CN102482476B - 丙烯酸类树脂组合物,其制备方法,以及使用其形成的建筑材料、时尚配饰和光学材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种丙烯酸类树脂组合物，所述丙烯酸类树脂组合物包含：丙烯酸类树脂，所述丙烯酸类树脂通过固化在环境温度具有液体形式的丙烯酸类单体和/或在环境温度具有液体形式的丙烯酸类低聚物而制备；和包含氧化硅的胶粒的多晶体，并且所述多晶体被加入到所述丙烯酸类树脂中。在所述丙烯酸类树脂组合物中，所述多晶体中的胶粒之间的平均距离被调节至140至330nm。在所述丙烯酸类树脂组合物中，构成多晶体的单晶体的尺寸可以通过调节氧化硅的含量和/或加入到丙烯酸类树脂组合物中的杂质的量而调节。还公开了建筑材料、时尚配饰和光学材料，它们中的每一种都使用所述丙烯酸类树脂组合物制备。

Description

丙烯酸类树脂组合物,其制备方法,以及使用其形成的建筑材料、时尚配饰和光学材料
技术领域
本发明涉及其中在丙烯酸类树脂中含有氧化硅的胶粒的多晶体的丙烯酸类树脂组合物，其制备方法，以及使用其形成的建筑材料、时尚配饰(fashion accessory)和光学材料。
背景技术
通常已知的是固定的胶体晶体，其中，在基本上不使邻近胶粒彼此接触的情况下，通过将胶粒分散在含有可聚合物质的溶剂中并且将该可聚合物质聚合，所述胶粒被规则地布置(例如，参见专利文献1)。
固定的胶体晶体描述在专利文献1中，其中通过将粒度为136nm的氧化硅混合到二甲基丙烯酸乙二醇酯和甲基丙烯酸甲酯中，使得氧化硅的含量变为31重量％，而通过聚合物链的排斥固定氧化硅的胶粒的多晶体。
然而，专利文献1中所述的固定的胶体晶体的反射光谱中的峰值波长为约530nm，并且在从紫色至红色的宽的波长范围(343至808nm)内不能表现出任意的色彩闪变(play of color)。
另一方面，存在通过最密堆积方法在液体例如水中堆积由氧化硅等的细粒组成的胶粒的堆积方法(例如，参见专利文献2)。在专利文献2中描述的是，通过用超声波照射含有细粒的液体，可以通过最密集堆积在短时间内进行胶粒堆积。
然而，在专利文献2中所述的方法中，必须用超声波将液体蒸发或挥发，并且取决于液体的浓度和组成，胶粒不是总能够在短时间内堆积。因此，在大规模生产和成本方面存在问题。
存在通过聚合其中分散有胶粒的单体而制备用聚合物固定的胶体晶体的方法(例如，参见专利文献3)。
然而，在专利文献3中所述的方法中得到的胶体晶体有可能不能表现 出充分的色彩闪变，因为该方法没有故意地控制单晶体的尺寸。即，固定的胶体晶体由含有许多单晶体的多晶体组成。色彩闪变是指如在珠宝蛋白石中看到的随着视角的变化的色调方面的变化。为何可以看到色彩闪变的原因之一据认为是，归因于上述的许多单晶体，因此在多晶体中可以看到各种晶面。当没有故意控制单晶体的尺寸时，多晶体可能由小的单晶体组成。当单晶体的尺寸过小时，多晶体的可见性劣化，并且不能表现出充分的色彩闪变。没有表现出足够的色彩闪变的胶体晶体不适用于建筑材料、时尚配饰、光学材料等。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]出版公布号WO2003/100139
[专利文献2]日本专利申请公布号2006-247915
[专利文献3]日本专利申请公布号2008-303261
发明概述
本发明要解决的问题
本发明的一个目的是提供一种在从紫色至红色的宽的波长范围内可以表现出任意色彩闪变并且可以相对容易地制备的丙烯酸类树脂组合物，其制备方法，以及使用其形成的建筑材料、时尚配饰和光学材料。
解决问题的手段
本发明的丙烯酸类树脂组合物含有在丙烯酸类树脂中的氧化硅的胶粒的多晶体，所述丙烯酸类树脂通过固化在室温为液体的丙烯酸类单体和/或在室温为液体的丙烯酸类低聚物而形成，并且所述多晶体中的胶粒之间的平均距离为140至330nm。
