CN107460749A - 一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料领域,具体涉及一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法。本发明所述一维光子晶体结构色膜转移印花的方法,在经过亲水处理的疏水性基底上组装聚合物/无机物或无机物/无机物纳米多孔一维光子晶体,然后依次铺展图案化模板、转移介质光固化树脂或者热固性弹性体、纺织纤维,最后固化成膜而剥离,从而实现一维光子晶体的转移印花,该方法能够将具有高亮度、高饱和、不褪色的结构色膜转移印花至不同种类的纤维上,转移简便,操作简单,条件容易控制,扩大了光子晶体结构色的实际应用。

Description

一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法
技术领域
本发明属于材料领域,具体涉及一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法。
背景技术
自然界中的色彩按来源不同可以分为色素色与结构色。色素色是目前纺织纤维印染的主要应用材料。众所周知,印染行业存在高污染、高能耗问题,而且色素色会随着时间的推移产生褪色。而结构色是由于自然光在材料微观周期性结构中发生衍射、干涉等产生的颜色,如孔雀羽毛、蝴蝶翅膀等。与色素色相比,结构色具有高亮度、高饱和度、不褪色等优点。光子晶体是结构色的主要来源,它是一种光子带隙材料。将光子晶体结构色应用于纺织纤维印染领域具有重要的理论和实践意义。一维光子晶体在一个方向上具有光子频率禁带,由两种不同折射率介质交替堆叠而成,当一维光子晶体反射光波长在可见光区,即得到具有结构色特征的一维光子晶体材料。这类材料结构简单、选材较广、稳定性好。本发明设计组装一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法,这种方法首先在疏水性硬质基材上组装低折射率聚合物/高折射率无机物、低折射率无机物/高折射率无机物纳米多孔一维光子晶体结构色膜,通过光固化或热固性转移介质和图案化附着物,一步实现一维光子晶体结构色图案化和纺织纤维转移印花。
发明内容
针对纺织纤维传统印花存在的高污染、高能耗、颜色稳定性差等问题,本发明提供了一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法,通过这种方法可以完全消除传统印花中色素色的使用,将硬质基材上组装的一维光子晶体结构色图案转移到纺织纤维上,得到性能稳定高亮度、高饱和度的结构色印花图案。
一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法,包括以下步骤:
(1)将疏水性硬质平面基底进行等离子体亲水处理;
(2)在处理所得的基底上交替组装低折射率有机聚合物纳米粒子和高折射率无机纳米粒子(或者低折射率无机纳米粒子和高折射率无机纳米粒子),获得有机聚合物纳米粒子和无机纳米粒子(或低折射率无机纳米粒子和高折射率无机纳米粒子)交替堆叠的周期性层状结构材料;
其中,低折射率和高折射率为相对概念,即高折射率与低折射率比值大于1。
(3)在层状结构材料上铺展图案化模板;
(4)在图案化模板上铺展转移介质,所述转移介质为光固化树脂和光引发剂的混合液,或热固性弹性体和固化剂的混合液;
(5)在转移介质上铺展待转移印花纺织纤维;
(6)进行光固化或热固化处理;
(7)从基底剥离。
上述技术方案中,步骤(1)中,所述“等离子体亲水处理”于等离子体清洗机中进行,具体为:将疏水性(水接触角大于90°)硬质平面基底置于等离子体清洗机中,处理2~30min。
进一步地,所述疏水性硬质平面基底优选为聚丙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯基底。
上述技术方案中,步骤(3)中,所述图案化模板为纸、塑料薄膜、锡纸、皮革等材质,图案根据需要进行设计。
上述技术方案中,步骤(4)中,优选所述光固化树脂为聚乙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、聚酰亚胺或酚醛树脂。
进一步地,所述光引发剂优选为光引发剂1173(α-羟基异丁酰苯),光引发剂TPO(2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦),光引发剂907{2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮},光引发剂184(1-羟基环己基苯基甲酮),其均可商业购得;更进一步地,优选光引发剂的用量为光固化树脂质量的0.3~5%w/w。
