[发明专利]一种具有双重图像功能的复合材料、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合材料技术领域，更具体地，涉及一种具有双重图像功能的复合材料、其制备方法和应用。本发明具有双重图像功能的复合材料，按照重量份计，包括40‑66重量份的聚合物、20‑35重量份的液晶和1‑30重量份的上转换纳米晶；所述聚合物由可光聚合单体通过光聚合反应生成，所述液晶具有高于1.5的折射率，所述上转换纳米晶表面包覆有有机配体，该复合材料在自然光下能够观察到裸眼识别的全息图像，同时在近红外激光下能够观察到裸眼可见的荧光。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，更具体地，涉及一种具有双重图像功能的复合材料、其制备方法和应用。

背景技术

假冒伪造产品渗入到医药、食品等关乎人们生命健康的各个领域，现已成为国家经济安全、社会稳定的重大隐患。随着高科技的发展，假冒伪劣形势更加严峻，单一的防伪效果难以保证正品的安全。

基于光聚合反应的激光全息技术是高端防伪的重要技术之一。激光全息技术设备要求高、技术难度大；通过激光全息技术制备得到的防伪材料可在自然光下呈现裸眼识别的三维彩色全息图像，便于普通民众鉴别，具有良好的防伪效果。但是，全息图像缺乏隐蔽性，防伪效果仍需加强。镧系离子掺杂的上转换纳米晶是一类具有反斯托克斯现象的光致发光纳米材料，属于上转换发光材料的一种；其激发光光源通常为近红外光，发射光通常为可见光。近红外光肉眼不可见，不造成背景干扰，因而上转换发光材料可用于制备具有隐蔽性的防伪材料(中国专利CN105885845A、CN105082810A)。但已有的上转换发光材料防伪需要专业设备，不具备全息防伪的便捷性。

将全息防伪和上转换发光防伪有机结合的研究未见报道。全息技术与上转换发光技术结合存在以下技术难题：1.上转换纳米晶在单体/液晶复合体系中的均匀分散问题；2.当激发光光源的强度确定时，要提高上转换发光亮度，需提高上转换纳米晶含量，但上转换纳米晶自身折射率不高的特性将导致全息图像的亮度降低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种兼具全息图像和上转换发光功能的双重图像功能的复合材料、其制备方法和应用，其通过对复合材料组成、制备方法进行重新设计和改进，克服了将全息图像技术和上转换发光技术结合时存在的技术难题，相应获得了一种兼具全息图像和上转换发光功能的双重图像功能的复合材料，由此解决现有技术的单一全息图像防伪难以确保安全性，而单一上转换发光功能防伪不具备便捷性的技术问题。本发明涉及的兼具全息图像和上转换发光功能的复合材料，不等同于简单的功能相加，而是材料和功能的有机结合，更在于前驱液(可光聚合单体、液晶和上转换纳米晶组成的混合液)的均一体系构建、有序结构精确调控以及全息性能和上转换发光性能的协同优化。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有双重图像功能的复合材料，按照重量份计，包括40-66重量份的聚合物、20-35重量份的液晶和1-30重量份的上转换纳米晶；所述聚合物由可光聚合单体通过光聚合反应生成，所述液晶具有高于1.5的折射率，所述上转换纳米晶表面包覆有有机配体，该复合材料在自然光下能够观察到裸眼识别的全息图像，同时在近红外激光下能够观察到裸眼可见的荧光。

优选地，所述有机配体能够使所述上转换纳米晶趋向于富集在所述聚合物区，而非液晶区。

优选地，所述有机配体为不饱和脂肪酸。

优选地，所述有机配体为油酸或亚油酸。

优选地，所述有机配体的质量为所述上转换纳米晶总质量的2-5％。

优选地，所述上转换纳米晶为镧系离子掺杂的NaYF₄。