CN108373689B - 一种胶体晶体涂料及其制备鼠标垫的应用 - Google Patents

一种胶体晶体涂料及其制备鼠标垫的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于胶体晶体材料技术领域，具体涉及一种胶体晶体涂料，所述胶体晶体涂料利用水溶性炭黑增强胶体晶体反射光强度，并进一步公开其制备鼠标垫的应用。本发明所述的胶体晶体涂料，采用共聚物微球乳液与水溶性炭黑混合制得，所述水溶性炭黑有助于增强胶体晶体的反射光强度，适宜于制备光电鼠标垫之用。本发明所述光电鼠标垫以所述胶体晶体涂料涂覆形成反光层，通过鼠标移动速率测试，光电鼠标在涂抹胶体晶体涂料的鼠标垫上移动的速率要高于未涂抹胶体晶体的鼠标垫的速率。可见，本发明所述胶体晶体涂料有助于提高所述鼠标垫的反射光强度，提高鼠标的移动速率。

Description

一种胶体晶体涂料及其制备鼠标垫的应用
技术领域
本发明属于胶体晶体材料技术领域，具体涉及一种胶体晶体涂料，所述胶体晶体涂料利用水溶性炭黑增强胶体晶体反射光强度，并进一步公开其制备鼠标垫的应用。
背景技术
胶体晶体是一种由单分散的微米或亚微米无机或有机颗粒形成的具有三维有序结构的一类物质。胶体晶体的三维有序结构中，其重复周期在微米、亚微米量级，可见光(400-700nm)可在其中发生布拉格衍射，使其呈现不同的颜色。在过去的几十年中，对胶体晶体光学性质的研究一直受到高度的关注。
目前，胶体晶体的应用领域十分广泛，在为模板的大孔材料，光子晶体方面应用的相关报道也屡见不鲜：Sumioka等最近报道用二氧化硅胶体晶体作模板，填充甲基丙烯酸甲酯单体，光引发聚合后用氢氟酸刻蚀掉二氧化硅模板，制备了PMMA三维有序大孔材料，其颜色随着材料拉伸而变化，可用作拉力传感器；Fudouzi等报道了利用溶剂溶胀嵌入在聚苯乙烯胶体晶体中的甲基硅橡胶，使胶体晶体的晶面间距和颜色发生变化，从而实现了用无色溶剂进行彩色书写的光子纸方面的研究；Blanco等报道以二氧化硅为模板，通过气相沉积法制备了具有fcc结构的硅多孔材料，在特定的波长区间形成了禁带，使得该区间波长的光线无法在该材料中传播，因而用作光子器件。
近年来，随着电子行业的迅猛发展，鼠标的更新换代也非常迅速，从一开始的机械鼠标发展为现在比较流行的光电鼠标，并逐渐成为千家万户的必备配件。光电鼠标的基本原理是利用鼠标中的发光二极管发出光线照亮光电鼠标底部表面，经过鼠标垫反射回一部分光线，通过一组光学透镜后传输到光感应器件内成像，从而完成光标的定位。而在这个反射与定位的过程中，能与光电鼠标配套的鼠标垫的性能显得尤为重要。虽然目前市场上的鼠标垫性能普遍比较成熟，但由于光电鼠标的移动是通过鼠标底部发射出来的光再经过鼠标垫的反射回到光电鼠标内部的光感应器进行定位的，而市场上常见的鼠标垫对光电鼠标的反射光的效率并不算高，所以限制了光电鼠标的实际应用。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种胶体晶体涂料，并进一步公开了所述胶体晶体涂料用于制备鼠标垫的应用。
为解决上述技术问题，本发明所述的胶体晶体涂料，包括质量比为40-60：1的共聚物微球和水溶性炭黑。
所述共聚物微球为以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸单体组分聚合而成。
所述共聚物微球的粒径为200-260nm。
本发明还公开了一种制备所述胶体晶体涂料的方法，包括取选定量的所述共聚物微球溶于分散溶剂中，并加入选定量的所述水溶性炭黑进行混匀的步骤，固液分离并除去液体，沉淀部分即为所需的胶体晶体涂料。