更进一步地,所述光固化处理条件为:在254和365nm波长的紫外灯照射下,固化温度0~90℃,固化时间2~30min。
上述技术方案中,步骤(4)中,所述热固性弹性体为聚硅氧烷弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶或聚硫橡胶。
进一步地,所述优选固化剂为脱醇型固化剂和脱酸型固化剂,其均可以商业购得;更进一步地,优选固化剂的用量为热固性弹性体质量的5%~15%w/w。
更进一步地,根据所选用的弹性体的不同,所述热固化处理条件为:固化温度65~150℃,固化时间0.5~24h。
上述技术方案中,步骤(5)中,所述纺织纤维为涤纶、棉、毛、丝、腈纶、丙纶、氨纶或其混纺纤维等。
上述技术方案中,步骤(7)中,所述剥离可利用镊子或刀片直接将一维光子晶体结构色图案与疏水性硬质基材层分离,转移到纺织纤维基材上。
进一步地,所述层状结构材料按下述方法制得,包括下述工艺步骤:
①制备低折射率有机聚合物微乳液或反相微乳液或低折射率无机纳米溶胶;
②制备高折射率无机物纳米溶胶;
③将步骤①所得的聚合物微乳液或反相微乳液或其稀释液(或低折射率无机纳米溶胶)与步骤②所得的无机物纳米溶胶或其稀释溶胶采用层层自组装法交替在步骤(1)处理所得基底上进行堆叠,每层有机聚合物材料层或无机物纳米材料层需要一次或多次组装完成,每层组装完成后干燥固化或整体堆叠后干燥固化处理,即得一维光子晶体结构生色材料,
其中,所述层层自组装制备方法为旋涂法、浸渍法或喷涂法。
上述技术方案中,干燥固化使有机聚合物连接成膜。
上述步骤③所得一维光子晶体结构生色材料为结构色具有角度依存性的材料。
本发明所述光子晶体结构生色材料为多层材料,是在基底上交替堆叠低折射率有机纳米粒子层或无机纳米粒子层和高折射率无机纳米粒子层,其包括至少一层低折射率有机或无机纳米粒子和至少一层高折射率无机纳米粒子,其与基底结合的可为低折射率纳米粒子层,也可为高折射率纳米粒子层。
本发明所述多层材料其是在沿与基质平面垂直方向进行低折射率有机纳米粒子层和高折射率无机纳米粒子层(或低折射率无机纳米粒子层和高折射率无机纳米粒子层)自下而上的交替堆叠。
进一步地,所述高折射率无机纳米粒子为二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡、掺锑二氧化锡、氧化铜、氧化铬、硫化镉;
所述低折射率无机纳米粒子为二氧化硅、氧化石墨烯、水滑石、沸石、粘土、炭黑;
进一步地,所述低折射率有机聚合物为聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯]、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯]、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸]、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酰胺]、聚[苯乙烯-丙烯酸乙酯]、聚[苯乙烯-丙烯酸丁酯]、聚(苯乙烯-丙烯酸)、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯]共聚物、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸羟乙酯]共聚物、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚氨酯。
其中,所述共聚物前后单体的质量比在20:1~1:10之间。
上述“前后单体”,例如,聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯]中,“前单体”为(甲基)丙烯酸甲酯,“后单体”为丙烯酸丁酯,即(甲基)丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量比为20:1~1:10。
上述技术方案中,所述步骤①中,所述低折射率有机或无机纳米粒子粒径为10~100nm,优选为10~60nm,且粒径多分散指数(PDI)小于0.40;
上述技术方案中,所述步骤②中,所述高折射率无机纳米粒子粒径为10~100nm的纳米粒子,优选为10~60nm,且粒径多分散指数小于0.40。
