[發明專利]利用噴墨打印技術制備具有響應性及圖案化的光子晶體復合膜的方法

無效

• 申請號: 201110427702.4
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN103158382A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 王利彬;王京霞;周金明;宋延林
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所;北京三星通信技術研究有限公司
• 主分類號: B41M5/00
• 分類號: B41M5/00;B41J2/01;C09D11/10
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

1.一種利用噴墨打印技術制備具有超快響應性及圖案化的光子晶體復合膜的方法，其特征是：

將由相同粒徑或不同粒徑的單分散乳膠粒、相同響應性功能聚合物的單體、交聯劑、引發劑、高沸點助劑和水混合得到的混合液分別裝于噴墨打印機的不同墨盒中，且每一墨盒中裝載的單分散乳膠粒的粒徑相同；或

將由相同粒徑或不同粒徑的單分散乳膠粒、具有不相同響應性功能聚合物的單體、交聯劑、引發劑、高沸點助劑和水混合得到的混合液分別裝于噴墨打印機的不同墨盒中，且每一墨盒中裝載的是具有相同響應性功能聚合物的單體及相同粒徑的單分散乳膠粒；

然后經噴墨打印機對具有浸潤性的基材表面進行圖案打印、再經光照或加熱引發所述的響應性功能聚合物的單體進行交聯聚合后，在具有浸潤性的基材表面上得到由微滴單元構成的圖案化的對濕度響應、對溫度響應、對酸性氣體響應和/或對堿性氣體響應的光子晶體復合膜；所述的微滴單元是由單分散乳膠粒骨架堆砌，且在單分散乳膠粒骨架的空隙中填充有由響應性功能聚合物的單體進行交聯聚合后得到的響應性的交聯聚合物；

所述的響應性功能聚合物的單體選自對濕度響應的丙烯酰胺、對溫度響應的異丙基丙烯酰胺、對酸性氣體響應的丙烯酸、對堿性氣體響應的丙烯酸中的一種；

所述的高沸點助劑為乙二醇；

所述的具有浸潤性的基材為與水的接觸角是65～90°的聚合物薄膜。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的經光照引發所述的響應性功能聚合物的單體進行交聯聚合的光照條件為用波長為200～400nm的紫外燈作為光源，光照強度為200mW/cm²～1W/cm²；所述的加熱引發所述的響應性功能聚合物的單體進行交聯聚合的加熱溫為30～90℃。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的微滴單元的直徑為1～300μm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的由相同粒徑或不同粒徑的單分散乳膠粒、相同響應性功能聚合物的單體、交聯劑、引發劑、高沸點助劑和水混合得到的混合液中的單分散乳膠粒的含量為5～20wt％、響應性功能聚合物的單體的含量為1～20wt％、交聯劑的含量為0.1～5wt％、引發劑的含量為0.1～5wt％、高沸點助劑的含量為20～40wt％，余量為水；

所述的由相同粒徑或不同粒徑的單分散乳膠粒、具有不相同響應性功能聚合物的單體、交聯劑、引發劑、高沸點助劑和水混合得到的混合液中的單分散乳膠粒的含量為5～20wt％、響應性功能聚合物的單體的含量為1～20wt％、交聯劑的含量為0.1～5wt％、引發劑的含量為0.1～5wt％，高沸點助劑的含量為20～40wt％，余量為水。

5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征是：所述的單分散乳膠粒的粒徑范圍是100～1100nm；

所述的單分散乳膠粒選自單分散聚苯乙烯乳膠粒、單分散聚甲基丙烯酸甲酯乳膠粒、單分散聚丙烯酸乳膠粒、單分散聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)三嵌段共聚物乳膠粒、單分散二氧化鈦乳膠粒、單分散二氧化硅乳膠粒中的一種。

6.根據權利要求1或4所述的方法，其特征是：所述的交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺；所述的引發劑為光引發劑或熱引發劑。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征是：所述的光引發劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羥基環己基苯基甲酮；

所述的熱引發劑選自水溶性的過硫酸銨、水溶性的過硫酸鉀、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽中的一種。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征是：所述的聚合物薄膜選自聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜中的一種。

9.一種由權利要求1～8任意一項所述的方法制備得到的具有響應性及圖案化的光子晶體復合膜，其特征是：所述的具有響應性及圖案化的光子晶體復合膜的光子帶隙分布為250～2500nm，由單分散乳膠粒骨架堆砌，且在單分散乳膠粒骨架的空隙中填充有由響應性功能聚合物的單體進行交聯聚合后得到的響應性的交聯聚合物；

所述的具有響應性及圖案化的光子晶體復合膜的響應類型為：對濕度響應、對溫度響應、對酸性氣體響應和/或對堿性氣體響應。