一种红外穿透型聚碳酸酯复合材料及其制备方法、应用与流程

1.本发明涉及pc材料技术领域，具体而言，涉及一种红外穿透型聚碳酸酯复合材料及其制备方法、应用。


背景技术：

2.红外线(infrared，ir)是频率介于微波与可见光之间的电磁波，是电磁波谱中频率为0.3thz～400thz，对应真空中波长为760nm～1000um辐射的总称。在电磁波谱中，把位于红光之外，频率比可见光低，比微波高的辐射叫做红外线(位于紫光之外，频率比可见光高，比x射线低的辐射叫做紫外线)，红外线肉眼看不见，属于不可见光。在通讯、探测、医疗、军事等方面有非常广泛的用途，如遥控、空调、电视和汽车等。
3.红外透过材料是一种允许红外光透过、且不会产生较大吸收或反射的材料；广泛用于红外线遥控器接收、红外线感应器、眼镜、夜视仪器、红外线等。传统红外线透过材料一般为pc、pmma、mabs和ps等透明材料制成，其中pc具有高的透明度及红外透过率，是较为常见的红外穿透材料；但是，pc也具有不耐老化、阻燃性能不佳等缺陷；且pc用于红外透过材料的工艺较为老旧，需要对pc红外穿透材料进行升级，并制备得到一种性能更好的pc红外穿透材料。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的第一目的在于提供一种红外穿透型聚碳酸酯复合材料：包括量子点复合层，以及设置在所述量子点复合层至少一侧的屏障复合层；所述量子点复合层包括如下组分：聚碳酸酯、稀土发光材料和色粉；所述屏障复合层包括如下组分：聚碳酸酯和散射材料。
6.优选地，所述红外穿透型聚碳酸酯复合材料由所述量子点复合层、以及设置在所述量子点复合层两侧的所述屏障复合层组成。
7.优选地，所述稀土发光材料包括硒化镉或磷化铟中的至少一种。
8.优选地，所述散射材料包括二氧化钛或二氧化硅中的至少一种。
9.优选地，所述色粉为黑色型。
10.优选地，所述量子点复合层和所述屏障复合层中还包括：抗氧剂、抗紫外线剂、助溶剂、分散剂和润滑剂中的一种或若干种。
11.优选地，所述量子点复合层中包括按重量份数计的如下组分：聚碳酸酯80～120份、稀土发光材料0.5～20份和色粉5～20份。
12.优选地，所述屏障复合层包括按重量份数计的如下组分：聚碳酸酯80～120份和散射材料0.5～30份。
13.优选地，所述红外穿透型聚碳酸酯复合材料包括按重量份数计的所述量子点复合层40～120份和所述屏障复合层20～80份。
14.本发明的第二目的在于提供一种所述的红外穿透型聚碳酸酯复合材料的制备方
法，包括如下步骤：分别将量子点复合层和屏障复合层的原料组分进行混合，而后进行注塑制膜，将得到的所述量子点复合层和所述屏障复合层进行复合处理，得到所述红外穿透型聚碳酸酯复合材料。
15.优选地，所述复合处理包括在辊筒牵引下压制得到；所述红外穿透型聚碳酸酯复合材料采用膜的形式进行应用，所述膜的厚度为0.125mm～1.0mm，包括但不限于0.125mm、0.25mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm；所述膜的宽幅和长度不受限制，依据应用情况酌情剪裁即可。
16.本发明的第三目的在于提供一种所述的红外穿透型聚碳酸酯复合材料的应用：具体地，在红外通讯、红外窗口、红外摄像、红外焊接或红外热能调节等多领域存在广泛用途。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
18.本发明基于pc树脂这一基础高分子原料制备得到了一种兼具高红外透过率和强阻燃性的复合材料，在可见光范围内给予色粉的颜色视觉，但能透过800nm～1600nm以上波长的近红外区域，红外透过率根据其厚度、工作波段和颜色要求分布在80％～91％不等，具有良好的应用前景。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例的复合材料的红外透过率变化曲线图；
21.图2为本发明试验例中各复合材料的红外透过率变化曲线图。
具体实施方式
