[发明专利]一种多刺激响应型瞬时强光防护复合薄膜及其制备方法

说明书

一种多刺激响应型瞬时强光防护复合薄膜及其制备方法，本发明涉及一种瞬时强光防护复合薄膜及其制备方法。本发明解决现有的聚合物/液晶材料及器件在中红外波段防护效果不理想及稳定性较差的问题。复合薄膜由两侧表层及电致变色夹层组成，所述的两侧表层由外至内依次为衬底、热致变色层及透明导电层，所述的电致变色夹层由两侧的液晶分子取向层和中间的聚合物稳定液晶膜层组成；方法：一、制备热致变色层；二、制备透明导电层；三、制备液晶分子取向层；四、制备液晶均相混合液；五、制备电致变色层。本发明用于多刺激响应型瞬时强光防护复合薄膜及其制备。

技术领域

本发明涉及一种瞬时强光防护复合薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，瞬时强光造成的污染与人身安全危害日益严重，据不完全统计，每年全球因激光等瞬时强光造成的经济损失巨大，人员伤亡近10万人次，因此建筑、车窗、飞机风挡和便携式头罩等设计越来越多的考虑对瞬态强光的防护，然而当前针对上述防护主要依赖物理防护手段，亟需开发新型智能化防护技术。聚合物/液晶薄膜是一种电致变色新型功能性薄膜，通常由两片透明基材夹合，基材内表面镀有透明电极(如In₂O₃:Sn、In₂O₃等)，中间为液晶和聚合物的混合体系，其中液晶以微滴状态分散在聚合物基质中，电场条件下液晶和聚合物的折射率差异导致薄膜可在透光/散射状态下自由切换。聚合物/液晶薄膜根据聚合物与液晶比例可分为聚合物分散液晶和聚合物稳定液晶，前者聚合物含量更高，后者聚合物含量更低。聚合物/液晶薄膜具有响应速度快、驱动电压低、易于大尺寸制备等优点，已逐步在显示、环保、和隐私保护等领域实现应用。然而，聚合物/液晶薄膜在满足瞬时强光防护方面依然存在一些不足：聚合物/液晶材料对可见光防护效果优异，但对近红外及中红外区普遍透过率较高，同时材料在红外波段具备一定的吸收特性。而当前大多数激光武器及强光致盲设备的工作波长在中红外波段3～5μm之间，中红外波段瞬时强光的吸收会造成防护材料表面积聚热量，因而迅速升温，然而聚合物/液晶薄膜的耐高温能力较差，温度过高会造成液晶材料发生N-I相变以及聚合物链结构的破坏，使聚合物/液晶薄膜失去电致变色特性。因此要实现聚合物/液晶材料在瞬时强光防护领域的大规模应用，一定要解决其中红外调节能力较差的问题，这需要在当前基础上进一步增强材料的中红外波段光屏蔽功能。针对上述问题，只对单一材料进行升级很难解决，需要设计新型复合材料体系，同时开发聚合物/液晶薄膜的触发新模式。

发明内容

本发明要解决现有的聚合物/液晶材料及器件在中红外波段防护效果不理想及稳定性较差的问题，而提供一种多刺激响应型瞬时强光防护复合薄膜及其制备方法。

一种多刺激响应型瞬时强光防护复合薄膜，它由两侧表层及电致变色夹层组成；所述的两侧表层由外至内依次为衬底、热致变色层及透明导电层；所述的电致变色夹层由两侧的液晶分子取向层和中间的聚合物稳定液晶膜层组成；

所述的热致变色层为二氧化钒薄膜，厚度为0.1μm～50μm；

所述的透明导电层的厚度为0.1μm～100μm，平均电子浓度不高于1×10²⁰cm^-3；

所述的液晶分子取向层具体为聚酰亚胺旋涂并热固化于透明导电膜层上，厚度为3μm～30μm，再经摩擦机摩擦后得到平行凹槽；所述的平行凹槽宽度为50nm～200nm，深度为1nm～50nm；

所述的聚合物稳定液晶膜层由正性向列相液晶、紫外光可聚合单体、玻璃微珠及光引发剂制备而成，所述的玻璃微珠粒径为1μm～50μm，所述的聚合物稳定液晶膜层厚度与玻璃微珠粒径相等。

一种多刺激响应型瞬时强光防护复合薄膜的制备方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

一、制备热致变色层：