[發明專利]一種兩步旋涂法制備單層膠體晶體的方法

有效

• 申請號: 201711415195.6
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108193278B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 彭壽;湯永康;馬立云;金良茂;甘治平;李剛
• 申請（專利權）人: 中建材蚌埠玻璃工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C30B29/54
• 分類號: C30B29/54;C30B29/64;C30B7/04
• 代理公司: 34113 安徽省蚌埠博源專利商標事務所
• 代理人: 陳俊

本發明公開一種兩步旋涂法制備單層膠體晶體的方法，包括以下步驟：S1、取玻璃基底，采用去離子水作為鍍膜液體，通過旋涂法在玻璃基底表面制備一層水膜；S2、取微納膠體粒子水乳液作為鍍膜液體，將微納膠體粒子水乳液滴加在水膜上，并進行第二次旋涂，使微納膠體粒子水乳液擴散鋪展在水膜表面，得到單層膠體晶體；步驟S1旋涂時，去離子水為連續滴加；步驟2旋涂時，微納膠體粒子水乳液只在旋涂初始滴加一次；水膜表面為完全親水與潤濕的特性，使得微納膠體粒子水乳液迅速鋪展擴散，在旋涂離心力的作用下更加均勻地鋪展，最終得到符合要求的單層膠體晶體；本方法操作簡便，制備效率高，并且成本低下，極大地節省了原材料，并且最大限度地使原材料利用率達到100%，避免浪費。

技術領域

本發明涉及膠體晶體制備技術領域，具體是一種兩步旋涂法制備單層膠體晶體的方法。

背景技術

膠體晶體是由單分散的、直徑在微米或亞微米級別的無機或有機顆粒,在重力、靜電力或毛細管力等作用下組裝形成的二維或三維有序陣列結構。

在光學過濾器、光子晶體、化學傳感器，膠體晶體作為模板用于多孔薄膜或圖案化薄膜的制備等領域有重要應用。其中單層的膠體晶體有著其獨特的應用優勢而成為應用熱點，例如將其作為模板應用在太陽能電池蓋板玻璃、電致變色玻璃、自清潔玻璃等領域的微結構功能薄膜器件組裝。

膠體晶體的制備方式多種多樣，例如：垂直浸漬自組裝、提拉法、旋涂法、電化學沉積、空氣-液體界面法等，但是單層膠體晶體的大面積制備一直是膠體晶體制備領域的難點與挑戰，對于上述的這些傳統制備方法制備單層膠體晶體的沉積都有其固有的缺陷。

例如垂直浸漬自組裝難以控制其厚度，且難以達到大面積均勻；提拉法效率較為低下，難以得到高質量的膠體晶體；傳統旋涂法比較浪費原材料，其用液量比較大，由于基底的固有屬性難以做到絕對親水，聚苯乙烯乳液難以大面積均勻鋪展，在旋涂轉速的離心力作用下難以均勻成膜；電化學沉積及LB法對儀器設備要求較高等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兩步旋涂法制備單層膠體晶體的方法，該方法能夠方便地制備單層膠體晶體，克服了傳統旋涂法存在的乳液難以大面積鋪展問題，且節約原材料、避免浪費。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種兩步旋涂法制備單層膠體晶體的方法，包括以下步驟：

S1、取玻璃基底，采用去離子水作為鍍膜液體，通過旋涂法在玻璃基底表面制備一層水膜；

S2、取微納膠體粒子水乳液作為鍍膜液體，將微納膠體粒子水乳液滴加在水膜上，并進行第二次旋涂，使微納膠體粒子水乳液擴散鋪展在水膜表面，得到單層膠體晶體；

所述步驟S1旋涂時，去離子水為連續滴加；步驟2旋涂時，微納膠體粒子水乳液只在旋涂初始滴加一次。

進一步的，所述玻璃基底的表面經過親水化處理。

進一步的，所述步驟S1的旋涂轉速為500～3000r/min，旋涂時間為5～30s。

進一步的，所述步驟S2的旋涂轉速為500～2000r/min，旋涂時間為1～10s。

進一步的，所述步驟S2微納膠體粒子水乳液的滴加量為2～20μl，微納膠體粒子水乳液的固含量為1～10%。

進一步的，所述微納膠體粒子水乳液采用聚苯乙烯水乳液，制備得到的單層膠體晶體為單層聚苯乙烯膜。