在制备本发明的丙烯酸类树脂组合物的方法中，通过调节氧化硅的含量和/或杂质的添加量而控制构成多晶体的单晶体的尺寸。
本发明的建筑材料使用所述丙烯酸类树脂组合物形成。
本发明的时尚配饰使用所述丙烯酸类树脂组合物形成。
本发明的光学材料使用所述丙烯酸类树脂组合物形成。
发明效果
根据本发明的丙烯酸类树脂组合物，在从紫色至红色的宽的波长范围内可以表现出任意色彩闪变，因为彼此邻近的胶粒之间的平均距离可以在140至330nm的宽范围内设置。因为本发明的丙烯酸类树脂组合物在丙烯酸类树脂中含有氧化硅的多晶体，因此不存在如在常规最密堆积方法中的由超声波所致的液体蒸发或挥发所致的问题。另外，由于丙烯酸类树脂组合物可以在约1小时至3天的相对短的时间内有效率地形成，因此该组合物在成本方面是有利的并且在大规模生产率方面优异。
根据本发明的制备方法，可以增强多晶体的可见性并且可以表现出足够的色彩闪变，因为通过调节氧化硅的含量和/或杂质的添加量有意地控制构成多晶体的单晶体的尺寸。本发明的建筑材料、时尚配饰和光学材料可以表现出好的色彩闪变，因为它们使用所述丙烯酸类树脂组合物形成。
附图简述
[图1]图1是显示根据本发明的一个实施方案的丙烯酸类树脂组合物的部分放大示意图。
[图2(a)和2(b)]图2(a)是根据本发明的一个实施方案的丙烯酸类树脂组合物的扫描电子显微镜(SEM)照片，并且图2(b)是图2(a)的示意图。
[图4(a)和4(b)]图4(a)是在实施例1中得到的丙烯酸类树脂组合物的数字照相机照片，并且图4(b)是在实施例2中得到的丙烯酸类树脂组合物的数字照相机照片。
[图5]图5是在实施例1中得到的丙烯酸类树脂组合物的各种晶体的反射光谱，并且(a)显示色彩闪变的蓝色，(b)显示色彩闪变的绿色，并且(c)显示色彩闪变的红色。
本发明的实施方式
以下参考图1和图2(a)和2(b)详细解释根据本发明的丙烯酸类树脂组合物的一个实施方案。如图1中所示，根据本实施方案的丙烯酸类树脂组合物1在丙烯酸类树脂2中含有胶粒3的多晶体6。
多晶体6由许多单晶体4构成。在彼此邻近的单晶体4中的构成单晶体4中的每一个的胶粒3的取向在边界5不同。彼此邻近的胶粒3由静电力7所致而彼此排斥。以下具体解释丙烯酸类树脂组合物1的每一种成分。
丙烯酸类树脂2通过固化在室温为液体的丙烯酸类单体和/或在室温为液体的丙烯酸类低聚物而形成。“室温”是指15至30℃的温度。然而，其不限于该温度范围。当丙烯酸类单体和/或低聚物在室温为液体时，胶粒3可以容易地分散。丙烯酸类单体和低聚物中的每一种可以单独使用或将它们的两种或多种一起使用。
在室温为液体的丙烯酸类单体的实例包括：(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯，(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯，(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯，(甲基)丙烯酸甲氧基三甘醇酯，(甲基)丙烯酸甲氧基四甘醇酯，甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等的单官能单体；二(甲基)丙烯酸乙二醇酯，二(甲基)丙烯酸三甘醇酯，二(甲基)丙烯酸四甘醇酯，聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等的二官能单体；和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等的多官能单体。可以混合并使用这些中的一种或两种以上。
在室温为液体的丙烯酸类低聚物的实例包括上述单官能单体、二官能单体和多官能单体的均聚物和共聚物。对丙烯酸类低聚物的重均分子量没有特别限制，只要其在室温为液体即可。
