一种光子晶体纸及其制备方法_2

文档序号:8244583阅读:来源:国知局
纳米颗粒的尺寸为50nm?500 μ m。
[0029]优选地,所述微米/纳米颗粒分散液的质量浓度为0.001 %?80%。
[0030]优选地,所述第一溶剂为水或水与乙醇或异丙醇的混合液。
[0031 ] 优选地,所述微米/纳米颗粒的聚合物混合液中,所述微米/纳米颗粒的质量浓度为0.001?99.999%,所述聚合物的质量浓度为0.001?99.999%。
[0032]优选地,所述将微米/纳米颗粒与聚合物溶液混合均匀,得到微米/纳米颗粒的聚合物混合液的具体过程为:将所述微米/纳米颗粒的粉末或悬浮液加入到聚合物溶液中,制得微米/纳米颗粒与聚合物混合液。其中微米/纳米颗粒悬浮液中的溶剂为水。
[0033]优选地,所述微米/纳米颗粒具体通过乳液聚合法、无皂乳液聚合法、分散聚合法、悬浮聚合法、沉淀聚合法、种子聚合法、溶胶-凝胶法或水热法制得。
[0034]优选地,所述聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶、透明质酸或其改性物中的一种或多种。
[0035]优选地,所述高分子水凝胶层的材质包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚异丙基丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶、透明质酸或其改性物中的一种或多种。
[0036]本发明所述的海藻酸盐可以是海藻酸钠。
[0037]优选地,所述第二溶剂为水。
[0038]优选地,所述高分子水凝胶溶液的质量浓度为0.001 %?99 %。
[0039]优选地,所述第一涂层通过结合自组装原理采用喷墨打印、3D打印、涂覆或转印的方法制备得到;所述第二涂层采用喷墨打印、3D打印、涂覆或转印的方法制备得到。所述涂覆包括旋涂、喂'涂。
[0040]优选地,所述第一涂层的厚度为1nm?1mm,所述第二涂层的厚度为50nm?10mm。更优选地,所述第一涂层的厚度为10nm?800 μm,所述第二涂层的厚度为I μπι?100 μ m0
[0041]优选地,本发明上述制备方法进一步包括在所述基底与第一涂层之间或者在所述第一涂层与第二涂层之间设置保湿涂层,得到第三涂层,所述保湿涂层的材质包括下述高分子或小分子,所述高分子包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、环氧乙烷聚合物、聚乙二醇、聚乙烯醇、壳聚糖、琼脂糖、明胶、果胶、海藻酸盐、藻蛋白酸盐、白蛋白、豆蛋白、淀粉、纤维素、蚕丝、酪素、黄原胶、透明质酸或其改性物中的一种或多种;所述小分子包括甘油、丙二醇、I,3- 丁二醇、氯化锂、氯化钠、氯化钙、硝酸钠、醋酸钠、醋酸铵、硫酸铜、硫酸钠和氯化镁中的一种或多种。
[0042]优选地,所述设置保湿涂层的具体操作为:将保湿涂层材料分散于第三溶剂中,得到保湿涂层材料分散液,再将所述分散液制备在所述基底与第一涂层之间或者在所述第一涂层与第二涂层之间。优选地,所述保湿涂层材料分散液的质量浓度为0.001%?99%。优选地,所述第三溶剂为水。
[0043]优选地,所述第三涂层采用喷墨打印、3D打印、涂覆或转印的方法制备得到。所述涂覆包括旋涂、喂'涂。
[0044]优选地,所述第三涂层的厚度为5nm?1mm。更优选地,所述第三涂层的厚度为150nm ?80 μ m。
[0045]优选地,所述基底的材料包括塑料、橡胶、玻璃、娃片、陶瓷、金属、纸或木材。
[0046]本发明提供的一种光子晶体纸及其制备方法具备如下有益效果:
