本发明专利技术涉及一种仿生光子晶体结构生色织物的快速大面积制备方法，该方法包括以下步骤：S1液态光子晶体色浆的制备：将纳米微球分散液与特种分散剂混合旋转蒸发，得到液态光子晶体，再加入适量的防膜裂剂和黑色素，混合均匀后得到颜色鲜艳的液态光子晶体色浆；S2织物的表面改性：在织物表面涂覆特种高分子聚合物，加热固化成膜，得到表面带有特种高分子层的织物；S3通过外力剪切诱导涂布、喷涂或筛网印花将液态光子晶体色浆施加到带有特种高分子层的织物表面；S4将施加了液态光子晶体色浆的织物加热处理，完成液态光子晶体向固态光子晶体转变、高分子层界面分子活化和迁移、固态光子晶体稳定固化，得到具有虹彩效应的光子晶体结构生色织物。体结构生色织物。体结构生色织物。
【技术实现步骤摘要】
一种仿生光子晶体结构生色织物的快速大面积制备方法
[0001]本专利技术涉及一种光子晶体结构生色织物的制备方法，特别涉及一种仿生光子晶体结构生色织物的快速大面积制备方法，属于印染
技术介绍
[0002]光子晶体材料是由两种或两种以上具有不同折光指数的物质周期排列而成。由于其具有高明亮度、色彩饱和度和虹彩效应，在纺织品的生态着色等众多领域具有巨大的潜在价值，并为可持续发展带来契机。目前，在纺织基材上以胶体纳米微球自组装构建光子晶体被认为是最简单方便的方法，其工艺简单，对设备要求低，组装过程可控，易获得长程规整有序的结构。然而，在常规的胶体自组装过程中，组装基元纳米微球需历经复杂的晶体成核与晶体生长等过程，通常需耗时数小时以上，难以实现光子晶体结构的快速构建。
[0003]针对胶体光子晶体组装效率低这一瓶颈问题，当前的主要解决手段是通过制备具有动态可逆性的液态光子晶体来实现快速组装。液态光子晶体是以液体为填充介质的预结晶态光子晶体，呈现鲜艳的结构色并具有优异的动态回复性，其预结晶结构可在外力扰动下解组装(结构色随之失去)并在外力消除后快速重构(结构色随之重现)。得益于液态光子晶体的流动性和动态回复性，可通过外力剪切诱导涂布、喷涂、筛网印花等常规染整加工手段将液体光子晶体施加到纺织基材上，并使其快速重构，实现纺织基材上结构生色光子晶体的大面积快速制备。应用液态光子晶体的方法简化了由单分散胶体微球到胶体晶体的复杂过程，可显著提高光子晶体的组装速度，然而，液态光子晶体自身的制备过程则通常是耗时和难以可控宏量制备的。中国专利技术专利CN 114185219 A和论文(B Zhu,Q Fu,K Chen,et al.Liquid Photonic Crystals for Mesopore Detection.Angew[J].Chem.Int.Ed.2018,57,252
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256.)将SiO2胶体颗粒、电泳分散液乙二醇分散在有机溶剂乙醇中，经加热挥发选择性去除低沸点的有机溶剂乙醇，提高SiO2胶体微球的浓度至过饱和状态，使之自发析出后形成具有可逆恢复性的液态光子晶体。该方法虽可巧妙地获得液态光子晶体体系，但制备过程繁复，且SiO2微球难以宏量制备，同时需要使用大量的有机溶剂乙醇，挥发后造成浪费。中国专利技术专利CN 110054933 A和论文(Y Li,Q Fan,X Wang,et al.Shear
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induced assembly of liquid colloidal crystals for large
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scale structural coloration of textiles[J].Advanced Functional Materials,2021,31(19):2010746.)通过将低体积分数的PS纳米微球乳液进行高速离心、静置沉降等过程制备了高体积分数PS液态光子晶体，但离心浓缩过程过于繁复，难以宏量制备，且离心获得的液态光子晶体质量难以控制，一次离心易产生硬结晶(局部离心过度)，需逐级多次离心过滤才能逐步得到高体积分数的液态光子晶体，制备效率低，质量不稳定。因此，发展一种快速且宏量制备液态光子晶体的方法对于仿生光子晶体结构生色技术的实际应用具有重要意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提出一种仿生光子晶体结构生色织物的快速大面积制备方法，
本法通过快速制备高质量分数的液态光子晶体色浆，进而实现仿生光子晶体结构生色织物的快速大面积制备，该方法简单高效，并可应用常规纺织染整的加工设备和方法得以实现，且所构筑的光子晶体结构颜色鲜艳明亮，具有显著的虹彩效应等特点。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种液态光子晶体色浆，该液态光子晶体色浆是由如下方法制得：
[0007]①
将纳米微球分散液与特种分散剂混合，将混合液旋转蒸发，分离出溶剂水，得到40
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60wt％的具有结构色效果的液态光子晶体；其中，纳米微球分散液中纳米微球的质量浓度是5
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35wt％，特种分散剂占纳米微球分散液重量的2.0～5.0％；
[0008]②
向得到的液态光子晶体中加入适量的防膜裂剂和黑色素，超声混合均匀，静置后得到具有鲜艳明亮结构色效果和动态恢复性的液态光子晶体色浆；
[0009]所述纳米微球为聚苯乙烯(PS)纳米微球、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米微球、聚苯乙烯@聚多巴胺(PS@PDA)纳米微球、聚(苯乙烯
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丙烯酸羟乙酯)(P(St
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HEA))纳米微球、聚(苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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丙烯酸丁酯)(P(St
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MMA
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BA))纳米微球、聚(苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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甲基丙烯酸)(P(St
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MMA
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MAA))纳米微球、聚(苯乙烯
‑
甲基丙烯酸甲酯
