[發明專利]一種利用微球制備結構色涂層的方法

在審

• 申請號: 201710099438.3
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN107201690A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 張克勤;李青松;曾琦;周寧;董伊航
• 申請（專利權）人: 蘇州貝彩納米科技有限公司
• 主分類號: D21H19/40
• 分類號: D21H19/40;D21H19/56;D21H23/22;D21H25/06;D06P1/673;D06P3/60
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 楊慧林

本發明提供一種利用微球制備結構色涂層的方法，包括步驟：(1)將聚苯乙烯(PS)微球、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)微球、二氧化硅(SiO₂)微球、由聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲脂為基體修飾的微球分散于水中，形成微球的水分散液；(2)將微球的水分散液霧化成霧氣，并將需要被染色的基底置于所述霧氣中霧化；(3)將霧化后的基底在40?60℃下干燥，基底上形成結構色涂層。本發明的方法成本低廉，簡便易行，在顯示、傳感及材料的著色領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種結構色涂層的制備方法，尤其涉及一種利用微球制備結構色涂層的方法。

背景技術

結構色是一種物理生色機制，是通過光與微觀結構發生干涉、衍射、散射等一系列相互作用而形成顏色的現象。在于自然界中，雨后的彩虹，蛋白石，一些鳥類的羽毛以及部分昆蟲等等，其艷麗的顏色都是源于結構色。不同于染料、顏料等色素發色機制，結構色只要微觀結構不被破壞，就能保持永不褪色。同時，它避免了化學染色帶來的環境污染，在纖維、化妝品、顯示材料及傳感器等領域具有廣闊的應用前景。

目前結構色的制備方法大致分為機械加工、激光刻蝕以及膠體自組裝等，其中膠體自組裝由于其簡便高效，是目前應用最為廣泛的方法。單分散二氧化硅(SiO₂)和聚苯乙烯(PS)微球是最常用的制備結構色光子晶體的材料。角度依賴性是由于周期性的有序結構對不同波長的光的反射或散射作用至不同的方向，從而會在不同的角度觀察到不同的顏色，這對于顯示、傳感等領域的應用是非常不利的。因此從組裝方法入手得到一種短程有序長程無序的結構，制備出無角度依賴性的結構色具有重要的意義。通過常用的自組裝方法如自然沉降法、離心沉淀法以及垂直生長法等往往得到的都是整齊有序的周期結構，顏色具有較大的角度依賴性，而且這些方法對模板或基底的要求比較苛刻，往往都是光滑平整表面，在實際應用中大大受限。即便是通過在膠體微球中摻雜一些如黑色染料等物質，對非禁帶光的強烈吸收來達到提高材料色彩強度，但其摻雜比例仍然需要嚴格控制，在制備方法上缺乏一定的簡便性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供了一種霧化微球分散液制備結構色涂層的方法。

本發明的一種利用微球制備結構色涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將聚苯乙烯(PS)微球、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球、二氧化硅(SiO₂)微球或由聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯為基體修飾的微球分散于水中，形成一定濃度的微球的水分散液，濃度沒有特定要求，優選微球的質量分數為2-10％。

(2)通過超聲式或壓縮空氣式霧化器將微球的水分散液霧化成霧氣，并將待染色的基底置于所述霧氣中霧化，霧化時間可調。

(3)在40-60℃的烘箱中烘干霧化后的基底，為避免基底上有大量水汽冷凝，每隔3-5min將基底放烘箱中烘干，最后重復幾次即可，在所述基底表面形成結構色涂層，如果顏色較淡，可以再次霧化，可以根據需要反復霧化、烘干若干次，以達到比較好的效果。

進一步的，步驟(1)中，所述微球直徑為100-400nm。

進一步的，步驟(1)中，所述修飾為接枝、共聚和羥基化中的一種或幾種。

進一步的，步驟(2)中，霧化時間10-30min。

借由上述方案，本發明至少具有以下優點：

本發明提出一種直接霧化膠體微球水分散液的方法，使納米微球能夠分散到特定表面形成短程有序，長程無序的結構；最終，這種結構呈現的顏色沒有角度依賴性；同時該方法成本低廉，簡便易行，在顯示、傳感及材料的著色領域具有廣闊的應用前景。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。