相对于丙烯酸类树脂组合物1的总量，丙烯酸类树脂2的含量优选为35至90重量％。当丙烯酸类树脂2的含量为35重量％以上时，可以改善可见性，从而在从紫色至红色的宽的波长范围内表现出色彩闪变。当丙烯酸类树脂2的含量为90重量％以下时，可以改善可见性，从而表现出具有作为主要组分的多晶体6的色彩闪变，因为可以通过在邻近胶粒3之间采用胶粒3的静电力7而规则排列胶粒3中的每一个。
另一方面，胶粒3由氧化硅制成并且分散在丙烯酸类树脂2中。多晶体6由胶粒3形成，其中混合有具有不同取向的体心立方结构的单晶体，其中混合有具有不同取向的面心立方结构的单晶体，或其中混合有具有体心立方结构的单晶体和具有面心立方结构的单晶体。然而，胶粒3作为整体规则排列。
由静电力7所致的排斥力在彼此邻近的胶粒3之间作用，并且如图2(a)和2(b)中所示，将多晶体6中的胶粒3之间的平均距离L保持在140至330nm，优选150至300nm，并且更优选160至290nm。
当胶粒3之间的平均距离L为140nm以上时，可以从胶粒3之间的平均距离L得到的衍射波长λ在样品的折射率例如为1.5时通过下列确定：2×1.5×2/61/2×140＝343nm，并且没有变得短于可见光波长。因此，可以改善可见性，从而表现出具有作为主要组分的多晶体6的色彩闪变。
当胶粒3之间的平均距离L为330nm以下时，可以从晶体结构得到的衍射波长λ通过下列确定：2×1.5×2/61/2×330＝808nm，并且没有变得长于可见光波长。因此，可以改善可见性，从而表现出具有作为主要组分的多晶体6的色彩闪变。
例如通过调节丙烯酸类树脂组合物1中的氧化硅的含量，可以将胶粒3之间的平均距离L控制到期望值。相对于丙烯酸类树脂组合物1的总量，氧化硅的含量优选为10至65重量％。当氧化硅的含量在此范围内增加时，胶粒3之间的平均距离L趋于变小，而当氧化硅的含量降低时，胶粒3之间的平均距离L趋于变大。当氧化硅的含量在上述范围内时，可以改善可见性，从而表现出具有作为主要组分的多晶体6的色彩闪变，因为可以通过在邻近胶粒3之间采用胶粒3的静电力7而规则排列胶粒3中的每一个。
胶粒3之间的平均距离L可以测量如下。其可以使用SEM图像(参考图2(a))测量，所述SEM图像通过下列方法得到：使用扫描电子显微镜(SEM：S-4100，由Hitachi，Ltd.制造)在15kV的加速电压下观察丙烯酸类树脂组合物1的任意破裂横截面的二次电子复合图像。更具体地，胶粒3之间的平均距离L可以通过下列方法测量：在SEM图像中的任选10个位置测量从一个胶粒3的中心至与其邻近的另一个胶粒3的中心的距离，计算测量值的平均值，并且根据SEM的放大倍数转换此平均值。合适的放 大倍数为约10,000至200,000×。
胶粒3的平均直径R为70至238nm，并且优选120至220nm。当胶粒3的平均直径R为70nm以上时，衍射波长不变得短于可见光波长，并且可以改善可见性，从而表现出具有作为主要组分的多晶体6的色彩闪变。当胶粒3的平均直径R为238nm以下时，衍射波长不变得长于可见光波长，并且可以改善可见性，从而表现出具有作为主要组分的多晶体6的色彩闪变。
胶粒3的平均直径R可以通过用于粉末的SEM进行测量，或用于分散体的粒度分布分析仪如盘离心式粒度分布分析仪(DC24000，由CPS Instruments，Inc.制造)进行测量。
胶粒3可以使用水玻璃或硅的醇盐与氧化硅作为原料通过已知方法制备。具有任意粒度的胶粒3可以通过下列方法得到：通过碱将硅的醇盐水解，或通过将包含水玻璃的氧化硅作为原料碾压。
接着，解释制备丙烯酸类树脂组合物1的方法的一个实施方案。构成丙烯酸类树脂组合物1的胶粒3的氧化硅粉末可以例如制备如下。首先，将100至300g的胶体二氧化硅和100至300g的醇如甲醇称重，放置到容器中，并且混合。构成容器的材料的实例包括聚丙烯。
