【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种光子晶体组合物、颜料及其制备方法。
技术介绍
1、物质的颜色主要分为化学色与结构色。化学色是物质中的色素通过发色基团生色，结构色是通过内部微结构实现。自然界中普遍存在结构色，如蝴蝶翅膀、孔雀羽毛。当物质内部微结构无序时，光主要发生散射；当物质内部微结构有序排列时，主要发生衍射或干涉(布拉格衍射)，形成结构色。通过设计，在微结构中形成折射率差，可得到随角异色的结构色，即所谓的彩虹色(炫彩)。
2、利用布拉格衍射原理产生的彩虹色制造炫彩薄膜，其具有色彩鲜艳、环境友好等诸多优点，而广泛应用于装饰、包装领域上。可用于制造炫彩薄膜的技术原理有多层镀膜、多层共挤、液晶聚合、光子晶体、纳米压印、镭射等。
3、其中，光子晶体是微球经过三维有序排列而形成，光入射到光子晶体时，由于光子晶体具有周期结构，光发生衍射或者干涉，从而反射特定波长的光，即布拉格反射。同时，随着微球的大小、晶格的距离变化、光子晶体可反射紫外到红外波段的光，当反射波长在可见光范围内，作为结构色可产生炫彩；随着微球材料折射率、周期结构层数变化，反射率发生变化。将微球加工到薄膜上，并通过自组装、弯曲诱导震荡剪切(规整)等技术使之结晶化，形成炫彩薄膜(光子晶体薄膜)。其中规整技术是最能实现微球的快速、大批量结晶化的路线，可参考中国专利申请cn201280012813。
4、微球可区分为有机微球和无机微球。目前商业化的微球主要为有机微球，其通常以乳液聚合的形式分散乳化在水中。中国专利申请cn201610329842
5、为此，中国专利申请cn202010213864提出了在微球乳液中添加低聚物、单体以填充微球间缝隙，并通过添加光引发剂引发低聚物和单体交联的方式，微球的结晶化排列得以固定，从而实现了产业化的实用性。使用该方法制备的光子晶体薄膜从基材上剥离后，通过破碎、筛分可以制作光子晶体颜料。
6、使用此自由基光固化的方法制备的光子晶体薄膜具有固化快的优点，同时也带来固化体积收缩大，残留内应力大的问题，导致光子晶体薄膜力学强度低，局部缺陷多，硬度低，不利于光子晶体颜料的破碎加工，难以得到粒径分散性低的颜料。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的第一目的是提供一种光子晶体组合物，该光子晶体组合物能够分阶段地固化，便于剥离并能够提高最终固化物的交联密度和硬度，适用于生产光子晶体颜料。
2、本专利技术的第二目的是提供由该光子晶体组合物制备的颜料，该颜料具有结构缺陷少、粒径更细等优点。
3、本专利技术的第三目的是提供该颜料的制备方法，该制备方法具有生产效率高、颜料产品质量好等优点。
4、为实现本专利技术的第一目的，本专利技术提供了一种光子晶体组合物，其包括以下质量份的组分：纳米微球40～80份；光固化丙烯酸酯类反应物10～30份；光固化阳离子单体10～30份；自由基光引发剂0.1～3份；阳离子光引发剂0.1～3份；其中，所述纳米微球在包含所述光固化丙烯酸酯类反应物、所述光固化阳离子单体、所述自由基光引发剂和所述阳离子光引发剂的基体中三维有序排列。
5、在本专利技术的一些实施例中，所述光子晶体组合物包括以下质量份的组分：纳米微球60份；光固化丙烯酸酯类反应物10～30份；光固化阳离子单体10～30份；自由基光引发剂0.2～0.5份；阳离子光引发剂0.2～0.5份。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述纳米微球的平均粒径为100～400nm，多分散性指数pdi小于0.15。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述纳米微球选自聚合物微球、无机微球和聚合物－无机复合微球中的至少一种；所述聚合物微球包括聚苯乙烯微球、核壳结构聚合物微球中的至少一种，所述无机微球包括二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、硫化锌中的至少一种。
