一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法。本发明专利技术的炫彩材料的制备方法包括如下步骤：1）将涂布组合物A通过丝棒涂覆于基材上，利用丝棒之间周期性排列的间隙使得在纳米球涂布时穿过此周期性排列的间隙，待溶剂干燥挥发彻底后，纳米球便在高分子基材表面形成了规整周期性排列的形貌；2）将涂布组合物B涂覆于基材上，干燥待溶剂挥发彻底，贴合于得到的涂布组合物A涂层面，进行紫外固化，得到所述炫彩材料。本发明专利技术的炫彩材料的制备方法，采用紫外固化，生产效率高，装备简易，可以将纳米球涂布层选择转移到理想任意目的基材，制得的炫彩材料在保证了炫彩效果和各种力学性能效果的同时，具备优异的实用性。具备优异的实用性。具备优异的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及炫彩材料
，尤其涉及一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]炫彩材料又名七彩材料、彩虹材料等，是指随着肉眼观察角度的变化材料随之呈现不同颜色现象的材料。
[0003]就炫彩材料其制备发展技术来看，首先是利用不同折射率构成的多层结构产生的光干涉原理。3M公司利用此原理来实现炫彩效果，即随着人肉眼观察角度的变化，材料可以产生彩虹多彩的变化效果。此技术炫彩效果明显，但明显其工艺复杂，设备成本高，生产效率低；与此同时磁控溅射技术同样也可以构筑不同折射率构成的多层结构，使材料达到同样的炫彩多色效果，同样其工艺复杂，设备和原料价格昂贵，生产效率低。
[0004]当人类世界进入了纳米时代后，纳米材料自身的纳米尺度使得自身可以产生区别于宏观物体的“纳米特性”，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等。为了完成周期性纳米结构的排列，主流的技术主要分为微纳制备技术或自组装的方法：前者微纳制备技术是利用黄光刻蚀把预先定义的周期结构通过激光刻蚀或者丝网刻蚀等手段达到目的，缺点是耗时费力，生产效率低，设备成本高；后者自组装方法成本低，工艺简单，即利用毛细管作用、重力作用、电场力等，使材料在理想的微纳结构完成周期规整排列生长，但由于自身的局限造成其劣势是生产效率极其低下，良品率低，同时力学性能差不具备实际应用性能(Langmuir 2016, 32, 5862
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5869)。
[0005]为了克服以上问题，研究人员研究发展出了若干方法：Changchun Wang等人(Journal of Colloid and Interface Science 584 (2021)145
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153)首先提出了利用乳液聚合反应经过反复纯化得到核壳结构纳米材料，再利用多次高温挤压将核壳纳米材料与高分子薄膜形成三明治复合炫彩材料，同时，此种方法大大提高了薄膜的力学强度。但是制备核壳纳米材料的制备步骤经过反复离心纯化，过程繁琐，费时费力；同时成膜过程要经过多次高温挤压因而效率低下，能耗高，因此大大限制了此方法应用范围。
[0006]CN111363393A提出了一种纳米材料复合炫彩薄膜的制备方法，将由纳米材料和光固化树脂组成的涂层组合物，涂敷在基膜上，并烘干，再覆盖上保护基膜，通过压延，震荡剪切处理，最终经紫外固化得到炫彩薄膜。但是，该方法要通过压延等程序使得原料成本高，过程复杂，生产效率低。
[0007]CN110760084A公开了一种高精度色散小的光学树脂透镜的制备方法，包括以下步骤：以2
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巯基联苯、2
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溴乙醇和丙烯酸作为原材料，添加定量的氢氧化钾溶液以及水至反应瓶内，将反应瓶内搅拌并加热后的物料静置一小时反应后进行降温冷却，然后通过乙酸乙酯进行萃取两次，将最终产品溶于溶剂丁酮中，加入光引发剂后进行搅拌均匀，然后通过丝棒涂抹在片基上并通过UV固化剂进行固化。该专利技术通过以2
‑
巯基联苯、2
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溴乙醇和丙烯酸作为原材料，经过经脱酸、酯化反应后，将其制得的混合树脂通过丝棒涂抹在由PET胶卷通
过切片机切片而成的片基上后，制得的树脂透镜折光率高，可达1.59以上，同时色散低，透明度高。但是该专利技术不涉及纳米球规整排列导致的炫彩效果。
[0008]为了进一步简化制程工艺，Cagnani等人(Colloids and Surfaces A. 588, (2020)
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124389)提出了一种直接使用线棒涂布工艺在柔性基材上实现纳米材料周期规整性排列来制备炫彩薄膜的高效卷对卷沉积的方法。此方法高效快捷，制备设备简易，成本低，但劣势是该方法制备的涂层机械强度低，附着力差，从而大大限制了实际应用。
[0009]综上所述，急需寻找一种高效快捷、低成本，同时兼具实际性能优异的制程工艺。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法，本专利技术的炫彩材料的制备方法，采用紫外固化，生产效率高，装备简易，可以将纳米球涂布层选择转移到理想任意目的基材，制得的炫彩材料在保证了炫彩效果和各种力学性能效果的同时，具备优异的实用性。
[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种炫彩材料的制备方法，为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种炫彩材料的制备方法，包括如下步骤：1）将涂布组合物A通过丝棒涂覆于基材上，利用丝棒之间周期性排列的间隙使得在纳米球涂布时穿过此周期性排列的间隙，待溶剂干燥挥发彻底后，纳米球便在高分子基材表面形成了规整周期性排列的形貌；2）将涂布组合物B涂覆于基材上，干燥待溶剂挥发彻底，贴合于步骤1）得到的涂布组合物A涂层面，所述涂布组合物A涂层面与所述涂布组合物B涂层面相贴合，进行紫外固化，得到所述炫彩材料。
[0012]本专利技术的炫彩材料的制备方法分为两步制程，第一步为转移层的制备；第二步为完成转移贴合固化成型。与其他制程如Langmuir
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Blodget法(Langmuir 2016, 32, 5862
