1.本发明属于柔性光学材料领域，具体涉及一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜及其制备方法。
背景技术：2.高透光率的光学透明材料是光学器件的重要组成部分，在镜片、汽车玻璃、照明器件、显示屏、太阳能电池等方面应用广泛。通常情况下，常规的光学材料，为了更好清晰度，追求高透光率低雾度，如有机玻璃具有良好的可塑性和极高的透光率(可达92％)，而雾度非常低(雾度≤2％)，入射光线主要以直射光穿过。目前在大多数的led照明系统中，为了使出射光线的覆盖面更广更均匀，需要将点光源转化为面光源，从而需要更多的散射光，具有高透光率和高雾度的光学材料可以很好的满足这一条件。一方面，高透光率可以使入射光线尽可能的透过光学材料减少能量损失，另一方面，高雾度可使出射光线以散射光的形式射出，从而得到更加均匀且柔和的光，能提供更为舒适的光照场景。此外，高透明高雾度的材料可以用于太阳能电池板的光管理涂层和基材，并可显著提升光电转化效率，因为太阳能电池的能量转换效率损失的原因之一是有大量的光在活性层界面被反射而未能被活性层耦合，高透光率和高雾度材料通过广角散射和广角吸收将极大提高光的吸收效率和太阳能电池与入射光的耦合长度。此外，高透过率和高雾度材料在有防眩光，防窥等领域具有重要的应用价值。
3.传统的高雾度材料可通过在材料表面引入微观结构或材料内部引入散射粒子，常用的散射粒子包括sio2颗粒、金属纳米颗粒、金属纳米线和高分子纳米微球等。引入的散射粒子在材料内部易团聚，无法均匀分散而影响材料的光学性能。随着柔性可穿戴器件的发展，同时具有高透光率、高雾度、良好机械性能、环境友好型以及低成本的光学材料将受到越来越多的关注。
技术实现要素：4.针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种具有高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜及其制备方法。
5.为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明第一方面提供了一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由高孔隙度纸张在水溶性聚合物溶液中浸渍、除溶剂后制得；所述水溶性聚合物溶液中的水溶性聚合物与高孔隙度纸张的质量比为(0.43～3.82):1，所述高孔隙度纸张为滤纸或宣纸。
7.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、相对分子量为2000～8000的聚乙二醇、聚氧化乙烯中的至少一种。
8.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述水溶性聚合物溶液的质量分数为1％～3％。
9.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述聚乙烯醇的醇解度为88～99％，相对分子量为75000～114000；所述聚乙烯吡咯烷酮的相对分子量为40000～1300000。
10.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述聚氧化乙烯的相对分子量为100000～1000000。
11.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述水溶性聚合物与高孔隙度纸张的质量比为(0.43～3.82):1，进一步地，高孔隙度纸张为滤纸时水溶性聚合物与滤纸的质量比为(0.43～2.33):1，高孔隙度纸张为宣纸时水溶性聚合物与宣纸的质量比为(0.70～3.82):1。
12.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述水溶性聚合物溶液中还包括塑化剂，所述塑化剂与高孔隙纸张的质量比为(0.33～1.64):1。
13.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述塑化剂与高孔隙度纸张的质量比为(0.33～1.64):1，进一步地，高孔隙度纸张为滤纸时塑化剂与滤纸的质量比为(0.33～1):1，高孔隙度纸张为宣纸时塑化剂与宣纸的质量比为(0.55～1.64):1。
14.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，优选地，所述塑化剂为甘油、1,3-丁二醇、聚乙二醇200(聚乙二醇的相对分子量为200)、聚乙二醇300(聚乙二醇的相对分子量为300)、聚乙二醇400(聚乙二醇的相对分子量为400)中的至少一种。
15.本发明第二方面还提供了具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，所述制备方法为：将高孔隙度纸张在水溶性聚合物溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，缓慢蒸发溶剂得到具有超高雾度、超高透光率和高强度的光学复合膜。
16.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，优选地，所述水溶性聚合物溶液为水溶性聚合物的纯溶液或水溶性聚合物与塑化剂的混合溶液。
17.根据上述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，优选地，对水溶性聚合物溶液做除泡处理后，再将高孔隙度纸张浸渍到水溶性聚合物溶液中。
18.根据上述的制备方法，优选地，所述蒸发温度为30～45℃。
19.本发明第三方面还提供了上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜在柔性光学器件或led照明灯中的应用。
20.与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果：