8、在本专利技术的一些实施例中，所述光固化丙烯酸酯类反应物选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯低聚物中的至少一种。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述光固化阳离子单体选自乙烯基醚单体、环氧类单体、氧化杂环类单体中的至少一种。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述自由基光引发剂选自苯偶姻及其衍生物、苯偶酰及其衍生物、苯乙酮及其衍生物、α－羟基酮衍生物、α－氨基酮衍生物、苯甲酰甲酸酯类、酰基磷氧化物、二苯甲酮及其衍生物、硫杂蒽酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物中的至少一种。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述阳离子光引发剂选自芳基重氮盐、二芳基碘鎓盐、二芳基硫鎓盐、芳茂铁盐中的至少一种。
12、为实现本专利技术的第二目的，本专利技术提供了一种光子晶体薄膜，其包括基材以及设置在所述基材上的光子晶体层，所述光子晶体层由上述任一方案所述的光子晶体组合物制得，所述光子晶体层部分固化。
13、为实现本专利技术的第二目的，本专利技术提供了一种光子晶体颜料，其由上述任一方案所述光子晶体组合物固化后粉碎制得。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述光子晶体颜料由上述任一方案所述所述光子晶体组合物涂覆于基材上得到光子晶体层，将所述光子晶体层部分固化后从所述基材剥离，然后进一步固化并粉碎而制得。
15、为实现本专利技术的第三目的，本专利技术提供了上述光子晶体颜料的制备方法，其包括以下步骤：
16、步骤一：将光固化丙烯酸酯类反应物、光固化阳离子单体、自由基光引发剂、阳离子光引发剂混合均匀，滴加到含有纳米微球的乳液中，得到光子晶体涂布液；
17、步骤二：将所述光子晶体涂布液涂布到第一基材上，烘干，覆盖第二基材，再经规整化处理，得到所述第一基材、光子晶体组合物、所述第二基材依次设置的复合薄膜；
18、步骤三：将所述复合薄膜进行第一次光固化，得到光子晶体薄膜，所述光子晶体组合物部分固化形成光子晶体层；
19、步骤四：将所述光子晶体层从所述第一基材和所述第二基材剥离，进行第二次光固化，得到光子晶体固化物，再破碎，得到光子晶体颜料。
20、在本专利技术的一些实施例中，所述第一次光固化和所述第二次光固化均采用紫外光触发光固化。
21、在本专利技术的一些实施例中，在所述步骤二中，烘干温度为60～150℃。
22、在本专利技术的一些实施例中，在所述步骤三中，所述光子晶体层的铅笔硬度在3b至hb的范围内。
23、在本专利技术的一些实施例中，在所述步骤四中，光子晶体固化物的铅笔硬度在h至3h的范围内。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光子晶体组合物，其特征在于包括以下质量份的组分：
2.根据权利要求1所述的一种光子晶体组合物，其特征在于所述光子晶体组合物包括以下质量份的组分：
3.根据权利要求1或2所述的一种光子晶体组合物，其特征在于：
4.根据权利要求1或2所述的一种光子晶体组合物，其特征在于：
5.一种光子晶体颜料，其特征在于由权利要求1至4任一项所述光子晶体组合物固化后粉碎制得。
6.根据权利要求5所述的一种光子晶体颜料，其特征在于由1至4任一项所述光子晶体组合物涂覆于基材上得到光子晶体层，将所述光子晶体层部分固化后从所述基材剥离，然后进一步固化并粉碎而制得。
7.根据权利要求5或6所述的一种光子晶体颜料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种光子晶体组合物，其特征在于包括以下质量份的组分：
2.根据权利要求1所述的一种光子晶体组合物，其特征在于所述光子晶体组合物包括以下质量份的组分：
3.根据权利要求1或2所述的一种光子晶体组合物，其特征在于：
4.根据权利要求1或2所述的一种光子晶体组合物，其特征在于：
5.一种光子晶体颜料，其特征在于由权利要求1至4任一项所述光子晶体组合物固化后粉碎制得。
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：田丰，吴浩松，
申请(专利权)人：珠海光驭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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