上述技术方案中,所述步骤①中,所述有机聚合物微乳液和反相微乳液及其稀释液或无机纳米溶胶质量百分比浓度为0.5%~40%,进一步优选为1%~10%。
上述技术方案中,所述步骤②中,所述无机纳米溶胶及其稀释液质量百分比浓度为0.5%~40%,进一步优选为1%~10%。
上述技术方案中,所述步骤③中,所述制备方法中每层或材料整体制备完成后将样品于30~100℃干燥0.5~30分钟;进一步优选为于40~60℃干燥3~10分钟。
上述技术方案中,所述步骤①中,所述制备有机聚合物纳米粒子的方法为微乳液聚合法、改进微乳液聚合法或反相微乳液聚合法。
上述技术方案中,所述步骤①和步骤②中,制备无机物纳米粒子的方法为分散法,水热法或溶胶凝胶法。
本发明的有益效果为:本发明所述的转移方法的原理是由于疏水性基底通过亲水处理获得暂时的亲水性从而有利于纳米多孔一维光子晶体的组装,在图案化模板上转移介质—光固化树脂或者热固性弹性体在固化前易于渗透到一维光子晶体的孔隙中,产生局部固化,固化后由于转移介质的存在,一维光子晶体与疏水性基底的作用力较其与纺织纤维间的作用力小,因此很容易从疏水性基底上转移到纤维材料上,从而实现一维光子晶体结构色的转移印花。本发明和现有技术比较,不使用色素色,通过一维光子晶体结构色膜的组装,图案化,转移介质渗入,基质局部固化和转移的过程实现在纺织纤维上的结构色转印。
附图说明
图1是一种一维光子晶体结构色膜转移印花方法的示意图,
a为疏水性硬质平面基底,b为一维光子晶体生色材料,c为图案化模板,d为转移介质,e为纺织纤维。
图2是一维光子晶体转移印花至纺织纤维上的数码照片图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例1
(1)将2.5cm×2.5cm聚丙烯板用等离子体清洗机亲水处理2min。
(2)聚合物微乳液制备:(a)称取24g水,0.72g十二烷基硫酸钠,0.36g壬基酚聚氧乙烯醚及0.1g碳酸氢钠于反应瓶中,水浴加热至80℃加入1.1g的混合单体(甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的质量比3:1,简述为单体比例3:1)反应0.5h。(b)将0.11g十二烷基硫酸钠,0.06g壬基酚聚氧乙烯醚和6g水于反应瓶中,水浴至50℃加入18.9g混合单体(单体比例3:1)并反应0.5h。(c)将0.075g过硫酸钾溶于3g水中,加入(a)中,然后将(b)匀速滴入,并在2h内滴完,然后保温1h,得目标微乳液。
无机溶胶制备:将平均粒径为30nm的纳米二氧化钛粉末分散于水和乙醇体积为1:1的混合溶剂中,获得质量分数为3%二氧化钛溶胶。
将质量分数为8%的聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)微乳液与质量分数为3%二氧化钛溶胶在步骤(1)处理所得聚丙烯板上交替旋涂,分别旋涂3次,组装成具有结构色的一维光子晶体结构生色材料。
(3)在步骤(2)所得一维光子晶体结构生色材料上覆盖图案化模板,并旋涂一层聚二甲基硅氧烷弹性体(PDMS)与固化剂(所述聚二甲基硅氧烷弹性体(PDMS)和固化剂均购于道康宁公司,配套使用)的混合液,在其上覆盖上涤纶,参见图1,在95℃条件下固化1h。
图1中a为聚丙烯板,b为三个堆叠的聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/二氧化钛一维光子晶体,c为图案化的模板,d为聚二甲基硅氧烷弹性体与固化剂混合液,e为涤纶。
(4)将步骤(3)所得材料利用镊子将一维光子晶体结构生色材料剥离聚丙烯板,从而实现聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/二氧化钛一维光子晶体的转移印花,印花图案参见图2。
实施例2~8
方法同实施例1,但分别转移至棉、毛、丝、腈纶、丙纶、氨纶或涤棉混纺纤维进行一维光子晶体结构色材料的印花转移。
实施例9
(1)将2.5cm×2.5cm聚苯乙烯板用等离子体清洗机亲水处理2min。
(2)聚合物微乳液制备:(a)称取24g水,0.72g十二烷基硫酸钠,0.36g壬基酚聚氧乙烯醚及0.1g碳酸氢钠于反应瓶中,水浴加热至80℃加入1.1g的混合单体(丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯,单体比例为4:1)反应0.5h。(b)将0.11g十二烷基硫酸钠,0.06g壬基酚聚氧乙烯醚和6g水于反应瓶中,水浴至50℃后加入18.9g混合单体(单体比例为4:1)并反应0.5h。(c)将0.075g过硫酸钾溶于3g水中,加入(a)中,然后将(b)匀速滴入,并在2h内滴完,然后保温1h,得目标微乳液。