然后，将混合物用离心分离器通过离心分离成固体组分和液体组分。离心可以在约8,000至10,000rpm的旋转速度进行并且历时约30分钟至1小时30分钟。
在离心以后，将在容器中产生的上清液液体丢弃，将与丢弃的液体几乎相同量的醇称重并且放入到容器中，并且通过离心将生成物再次分离成固体组分和液体组分。将此步骤重复约2至4次。通过该操作，可以容易地分散要得到的氧化硅粉末。在分离完全以后，通过将固体组分在干燥器中在35至60℃的温度干燥而得到氧化硅粉末。该干燥还可以在真空中进行。
氧化硅粉末的平均直径为70至238nm，并且优选120至220nm。在此平均直径的情况下，适当地调节胶粒3的粒度和邻近胶粒3之间的距离，并且可以改善可见性，从而表现出具有作为主要组分的多晶体6的色彩闪变。氧化硅粉末的平均直径可以通过SEM测量。
将得到的氧化硅粉末加入到在室温为液体的丙烯酸类单体和/或在室温为液体的丙烯酸类低聚物中，并且分散。该分散优选使用超声波分散设备进行。作为超声波的条件，优选约10至50kHz的频率，并且优选约1至15小时的时间。
在丙烯酸类树脂2中含有胶粒3的多晶体6的丙烯酸类树脂组合物1通过下列方法得到：将氧化硅粉末分散在丙烯酸类单体和/或低聚物中，加入聚合引发剂，并且通过用紫外线辐射的光聚合或通过加热的热聚合将丙烯酸类单体和/或低聚物固化。根据上述制备方法，该制备不需要如常规最密堆积方法所需的长的时间，并且丙烯酸类树脂组合物1可以通常在约1小时至3天的短时间内形成。因此，该制备方法在成分方面是有利的并且在大规模生产率方面是优异的。
聚合引发剂的种类可以根据固化方法如紫外线或加热而适当地选择。聚合引发剂的具体实例包括：安息香醚类，如苄基(benzyl)，安息香，和安息香甲基醚；乙酰苯类，如2-羟基-2-甲基苯丙酮，对-叔丁基三氯苯乙酮，和对-叔丁基二氯苯乙酮；二苯酮类，如二苯酮，苯甲酸邻-苯甲酰基甲酯，和4-氯二苯酮；偶氮化合物，如2，2’-偶氮二异丁腈，2，2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺]，和2，2’-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺)；和过氧化物，如过氧苯甲酰，过硫酸钾，和过硫酸铵。可以混合并使用这些中的一种或两种以上。
构成多晶体6的单晶体4的尺寸可以通过调节氧化硅的含量和/或杂质的添加量而控制。可以使得构成多晶体6的单晶体4的尺寸大并且可以通过下列方法改善多晶体6的可见性：降低氧化硅的含量，即，通过向丙烯酸类组合物1中加入杂质而使邻近胶粒3彼此离开或弱化胶粒3的静电力7。对于为何单晶体4由于弱化静电力7而变大，可以猜测下列原因。当弱化静电力7时，静电力7的影响距离变短，包括能够进行静电排斥的部分的体积(表观粒子密度)减小。因此，变得难以出现晶体的成核。由于这点，晶核的数量减少，并且要制备的单晶体4变大。
具体地，可以将单晶体4的尺寸控制到5mm以上，并且优选5至15mm。单晶体4的尺寸是指当从与单晶体4垂直的方面观察单晶体4时包围单晶体4的最小外接圆的直径。
氧化硅的含量和杂质的添加的调节可以单独或组合进行。杂质的实例包括：无机盐，如氯化钠，碳酸氢钠，和氯化钾；有机物质，如吡啶，季铵，一乙胺，三乙胺和二乙胺；和具有不同可聚合物质、溶剂和平均直径的胶粒，并且可以混合并使用这些中的一种或两种以上。该杂质可以在将氧化硅粉末加入并分散在丙烯酸类单体和/或低聚物之前或之后加入。相对于丙烯酸类树脂组合物1的总量，杂质的含量优选为90重量％以下。
