一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法和应用

本发明涉及光学防伪，具体涉及一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法和应用。

背景技术：

1、在热致变色液晶领域，传统的制备方法虽然能够实现液晶颜色随温度变化的特性，但其变色温度范围在制备完成后往往难以调整，这极大地限制了其在实际应用中的灵活性和广泛性。此外，传统制备方法可能涉及复杂的化学反应聚合过程，对操作技术要求高且成本较大；或者虽然方法相对简单，但所需仪器昂贵，不利于大规模生产和推广。

技术实现思路

1、为了克服上述技术难题，本发明提出了一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，通过掺杂光致变色的给体-受体斯坦豪斯加合物（dasas）来实现变色温度范围的灵活调整。dasas作为一类新型的光响应分子，具有在光照射下能够发生可逆的构型变化，并伴随颜色改变的特性，这为调整热致变色液晶的变色温度范围提供了新的途径。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

3、s1、将手性向列液晶、聚合物和光致变色单体于三者的良溶剂中混合，配置为混合溶液，其中：

4、所述手性向列液晶为可逆热致变色的胆甾液晶，由手性掺杂剂与向列液晶混合而成，手性掺杂剂选自s811、r811、cb15、r5011、s5011中的至少一种，向列液晶选自e7、5cb、8cb、zli-4792、teb300中的至少一种；

5、所述聚合物为含羟基并能形成氢键的材料，优选良溶剂为水；

6、所述光致变色单体的结构如式(1)所示：

7、（1）；

8、s2、将混合溶液涂覆在基底材料上，干燥，形成可光调控的热致变色薄膜；

9、s3、通过在热致变色薄膜表面覆盖具有目标图案的可透光掩膜板，再经可见光或者紫外光选择性照射，或者通过紫外激光打标机以目标图案作为打标图案在热致变色薄膜表面进行打标，以使目标图案标记于热致变色薄膜表面。

10、作为本发明的进一步优选技术方案，所述聚合物选自聚氨酯、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖中的至少一种。

11、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s1中配置混合溶液的各组分用量为：光致变色单体占0.1~30wt%，手性向列液晶占1~50wt%，聚合物与溶剂的总量占50~99wt%，且聚合物与溶剂能形成质量百分浓度为5~15%的聚合物溶液。

12、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s2中，混合溶液选用旋涂、刮涂、流延中的一种方式涂覆成膜。

13、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s2中，混合溶液的涂覆厚度为10~1000μm。

14、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s3中，采用掩膜板时的曝光时间为1~60分钟，采用紫外激光打标机的打标功率为0.05~3w。

15、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s3，所述紫外光的波长为100~400纳米。

16、作为本发明的进一步优选技术方案，所述目标图案为文字、图案，或者文字与图案的结合。

17、根据本发明的另一方面，本发明还提供一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜，其采用上述的方法制备得到。

18、根据本发明的另一方面，本发明还提供一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜用作防伪标签的应用。优选其目标图案为具有加密信息的条形码或二维码，该薄膜只有在特定温度下才能清晰显示可识别的条形码或二维码，从而实现防伪。当然，带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜还可用作可变色的图案装饰物，如壁画、贴图等等。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、本发明通过巧妙地将可逆光致变色的给体-受体斯坦豪斯加合物（dasas）与可逆热致变色的胆甾液晶（clc）以及聚合物基体相结合，实现了对热刺激响应。这种复合材料不仅具有优异的变色性能，还具备制备简单、适用性广等特点，为防伪、装饰等领域提供了新的解决方案。

21、本发明的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜由手性向列液晶、聚合物和光致变色单体混合而成，其可涂覆在多种基底材料表面，基底材料的适用性广。其经可见光照射后，薄膜中的光致变色单体会由强着色线状变成无色环状，或经紫外光照射后，光致变色单体会降解，从而使得当薄膜温度变化时，经可见光或者紫外光掩模照射前后，薄膜会呈现两种不同的变色温度范围，使得图案化的区域和没有图案化的区域随温度的变化的变色情况不同，从而实现图案化；将薄膜置于紫外激光打标机下，采用激光打标，基于与紫外光照相同的机理，同样可实现图案化。

22、本发明的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜，其显现出的图案清晰、色彩鲜艳、丰富，而且随温度可呈现多种不同的颜色，且制备方法简单，底物适用性广，在防伪、装饰等领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自聚氨酯、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s1中配置混合溶液的各组分用量为：光致变色单体占0.1~30wt%，手性向列液晶占1~50wt%，聚合物与溶剂的总量占50~95wt%，其中手性掺杂剂占手性向列液晶的2~5wt%，且聚合物与溶剂能形成质量百分浓度为5~15%的聚合物溶液。

4.根据权利要求1所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s2中，混合溶液选用旋涂、刮涂、流延中的一种方式涂覆成膜。

5.根据权利要求1所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s2中，混合溶液的涂覆厚度为10~1000μm。

6.根据权利要求1所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s3中，采用掩膜板时的曝光时间为1~60分钟，采用紫外激光打标机的打标功率为0.05~3w。

7.根据权利要求1所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s3，所述紫外光的波长为100~400纳米。

8.根据权利要求1-7任一项所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述目标图案为文字、图案，或者文字与图案的结合。

9.一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。

10.一种权利要求9所述的带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜用作防伪标签的应用。

技术总结本发明涉及光学防伪技术领域，公开了一种带有信息图案的可光调控的热致变色薄膜及其制备方法和应用，方法为：将手性向列液晶、聚合物和光致变色单体于三者的良溶剂中混合，配置为混合溶液；将混合溶液涂覆在基底上，干燥，形成薄膜；通过在薄膜表面覆盖具有目标图案的可透光掩膜板，经可见光或者紫外光选照射，或者通过紫外激光打标机以目标图案作为打标图案在薄膜表面进行打标，以使目标图案标记于热致变色薄膜表面。本发明通过巧妙地将可逆光致变色单体与可逆热致变色的胆甾液晶以及聚合物基体相结合，实现了对热刺激响应。这种复合材料不仅具有优异的变色性能，还具备制备简单、适用性广等特点，为防伪、装饰等领域提供了新的解决方案。技术研发人员：陈旭东,颜美慧,杨玉照,郭旗,赵唯艺,鲁少林,汪成受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29