无机溶胶制备:将平均粒径为30nm的纳米二氧化钛粉末分散于水和乙醇体积为1:1的混合溶剂中,得质量分数为3%二氧化钛溶胶。
将质量分数为8%的聚(丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)微乳液与质量分数为3%二氧化钛溶胶在步骤(1)处理所得聚苯乙烯板上交替旋涂,分别旋涂3次,组装成具有结构色的一维光子晶体结构生色材料。
(3)在步骤(2)所得一维光子晶体结构生色材料上覆盖图案化模板,并旋涂一层聚氨酯树脂与拜耳REF固化剂混合液,在其上覆盖上涤纶。参见图1。在95℃条件下固化1h。
其中图1中a为聚苯乙烯板,b为三个堆叠的聚(丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/二氧化钛一维光子晶体,c为图案化的模板,d为聚氨酯树脂与固化剂混合液,e为涤纶。
(4)将步骤(3)所得材料利用镊子将一维光子晶体结构生色材料剥离聚苯乙烯板,从而实现聚(丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/二氧化钛一维光子晶体的转移印花。
实施例10~16
方法同实施例9,但分别转移至棉、毛、丝、腈纶、丙纶、氨纶或涤棉混纺纤维进行一维光子晶体结构色材料的印花转移。
实施例17
(1)将2.5cm×2.5cm聚氯乙烯板用等离子体清洗机亲水处理2min。
(2)聚合物微乳液制备:(a)称取24g水,0.72g十二烷基硫酸钠,0.36g壬基酚聚氧乙烯醚及0.1g碳酸氢钠于反应瓶中,水浴加热至75℃加入1.1g的单体甲基丙烯酸甲酯反应0.5h。(b)将0.11g十二烷基硫酸钠,0.06g壬基酚聚氧乙烯醚和6g水于反应瓶中,水浴至50℃后加入18.9g单体并反应0.5h。(c)将0.075g过硫酸钾溶于3g水中,加入(a)中,然后将(b)匀速滴入,并在2h内滴完,然后保温1h,得目标微乳液。
无机溶胶制备:将平均粒径为40nm的纳米氧化锌粉末分散于水和乙醇体积为1:1的混合溶剂中,得质量分数为3%氧化锌溶胶。
将质量分数为8%的聚甲基丙烯酸甲酯微乳液与质量分数为3%氧化锌溶胶在步骤(1)处理所得聚聚氯乙烯板上交替旋涂,分别旋涂3次,组装成具有结构色的一维光子晶体结构生色材料。
(3)在步骤(2)所得一维光子晶体结构生色材料上覆盖图案化模板,并旋涂一层乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂与拜耳REF固化剂混合液,在其上覆盖上涤纶。参见图1。在70℃条件下固化2h。
其中图1中a为聚氯乙烯板,b为三个堆叠的聚甲基丙烯酸甲酯/氧化锌一维光子晶体,c为图案化的模板,d为乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂与固化剂混合液,e为涤纶。
(4)将步骤(3)所得材料利用镊子将一维光子晶体结构生色材料剥离聚氯乙烯板,从而实现聚甲基丙烯酸甲酯/氧化锌一维光子晶体的转移印花。
实施例18~24
方法同实施例17,但分别转移至棉、毛、丝、腈纶、丙纶、氨纶或涤棉混纺纤维进行一维光子晶体结构色材料的印花转移。
实施例25
(1)将2.5cm×2.5cm聚丙烯板用等离子体清洗机亲水处理2min;
(2)聚合物微乳液制备:(a)称取24g水,0.72g十六烷基三甲基溴化铵于反应瓶中,水浴加热至75℃加入1.1g的混合单体(甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯,单体比例为15:1)反应0.5h。(b)将0.11g十六烷基三甲基溴化铵和6g水于反应瓶中,水浴至50℃后加入18.9g混合单体并反应0.5h。(c)将0.075g偶氮二异丁腈溶于3g水中,加入(a)中,然后将(b)匀速滴入,并在2h内滴完,然后保温1h,得目标微乳液。
无机溶胶制备:将平均粒径为40nm的纳米氧化锌粉末分散于水和乙醇体积为1:1的混合溶剂中,得质量分数为5%氧化锌溶胶。
将质量分数为3%的聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸羟乙酯)微乳液与质量分数为5%氧化锌溶胶在步骤(1)处理所得聚丙烯板上交替,分别旋涂3次,组装成具有结构色的一维光子晶体结构生色材料。
