本發明專利技術屬于微納加工領域，具體涉及一種梯度漸變雙層體系材料的制備及在防偽標識中的應用。制備過程如下：首先制備聚二甲基硅氧烷片作為支撐層，拉伸后覆蓋在紫外光固化膠膜的表面，制備吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片；然后在另一塊襯底上旋涂紫外光固化膠，將吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片覆蓋其上，固化紫外光固化膠，形成硬質薄膜層；最后分離聚二甲基硅氧烷片與硅片，緩慢收縮夾具，使聚二甲基硅氧烷片恢復原狀，從而在雙層體系的紫外光固化膠硬質薄膜層上形成有規則的復合圖案結構。本發明專利技術在拉伸的聚二甲基硅氧烷襯底上制備梯度漸變層和硬質薄膜層的雙層體系，應力釋放時得到裂紋密度較少的隨機紋理圖案，可實現紋理防偽的標識。
【技術實現步驟摘要】
一種梯度漸變雙層體系材料的制備及在防偽標識中的應用
本專利技術屬于微納加工領域，具體涉及制備裂紋少的梯度漸變復合材料以及其在防偽標定和識別中的應用。
技術介紹
現代高科技的發展導致產品在性能、成本、利潤上有巨大的競爭優勢，一系列假冒偽劣產品為了占有市場層出不窮，所以防偽技術的開展和升級迫在眉睫。防偽技術是指為了達到防偽目的而采取的措施，它在一定范圍內能準確鑒別真偽，并不易被仿制和復制?，F如今防偽技術主要有數碼防偽技術、條形碼技術、二維碼技術、激光全息防偽技術等，盡管這些技術十分先進，但還是相當容易破解的。自然界的斑紋總是千差萬別的，如指紋、木紋、石紋、斑馬紋、冰紋、樹葉紋等紋理都是隨機的、唯一的、不可能有兩個完全一樣的，利用這一特性紋理防偽對每一個物品進行標定、編號、建檔、存入防偽數據庫，各產業鏈都可以對此物品進行跟蹤調查。眾所周知當塑料薄膜被拉伸的時候，平行于拉伸方向產生褶皺，這些褶皺現象隨處可見，但是一直很少被科學家們深入研究，主要因為人們認為褶皺很難控制和重復。人為可控皺褶主要在柔性聚合物表面上制備硬質薄膜材料，通過拉伸、擠壓襯底或者冷縮襯底，使其上的硬質薄膜實現有序結構的可控褶皺。但由于應力的失配很容易在皺褶形成的同時產生裂紋，而裂紋可能會在產業鏈中各個層次中隨機產生和變化，這增加了防偽識別的準確性。在本申請中引入梯度漸變材料，它是一類組成結構和性能在材料厚度或長度方向連續或準連續變化的非均質復合材料，采用聚合物的互穿網絡形成梯度漸變層可以減小裂紋。
技術實現思路
本專利技術的目的在于制備一種梯度漸變雙層體系來減少雙層材料在力學拉伸、壓縮過程中裂紋的產生，以及這種梯度漸變雙層體系在防偽標識中的應用。本專利技術制備方法采用的技術方案如下:一種梯度漸變雙層體系材料的制備，包括如下步驟:步驟11，聚二甲基硅氧烷片作為支撐層的制備過程如下:a)將聚二甲基硅氧烷前軀體A組分和B組分以質量比10:1均勻混合后，以轉速3000rpm旋涂在防粘處理后的硅片上；b)在真空干燥箱里放上旋涂了聚二甲基硅氧烷的硅片，抽真空到0.5atm，保持溫度65度，保溫5小時后固化；c)將固化的聚二甲基硅氧烷片使用直尺懸空法分割成條狀；步驟12，紫外光固化材料的制備過程如下:a)取一定量的含娃的紫外光固化膠；b)向紫外光固化膠中添加光引發劑184和819，兩者質量比為7:3，且總質量占紫外光固化膠的4% ；c)向上述組分中添加溶劑甲基丙烯酸甲酯，添加的量根據所需的紫外光固化膠的濃度決定；步驟13，紫外光固化膠梯度漸變層和硬質薄膜層構成的雙層體系的制備過程如下:a)先將由步驟11制備得到的聚二甲基硅氧烷片在夾具的夾持下，固定拉伸比；在(100)單晶硅片上旋涂一層由步驟12制備的紫外光固化膠，并將拉伸的聚二甲基硅氧烷片覆蓋在旋涂膜的表面，吸收10分鐘，制備了吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片，在聚二甲基硅氧烷片表面形成梯度漸變的紫外光固化膠層山)分離聚二甲基硅氧烷片和硅襯底后，在另一塊潔凈的單晶硅片上旋涂預定厚度的紫外光固化膠，然后將吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片覆蓋其上，在氮氣保護氛圍下，紫外曝光15分鐘，固化紫外光固化膠，從而在吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片上形成硬質薄膜層，得到由紫外光固化膠梯度漸變層和硬質薄膜層構成的雙層體系；c)曝光后，將聚二甲基硅氧烷片與硅片分離，緩慢勻速的收縮夾具，使聚二甲基硅氧烷片恢復原狀，從而在雙層體系的紫外光固化膠硬質薄膜層上形成有規則的復合圖案結構。