可聚合物质的实例包括：乙烯基单体和低聚物，如(甲基)丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯，苯乙烯，(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯，(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯，(甲基)丙烯酸甲酯，和二(甲基)丙烯酸乙二醇酯；环状醚，如环氧乙烷，氧杂环丁烷，四氢呋喃，和四氢吡喃；环状酯，如β-丙内酯；环状酰胺，如ε-己内酰胺；和制备聚硅烷的单体，如甲基硅烷和苯基硅烷。可以混合并使用这些中的一种或两种以上。相对于丙烯酸类树脂组合物10的总量，可聚合物质的含量优选为35至90重量％。
溶剂的实例包括水，乙腈，N，N-二甲基甲酰胺，硝基苯，甲醇，乙醇，丙酮，异丙醇，乙二醇，甘油，四氢呋喃，乙酸乙酯，氯仿，二 烷，和丙烯腈，并且可以混合并使用这些中的一种或多种。
在本实施方案中，可以将涂布有有机分子的氧化硅粉末用作氧化硅粉末。在此构造的情况下，可以改进氧化硅粉末对可聚合物质的亲和性。在此情况下，包括有机分子的粉末的总的平均直径优选在上述范围内，即，70至238nm。
有机分子的实例包括聚((甲基)丙烯酸甲酯)，聚苯乙烯，聚(马来酸酐)，聚((甲基)丙烯酸甲酯)和它们的共聚物，并且可以混合并使用一种或两种以 上。以上示例的有机分子可以具有适当的官能团以改善对粒子表面的亲和性。有效官能团的实例包括三甲氧基硅烷基和三乙氧基硅烷基。相对于粒子重量，覆盖氧化硅粉末的表面的有机分子的量优选为约2至20重量％。其它组分与根据以上已经描述的第一实施方案的丙烯酸类树脂组合物1中的组分相同，并且省略解释。
以上解释的根据本发明的丙烯酸类树脂组合物适用于在建筑材料、时尚配饰、光学材料等中使用的复合材料构件。根据本发明的丙烯酸类树脂组合物可以适用的建筑材料的实例包括内部和外部壁材料和地板材料。根据本发明的丙烯酸类树脂组合物可以适用的时尚配饰的实例包括环，项链，耳饰和其中使用发乳光宝石的胸针。根据本发明的丙烯酸类树脂组合物可以适用的光学材料的实例包括用于具有可变波长的激光振荡器和各种滤光器的可调谐光子晶体。
根据本发明的丙烯酸类树脂组合物的用途不限于上述建筑材料，时尚配饰和光学材料，并且该组合物可以适当地用于其中在从紫色至红色的宽波长范围内需要任意色彩闪变的领域中。
以下参考实施例进一步详细地描述本发明。然而，本发明不限于下列实施例。在本实施例中，针对其中邻近胶粒通过静电力彼此排斥的丙烯酸类树脂组合物关于下列方面进行研究：丙烯酸类树脂的鉴别，胶粒的平均直径，氧化硅及其含量的鉴别，胶粒之间的平均距离，结晶性，和可见性。物理性质的测量方法和评价方法如下。
(丙烯酸类树脂的鉴别)
通过使用由Shimadzu Corporation制造的傅里叶变换红外分光光度计“IR Prestige-21”分析而进行丙烯酸类树脂的鉴别。
(胶粒的平均直径)
丙烯酸类树脂组合物中的胶粒的平均直径通过下列方法得到：使用由CPS Instruments，Inc.制造的盘离心式粒度分布分析仪“DC24000”测量在制成粉末之前的胶体二氧化硅。
(氧化硅及其含量的鉴别)
为了丙烯酸类树脂组合物中的氧化硅的鉴别和重量百分数的测量，使用由SII Nano Technology，Inc.制造的“SEA1200VX”通过荧光X射线分析鉴别含有的元素，并且使用由Shimadzu Corporation制造的“DTG-60H”进行热重分析测量重量百分数。
(胶粒之间的平均距离)
基于SEM图像测量胶粒之间的平均距离。SEM图像通过使用由Hitachi，Ltd.制造的扫描电子显微镜“S-4100”在150,000×的放大倍数拍摄丙烯酸类树脂组合物的任意破裂横截面的图像而得到。平均距离通过下列方法得到：测量SEM图像中的10个任意点，计算测量值的平均值，并且从放大倍数转换平均值。
(结晶性)
丙烯酸类树脂组合物的结晶性通过具有卤素灯作为光源的由Hitachi High-Technologies Corporation制造的分光光度计“U4100”进行分析。
(可见性)
多晶体的可见性评价在将主要识别为紫色至红色的部分考虑作为多晶体的情况下，通过视觉观察得到的丙烯酸类树脂组合物而进行。使用下列确定标准。