21.(1)采用本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法一方面通过溶液的浸润使高孔隙度纸张产生溶胀效应，水溶性聚合物会充满溶胀后的高孔隙度纸张及其内部孔隙，利用缓慢蒸发溶剂的方法，将与高孔隙度纸张折射率相差较大的溶剂除去，入射光线可以更好的通过具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜并发生散射效应，另一方面还可以提高具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜光学膜的强度。本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的雾度值在78.75～95.15％之间，全透光率高达84.76％，拉伸强度高达93.62mpa；本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的全透光率实际已经达到85％，接近理论极限值，表明光能损失极少，解决
了传统聚合物薄膜高透光率、低雾度情况下光能损失的技术难题。
22.(2)本发明以高孔隙度纸张作为负载基体，高孔隙度纸张具有孔隙度高，密度低等特性，能使水溶性聚合物充分浸润在高孔隙纸张内部，实现良好的界面相容性，制成具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
23.(3)在制备光学复合膜过程中会有产生少量气泡，残留的气泡会改变入射光线在具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜中的光路，影响其透光率，因此本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法中需要采用除泡工工序除泡。
24.(4)本发明采用溶剂缓慢蒸发的方式，不仅有助于提高聚合物与基材的融合外，还能保留基材表面的纤维纹理，保持其表面粗糙度，进一步提高复合膜的雾度。此外，本方法可通过调整溶液成膜容器的表面粗糙度，可实现复合膜两个面的光学性能的调控。
25.(5)本发明在制备光学复合膜过程中还添加了塑化剂，塑化剂可以与水溶性聚合物分子链上的羟基形成氢键，从而减少水溶性聚合物之间形成氢键的概率，破坏水溶性聚合物的结晶度，在不降低光学复合膜雾度、透光率的前提下，可显著提高具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的韧性和抗冲击力，拓宽其应用范围。
26.(6)本发明采用的水溶性聚合物具有良好的水溶性性能、成膜性、透明度、生物相容性、力学性能和安全无毒等特性，不会污染环境，符合环保的要求。
27.(7)本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法简单易行，无需昂贵设备，原料来源广，成本低廉，有利于实现技术的产业转化。
附图说明
28.图1为未经任何处理的定性滤纸和实施例9制备的样品的照片；
29.图2为聚酯薄膜和实施例9制备的样品的光学性能照片；
30.图3为未经任何处理的定性滤纸(a)，实施例7制备的样品(b)，实施例8制备的样品(c)和实施例1制备的样品(d)的抗拉强度与应变曲线图。
具体实施方式
31.以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明，但并不限制本发明的范围。
32.(一)、不同种类聚合物实验：
33.为了探讨不同水溶性聚合物种类对具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜雾度、全透光率、散射光和平行光的影响，发明人分别做了以下实验，部分实验参数和结果见表1。
34.实施例1：
35.一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由定性滤纸在聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液中浸渍、除溶剂后制得，其中，未经任何处理的定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)。
36.上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将40.0g聚乙烯醇1788(相对分子量75000)溶液(质量分数为2％)真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)在聚乙烯醇1788溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于30℃恒温烘箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后
得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
37.实施例2：
38.实施例2的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：水溶性聚合物为聚乙烯醇1799(相对分子量75000，醇解度为99％)。
39.实施例3：
40.实施例3的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：水溶性聚合物为聚乙二醇(相对分子量6000，醇解度为88％)。
41.实施例4：
42.实施例4的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：水溶性聚合物为聚乙烯醇吡咯烷酮(相对分子量1300000)。
43.实施例5：
44.一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由定性滤纸在聚乙烯醇吡咯烷酮(相对分子量1300000)溶液中浸渍、除溶剂后制得，其中，未经任何处理的定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)。