(3)在步骤(2)所得一维光子晶体结构生色材料上覆盖图案化模板,然后铺展一层聚酯丙烯酸树脂与光引发剂1173混合液,并在其上覆盖白色涤纶。参见图1。用254和365nm波长的紫外灯光照20min固化成膜。
其中图1中a为聚丙烯板,b为三个堆叠的聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸羟乙酯)/氧化锌一维光子晶体,c为图案化的模板,d为光固化树脂聚酯丙烯酸酯与光引发剂1173混合液,e为涤纶。
(4)将步骤(3)所得材料利用镊子将一维光子晶体结构生色材料剥离聚丙烯板,从而实现聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸羟乙酯)/氧化锌一维光子晶体的印花转移。
实施例26~32
方法同实施例25,但分别转移至棉、毛、丝、腈纶、丙纶、氨纶或涤棉混纺纤维进行一维光子晶体结构色材料的印花转移。
实施例33
(1)将2.5cm×2.5cm聚四氟乙烯板用等离子体清洗机亲水处理2min;
(2)聚合物微乳液制备:(a)称取24g水,0.72g十六烷基三甲基溴化铵于反应瓶中,水浴加热至75℃加入1.1g的混合单体(甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸,单体比例为10:1)反应0.5h。(b)将0.11g十六烷基三甲基溴化铵,和6g水于反应瓶中,水浴至50℃后加入18.9g混合单体(单体比例为10:1)并反应0.5h。(c)将0.075g过硫酸钾溶于3g水中,加入(a)中,然后将(b)匀速滴入,并在2h内滴完,然后保温1h,得目标微乳液。
无机溶胶制备:将平均粒径为40nm的纳米二氧化锆粉末分散于水和乙醇体积为1:1的混合溶剂中,得质量分数为5%二氧化锆溶胶。
将质量分数为3%的聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)微乳液与质量分数为5%二氧化锆溶胶在步骤(1)处理所得聚四氟乙烯板上交替旋涂,分别旋涂3次,组装成具有结构色的一维光子晶体结构生色材料。
(3)在步骤(2)所得一维光子晶体结构生色材料上覆盖图案化模板,然后铺展一层光固化树脂聚乙二醇二丙烯酸酯PEGDA600与光引发剂1173混合液,并在其上覆盖白色涤纶。参见图1。用254和365nm波长的紫外灯光照10min固化成膜。
其中图1中a为聚四氟乙烯板,b为三个堆叠的聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)/二氧化锆一维光子晶体,c为图案化的模板,d为光固化树脂聚乙二醇二丙烯酸酯PEGDA600与光引发剂混合液,e为涤纶。
(4)将步骤(3)所得材料利用镊子将一维光子晶体结构生色材料剥离聚四氟乙烯板,从而实现聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)/二氧化锆一维光子晶体的印花转移。
实施例34~40
方法同实施例33,但分别转移至棉、毛、丝、腈纶、丙纶、氨纶或涤棉混纺纤维进行一维光子晶体结构色材料的印花转移。
实施例41
(1)将2.5cm×2.5cm聚氯乙烯板用等离子体清洗机亲水处理5min;
(2)无机溶胶制备:将平均粒径为30nm的纳米二氧化钛粉末溶于水和乙醇体积为1:1的混合溶剂中,得质量分数为5%二氧化钛溶胶;将平均粒径为30nm的纳米二氧化硅溶胶用水稀释,得质量分数为3%的二氧化硅溶胶。
将质量分数为3%的二氧化硅溶胶与质量分数为5%二氧化钛溶胶在步骤(1)处理所得聚氯乙烯板上交替旋涂,分别旋涂3次,组装成具有结构色的一维光子晶体结构生色材料。
(3)在步骤(2)所得一维光子晶体结构生色材料上覆盖图案化模板,然后铺展一层光固化树脂聚乙二醇二丙烯酸酯PEGDA1000与光引发剂TPO混合液,并在其上覆盖白色涤纶。参见图1。用254和365nm波长的紫外灯光照10min固化成膜。
其中图1中a为聚氯乙烯板,b为三个堆叠的二氧化硅/二氧化钛一维光子晶体,c为图案化的模板,d为光固化树脂聚乙二醇二丙烯酸酯PEGDA1000与光引发剂混合液,e为涤纶。
(4)将步骤(3)所得材料利用镊子将一维光子晶体结构生色材料剥离聚氯乙烯板,从而实现二氧化硅/二氧化钛一维光子晶体的印花转移。
实施例42~48
方法同实施例41,但分别转移至棉、毛、丝、腈纶、丙纶、氨纶或涤棉混纺纤维进行一维光子晶体结构色材料的印花转移。

Claims (8)