22.下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
23.本发明通过如下实施方式进行：一种红外穿透型聚碳酸酯复合材料，包括量子点复合层，以及设置在所述量子点复合层至少一侧的屏障复合层；作为一种优选的实施方式，所述红外穿透型聚碳酸酯复合材料由所述量子点复合层、以及设置在所述量子点复合层两侧的所述屏障复合层组成。
24.作为一种优选的实施方式，按重量份数计，所述量子点复合层包括但不限于40、50、60、70、80、90、100、110、120份，所述屏障复合层包括但不限于20、30、40、50、60、70、80份；所述屏障复合层的重量份数与其层数相关(量子点复合层单侧设置或双侧设置)。作为一种更优选的实施方式，所述量子点复合层的厚度为5nm～100nm。
25.作为一种优选的实施方式，按重量份数计，所述量子点复合层包括如下组分：聚碳
酸酯包括但不限于80、85、90、95、100、105、110、115、120份，稀土发光材料包括但不限于0.5、1、5、10、15、20份和色粉包括但不限于5、10、15、20份；所述屏障复合层包括如下组分：聚碳酸酯包括但不限于80、85、90、95、100、105、110、115、120份和散射材料包括但不限于0.5、1、5、10、15、20、25、30份。
26.作为一种优选的实施方式，所述稀土发光材料包括硒化镉或磷化铟中的至少一种；作为一种更优选的实施方式，所述稀土发光材料包括硒化镉-硫化锌(cdse/zns)或磷化铟-硫化锌(inp/zns)中的至少一种。
27.作为一种优选的实施方式，所述散射材料包括二氧化钛或二氧化硅中的至少一种；在本发明中散射材料呈现颗粒态并分布在屏障复合层的表面，起到光散射的作用。
28.作为一种优选的实施方式，所述色粉为黑色型色粉。
29.作为一种优选的实施方式，所述量子点复合层和所述屏障复合层中还包括：抗氧剂、抗紫外线剂、助溶剂、分散剂和润滑剂中的一种或若干种。对于上述各助剂的选择均可采用适用于pc材料的常规选择，以对红外透过率不造成负面影响为优选。
30.所述的红外穿透型聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：分别将量子点复合层和屏障复合层的原料组分进行混合，而后进行注塑制膜，将得到的所述量子点复合层和所述屏障复合层进行复合处理，得到所述红外穿透型聚碳酸酯复合材料。
31.实施例
32.(1)原料选取与混合：量子点复合层包括聚碳酸酯120份、稀土发光材料(cdse/zns)15份、黑色粉20份、抗氧剂(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯)2份、润滑剂(硬脂酸)1份；屏障复合层包括聚碳酸酯80份、散射材料(tio2)10份、抗紫外光剂(2-(2
’‑
羟基-5
’‑
甲基苯基)苯并三氮唑)1份。
33.(2)注塑压膜：具体的工艺参数如下表1所示，所得到的膜厚度为0.5mm。
34.表1
35.[0036][0037]
(3)性能测试：测试方法与结果如下表2所示。
[0038]
表2
[0039]
[0040][0041]
试验例
[0042]
(1)取用实施例所制备得到的黑色型红外穿透型聚碳酸酯复合材料；同时，改变实施例中所采用的黑色粉，分别换为其他颜色的色粉进行合成(保持其他全部条件不变，仅改变色粉颜色)，分别制备得到紫红色、蓝色、绿色、棕色、红色型的红外穿透型聚碳酸酯复合材料。
[0043]
(2)红外透光度性能测试：再次采用傅里叶变换法对上述制备得到的复合材料进行测试，结果如图1、图2所示。
[0044]
图1分别为紫红色(左上)型、蓝色(右下)型的红外穿透型聚碳酸酯复合材料的透过率曲线图；图2中，以10％透过率处为准进行说明，自左至右依次为：黑色型、紫红色型、绿色型、棕色型、蓝色型、绿色型的红外穿透型聚碳酸酯复合材料的透过率曲线图(紫红色型和绿色型的曲线存在较高重合)。
[0045]
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。