[发明专利]一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法。本发明的炫彩材料的制备方法包括如下步骤：1）将涂布组合物A通过丝棒涂覆于基材上，利用丝棒之间周期性排列的间隙使得在纳米球涂布时穿过此周期性排列的间隙，待溶剂干燥挥发彻底后，纳米球便在高分子基材表面形成了规整周期性排列的形貌；2）将涂布组合物B涂覆于基材上，干燥待溶剂挥发彻底，贴合于得到的涂布组合物A涂层面，进行紫外固化，得到所述炫彩材料。本发明的炫彩材料的制备方法，采用紫外固化，生产效率高，装备简易，可以将纳米球涂布层选择转移到理想任意目的基材，制得的炫彩材料在保证了炫彩效果和各种力学性能效果的同时，具备优异的实用性。

技术领域

本发明涉及炫彩材料技术领域，尤其涉及一种炫彩材料的涂布组合物、炫彩材料及其制备方法。

背景技术

炫彩材料又名七彩材料、彩虹材料等，是指随着肉眼观察角度的变化材料随之呈现不同颜色现象的材料。

就炫彩材料其制备发展技术来看，首先是利用不同折射率构成的多层结构产生的光干涉原理。3M公司利用此原理来实现炫彩效果，即随着人肉眼观察角度的变化，材料可以产生彩虹多彩的变化效果。此技术炫彩效果明显，但明显其工艺复杂，设备成本高，生产效率低；与此同时磁控溅射技术同样也可以构筑不同折射率构成的多层结构，使材料达到同样的炫彩多色效果，同样其工艺复杂，设备和原料价格昂贵，生产效率低。

当人类世界进入了纳米时代后，纳米材料自身的纳米尺度使得自身可以产生区别于宏观物体的“纳米特性”，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等。为了完成周期性纳米结构的排列，主流的技术主要分为微纳制备技术或自组装的方法：前者微纳制备技术是利用黄光刻蚀把预先定义的周期结构通过激光刻蚀或者丝网刻蚀等手段达到目的，缺点是耗时费力，生产效率低，设备成本高；后者自组装方法成本低，工艺简单，即利用毛细管作用、重力作用、电场力等，使材料在理想的微纳结构完成周期规整排列生长，但由于自身的局限造成其劣势是生产效率极其低下，良品率低，同时力学性能差不具备实际应用性能(Langmuir 2016, 32, 5862−5869)。

为了克服以上问题，研究人员研究发展出了若干方法：Changchun Wang等人(Journal of Colloid and Interface Science 584 (2021)145-153)首先提出了利用乳液聚合反应经过反复纯化得到核壳结构纳米材料，再利用多次高温挤压将核壳纳米材料与高分子薄膜形成三明治复合炫彩材料，同时，此种方法大大提高了薄膜的力学强度。但是制备核壳纳米材料的制备步骤经过反复离心纯化，过程繁琐，费时费力；同时成膜过程要经过多次高温挤压因而效率低下，能耗高，因此大大限制了此方法应用范围。

CN111363393A提出了一种纳米材料复合炫彩薄膜的制备方法，将由纳米材料和光固化树脂组成的涂层组合物，涂敷在基膜上，并烘干，再覆盖上保护基膜，通过压延，震荡剪切处理，最终经紫外固化得到炫彩薄膜。但是，该方法要通过压延等程序使得原料成本高，过程复杂，生产效率低。

CN110760084A公开了一种高精度色散小的光学树脂透镜的制备方法，包括以下步骤：以2-巯基联苯、2-溴乙醇和丙烯酸作为原材料，添加定量的氢氧化钾溶液以及水至反应瓶内，将反应瓶内搅拌并加热后的物料静置一小时反应后进行降温冷却，然后通过乙酸乙酯进行萃取两次，将最终产品溶于溶剂丁酮中，加入光引发剂后进行搅拌均匀，然后通过丝棒涂抹在片基上并通过UV固化剂进行固化。该发明通过以2-巯基联苯、2-溴乙醇和丙烯酸作为原材料，经过经脱酸、酯化反应后，将其制得的混合树脂通过丝棒涂抹在由PET胶卷通过切片机切片而成的片基上后，制得的树脂透镜折光率高，可达1.59以上，同时色散低，透明度高。但是该发明不涉及纳米球规整排列导致的炫彩效果。