所述共聚物微球与分散溶剂的料液比为60-100g/mL。
所述分散溶剂为蒸馏水。
所述共聚物微球和所述水溶性炭黑混匀后，还包括在超声条件下进行分散均匀的步骤。
所述共聚物微球在溶于所述分散溶剂之前，还包括以蒸馏水和/或乙醇进行清洗的步骤。
本发明还公开了所述胶体晶体涂料用于制备鼠标垫的应用。
本发明还公开了一种光电鼠标垫，包括鼠标垫本体及涂覆于所述鼠标垫本体表面的反光层，所述反光层由所述胶体晶体涂料涂覆而成。
本发明所述的胶体晶体涂料，采用共聚物微球乳液与水溶性炭黑混合制得，所述水溶性炭黑有助于增强胶体晶体的反射光强度，适宜于制备光电鼠标垫之用。本发明所述胶体晶体涂料采用共聚物微球乳液与水溶性炭黑在常温下混合超声即可，此制备方法工艺设备简单，简便易操作，重复性好，且采用的共聚物微球以及水溶性炭黑具有无毒害、易合成的优势，所用的原料生产成本低并且产率高，具有环境友好性特点。
本发明所述光电鼠标垫以所述胶体晶体涂料涂覆形成反光层，利用胶体晶体对于在它禁带的波段的光具有很强的反射作用以及黑色染料炭黑可以减少胶体晶体透光强度相反增强其反射光强度的作用，使得光电鼠标底部射出的光线能够更多的反射回鼠标的感应器中，提升鼠标的定位准确度，使鼠标移动更加灵敏。并且通过鼠标移动速率测试，光电鼠标在涂抹胶体晶体涂料的鼠标垫上移动的速率要高于未涂抹胶体晶体的鼠标垫的速率。可见，本发明所述胶体晶体涂料有助于提高所述鼠标垫的反射光强度，提高鼠标的移动速率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1为本发明实施例1中所述单分散共聚物微球的扫描电镜图片；
图2为本发明实施例2中所述单分散共聚物微球的扫描电镜图片；
图3为本发明应用例1中制得鼠标垫的实物图；
图4为本发明应用例2中制得鼠标垫的实物图。
具体实施方式
本发明下述实施例及应用例中涉及设备包括：
所述扫描电镜照片由JEOLJSM-6390型扫描电镜测得；
红光光电鼠标的移动速率数据由电脑软件Mouse rate checker测得；
胶体晶体鼠标垫涂料的反射光谱图由Ocean Optics USB-2000型光纤光谱仪测得。
实施例1
本实施例所述的胶体晶体涂料包括0.5g粒径为220nm的单分散共聚物微球，以及0.01g水溶性炭黑。
本实施例所述单分散共聚物微球为以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸单体组分聚合而成，其可以按照现有技术中已知的方法进行制备，本实施例所述单分散共聚物微球采用如下方法制备:
在250ml的三口烧瓶中加入100ml的蒸馏水，再将17.5mg的乳化剂SDBS和0.50g的缓冲剂碳酸氢铵溶解在上述的蒸馏水中，另外将1.00g的MMA，1.00g的AA和19.00g的St混合均匀后加入到上述三口烧瓶中，机械搅拌，450r/min，油浴锅加热，当温度上升到70℃时，继续保持恒温搅拌30min，然后加入引发剂过硫酸铵的水溶液(0.48g的过硫酸铵溶解于20ml的蒸馏水中)，将上述反应体系在80℃下再继续反应10h得到最终的单分散共聚物微球，经过清洗即可使用。
如图1给出所述单分散共聚物微球的扫描电镜照片，显示所述微球单分散性好，粒径均一，微球的粒径约为220nm；
本实施例所述的胶体晶体涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、共聚物微球的清洗：
将0.5g上述制得的粒径为220nm的单分散共聚物微球均匀地分散在40ml蒸馏水中，倒入离心管并加入适量的蒸馏水和乙醇各清洗三次至上清液澄清；
S2、把清洗过后的共聚物微球掺杂炭黑：