O：在丙烯酸类树脂组合物的表面上观察到多晶体。
X：在丙烯酸类树脂组合物的表面上根本没有观察到多晶体。
在丙烯酸类树脂组合物的制备中使用的在室温(15至30℃)为液体的丙烯酸类单体如下。
●丙烯酸2-羟基乙酯：商品名“HEMA”，由Nippon Shokubai Co.，Ltd.生产
●甲氧基聚乙二醇#400甲基丙烯酸酯：“FA-400M”，由Hitachi Chemical Co.，Ltd.生产
●4-羟基丙烯酸酯：“4HBA”，由Nippon Kasei Chemical Co.，Ltd.生产
[实施例1至11]
<丙烯酸类树脂组合物的制备>
首先，将200g胶体二氧化硅和200g甲醇称重并放置到聚丙烯容器中，并且使用离心分离器在9100rpm的旋转速度进行离心1小时。在离心以后，将在容器中产生的上清液液体丢弃，将与丢弃的液体几乎相同量的甲醇放入到容器中，并且使用离心分离器再次进行离心。将该步骤重复3次。在离心完成以后，通过将固体组分在干燥器中在45℃的温度干燥而得到氧化硅粉末。
接着，通过下列方法得到分散体：以如表1中所示的组合将在10至65重量％范围内的具有不同平均直径的得到的氧化硅粉末在35至90重量％范围内的丙烯酸类单体中混合并分散。
分散通过使用超声波分散设备用具有24kHz的频率的超声波搅动混合物1小时而进行。表1中的“氧化硅粉末的平均直径”通过下列方法得到：测量以与“胶粒之间的平均距离”中的相同方式得到的SEM图像中的10个任意点，并且计算测量值的平均值。在实施例1至11的实施例4中，在将氧化硅粉末与丙烯酸类单体混合时还加入杂质吡啶。加入吡啶使得与丙烯酸类树脂组合物的比率变为0.3ppm。
然后，通过下列方法得到丙烯酸类树脂组合物：将2-羟基-2-甲基苯丙酮加入到分散体中作为聚合引发剂，将分散体转移到玻璃容器中，并且通过用紫外线辐射而固化丙烯酸类单体。
<评价>
根据上述方法对得到的丙烯酸类树脂组合物关于下列方面进行评价：丙烯酸类树脂的鉴别，胶粒的平均直径，氧化硅及其含量的鉴别，胶粒之间的平均距离，结晶性，和可见性。结果显示在表2中。
[比较例1和2]
将氧化硅粉末的添加量改变为5重量％并且将丙烯酸类单体的添加量改变为95重量％。通过以表1中所示的组合将氧化硅粉末混合并分散在丙烯酸类单体中以得到分散体。以与实施例中相同的方式使用该分散体得到丙烯酸类树脂组合物。根据上述方法对得到的丙烯酸类树脂组合物关于下列方面进行评价：丙烯酸类树脂的鉴别，胶粒的平均直径，氧化硅及其含量的鉴别，胶粒之间的平均距离，结晶性，和可见性。结果显示在表2中。
[表1]
1)HEMA：丙烯酸2-羟基乙酯
4HBA：4-羟基丙烯酸酯
FA-400M：甲氧基聚乙二醇#400甲基丙烯酸酯 
[表2]
如从表2显然的，在实施例1至11中，在丙烯酸类树脂中含有氧化硅的胶粒的多晶体，胶粒之间的平均距离为140至330nm并且可见性是优异的。
更具体地，在实施例1中，在实施例1中得到这样的多晶体，其具有在如图4(a)中所示的构成多晶体的单晶体中最大具有10mm以上的尺寸的单晶体4a，并且其是具有如图5中所示的红色、绿色和蓝色作为主要颜色的多晶体。在实施例2中，得到了如图4(b)中所示的由具有约1mm的均匀尺寸的单晶体4b构成的多晶体。图5中所示的反射光谱通过由Ocean Optics，Inc.制造的多通道光纤分光计“USB2000”测量而得到。
在实施例3和4中，成分相同，不同之处在于是否加入杂质吡啶(参考表2中的“备注”)。在实施例3中，得到这样的多晶体，其由许多单晶体构成，所述单晶体过小以至于不能视觉确认，即使通过将胶粒之间的平均距离控制到140至330nm而得到优异的可见性。与此相反，在实施例4中通过加入吡啶得到这样的多晶体，其具有绿色作为主要颜色并且具有尺寸为10mm以上的许多单晶体，这是与实施例1中相同的水平。