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丙烯酸)(P(St
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MMA
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AA))纳米微球中的任意一种；
[0010]所述的特种分散剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的组合物，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的重量比为1:1～1:2；
[0011]所述阴离子表面活性剂为烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐中的一种或几种的混合物；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯基芳基醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或几种的混合物。
[0012]作为优选，所述纳米微球的直径为160～340nm，球形度良好，且单分散指数小于0.08。
[0013]作为优选，以步骤
①
得到的液态光子晶体重量为100％计，防膜裂剂的用量为4.0～8.0％，黑色素的用量为0.1～0.3％。
[0014]作为优选，所述防膜裂剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪酸聚氧乙烯酯，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯，多元醇聚氧乙烯醚，脂肪酸甲酯乙氧基化物中的一种或几种的混合物；所述黑色素为炭黑、水溶性黑色素中的一种或几种的混合物。
[0015]作为优选，所述的旋转蒸发条件为真空度为0.07～0.10MPa，温度40～60℃，时间30～60min，转速60～120r/min。
[0016]一种仿生光子晶体结构生色织物的快速大面积制备方法，该方法包括以下步骤：
[0017]S1织物的表面改性：在织物表面涂覆特种高分子聚合物，涂覆量为8
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20克/平米(干重)，加热固化成膜，得到表面带有特种高分子层的织物；
[0018]所述特种高分子聚合物为软段硬段共聚型聚氨酯类高分子聚合物，或者软段硬段共聚型聚丙烯酸类高分子聚合物；
[0019]S2通过外力剪切诱导涂布、喷涂或筛网印花的方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液态光子晶体色浆，其特征在于该液态光子晶体色浆是由如下方法制得：
①
将纳米微球分散液与特种分散剂混合，将混合液旋转蒸发，分离出溶剂水，得到40
‑
60wt％的具有结构色效果的液态光子晶体；其中，纳米微球分散液中纳米微球的质量浓度是5
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35wt％，特种分散剂占纳米微球分散液重量的2.0～5.0％；
②
向得到的液态光子晶体中加入适量的防膜裂剂和黑色素，超声混合均匀，静置后得到具有鲜艳明亮结构色效果和动态恢复性的液态光子晶体色浆；所述纳米微球为聚苯乙烯(PS)纳米微球、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米微球、聚苯乙烯@聚多巴胺(PS@PDA)纳米微球、聚(苯乙烯
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丙烯酸羟乙酯)(P(St
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HEA))纳米微球、聚(苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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丙烯酸丁酯)(P(St
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MMA
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BA))纳米微球、聚(苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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甲基丙烯酸)(P(St
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MMA
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MAA))纳米微球、聚(苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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丙烯酸)(P(St
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MMA
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AA))纳米微球中的任意一种；所述的特种分散剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的组合物，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的重量比为1:1～1:2；所述阴离子表面活性剂为烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐中的一种或几种的混合物；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯基芳基醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或几种的混合物。2.根据权利要求1所述的液态光子晶体色浆，其特征在于：所述纳米微球的直径为160～340nm，球形度良好，且单分散指数小于0.08。3.根据权利要求1所述的液态光子晶体色浆，其特征在于：以步骤
①
得到的液态光子晶体重量为100％计，防膜裂剂的用量为4.0～8.0％，黑色素的用量为0.1～0.3％。4.根据权利要求1所述的液态光子晶体色浆，其特征在于：所述防膜裂剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪酸聚氧乙烯酯，聚氧乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵建中，李新阳，王晓辉，陆晓东，屠立涛，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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