[发明专利]一种极性溶剂响应光子晶体膜、制备方法及其在防伪方面的应用

权利要求书

1.一种极性溶剂响应光子晶体薄膜的制备方法，该薄膜应用于防伪，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将单分散微球均匀且充分的分散在单体、引发剂和交联剂中，得到极性溶剂响应光子晶体前驱体混合物；其中：单体选自丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种；交联剂常温下呈液态；引发剂为光引发剂或热引发剂；

（2）将极性溶剂响应光子晶体前驱体混合物夹在两片表面平整且具有刚性的基板之间，通过外力挤压基板，让混合物压制成膜；再通过两片基板之间的相对运动，对混合物材料进行剪切规整，获得具有明显结构色的光子晶体膜；

（3）将步骤（2）中得到的有明显结构色的光子晶体膜在紫外光或者加热作用下进行固化，去除基板，得到极性溶剂响应光子晶体膜；其中：

步骤（1）中，单分散微球的尺寸为100-900纳米；单分散微球为核壳结构，由A、B、C三层由内到外组成；其中，A层处于中心位置；B层位于中间，将A层和C层连接起来；C层位于微球的最外侧；单分散微球的A层材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚丙烯腈、苯乙烯和1,4-丁二醇二丙烯酸酯共聚物、二氧化硅、金、银、四氧化三铁中的一种或多种；B层材料选自丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、丙烯酸乙酯和烯丙基甲基丙烯酸酯共聚物中任一种；C层材料为丙烯酸乙酯和含极性基团的单体的共聚物，含极性基团的单体为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种；单分散微球占极性溶剂响应光子晶体前驱体混合物总质量的40-70%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，单分散微球的尺寸分散性CV低于0.05。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三聚氰酸三烯丙酯、二丙二醇二丙烯酸酯、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、1,1,1-三(丙烯酰氧甲基)丙烷、2,2,2-三(丙烯酰氧甲基)乙醇中的一种或多种；热引发剂选自过硫酸盐、偶氮类引发剂中的一种或多种的混合；光引发剂选自二苯甲酮类、苯乙酮类、二苯乙二酮类、蒽醌类中的一种或多种的混合。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，基板选自对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚芳酰胺、聚芳酰亚胺、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，两基板之间的相对运动是利用开炼或弯曲诱导剪切设备来分别或联合完成的；

所述的开炼是利用开炼机上两个转速不同的辊来实现的，提供的剪切速率为0.1-1 s^-1；

所述的弯曲诱导震荡剪切是通过在辊直径为2-10厘米的震荡剪切机上，过辊1-200次实现的。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当引发剂为热引发剂的时候，步骤（3）中采用在50-120℃加热2分钟-10小时的方式，实现前驱体的固化；当引发剂为光引发剂的时候，步骤（3）中利用功率为1-100 W/cm²的紫外光照射60秒-10分钟，实现前驱体的固化。

7.一种根据权利要求1-6之一所述的制备方法制得的极性溶剂响应光子晶体薄膜。

8.一种根据权利要求7所述的极性溶剂响应光子晶体膜在制备防伪标签中的应用，其特征在于，将极性溶剂响应光子晶体膜复合到商品标签上，制得遇极性溶剂以及含有极性溶剂的混合物即变色响应的防伪标签。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，极性溶剂包括乙醇、甲醇、水、丙酮、乙酸、乙腈和二氯甲烷。