所述步驟12中c)的紫外光固化膠的質量分數為6%。步驟13中旋涂的紫外光固化膠厚度為200nm。步驟13中的拉伸比≤50%。本專利技術所述梯度漸變雙層體系材料在防偽標識中的應用，具體包括如下步驟:對制得的復合圖案結構進行精確定位掃描，將掃描結果輸入數據庫，并作為被防偽對象的終身識別認證；或者將已進行表面防粘處理過的復合圖案結構進行納米壓印，所得的壓印結果作為解碼器，然后利用激光檢測防偽標識與解碼器是否完全重合，通過散射圖像來識別真偽。本專利技術在拉伸的聚二甲基硅氧烷襯底上制備梯度漸變層和硬質薄膜層的雙層體系，應力釋放時得到裂紋密度較少的隨機紋理圖案，具有以下有益效果:(I)在一定的拉伸變化范圍內，該雙層體系具有一定的柔韌性，硬質層表面不產生裂紋；超出此變化范圍，硬質層出現裂紋，但是裂紋的密度大大的減小，使體系表面制備的圖案中缺陷變少。(2)通過對聚二甲基硅氧烷支撐層與拉伸比例的和紫外光固化膠的膜厚控制可以得到不同形貌的圖案，且褶皺圖案在微米級別，具有較高的分辨精度和防偽區分度，為紋理防偽標識的應用提供了技術支持。【附圖說明】圖1為本專利技術制備聚二甲基硅氧烷薄片的裝置示意圖。1-支架；2-拉伸控制閥；3-薄片控制旋鈕；4_薄片壓縮片。圖2為本專利技術基于聚二甲基硅氧烷梯度漸變雙層體系的示意。5-預拉伸的聚二甲基硅氧烷薄片；6_未固化的紫外光固化膠；7_硅襯底；8_已固化的紫外光固化膠。圖3為本專利技術所得褶皺圖案的微觀掃描電子顯微鏡圖片?！揪唧w實施方式】下面結合附圖和具體實例對本專利技術的技術方案作進一步的說明。一、聚二甲基硅氧烷片作為支撐層的制備:a)將聚二甲基硅氧烷前軀體A組分和B組分以質量比10:1均勻混合后，以轉速3000rpm旋涂在防粘處理的娃片上；b)在真空干燥箱里放上旋涂了聚二甲基硅氧烷的硅片，抽真空到0.5atm，保持溫度65度，保溫5小時后固化；c)將固化的聚二甲基硅氧烷片使用直尺懸空法分割成條狀。d)使用實驗室自制的夾具將聚二甲基硅氧烷片夾持。夾具的具體結構如圖1所示，旋緊薄片控制旋鈕3將聚二甲基硅氧烷片固定在薄片壓縮片4上，通過調節控制拉伸控制閥2的位置獲得不同拉伸比的聚二甲基硅氧烷片。二、紫外光固化材料的制備過程如下:a)取一定量的含硅的紫外光固化膠；b)向紫外光固化膠中添加光引發劑184和819，兩者質量比為7:3，且總質量占紫外光固化膠的4% ；c)向上述組分中添加溶劑甲基丙烯酸甲酯，獲得質量分數為6%的紫外光固化膠；三、紫外光固化膠梯度漸變層和硬質薄膜層構成的雙層體系的制備過程如下:a)先將由制備得到的聚二甲基硅氧烷片在夾具的夾持下，固定拉伸比，在(100)單晶硅片上以轉速3000rpm旋涂200納米的紫外光固化膠，并將拉伸的聚二甲基硅氧烷薄片覆蓋在旋涂膜的上面，吸收10分鐘，制備了吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片；b)分離聚二甲基硅氧烷片和旋涂膜后，在另一塊潔凈的單晶硅片上旋涂200納米的紫外光固化膠，然后將吸收飽和的聚二甲基硅氧烷薄片覆蓋其上；c)將上述裝置和聚二甲基硅氧烷其他旋涂溶液的硅片一起放在氮氣下，紫外曝光15分鐘，固化紫外光固化膠，形成硬質層；d)曝光后冷卻分離聚二甲基硅氧烷片與硅片；e)緩慢釋放聚二甲基硅氧烷薄片，得到裂紋密度大大減少的圖案；f)對制備的復合圖案結構進行表面防粘處理，防止圖案在使用過程中灰塵顆粒的引入。具體措施是利用反應耦合等離子體刻蝕對復合圖案結構進行氧氣處理從而在其表面弓I入羥基，再通過自組裝方式接入具有地低表面能的單層全氟辛基三氯硅烷層。