45.上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将42g聚乙烯吡咯烷酮(相对分子量1300000)溶液(质量分数为3％)真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)在聚乙烯醇吡咯烷酮溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于30℃恒温烘箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
46.实施例6：
47.实施例6的内容与实施例5基本相同，其不同之处在于：水溶性聚合物为聚乙二醇(相对分子量2000，醇解度为88％)。
48.对实施例1～6制备的样品的雾度、全透光率、散射光和平行光进行检测，检测条件如下：采用带有积分球装置的岛津紫外分光光度计uv-3150检测，依据国家标准《gbt 2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定》。测定并分别计算所制备膜材料的雾度(h％)，以及全透光率(t
t
％)，散射光(td％)和平行光(t
p
％)，检测结果见表1。
49.表1不同聚合物种类对光学复合膜光学性能的影响
[0050][0051]
由表1可知，由于定性滤纸内部纤维较粗，纤维之间存在大量孔隙，其中空气折射率为1，纤维素折射率为1.6，二者折射率的相差较大，导致入射光线的方向在纤维内部发生较大改变，从而使很多入射光无法穿透纸张表面，使定性滤纸具有高雾度和低透光率。当加入聚乙烯醇类聚合物水溶液后，由于聚乙烯醇类聚合物与纤维素具有良好的界面相容性，通过溶液的浸润，一方面对定性滤纸纤维产生溶胀效应，另一方面水溶性聚乙烯醇将溶胀后纤维以及纤维内部孔隙填满。聚乙烯醇折射率为1.5，水折射率为1.33，因此通过缓慢蒸发水分使入射光线在定性滤纸内部可以更好地散射和通过，提高具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的透光率。通过未经任何处理的定性滤纸与实施例1相比可知，添加聚乙烯醇1788在不降低样品雾度的情况下能显著提高样品的全透光率、散射光和并降低平行光数值；通过实施例1与实施例2相比可知，在聚乙烯醇聚合度和相对分子量相同的情况下，聚乙烯醇的醇解度对光学复合膜光学性能几乎没有影响；通过实施例1与实施例3相比可知，对于聚乙烯醇1788来说相对分子量越大，与纸张纤维的浸润性更好，所以样品雾度较聚乙二醇略低，但是的全透光率较高；尤其是实施例1制备的样品的全透光率高达81.98％，表明较高的光透过能力；通过实施例5和实施例6相比可知，在水溶性聚合物质量分数和添加量相同的情况下，聚合物种类不同所制备的光学复合膜光学性也不同，与实施例5相比，实施例6所制备的样品的雾度提高了16.03％，全透光率降低了0.73％，然而由于低分子量聚乙二醇熔点较低，且与纤维的结合力较弱，易发生脱落，适用性较差；从表1可以看出采用相对分子量为75000的聚乙烯醇对定性滤纸进行处理得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜光学性能最佳。
[0052]
(二)不同水溶性聚合物添加量实验：
[0053]
为了探讨不同聚乙烯醇的添加量对具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合
膜雾度、全透光率、散射光和平行光的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例1、实施例4、实施例5、实施例7和实施例8，其中实施例7和实施例8的具体内容如下。实验结果见表2。
[0054]
实施例7：
[0055]
一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由定性滤纸在聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液中浸渍、除溶剂后制得，其中，未经任何处理的定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)。
[0056]
上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将23.0g聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液(质量分数为1％)真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)在聚乙烯醇1788溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于30℃恒温烘箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
[0057]
实施例8：
[0058]
实施例2的内容与实施例1基本一致，其不同之处在于：将54.0g聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液(质量分数为1％)真空除泡5min，烘干温度为40℃。
[0059]
表2不同水溶性聚合物添加量对光学复合膜光学性能的影响
[0060][0061]
由表2可知，随着聚乙烯醇1788添加量不断增加，制备的光学复合膜的雾度不断降低，全透光率、散射光和平行光不断增加，当聚乙烯醇1788添加量为0.8g时，制备的光学复合膜的全透光率达到81.98％，接近极限值；随着聚乙烯吡咯烷酮添加量的不断增加，制备的光学复合膜光学性能在雾度上面有所下降；因此，制备光学复合膜的水溶性聚合物优选为聚乙烯醇1788。
[0062]
(三)、不同塑化剂实验：
[0063]
为了探讨不同塑化剂对具有超高雾度、超高透光率和高强度的光学复合膜雾度、全透光率、散射光、平行光、抗拉强度和断裂伸长率的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例1、实施例9和实施例10，其中实施例9和实施例10的具体内容如下，实验结果见表3。