将清洗后的所述共聚物微球分散到40ml蒸馏水中，并加入0.01g水溶性炭黑，将混合溶液倒入离心管中，放入超声波清洗机超声10min(40KHz)，放入离心机，调整转速11000r/min，离心30min，取出倒出多余的液体，即为所需的胶体晶体涂料。
实施例2
本实施例所述的胶体晶体涂料包括0.5g粒径为260nm的单分散共聚物微球，以及0.01g水溶性炭黑。
本实施例所述单分散共聚物微球为以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸单体组分聚合而成，其可以按照现有技术中已知的方法进行制备，本实施例所述共聚物微球采用如下方法制备：
在250ml的三口烧瓶中加入100ml的蒸馏水，再将17.5mg的乳化剂SDBS和0.50g的缓冲剂碳酸氢铵溶解在上述的蒸馏水中，另外将1.00g的MMA，1.00g的AA和19.00g的St混合均匀后加入到上述三口烧瓶中，机械搅拌，450r/min，油浴锅加热，当温度上升到70℃时，继续保持恒温搅拌30min，然后加入引发剂过硫酸铵的水溶液(0.48g的过硫酸铵溶解于20ml的蒸馏水中)，将上述反应体系在80℃下再继续反应10h得到最终的单分散共聚物微球，经过清洗即可使用。
如图2给出了所述单分散共聚物微球的扫描电镜照片，显示微球单分散性好，粒径均一，微球的粒径约为260nm。
本实施例所述的胶体晶体涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、共聚物微球的清洗：
将0.5g上述制得的粒径为260nm的单分散共聚物微球均匀地分散在40ml蒸馏水中，倒入离心管用蒸馏水和乙醇各清洗三次至上清液澄清；
S2、把清洗过后的共聚物微球掺杂炭黑：
将清洗后的共聚物微球分散到40ml蒸馏水中，加入0.01g水溶性炭黑，将混合溶液倒入离心管中，放入超声波清洗机超声10min(40KHz)，放入离心机，调整转速11000r/min，离心30min，取出倒出多余的液体，即为所需的胶体晶体涂料。
实施例3
本实施例所述的胶体晶体涂料包括0.4g粒径为220nm的单分散共聚物微球，以及0.01g水溶性炭黑。
本实施例所述单分散共聚物微球的制备方法同实施例1。
本实施例所述的胶体晶体涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、共聚物微球的清洗：
将0.4g粒径为220nm的单分散共聚物微球均匀地分散在40ml蒸馏水中，倒入离心管用蒸馏水和乙醇各清洗三次至上清液澄清；
S2、把清洗过后的共聚物微球掺杂炭黑：
将清洗后的共聚物微球分散到40ml蒸馏水中，加入0.01g水溶性炭黑，将混合溶液倒入离心管中，放入超声波清洗机超声10min，放入离心机，调整转速11000r/min，离心30min，取出倒出多余的液体，即为所需的胶体晶体涂料。
实施例4
本实施例所述的胶体晶体涂料包括0.6g粒径为240nm的单分散共聚物微球，以及0.01g水溶性炭黑。
本实施例所述单分散共聚物微球的制备方法同实施例2。
本实施例所述的胶体晶体涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、共聚物微球的清洗：
将0.6g粒径为260nm的单分散共聚物微球均匀地分散在36ml蒸馏水中，倒入离心管用蒸馏水和乙醇各清洗三次至上清液澄清；
S2、把清洗过后的共聚物微球掺杂炭黑：
将清洗后的共聚物微球分散到36ml蒸馏水中，加入0.01g水溶性炭黑，将混合溶液倒入离心管中，放入超声波清洗机超声10min，放入离心机，调整转速11000r/min，离心30min，取出倒出多余的液体，即为所需的胶体晶体涂料。
