[發明專利]一種具有亮麗結構色的Cu2

有效

• 申請號: 202011481519.8
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112625388B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 武素麗;畢佳捷;韓亞群
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L1/02;C08L3/02;C08L1/28;C08K3/22;C08J5/18;C08J3/20
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發明公開了一種具有亮麗結構色的Cu₂O單晶納米粒子?聚合物復合膜及其制備方法，屬于新材料制備領域。該Cu₂O單晶納米粒子給聚合物膜著色過程大致可分為三步，首先在玻璃基質上噴涂尺寸均一的Cu₂O單晶納米粒子制備具有結構色的Cu₂O膜，再用涂布機將聚合物溶液均勻涂布在帶有玻璃基底的Cu₂O膜表面，待聚合物溶液干燥后將其從玻璃基質上剝離，單晶Cu₂O納米粒子均被鎖定在聚合物膜中，得到顏色鮮艷且具有一定透明度的Cu₂O單晶納米粒子?聚合物復合結構色的膜。該復合膜具有優良的機械性能、抗摩擦性能及耐曬性能。綠色環保、可回收的Cu₂O單晶納米粒子?聚合物復合膜可實現大面積制備，有望應用在包裝、顯示、裝飾等領域。

技術領域

本發明涉及結構色材料領域，特別涉及一種具有亮麗結構色的Cu₂O 單晶納米粒子-聚合物復合膜及其制備方法，屬于新材料研究領域。

背景技術

聚合物膜對人類生產、生活起著非常重要的作用且涵蓋了諸多領域，如包裝用的薄膜，用于建材或皮革中的膜或在工業領域應用的一些具有卓越的機械性能和光學性能的高性能薄膜，傳感領域應用的刺激響應型聚合物薄膜等，因此將這些聚合物薄膜與顏色美學相結合顯得尤為重要。

如用染料和顏料對聚合物膜進行著色不利于其在包裝等領域應用。光與微納結構相互作用產生的物理色即結構色，具有無毒、環保、耐候性優良等特性，被認為是染料和顏料強有力的替代品。如用結構色對聚合物膜進行著色有望實現無污染的綠色印刷。但以低折射率微球為構筑單元的結構色膜對聚合物膜進行著色因涂層太厚，容易脫落(Scientific Reports, 2015,5,8340；Nanoscale,2018,10,14755-14762)；如用折射率較高的Cu₂O 膜對聚合物膜進行著色效果更好。

發明內容

本發明的目的是提供一種全新的Cu₂O單晶納米粒子給聚合物膜及其著色的方法，該方法直接將聚合物溶液涂布到Cu₂O膜上，待溶液干燥后，聚合物膜直接將Cu₂O單晶納米粒子包覆在聚合物膜里，得到具有亮麗結構色的Cu₂O單晶納米粒子-聚合物復合膜，其具有優良的機械性能、耐摩擦性和耐候性。從根本上解決了用結構色給聚合物膜著色的牢度問題。該方法不僅過程簡單安全，同時可以將單分散的Cu₂O單晶納米粒子與生產、生活中常用的聚合物材料結合，方法實用性強。

本發明一種具有亮麗結構色的Cu₂O單晶納米粒子-聚合物復合膜及其制備方法，聚合物膜內部包裹的有單層且無序的Cu₂O單晶。Cu₂O單晶至少2-3個聚集并隨機分散。

為解決結構色給聚合物膜著色的牢度問題，本發明采用的一個技術方案是：將單分散的Cu₂O單晶納米粒子噴涂到基底上得到Cu₂O膜，把聚合物溶液涂布到Cu₂O膜上，待其干燥后聚合物膜將Cu₂O單晶納米粒子包覆在膜里，得到帶有亮麗結構色的Cu₂O單晶納米粒子-聚合物復合膜。其實現過程包含以下工藝步驟：

①制備單分散的Cu₂O單晶納米粒子，并將其配制成一定濃度的分散液。

②將Cu₂O單晶納米粒子的分散液以一定的覆蓋密度噴涂到基底上，制備Cu₂O膜。

③將聚合物配制成溶液，并將其以一定的厚度涂布在Cu₂O膜上，待其在一定的溫度下干燥一定的時間后，將其從基底上揭下即得具有亮麗結構色的Cu₂O單晶納米粒子-聚合物復合膜。