在实施例5和6中，得到了具有红色至绿色作为主要颜色的多晶体。在实施例7和8中，得到了尺寸为约1mm并且具有绿色至紫色作为主要颜色的多晶体。在实施例9和10中，得到了尺寸为1mm以上并且具有绿色至紫色作为主要颜色的多晶体，并且固化产物是软的和橡胶样的。在实施例11中，得到了由细小单晶体构成并且具有彩虹颜色外观的橡胶样固化产物。
另一方面，比较例1和2中的产物都是非晶的并且没有确认出多晶体。关于此的原因据认为是氧化硅的含量小于实施例1至11的氧化硅的含量。

Claims (9)

1.一种丙烯酸类树脂组合物，所述丙烯酸类树脂组合物包含：
丙烯酸类树脂，所述丙烯酸类树脂通过固化在室温为液体的丙烯酸类单体和/或在室温为液体的丙烯酸类低聚物而形成；和
氧化硅的胶粒的多晶体，所述氧化硅的胶粒的多晶体被包含在所述丙烯酸类树脂中，其中所述多晶体由许多具有5mm以上的尺寸的单晶体构成，并且其中
在所述多晶体中的所述胶粒之间的平均距离为140至330nm。
2.根据权利要求1的丙烯酸类树脂组合物，其中所述胶粒的平均直径为70至238nm。
3.根据权利要求1的丙烯酸类树脂组合物，其中邻近胶粒通过静电力彼此排斥。
4.根据权利要求1的丙烯酸类树脂组合物，其中所述氧化硅的含量为10至65重量％。
5.根据权利要求1的丙烯酸类树脂组合物，其中所述丙烯酸类树脂的含量为35至90重量％。
6.一种制备根据权利要求1所述的丙烯酸类树脂组合物的方法，其中通过调节所述氧化硅的含量和/或杂质的添加量而控制构成所述多晶体的单晶体的尺寸。
7.一种建筑材料，所述建筑材料是使用根据权利要求1所述的丙烯酸类树脂组合物形成的。
8.一种时尚配饰，所述时尚配饰是使用根据权利要求1所述的丙烯酸类树脂组合物形成的。
9.一种光学材料，所述光学材料是使用根据权利要求1所述的丙烯酸类树脂组合物形成的。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011245187A (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 Kyocera Corp オパール装飾品とその製造方法
JP2013010924A (ja) * 2011-05-30 2013-01-17 Kyocera Corp オパール複合材料およびその製造方法
GB2510992B (en) * 2011-10-03 2021-02-03 Fuji Chemical Company Ltd Epoxy resin composition, and method for producing same
US9970850B2 (en) * 2013-08-06 2018-05-15 National Institute For Materials Science Sheet of colloidal crystals immobilized in resin, method of displaying structural color using same, method for detecting unevenness distribution or hardness distribution of subject using same, and structural color sheet
WO2016093121A1 (ja) * 2014-12-12 2016-06-16 公立大学法人名古屋市立大学 コロイド共晶、コロイド共晶固化体、及びそれらの製造方法
CN113348322A (zh) 2019-02-05 2021-09-03 松下知识产权经营株式会社 照明装置以及光学部件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003100139A1 (fr) * 2002-05-29 2003-12-04 Bando Chemical Industries, Ltd. Cristal colloidal immobilise et processus de production de ce cristal