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5869)、多次高温挤压法(Journal of Colloid and Interface Science 584 (2021)145
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153)，压延震荡剪切法（CN111363393A)等方法相比，本方法有以下优势：（1）本专利技术的炫彩材料的制备方法，第一步通过简单的丝棒就可以在高分子基材上完成纳米球的周期性规整排列涂布目的，无需复杂繁琐设备，丝棒设备价格低廉，工艺简易，同时生产效率高。
[0013]（2）本专利技术的炫彩材料的制备方法，第二步转移贴合固化成型，可以将纳米球涂布层选择转移到理想任意目的基材，如有机基材包括如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚酰亚胺（PI）等，有机基材如玻璃等；同时第一步的高分子基材又可以作为产品涂层保护封装。
[0014]（3）本专利技术的炫彩材料的制备方法，设计涂层结构独特，在保证了炫彩效果和各种力学性能效果的同时，具备优异的实用性。
[0015]（4）本专利技术的炫彩材料的制备方法采用紫外固化，生产效率高，装备简易。
[0016]步骤1）中，所述丝棒的螺距为1
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300
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m，所述螺距即丝棒相邻两条丝之间的间隙，例如为1
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m、5
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m、10
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m、20
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m、30
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m、40
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m、50
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m、60
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m、70
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m、80
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m、90
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m、100
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m、110
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炫彩材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：1）将涂布组合物A通过丝棒涂覆于基材上，利用丝棒之间周期性排列的间隙使得在纳米球涂布时穿过此周期性排列的间隙，待溶剂干燥挥发彻底后，纳米球便在高分子基材表面形成了规整周期性排列的形貌；2）将涂布组合物B涂覆于基材上，干燥待溶剂挥发彻底，贴合于步骤1）得到的涂布组合物A涂层面，所述涂布组合物A涂层面与所述涂布组合物B涂层面相贴合，进行紫外固化，得到所述炫彩材料；其中，按重量份计，所述涂布组合物A包含如下组分：树脂
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20份纳米球
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
60份分散剂
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0.01
‑
5份流变助剂
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11份溶剂
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涂布组合物A的固含量保持在5
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100 wt%构成所需量；按重量份计，所述涂布组合物B包含如下组分：单体和/或低聚物
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10
‑
60份光引发剂
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0.5
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4份流变助剂
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10份附着力促进剂
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20份溶剂
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涂布组合物B的固含量保持在5
‑
100 wt%构成所需量。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述步骤1）中采用的丝棒的螺距为1
‑
300
ꢀµ
m；所述涂布组合物A的涂布干厚为1
‑
40 μm；所述基材为聚酯薄膜或复合板中的一种；所述聚酯薄膜为聚碳酸酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜中的任意一种或至少两种的复合膜。3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述涂布组合物B的涂布干厚为5
‑
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹丽军，张丛见，任月璋，
申请(专利权)人：苏州奥美材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：