[0064]
实施例9：
[0065]
一种具有超高雾度、超高透光率和高强度的光学复合膜，由定性滤纸在聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)与甘油的混合溶液中浸渍、除溶剂后制得，其中，未经任何处理的定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)。
[0066]
上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将40g聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液(质量分数为2％)和0.54g甘油混合均匀，真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)在聚乙烯醇1788溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于35℃恒温烘箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
[0067]
实施例10：
[0068]
一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由定性滤纸在聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)与聚乙二醇400的混合溶液中浸渍、除溶剂后制得，其中，未经任何处理的定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)。
[0069]
上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将40g聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液(质量分数为2％)和0.54g聚乙二醇400混合均匀，真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)在聚乙烯醇1788溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于35℃恒温烘箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
[0070]
表3不同塑化剂对光学复合膜性能的影响
[0071][0072]
由表3可知，随着塑化剂的加入，单位体积羟基数目增多，可以更有效降低水溶性聚合物之间的作用力，破坏水溶性聚合物的结晶度，在满足机械强度的前提下尽可能的改善复合膜的柔韧性。通过实施例1与实施例9或实施例10相比可知，采用甘油或聚乙二醇400对高孔隙纸张进行处理时制备得到的光学复合膜光学性能几乎没有变化，而抗拉强度和断裂伸长率变化显著。与实施例1制备的样品相比，实施例9制备的样品的抗拉强度降低了67.7％，而断裂伸长率显著提高了2.45倍；与实施例1制备的样品相比，实施例10制备的样品的抗拉强度降低了68.9％，而断裂伸长率显著提高了3.31倍，因此，加入塑化剂能在不影响具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜光学性能的前提下进而调节其柔韧度和抗冲击力，拓宽其应用。
[0073]
(四)、不同塑化剂添加量实验：
[0074]
为了探讨不同甘油添加量对具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜雾度、全透光率、散射光、平行光、抗拉强度和断裂伸长率的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例1、实施例11、实施例12、实施例9，其对应的甘油添加量分别为0g、0.18g，0.27g、
0.54g。实验结果见表4。
[0075]
实施例11：
[0076]
一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由定性滤纸在聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)与甘油的混合溶液中浸渍、除溶剂后制得，其中，未经任何处理的定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)。
[0077]
上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将40g聚乙烯醇1788(相对分子量75000)溶液(质量分数为2％)和0.18g甘油混合均匀，真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)在聚乙烯醇1788溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于35℃恒温烘箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
[0078]
实施例12：
[0079]
实施例12的内容与实施例11基本相同，其不同之处在于：甘油的添加量为0.27g。
[0080]
表4不同甘油添加量对光学复合膜性能的影响
[0081][0082]
由表4可知，随着甘油添加量的不断增加，光学复合膜的雾度逐渐下降，透光率缓慢提升，并且抗拉强度不断降低，断裂伸长率不断增加；与未经任何处理的定性滤纸相比，实施例1中添加了聚乙烯醇1788，聚乙烯醇的结构是严格的线型结构规整，其机械强度高，实施例1制备的样品的抗拉强度显著提高了4.1倍，而断裂伸长率降低了30.2％。因此，可以通过调节塑化剂的添加量进而调控光学复合膜的抗拉强度和断裂伸长率，提高其柔韧度和抗冲击力，拓宽其在柔性光学器件中的应用。
[0083]
(五)、不同高孔隙度纸张实验：
[0084]