1.一种基于一维光子晶体结构色膜转移印花的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将疏水性硬质平面基底进行等离子体亲水处理;
(2)在处理所得的基底上交替组装低折射率有机聚合物纳米粒子或低折射率无机纳米粒子和高折射率无机纳米粒子,获得低折射率有机纳米粒子或低折射率无机纳米粒子和高折射率无机纳米粒子交替堆叠的周期性层状结构材料,所得层状结构材料为一维光子晶体结构生色材料;
(3)在层状结构材料上铺展图案化模板;
(4)在图案化模板上铺展转移介质,所述转移介质为光固化树脂和光引发剂的混合液,或热固性弹性体和固化剂的混合液;
(5)在转移介质上铺展待转移印花纺织纤维;
(6)进行光固化或热固化处理;
(7)将基底剥离。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,所述层状结构材料按下述方法制得,包括下述工艺步骤:
①制备低折射率有机聚合物微乳液或反相微乳液,或低折射率无机物纳米溶胶;
②制备高折射率无机物纳米溶胶;
③将步骤①所得的聚合物微乳液或反相微乳液或其稀释液,或无机物纳米溶胶或其稀释液与步骤②所得的无机物纳米溶胶或其稀释溶胶采用层层自组装法交替在步骤(1)处理所得基底上进行堆叠,每层有机聚合物材料层或无机物纳米材料层需要一次或多次组装完成,每层组装完成后干燥固化或整体堆叠后干燥固化处理,即得一维光子晶体结构生色材料,
其中,所述层层自组装制备方法为旋涂法、浸渍法或喷涂法。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述疏水性硬质基底为聚丙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯基底。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述高折射率无机纳米粒子为二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡、掺锑二氧化锡、氧化铜、氧化铬、硫化镉;
所述低折射率无机纳米粒子为二氧化硅、氧化石墨烯、水滑石、沸石、粘土、炭黑;
所述低折射率有机聚合物纳米粒子为聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯]、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯]、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸]、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酰胺]、聚[苯乙烯-丙烯酸乙酯]、聚[苯乙烯-丙烯酸丁酯]、聚(苯乙烯-丙烯酸)、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯]共聚物、聚[(甲基)丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸羟乙酯]共聚物、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述高折射率无机纳米粒子或低折射率无机纳米粒子粒径为10~100nm,且粒径多分散指数小于0.40;所述有机纳米粒子粒径为10~100nm的纳米粒子,且粒径多分散指数小于0.40。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述光固化树脂为聚乙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、聚酰亚胺或酚醛树脂;
所述热固性弹性体为聚硅氧烷弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶或聚硫橡胶。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述光固化处理条件为:在254和365nm波长的紫外灯照射下,固化温度0~90℃,固化时间2~30min。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述热固化处理条件为:固化温度65~150℃,固化时间0.5~24h。
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