[發明專利]一種基于單寧酸的結構色織物及其制備方法

有效

• 申請號: 202110405974.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113106749B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 韋天琛;邢鐵玲;朱小威;董奧晴;姜鑫穎;黃宇;陳國強
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D06M13/238
• 分類號: D06M13/238;D06M15/233;D06M101/06;D06M101/10;D06M101/12;D06M101/32
• 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: 蘇張林

本發明公開了一種基于單寧酸的結構色織物的制備方法，包括以下步驟：S1.將聚苯乙烯納米微球分散于pH值為7?7.5的緩沖溶液中，加入單寧酸，于30?50℃下攪拌反應5?60min；然后加入金屬離子，繼續反應5?20min；反應完畢后，分散、超聲、離心，收集得到聚多酚包覆的納米微球；S2.將所述聚多酚包覆的納米微球分散于水中，得到質量分數為5％?10％的微球乳液；接著，將所述微球乳液滴加于織物上，在50?80℃的條件下自組裝2?4小時；S3.將自組裝完成后的織物于100?120℃下干燥，即獲得所述基于單寧酸的結構色織物。本發明的基于單寧酸的結構色織物的制備方法，可快速制備色譜齊全、顏色鮮艷、色牢度良好的結構色織物。

技術領域

本發明涉及紡織技術領域，尤其涉及一種基于單寧酸的結構色織物及其制備方法。

背景技術

自然界中有許多光子晶體結構生色的實例，隨著對結構色材料研究的不斷深入，科學家們發現因為非晶光子晶體產生的結構色不像光子晶體那樣耀眼和具備虹彩效應，便于自然界中的動植物隱藏自己，非晶光子晶體的結構材料在自然界中占大多數，在微觀結構上看，其排列看似雜亂無章，但是通過快速傅里葉和徑向分布函數分析發現其排列雖然不具有長程有序，卻具備很好的短程有序。并且只要非晶光子晶體結構不被破壞，無虹彩結構色永不褪色且具有明亮而柔和的特點，在涂料、化妝品、紡織和顯示等領域具有廣闊的應用前景。

微球自組裝法通常被用于人工制備長程和短程皆有序的光子晶體結構和僅具備短程有序的非晶光子晶體結構，該方法具備工藝簡單、成本低并可大面積制備樣品的特點。要獲得僅短程有序的非晶光子晶體結構，現有基于自組裝的制備方法是通過加入鹽電解質來調節膠體微球間的范德華力，采用混合兩種膠體微球或者采用促進溶劑的快速揮發來實現，但由于非相關散射光的影響，制備的結構色材料顏色泛白。如果要獲得可視性較好的顏色，需要另外加入一種深色物質吸收非相關散射光。

專利申請CN107201690B公開了一種通過將膠體微球水溶液霧化，再將黑色基底置于霧氣中霧化，制備非晶光子晶體結構色的方法。專利申請CN109201438A公開了一種將單分散的納米微球，與微球帶相同電荷的聚合物乳液以及炭黑或碳納米管或石墨烯或聚多巴胺等天然黑色素，在熱輔助條件下進行共混自組裝制備非晶光子晶體結構的方法。但是通過上述方法制備的結構色織物都具備色牢度差等特點。專利申請CN107121714A公開了一種利用多巴胺的粘附性，使其在堿性有氧環境中發生自氧化聚合，生成了一種黑色的聚多巴胺@聚苯乙烯微球用于制備結構色材料。但多巴胺聚合速度非常緩慢，往往需要大約20h的制備時間，此過程需要不斷攪拌耗能，耗費時間和能源成為上述方案中的一大問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種快速制備顏色鮮艷、色牢度良好的結構色織物的方法，該方法具備處理溫度低、能耗少、生產流程短、效率高，便于工業化生產的優點。

本發明提供了一種基于單寧酸的結構色織物的制備方法，包括以下步驟：

S1.將聚苯乙烯(PS)納米微球分散于pH值為7-7.5的緩沖溶液中，加入單寧酸，于30-50℃下攪拌反應5-60min；然后加入金屬離子，繼續反應5-20min；反應完畢后，分散、超聲、離心，收集得到聚多酚(TA)包覆的納米微球；

S2.將所述聚多酚包覆的納米微球分散于水中，得到質量分數為5％-10％的微球乳液；接著，將所述微球乳液滴加于織物上，在50-80℃的條件下自組裝2-4小時；

S3.將自組裝完成后的織物于100-120℃下干燥，即獲得所述基于單寧酸的結構色織物。

單寧酸是一種基于植物衍生的多酚，與多巴胺相比，單寧酸無神經毒性和細胞毒性，具有較低的成本和出色的可用性。本發明利用單寧酸易于發生沉積，與金屬離子發生絡合后可顯示出較深的顏色的特性，通過在聚苯乙烯納米微球表面黏附覆蓋深色聚單寧酸涂層的方法，大幅度提高了光子晶體結構色的飽和度，且制備的結構色織物牢度顯著提高。