应用例1
取实施例1中制备的胶体晶体涂料，用毛笔刷蘸取产物，均匀地涂抹在红色鼠标垫本体上，所述胶体晶体涂料于室温下经干燥半小时后，形成涂覆于所述红色鼠标垫本体表面的反光层。如图3实物图所示，涂抹有红色胶体晶体涂料的鼠标垫部分与未涂有红色胶体晶体涂料的鼠标垫部分。
将上述所得的鼠标垫放在桌面上，把长度为10cm的皮筋粘在红光光电鼠标上，再将鼠标分别放在涂有绿色胶体晶体涂料以及未涂有绿色胶体晶体涂料的部分，打开Mouserate checker进行移动速率测试，每次都将皮筋拉长到相同的15cm，然后释放，各测三组，取平均值，记录于下表1中。
表1移动速率测试结果
第一次测试 第二次测试 第三次测试 平均值
含涂料 59hz 57hz 47hz 54hz
不含涂料 40hz 44hz 42hz 42hz
如表1所示，红光光电鼠标在涂有绿色胶体晶体的鼠标垫部分上的移动速率要高于未涂有绿色胶体晶体的鼠标垫部分。可见，本发明所述胶体晶体涂料有助于提高所述鼠标垫的反射光强度，提高鼠标的移动速率。应用例2
取实施例2中制备的胶体晶体涂料，用毛笔刷蘸取产物，均匀地涂抹在红色鼠标垫本体上，所述胶体晶体涂料于室温下经干燥半小时后，形成涂覆于所述红色鼠标垫本体表面的反光层。如图4实物图所示，涂抹有红色胶体晶体涂料的鼠标垫部分与未涂有红色胶体晶体涂料的鼠标垫部分。
将上述所得的鼠标垫放在桌面上，把长度为10cm的皮筋粘在红光光电鼠标上，再将鼠标分别放在涂有红色胶体晶体涂料以及未涂有红色胶体晶体涂料的部分，打开Mouserate checker进行移动速率测试，每次都将皮筋拉长到相同的15cm，然后释放，各测三组，取平均值，记录于下表2。
表2移动速率测试结果
第一次测试 第二次测试 第三次测试 平均值
含涂料 58hz 50hz 53hz 54hz
不含涂料 45hz 39hz 51hz 45hz
如表2所示，红光光电鼠标在涂有红色胶体晶体的鼠标垫部分上的移动速率要高于未涂有红色胶体晶体的鼠标垫部分。可见，本发明所述胶体晶体涂料有助于提高所述鼠标垫的反射光强度，提高鼠标的移动速率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种光电鼠标垫，其特征在于，包括鼠标垫本体及涂覆于所述鼠标垫本体表面的反光层，所述反光层由胶体晶体涂料涂覆而成；所述的胶体晶体涂料包括质量比为40-60：1的共聚物微球和水溶性炭黑，所述共聚物微球为以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸单体组分聚合而成。
2.根据权利要求1所述光电鼠标垫，其特征在于，所述共聚物微球的粒径为200-260nm。
3.根据权利要求2所述的光电鼠标垫，其特征在于，所述胶体晶体涂料的制备方法包括取选定量的所述共聚物微球溶于分散溶剂中，并加入选定量的所述水溶性炭黑进行混匀的步骤，固液分离并除去液体，沉淀部分即为所需的胶体晶体涂料。
4.根据权利要求3所述的光电鼠标垫，其特征在于，所述共聚物微球与分散溶剂的料液比为60-100g/mL。
5.根据权利要求4所述的光电鼠标垫，其特征在于，所述分散溶剂为蒸馏水。
6.根据权利要求4或5所述的光电鼠标垫，其特征在于，所述共聚物微球和所述水溶性炭黑混匀后，还包括在超声条件下进行分散均匀的步骤。
7.根据权利要求4或5所述的光电鼠标垫，其特征在于，所述共聚物微球在溶于所述分散溶剂之前，还包括以蒸馏水和/或乙醇进行清洗的步骤。
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