为了探讨不同高孔隙度纸张对具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的雾度、全透光率、散射光和平行光的影响，发明人分别做了以下实验，即实施例13和实施例14，其对应的高孔隙度纸张分别为定性滤纸、宣纸。实验结果见表5。
[0085]
实施例13：
[0086]
一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由定性滤纸在聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)与甘油的混合溶液中浸渍、除溶剂后制得，其中，未经任何处理的定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)。
[0087]
上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将42g聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液(质量分数为3％)和0.18g甘油混合均匀，真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将定性滤纸(0.54g，克重80g/m2，厚度约165um)在聚乙烯醇1788溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于30℃恒温烘
箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
[0088]
实施例14：
[0089]
一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，由宣纸在聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)与甘油的混合溶液中浸渍、除溶剂后制得。其中，未经任何处理的宣纸(克重为49g/m2)。
[0090]
上述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，具体步骤为：将42g聚乙烯醇1788(相对分子量75000，醇解度为88％)溶液(质量分数为3％)和0.18g甘油混合均匀，真空除泡5min后转移入聚四氟乙烯蒸发皿中，然后将宣纸(克重49g/m2)在聚乙烯醇1788溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，取出置于30℃恒温烘箱中水平放置48h，待水分缓慢蒸干后得到具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜。
[0091]
表5不同高孔隙度纸张对光学复合膜光学性能的影响
[0092][0093]
由表5可知，实施例13或实施例14的雾度值分别为85.65％和84.57％，在高雾度的同时，其全透光率分别提高至84.30％和81.99％，定性滤纸中的纤维比宣纸更加纤细均匀，具有更高的全透光率。由此说明，将定性滤纸浸渍在水溶性聚合物溶液中制备得到的具有高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜光学性能更好。
[0094]
本发明具有高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的性能测试：
[0095]
(1)具有高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的光学性能测试
[0096]
以本发明实施例9制备的样品为例，对本发明具有高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的光学性能进行测试。同时为了与实施例9制备的样品做对比，发明人还对未经任何处理的定性滤纸进行了实验，测试方法如下，结果如图1和图2所示。
[0097]
测试方法如下：图1中，a、b分别为未经任何处理的定性滤纸和实施例9制备的样品放在同一网格材料上的照片。图2中，2a和2b分别为实施例9制备的样品紧贴图案和距离图案表面3cm处的照片；2c和2d分别将聚酯薄膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯，雾度:10.3％，全透光率:90.16％)紧贴图案和距离图案表面3cm处的照片；2e和2f分别为将激光笔(波长为650nm，光斑尺寸1
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2mm)距离聚酯薄膜和实施例9制备的样品10cm处照射聚酯薄膜和具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜在面板上的散射照片。
[0098]
由图1可知，透过未经任何处理的定性滤纸无法看清所覆盖网格材料的纹路信息，透过实施例9制备的样品可以清晰看到所覆盖网格材料的纹路信息。与未经任何处理的定性滤纸相比，实施例9制备的样品的透明度和透光率均有了显著提升。因此，采用本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法能将定性滤纸(haze：98.60％，tt：26.16％)的透光率大幅提升，同时还保持了超高雾度(85.64％)。
[0099]
由图2可知，通过图2a和2b相比，由于具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的高雾度特性，对入射光具有强散射作用，随着距离的增加，散射效果增强，与2a相比，2b中透过实施例9制备的样品已经无法看清所覆盖图案的详细信息。通过图2c和2d相比，由于聚酯薄膜具有高透光率和低雾度等性能，对入射光几乎无散射作用，随着距离的增加，散射效果不会发生变化，从2c和2d可知，图案的清晰度与其距聚酯薄膜的距离并无太大关系。通过图2b和图2c相比，由于本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的高雾度特性和聚酯薄膜的低雾度特性，与2d相比，图2b中透过实施例9制备的样品的图案清晰度显著降低。由图2e可知，由于聚酯薄膜对入射激光几乎没有散射的作用，激光在距离聚酯薄膜10cm处照射到聚酯薄膜上，在聚酯薄膜后面的面板上形成边缘清晰及其外围有小面积光晕的激光束，由2f可知，由于具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜对入射激光有强烈的散射作用，激光在距离实施例9制备的样品10cm处照射到实施例9制备的样品上，在实施例9制备的样品后面的面板上形成大尺寸(直径30mm)光斑。