四、梯度漸變雙層體系在制備防偽標識技術中的應用。具體識別方法有兩種:I)對制得的復合圖案結構進行精確定位掃描，將掃描結果輸入數據庫，并作為被防偽對象的終身識別認證；2)將已進行表面防粘本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種梯度漸變雙層體系材料的制備，其特征在于，包括如下步驟：步驟11，聚二甲基硅氧烷片作為支撐層的制備過程如下：a)將聚二甲基硅氧烷前軀體A組分和B組分以質量比10:1均勻混合后，以轉速3000rpm旋涂在防粘處理后的硅片上；b)在真空干燥箱里放上旋涂了聚二甲基硅氧烷的硅片，抽真空到0.5atm，保持溫度65度，保溫5小時后固化；c)將固化的聚二甲基硅氧烷片使用直尺懸空法分割成條狀；步驟12，紫外光固化材料的制備過程如下：a)取一定量的含硅的紫外光固化膠；b)向紫外光固化膠中添加光引發劑184和819，兩者質量比為7：3，且總質量占紫外光固化膠的4%；c)向上述組分中添加溶劑甲基丙烯酸甲酯，添加的量根據所需的紫外光固化膠的濃度決定；步驟13，紫外光固化膠梯度漸變層和硬質薄膜層構成的雙層體系的制備過程如下：a)先將由步驟11制備得到的聚二甲基硅氧烷片在夾具的夾持下，固定拉伸比；在（100）單晶硅片上旋涂一層由步驟12制備的紫外光固化膠，并將拉伸的聚二甲基硅氧烷片覆蓋在旋涂膜的表面，吸收10分鐘，制備了吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片,在聚二甲基硅氧烷片表面形成梯度漸變的紫外光固化膠層；b)分離聚二甲基硅氧烷片和硅襯底后，在另一塊潔凈的單晶硅片上旋涂預定厚度的紫外光固化膠，然后將吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片覆蓋其上，在氮氣保護氛圍下，紫外曝光15分鐘，固化紫外光固化膠，從而在吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片上形成硬質薄膜層，得到由紫外光固化膠梯度漸變層和硬質薄膜層構成的雙層體系；c)曝光后，將聚二甲基硅氧烷片與硅片分離，緩慢勻速的收縮夾具，使聚二甲基硅氧烷片恢復原狀，從而在雙層體系的紫外光固化膠硬質薄膜層上形成有規則的復合圖案結構。...
【技術特征摘要】
1. 一種梯度漸變雙層體系材料的制備，其特征在于，包括如下步驟: 步驟11，聚二甲基硅氧烷片作為支撐層的制備過程如下: a)將聚二甲基硅氧烷前軀體A組分和B組分以質量比10:1均勻混合后，以轉速3000rpm旋涂在防粘處理后的娃片上； b)在真空干燥箱里放上旋涂了聚二甲基硅氧烷的硅片，抽真空到0.5atm，保持溫度65度，保溫5小時后固化； c)將固化的聚二甲基硅氧烷片使用直尺懸空法分割成條狀； 步驟12，紫外光固化材料的制備過程如下: a)取一定量的含硅的紫外光固化膠； b)向紫外光固化膠中添加光引發劑184和819，兩者質量比為7:3，且總質量占紫外光固化膠的4% ； c)向上述組分中添加溶劑甲基丙烯酸甲酯，添加的量根據所需的紫外光固化膠的濃度決定; 步驟13，紫外光固化膠梯度漸變層和硬質薄膜層構成的雙層體系的制備過程如下: a)先將由步驟11制備得到的聚二甲基硅氧烷片在夾具的夾持下，固定拉伸比；在(100)單晶硅片上旋涂一層由步驟12制備的紫外光固化膠，并將拉伸的聚二甲基硅氧烷片覆蓋在旋涂膜的表面，吸收10分鐘，制備了吸收飽和的聚二甲基硅氧烷片，在聚二甲基硅氧烷片表面形成梯度漸變的紫外光固化膠層； b)分離聚二甲基硅氧烷片和硅襯底后，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：季敏，袁長勝，
申請(專利權)人：無錫英普林納米科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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