JP2005325173A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc コロイド結晶及びその製造方法
CN101225179A (zh) * 2008-02-05 2008-07-23 复旦大学 一种大面积有序多孔膜材料及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60100432A (ja) * 1983-11-05 1985-06-04 Oki Electric Ind Co Ltd リフトオフ金属パタ−ン形成方法
JP3537156B2 (ja) * 1992-08-05 2004-06-14 触媒化成工業株式会社 微粒子分散液および化粧料
JP2001191025A (ja) 1999-11-04 2001-07-17 Dainippon Printing Co Ltd 高分子−微粒子複合体の製造方法
DE602004007952T2 (de) 2003-10-31 2007-12-06 Corning Inc. Colloidale kristalle auf grossem massstab und makroporöse polymere und herstellungsverfahren
JP2006247915A (ja) 2005-03-09 2006-09-21 Institute Of Physical & Chemical Research ３次元構造体の製造方法
BRPI0608708A2 (pt) * 2005-03-16 2010-01-26 Unilever Nv métodos para colorir substrato selecionado de cabelo de um indivìduo e fibras de tecidos, para imprimir sobre um substrato, uso da composição colorante, material fibroso, substrato, composição colorante de fibra, e, composição de tinta
JP4386098B2 (ja) 2007-06-06 2009-12-16 株式会社豊田中央研究所 ポリマーで固定化されたコロイド結晶の製造方法及びポリマーで固定化されたコロイド結晶
JP5382306B2 (ja) * 2008-12-04 2014-01-08 株式会社豊田中央研究所 ポリマーで固定化されたコロイド結晶及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003100139A1 (fr) * 2002-05-29 2003-12-04 Bando Chemical Industries, Ltd. Cristal colloidal immobilise et processus de production de ce cristal
JP2005325173A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Toyota Central Res & Dev Lab Inc コロイド結晶及びその製造方法
CN101225179A (zh) * 2008-02-05 2008-07-23 复旦大学 一种大面积有序多孔膜材料及其制备方法

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