紫外光照射所述无色透明的固体光学材料，所述固体光学材料的被照射部位由无色变为橙黄色，实现图像的三维显示；采用410nm～650nm的可见光照射所述橙黄色固体光学材料的至少部分，被照射部分恢复无色透明，将所述图像擦除。

14、根据本发明的一些实施例，包括如下步骤：一、以所述无色透明的固体光学材料为显示屏幕，采用紫外光作为写入光源，以扫描振镜控制所述写入光源的移动路径，在所述显示屏幕上写入目标图案；二、采用410nm～650nm的可见光作为擦除光源，以扫描振镜控制擦除光源的移动路径，擦除图案。

15、根据本发明的一些实施例，还包括如下步骤：三、再次采用紫外光作为写入光源，采用扫描振镜控制写入光源的移动路径，即可再次写入目标图案，实现在固体光学材料上三维图像重复地擦写。

16、根据本发明的一些实施例，所述擦除光源从所述写入光源的垂直方向射入。

17、根据本发明的一些实施例，在室温、自然光光强度为300lux～500lux时，所述图像保存的时间不低于5min。

18、根据本发明的一些实施例，所述紫外光光源的功率为w1，其中，所述w1满足：100mw≤w1≤500mw；和/或所述可见光光源的功率为w2，其中，所述w2满足：10mw≤w2≤100mw。

19、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种固体光学材料，其特征在于，包括如下原料：席夫碱、高分子单体和固化剂，其中，所述席夫碱和所述高分子单体的重量比满足：1:100000～1:1000；

2.根据权利要求1所述的固体光学材料，其特征在于，所述高分子单体包括环氧树脂和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的固体光学材料，其特征在于，当所述高分子单体为环氧树脂时，所述固化剂包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的至少一种；和/或

4.根据权利要求3所述的固体光学材料，其特征在于，所述环氧树脂与所述固化剂的重量比满足：2.5～3.5：1；和/或

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的固体光学材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.一种根据权利要求1-4中任一项所述的固体光学材料或根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法制得的固体光学材料在可擦写三维成像的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，还包括如下步骤：

12.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述擦除光源从所述写入光源的垂直方向射入。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的应用，其特征在于，在室温、自然光光强度为300lux～500lux时，所述图像保存的时间不低于5min。

14.根据权利要求8-12中任一项所述的应用，其特征在于，所述紫外光光源的功率为w1，其中，所述w1满足：100mw≤w1≤500mw；和/或

技术总结
本发明公开了一种固体光学材料及其制备方法、应用，所述固体光学材料包括如下原料：席夫碱、高分子单体和固化剂，其中，所述席夫碱和所述高分子单体的重量比满足：1:100000～1:1000；所述席夫碱的结构如下所示：式中R选自氢、甲基、乙基、丙基或丁基中的一种。根据本发明的固体光学材料，将具有光致色变性能的席夫碱分散于无色透明的有机玻璃固化物中，得到的固体光学材料的透光率高，光致变色后图像清晰稳定，并且可以将图像保存较长时间。

技术研发人员：张亮亮,王海倩,韩东成
受保护的技术使用者：安徽省东超科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15