[发明专利]一种基于打印技术制备全内反射结构色图案的方法及应用

权利要求书

1.一种基于打印技术制备全内反射结构色图案的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备透明疏水基材或对使用的透明基材进行整体疏水处理；

所述疏水处理是指对所使用的透明基材进行疏水分子接枝修饰或者旋涂疏水高分子透明液体；

所述疏水分子接枝修饰的方法为气相真空处理或者液相浸泡；

2)配制粘度、折射率均适于打印的单一的透明聚合物墨水；

所述聚合物墨水的粘度为1～1000cps，折射率为1～2.5；

所述聚合物墨水是指透光率大于80％且在常温环境下能够稳定存在的液体材料；

3)利用计算机模拟软件计算球冠像素点颜色与打印球冠形貌参数的对应关系；

所述球冠像素点颜色为球冠结构经过全内反射产生的颜色；

所述打印球冠形貌参数为打印球冠像素点的直径与曲率角；

4)使用计算机绘图软件设计打印图像；

5)利用打印技术按照所设计的打印图像将配制的聚合物墨水打印在疏水基材或经整体疏水处理过的透明基材上，制备结构色图像；

6)利用紫外光辐照或者加热的方法使打印的结构色图像固化；

7)在结构色图像表面封装一层透明聚合物，充当结构色图像的保护层，即制得全内反射结构色图案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中透明疏水基材是指对所使用的聚合物墨水接触角大于45°的基材。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中透明疏水基材为聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中透明基材为玻璃或石英基材。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中疏水分子为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷中的一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中疏水高分子透明液体是由高分子聚合物和有机溶剂组成的透明溶液。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高分子聚合物为聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为丙酮、乙醇、乙二醇、乙醚、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合物墨水是由溶质和良溶剂组成的混合溶液。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述溶质为光刻胶SU8、InkOrmo、聚丙烯酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、甲基丙烯酸羟乙酯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述良溶剂为水、乙醇、乙二醇、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的一种。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合物墨水的粘度为1～50cps。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合物墨水的折射率为1.2～1.8。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中球冠像素点的直径为500nm～100μm。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中球冠像素点的直径为5～30μm。