[0047]本发明提供的光子晶体纸,采用水或水溶液为墨水,在遇到水或水溶液完成第一次书写打印后,待水分挥发后,又可重新书写打印,再遇到水或水溶液时又可重复书写打印;而保湿涂层的存在,可以使得书写打印后的信息保存一段时间。因此,既能够实现信息的短时间保存,又能够实现反复书写打印的目的,满足市场对能实现反复书写打印纸的需求;其书写打印信息的显现是由微米/纳米颗粒形成的光子晶体的布拉格衍射效应带来的,不仅可以存储信息,而且兼具防伪效果,适用性广,使用便捷,环境友好,亦不用担心打印过程中堵墨问题的出现,且本发明提供的光子晶体纸显示颜色可调,适用多种基底,制备工艺简单。
【附图说明】
[0048]图1为本发明实施例二的光子晶体纸的结构示意图;
[0049]图2为本发明实施例二所得光子晶体纸上用水书写显示的图案。
【具体实施方式】
[0050]以下所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
[0051]实施例一
[0052]一种光子晶体纸的制备方法,包括以下步骤:
[0053](I)聚苯乙烯颗粒的制备:
[0054]在一个250 _升的三口烧瓶中,分别加入10 _升的苯乙稀,I _升的丙稀酸,150毫升的去离子水,搅拌升温,30分钟后向体系中加入0.12克的过硫酸钾继续反应8小时,即可获得尺寸为158nm的聚苯乙稀颗粒。
[0055](2)光子晶体涂层的制备:
[0056]a.将(I)中所得聚苯乙烯颗粒分散于水中配成质量浓度为I %的分散液,将分散液滴加到玻璃片上,通过旋涂仪进行旋涂,旋涂采用的转速为3000转/分钟,旋涂时间为I分钟,得到厚度为3 μπι的第一涂层;
[0057]b.将质量浓度为5%的硝酸钠水溶液喷涂在第一涂层表面,得到厚度为10纳米的保湿涂层,即得到第三涂层;
[0058]c.将质量浓度为0.5%聚乙烯醇水溶液涂覆在保湿涂层表面,干燥后,得到厚度为10 μπι的高分子水凝胶涂层,即第二涂层,从而得到光子晶体涂层,得到光子晶体纸。
[0059]采用纯水为墨水,在本实施例所得光子晶体纸上进行书写打印,得到蓝色的书写打印信息,该信息可保留约12h,待水分完全挥发后,书写打印信息消失,该光子晶体纸可进入下一次的书写打印,从而实现反复书写打印。
[0060]实施例二
[0061]一种光子晶体纸的制备方法,包括以下步骤:
[0062](I) 二氧化硅颗粒的制备:
[0063]向三口烧瓶中加入原硅酸四乙酯10毫升,25%氨水5毫升,乙醇75毫升,室温下搅拌12小时结束反应,获得粒径为220nm的二氧化硅颗粒。
[0064](2)光子晶体涂层的制备:
[0065]a.将质量浓度为0.5%的海藻酸钠水溶液均匀喷涂在玻璃片基底表面,固化后,得到厚度为?ο μπι的保湿涂层,即第三涂层;
[0066]b.将(I)中所得二氧化硅颗粒组装成的3 μπι的光子晶体颗粒分散于水中,得到质量浓度为1.5%的分散液,将所述分散液滴加到海藻酸钠保湿涂层表面上,待溶剂挥发自组装紧密堆积排列,得到厚度为3 μπι的第一涂层;
[0067]c.将质量浓度为1.5%聚乙二醇水溶液涂覆在第一涂层表面,得到厚度为20 μm的高分子水凝胶涂层,即第二涂层,从而得到光子晶体涂层,得到光子晶体纸。
[0068]图1为本发明实施例光子晶体纸的结构示意图,图中,10为玻璃片基底,201为第一涂层,202为第二涂层,203为第三涂层。
[0069]采用纯水为墨水,在本实施例所得光子晶体纸上进行书写打印,得到绿色的书写打印信息,该信息可保留约60分钟时间,待水分完全挥发后,书写打印信息消失,该光子晶体纸可进入下一次的书写打印,从而实现反复书写打印。图2为本实施例所得光子晶体纸上用水书写显示的图案。
[0070]实施例三
[0071]一种光子晶体纸的制备方法,包括以下步骤:
[0072]光子晶体涂层的制备:
[0073]a.将尺寸为350nm的二氧化钛颗粒分散于水中,得到质量浓度为2.5%的分散液,将所述分散液通过喷墨打印到塑料基底表面,待溶剂挥发自组装紧密堆积排列,得到厚度为5 μ??的第一涂层;
[0074]b.将质量浓度为1.5%的甘油水溶液均匀喷涂
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