[0100]
(2)具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的机械强度测试
[0101]
以本发明实施例1、实施例7和实施例8的样品为例，对本发明具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的抗拉强度和应变进行测试。同时为了与本发明实施例1、实施例7和实施例8的样品做对比，本发明还对未经任何处理的定性滤纸进行了测试。测试方法如下，测试结果如图3所示。
[0102]
测试方法如下：采用岛津万能拉力实验机(shimadzuags-100n)，拉伸速率1mm/min，测试样品为哑铃状试样，宽度为4mm。
[0103]
由图3可知，本发明将高孔隙纸张在水溶性聚合物溶液中浸渍，水溶性聚合物进入高孔隙纸张纤维及其内部孔隙中，由于水溶性聚合物(如聚乙烯醇)带有大量极性基团(羟基)，同时聚合物链段之间的相互缠结以及链段与纸张纤维之前的强氢键作用，使得复合膜的抗拉强度和模量大幅提升。未经任何处理的定性滤纸的最大拉伸强度只有18.41mpa(a)，实施例7(b)、实施例8(c)和实施例1(d)制备的样品的最大拉伸强度分别为50.21mpa、67.34mpa、93.62mpa。与未经任何处理的定性滤纸相比，随着具有高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜中水溶性聚合物含量的不断增加，光学复合膜的拉伸强度分别提高了2.73、3.66、5.09倍。
[0104]
上述实施例为本发明的具体实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何不超出本发明设计思路组合、改变、修饰、替代、简化，均落入本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，其特征在于，由高孔隙度纸张在水溶性聚合物溶液中浸渍、除溶剂后制得；所述水溶性聚合物溶液中的水溶性聚合物与高孔隙度纸张的质量比为(0.43～3.82):1，所述高孔隙度纸张为滤纸或宣纸。2.根据权利要求1所述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，其特征在于，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、相对分子量为2000～8000的聚乙二醇、聚氧化乙烯中的至少一种。3.根据权利要求2所述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，其特征在于，所述水溶性聚合物溶液的质量分数为1%～3%。4.根据权利要求3所述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，其特征在于，所述聚乙烯醇的醇解度为88～99%，相对分子量为75000～114000；所述聚乙烯吡咯烷酮的相对分子量为40000～1300000。5.根据权利要求1所述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，其特征在于，所述水溶性聚合物溶液中还含有塑化剂，所述塑化剂与高孔隙度纸张的质量比为(0.33～1.64):1。6.根据权利要求5所述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜，其特征在于，所述塑化剂为甘油、1,3-丁二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400中的至少一种。7.权利要求1～6任一所述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将高孔隙度纸张在水溶性聚合物溶液中进行浸渍处理，浸渍结束后，缓慢蒸发溶剂得到具有超高雾度、超高透光率和高强度的光学复合膜。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性聚合物溶液为水溶性聚合物的纯溶液或水溶性聚合物与塑化剂的混合溶液。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，对水溶性聚合物溶液做除泡处理后，再将高孔隙度纸张浸渍到水溶性聚合物溶液中。10.权利要求1-7任一所述的具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜在柔性光学器件或led照明灯中的应用。
技术总结本发明公开了一种具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜及其制备方法，涉及柔性光学材料领域。所述具有超高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜由高孔隙度纸张在水溶性聚合物溶液中浸渍、除溶剂后制得；所述水溶性聚合物溶液中的水溶性聚合物与高孔隙度纸张的质量比为(0.43～3.82):1，所述高孔隙度纸张为滤纸或宣纸。该具有高雾度、高透光率和高强度的光学复合膜的雾度值在78.75～95.15%之间，全透光率最高达84.76%，拉伸强度高达93.62 Mpa，可应用于柔性光学器件或LED照明灯等方面。面。
技术研发人员：张修强 杨明成 张薇薇 艾雨为 陈阳 任素霞 董莉莉 郜毅 张孟举 吴清林
受保护的技术使用者：河南省科学院同位素研究所有限责任公司 河南省科学院
技术研发日：2022.05.25
技术公布日：2022/7/5
